WWW.LIBRUS.DOBROTA.BIZ
БЕСПЛАТНАЯ  ИНТЕРНЕТ  БИБЛИОТЕКА - собрание публикаций
 

«СЕКЦИЯ 17. СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНИКА И ТЕХНОЛОГИИ ТРАНСПОРТИРОВКИ И ХРАНЕНИЯ НЕФТИ И ГАЗА. ПОДСЕКЦИЯ 1. МЕТОДЫ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ ТРАНСПОРТА И ХРАНЕНИЯ УГЛЕВОДОРОДНОГО ...»

СЕКЦИЯ 17. СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНИКА И ТЕХНОЛОГИИ ТРАНСПОРТИРОВКИ

И ХРАНЕНИЯ НЕФТИ И ГАЗА. ПОДСЕКЦИЯ 1. МЕТОДЫ МАТЕМАТИЧЕСКОГО

МОДЕЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ ТРАНСПОРТА И ХРАНЕНИЯ

УГЛЕВОДОРОДНОГО СЫРЬЯ

степенной функцией от режимных параметров и с параметрическими коэффициентами, зависящими от типа

бурового раствора, вида долота, физико-механических свойств породы и др. Уравнение имеет одинаковый вид как для отечественных, так и для зарубежных моделей. Для математической модели времени износа опоры долота рекомендуется добавить в зависимость параметр Q - расход бурового раствора в явном виде, а не в виде обобщенного коэффициента, учитывающего множество факторов - тип долота, вид породы и др .

Заключение. Произведено исследование технологического процесса замены долота, а также проанализированы основные математические модели времени работы долота. Можно сделать вывод, что как для опоры, так и для вооружения долота, математическая модель времени износа также является степенной функцией от режимных параметров и. Уравнения времени износа опоры и вооружения используются как накопительные функции для выполнения расчетов по определению затраченного долотом ресурса работы как по опоре, так и по вооружению, и в дальнейшем для определения времени подъема долота при достижении допустимых значений .

Литература Цуприков Л.А. Интеллектуальная система адаптивного управления технологическим процессом бурения 1 .

нефтегазовых скважин: Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук: 05.13.06 / [ГОУ ВПО "Кубанский государственный технический университет"] Булатов А.И. Проселков Ю.М, Шаманов С.А. Техника и технология бурения нефтяных и газовых скважин .

2 .

Учебник. Издание: Недра, Москва, 2003 г., 1007 стр., УДК: 622.24:622.143 (075.8), ISBN: 5-8365-0130-0 .

Беркунов В.С., Леонов Е.Г. Обобщенные формулы для определения оптимальных значений времени отработки 3 .

долота и его проходки [Текст]. НТЖ "Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море" -М.:

ВНИИОЭНГ, №10, 1999. -с. 20-21 Спициадель В.Н. Основы системного анализа: Учеб. пособие. - СПб.: "Изд. Дом "Бизнесс-пресса", 2000 г. - 326 4 .

с. 20 см. -5000 экз. ISBN 58110-0025-1

5. Gupta S. K., Wahi P. Tuned dynamics stabilizes an idealized regenerative axial-torsional model of rotary drilling // Journal of Sound and Vibration. -- 2017. -- Jan. -- T. 412. -- C. 457-473 .

АНАЛИЗ, МОДЕЛИРОВАНИЕ И ПОИСК СПОСОБОВ ОПТИМИЗАЦИИ ПРОЦЕССОВ

РАСТВОРЕНИЯ ПОЛИМЕРНЫХ РЕАГЕНТОВ ДЛЯ БУРЕНИЯ СКВАЖИН

А.С. Королев, С.С. Черенев Научный руководитель – профессор С.Н.Харламов Национальный исследовательский Томский политехнический университет, г. Томск, Россия На сегодняшний день редко можно встретить скважину, при строительстве которой не использовались бы полимеры. В связи с этим их изучению и модернизации отводят большое количество времени и денежных средств. Однако в условиях промысла зачастую возникают проблемы при приготовлении буровых промывочных жидкостей. Частицы полимера слипаются, что приводит к неполному их растворению. В свою очередь это приводит к не достижению буровым раствором заданных технологических параметров и, как следствие, увеличению вероятности возникновения осложнений, а также потере полимера в системе очистки .





