Технология устройства гравийной обсыпки

Проектом предусматривается устройство гравийной обсыпки фильтра с одновременной откачкой (методом замещения). Откачку проводят с помощью пакера эрлифтом поинтервально (0,5-1 м) [5]. Гравий засыпают одновременно с откачкой. При такой технологии засыпки гравия можно управлять толщиной слоя обсыпки, а не требуется дополнительно разбуривать ствол скважины под гравийную засыпку. Поинтервальная откачка позволяет получить каверну от 0,3 до 0,5 м [5]. На каждый интервал откачки засыпается определенное (рассчитанное) количество гравия. Таким образом, поинтервально вымывая песок и постепенно засыпая вместо него гравий, получают необходимое пространство под засыпку.

При засыпке гравия предусматривается определенная последовательность выполнения технологических операций.

1. После вскрытия водоносного пласта спускают фильтровую колонну на бурильных трубах. На конце фильтровой колонны установлен переходник, имеющий правую внутреннюю замковую резьбу для соединения с бурильными трубами. На 0,5 м выше башмака отстойника в трубе прорезаны отверстия общей площадью не менее 50 см².

2. Промывают скважину до тех пор, пока не начнется вынос песка.

3. Вращением инструмента вправо срезают шпильки, отвинчивают переходник и извлекают бурильные трубы на поверхность.

4. Собирают пакерный узел, соединяют его с водоподъемной трубой (прижимные гайки сжимают сальники).

5. Замеряют длину водоподъемных труб, спускают пакерный узел в зону фильтра так, чтобы верхний пакер был установлен ниже начала рабочей части фильтра на 1 м. Над пакерным узлом устанавливается крышка фильтра наружным диаметром 181 мм таким образом, чтобы водоподъемные трубы могли спокойно перемещаться внутри него. Такой сальник будет препятствовать попаданию гравия в фильтр во время засыпки.

6. Опускают в водоподъемные трубы воздушные трубы эрлифта. Подключают компрессор и в течение 60 минут проводят откачку.

7. После выноса 1 м³ песка откачиваемая вода через отстойник направляется в межтрубное пространство.

8. При циркуляции, когда вся откачеваемая вода уходит обратно в скважину, начинают засыпку гравия, объем гравия замеряют; при снижении интенсивности циркуляции объем гравия также уменьшают. Засыпать гравий до полного прекращения циркуляции нельзя, так как может образоваться гравийная пробка. С увеличением интенсивности циркуляции скорость засыпки гравия увеличивается.

9. Не прекращая откачку, пакерный узел опускают на 1 м ниже. Далее повторяют операции по засыпке гравия. После прекращения пескования из второго интервала водоносного пласта, не прекращая откачку, пакерный узел спускают еще на 1м. Описанные операции повторяют до тех пор, пока не будет пройден весь водоносный пласт.

10. Если при очередном спускании водоподъемных труб пакерное устройство встретит песчаную пробку, надо приподнять и, не прекращая откачку, опустить их медленно, чтобы удалить их через отверстие для размыва песчаных пробок внизу пакерного узла.

11. После окончания засыпки гравия по всей длине каркаса фильтра, не прекращая откачку, трубы медленно поднимают вверх. Откачку проводят до прекращения пескования.

12. Воздушными труба разбивают диск на конце пакерного узла и проводят откачку из всего фильтра, затем извлекают из скважины эрлифт с пакером.

13. Отстойник засыпают гравием, после чего скважина готова к проведению пробных и кустовых откачек с помощью погружного насоса.

 

Расчет эрлифта

Проектом предусматривается концентрическая схема расположения воздухопроводящих и водоподъемных труб. Для расчета эрлифта определяют глубину погружения смесителя, давление воздуха, расход воздуха и размер воздухоподающих и водоподъемных труб.

1. Глубина погружения смесителя:

, (2.54)

где - коэффициент погружения смесителя, зависящий от динамического уровня :

 

Для принимаем . Тогда

2. Удельный расход воздуха:

, (2.55)

где с – опытный коэффициент, зависящий от коэффициента погружения смесителя :

 

Для принимаем с=12. Тогда:

3. Полный расход воздуха, необходимый для получения заданного расхода воды:

. (2.56)

4. Давление воздуха при пуске компрессора:

, (2.57)

где g – ускорение свободного падения, м/с²; - плотность воды, кг/м³.

5. Рабочее давление воздуха:

(2.58)

6. Расход водовоздушной смеси непосредственно выше смесителя:

, (2.59)

где Р_а – атмосферное давление (Р_а=0,1 МПа).

7. Расход водовоздушной смеси на уровне излива:

(2.60)

8. Площади сечения канала водоподъёмных труб непосредственно выше смесителя F₁ и на уровне излива F₂:

(2.61)

где - скорости движения водовоздушной смеси у смесителя и на изливе, определяемые в зависимости от глубины динамического уровня воды в скважине по табл.:

Глубина динамического уровня, м
Скорость смеси: у смесителя, м/с на изливе, м/с	1,8	2,7
		10-12

Для принимаем Тогда:

9. Внутренний диаметр водоподъёмной трубы непосредственно выше смесителя при концентрическом расположении труб:

 

(2.62)

где - наружный диаметр воздухопроводящих труб, м. зависит от полного расхода воздуха :

, м^3/мин	0,16 – 0,5	0,5 – 1,0	1,0 – 1,7	1,7 – 3,3	3,3 – 6,7	6,7 – 11,7
*10^-3,м	15 - 20	20 - 25	25 - 32	32 - 40	40 - 50	50 - 70

 

Для выбираем трубы 43/34 мм; =43*10^-3 м, тогда:

.

10. Внутренний диаметр водоподъёмной трубы на изливе при концентрическом расположении труб:

. (2.63)

.

Водоподъемные трубы выбираются, исходя из наибольшего диаметра, полученного при расчетах по формулам (2.62), (2.63). Выбираем водоподъемные трубы 89/79 мм с ниппельным соединением [6].

11. Производительность компрессора:

(2.64)

12. Рабочее давление компрессора:

(2.65)

где - суммарные потери давления в воздушной линии от компрессора до скважины, принимается равным 0,05 МПа.

13. Расчётная мощность на валу компрессора:

(2.66)

где - удельная мощность на валу компрессора (кВт), зависящая от рабочего давления компрессора :

, МПа	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7
, кВт	1,47	1,4	1,25	1,18	1,1	1,03	0,93

 

Для принимаем = 1,03 кВт, тогда:

14. Действительная мощность на валу компрессора:

(2.67)

Воздух подается при помощи компрессора ПР-8/0,7, техническая характеристика которого (табл. 2.14) удовлетворяют расчетным требованиям.

Таблица 2.14

Техническая характеристика компрессора ПР-8/0,7

Тип	передвижной
Производительность, м^3/мин
Номинальное рабочее давление, атм
Двигатель	Д-243
Мощность двигателя, кВт
Габариты, мм	3940*1590*2230
Масса, кг

Охрана окружающей среды