Extracția petrolului

Capitolul I Proiectarea regimului de functionare la o sonda

in pompaj intermitent

I.1 Principii generale

Extractia titeiului din sondele cu debite scazute se face de obicei prin pompaj de adancime cu prajini.Functionarea sistemului strat-pompa este exprimata de raportul dintre debitul de lichid produs de strat :

Q=IP- (p_c-p_f ); (1)

si debitul de lichid aspirat de pompa:

Q_p=1440- A_p- S_r- n- α; (2)

Conditia de functionare continua a acestui sistem este : Q= Q_p,ceea ce presupune un nivel dinamic in sonda constant.In cazul in care Q< Q_p,pentru restabilirea egalitatii se actioneaza asupra celor 3 parametrii: A_p,S_r,n in sensul micsorarii acestora. Sunt insa situatii cand ,desi micsoram acesti parametri la minimum posibil,avand in vedere unitatea de pompare existenta la sonda,nu se poate realiza conditia impusa de relatia 2. In cazul in care Q> Q_p,pompa functioneaza in conditiile umplerii incomplete a cilindrului cu lichid,dinamograma indicand “lipsa de nivel”. Pentru functionarea sondelor in pompaj intermitent se poate obtine utilizarea completa a capacitatii instalatie de pompare,micsorarea cheltuielilor de exploatare,prin functionarea instalatiei un timp mai redus,micsorarea consumuli specific de energie.

Un ciclu complet de lucru ,T este alcatuit dintr-o perioada de functionare a pompei de durata t_f si o perioada de acumulare a lichidului in sonda de durata t_e ,pompa fiind oprita in perioada de acumulare:

T=t_f+t_e; (3)

Problema de baza a pompajului intermitent consta in determinarea timpului de acumulare si a timpului de functionare a pompei. Pentru stabilirea parametrilor pompajului intermitent este necesar sa se determine cum varieaza nivelul de lichid in coloana sondei,atat in timpul acumularii cat si in timpul functionarii pompei.La oprirea pompei ,nivelul de lichid in coloana sondei se gaseste in sorbul pompei,fixat la media perforaturilor coloanei.Admitand o curgere radial plana simetrica a unui lichid incompresibil ,debitul de lichid care intra la un moment dat,in coloana sondei si duce la cresterea nivelului dh in timpul dt va fi:

Q=1440 - A- dh/dt=IP(p_c-p_f ); (4);

unde: A-este suprafata sectiunii transversale a spatiului inelar dintre tevile de extractie si coloana sondei; p-presiunea de fund a sondei dupa un tim t de la oprirea pompei;

Tinand seama ca : p_c=δ- H_c si p=δ- h iar:

Q=1440 - A- dh/dt=δ- IP(H_c-h); (5);

Relatia 4 va devenii,dupa inlocuiri:

dh/dt=(-δ- IP)/(1440 - A)- h+(-δ- IP)/(1440 - A)- H_c; (6)

In relatia de mai sus, H_c,reprezinta nivelul static de lichid,iar h reprezinta nivelul de lichid dupa un timp” t” de la oprirea pompei.Ecuatia 6 este o ecuatie diferentiala liniara neomogena de forma:

h^' (t)=dh(t)+b; (7)

a carei solutie generala este: h(t)=(-b)/a+C- 〖e 〗^at ; (8)

Valoarea constantei de integritate C se determina din conditia initiala la momentul t≠0(inceputu ciclului) ,avand h=0,deci nivelul de lichid se gaseste in sorbul pompei.In acest caz,relatia 6 este :

h=H_c- (1-e^((-δ- IP)/(1440 - A)- t)); (9)

Relatia 9 permite sa se determine inaltimea nivelului de lichid in coloana sondei,in functie de timp,in perioada de acumulare. In perioada de functionare,pompa face ca nivelul in sonda sa scada.In acelasi timp,datorita patrunderii de lichid din strat in sonda,nivelul de lichid tinde sa creasca (ca la acumulare).Deoarece Q> Q_p, final nivelul de lichid scade.Deci:

Q_p=-δ- IP- (H_c-h)=1440 - A- dh/dt; (10)

sau:

dh/dt=(-δ- IP)/(1440 - A)- h+(δ- IP- 〖(H〗_c-Q_p) )/(1440 - A); ( 11)

Ecuatia 11 este tot o ecuatie diferentiala liniara neomogena a carei solutie este:

h(t)=(H_c-Q_p/(δ- IP))+C- e^((δ- IP)/(1440 - A)- t); (12)

Constanta C se determina tot din conditiile initiale si anume in momoentul pornirii pompei(Q_p=0),deci la un timp 〖t=t〗_a ,inaltimea nivelului de lichid din coloana sondei,conform relatiei 9,va fi :