Оптимизация конструкции устьевой обвязки добычных скважин при освоении месторождения парогидротерм

• Main Authors: Александр Николаевич Шулюпин, Алексей Анатольевич Любин, Иван Иванович Чернев
• Format: Text
• Language: unknown
• Published: Общество с ограниченной ответственностью «Георесурсы» 2017
• Subjects: пароводяная скважина; устьевая обвязка; крестовина; плавный отвод; коэффициент сопротивления; радиус кривизны; Kamchatka; КАМЧАТК*
• Online Access: http://cyberleninka.ru/article/n/optimizatsiya-konstruktsii-ustievoy-obvyazki-dobychnyh-skvazhin-pri-osvoenii-mestorozhdeniya-parogidroterm; http://cyberleninka.ru/article_covers/16985700.png

В настоящее время освоение геотермальных ресурсов развивается в условиях равноправной конкуренции с другими видами энергетических ресурсов. Это обуславливает актуальность вопросов, связанных с повышением эффективности использования имеющегося фонда скважин, затраты на бурение которых составляют значительную долю в геотермальных проектах. В отечественной практике освоения геотермальных ресурсов наибольшим энергетическим потенциалом обладают пароводяные скважины. Одним из способов повышения производительности таких скважин является обеспечение плавного изменения направления движения смеси из вертикального, в скважине, к горизонтальному, в системе наземной транспортировки теплоносителя. Типовая обвязка устья отечественных пароводяных скважин предполагает отвод смеси через крестовину под прямым углом. Крестовина может создавать значительные потери давления, что увеличивает эксплуатационное давление на устье и снижает расход скважины. Представляется целесообразным замена обычной крестовины плавным отводом. Это позволяет снизить коэффициент сопротивления устьевого оборудования более чем на 2. Увеличение радиуса кривизны отвода снижает потери давления на местном сопротивлении, но увеличивает потери давления на трение. Существует оптимальный радиус кривизны отвода, обеспечивающий минимальные потери давления с учетом как местного сопротивления, так и трения в самом отводе. Проведенные расчеты показали, что оптимальное значение для радиуса кривизны находятся в диапазоне от 1,4 до 4,5 внутренних диаметров трубы. Однако по технологическим соображениям рекомендуется выбирать радиус кривизны от 1,4 до 2,4 диаметров. Оборудование устья плавным отводом может дать существенный экономический эффект. Для Мутновского месторождения (Камчатка) данный эффект оценивается в 17,5 млн руб. в год. At present, the exploitation of geothermal resources develops in a fair competition with other types of energy resources. This leads to actuality of questions which associated with the more efficient use of existing wells, because cost of their drilling is a significant share of geothermal projects. In domestic practice of development of geothermal resources the steam-water wells have greatest energy potential. One way to improve the performance of these wells is a providing of smooth change of direction of motion of steam-water mixture from the vertical, in the well, to the horizontal, in steam gathering system. Typical wellhead piping of domestic steam-water wells involves the removal of the mixture through a cross bar at a right angle. Cross bar can generate considerable pressure loss that increases the operating pressure at the mouth of the well and reduces flow rate. It seems reasonable to substitute the typical cross bar by smooth pipe bend. This reduces wellhead resistance coefficient by more than on 2. Increase of curvature radius of pipe bend reduces the pressure loss to a local resistance but increases the friction pressure loss. There is an optimal curvature radius of pipe bend for minimum pressure loss in view of a local resistance and friction in the pipe bend. Calculations have shown that the optimum value for the radius of curvature is found in the range from 1.4 to 4.5 tube internal diameters. However, for technological reasons it is recommended to choose the radius of curvature from 1.4 to 2.4 diameters. Mounting of smooth pipe bend on the wellhead can provide significant economic benefits. For Mutnovka field (Kamchatka), this effect is estimated at 17.5 million rubles in year.