Цель исследования заключается в поиске способов оптимизации процесса растворения полимерных материалов при применении их в бурении нефтяных и газовых скважин.

В данной работы определяются задачи:

проведение обзора применяемых в бурении полимеров; анализ процессов и эффективности математических моделей растворения полимерных материалов; формулировка способов повышения скорости растворения полимеров .

Опыт исследования данных проблем показывает, что полимеры могут быть классифицированы на:

природные материалы;

модифицированные природные материалы;

синтетические материалы [1] .

Наиболее часто используются модифицированные природные материалы. Его яркие представители – КМЦ и ПАЦ. Данные реагенты в буровых растворах преимущественно выполняют функции понизителей фильтрации и регуляторов реологических свойств .

Существует пять основных подходов к моделированию процесса растворения полимера:

Феноменологические модели с уравнениями Фика;

Модели с внешним массообменом как процессом, контролирующим процесс растворения полимера;

Модели релаксации стресса и молекулярные теории;

Анализ с использованием моделей переноса для законов набухания и законы масштабирования для «распутывания» цепей;

Модели континуума [2] .

Для полимеров, используемых в бурении, процесс набухания длится сравнительно малый промежуток времени по сравнению со временем непосредственно растворения [3]. Таким образом, для описания процесса их растворения на первом этапе будет достаточным применение модели внешнего массопереноса – модели Хикссона Кроуэла. Данная модель наиболее распространена в теории растворения и на данный момент применяется в том числе при исследовании растворения лекарственных средств [4] .

ПРОБЛЕМЫ ГЕОЛОГИИ И ОСВОЕНИЯ НЕДР

Эта модель основана на базовом физическом предположении, что скорость растворения будет зависеть от площади поверхности полимера, соприкасающегося с растворителем. То есть, чем выше дисперсность порошка полимерного реагента – тем выше скорость растворения.

Конечное уравнение представляется в виде:

, (1) где – функция, характеризующая долю растворившегося полимера; – коэффициент пропорциональности, зависящий от природы полимера, с/м2; – масса полимера в загрузке, кг; – эффективных начальный радиус растворяющейся частицы полимера, м; – плотность полимера, кг/м3; – время, с. Из (1) видно, что скорость растворения частицы полимера обратно пропорциональна ее эффективному радиусу, что подтверждает предположение о том, что увеличение степени дисперсности увеличит скорость растворения полимера. Однако, частицы полимера любого размера при контакте с водой образуют крупные агломераты (5 мм) вследствие образования гидратной оболочки вокруг них. Появление таких агрегатов обусловливает уменьшение площади поверхности контакта полимера с растворителем, что, в свою очередь, увеличивает суммарное время растворения. Таким образом, необходимо замедлить процесс гидратации .

Полимеры, используемые в бурении, являются полярными и хорошо растворяются только в полярных растворителях. Исходя из этого был предложен способ диспергирования сухого полимера в неполярной жидкости, не вызывающей набухания и растворения полимера. Для первоначальных испытаний в качестве такой жидкости был выбран оксаль Т-92, который представляет собой продукт дополнительной переработки высококипящих побочных продуктов производства диметилдиоксана, содержит примерно в равных количествах диоксановые эфиры и спирты и много- и одноатомных спирты .

При диспергировании полимера в оксале Т-92, последний равномерно обволакивает все частицы. За счет этого при попадании такого полимера в воду не наблюдается прежнего агрегатирования частиц, поскольку время до смыва пленки с их поверхности достаточно для распределения частиц на расстояние, на котором образование гидратной оболочки оказывает существенно меньшее влияние на дальнейший процесс растворения .

Однако это время незначительно, что позволяет не учитывать его в модели в первом приближении .

Эксперименты показали существенный рост скорости растворения в результате применения суспендированного полимера. В опытах контролировался наиболее показательный технологический параметр бурового раствора – показатель фильтрации. Выбор именно этого параметра обусловлен его меньшей чувствительностью к пенообразованию в растворе, вызванном добавлением оксаля Т-92, который проявляет слабые поверхностно-активные свойства в воде. Так, если бы была выбрана в качестве контрольного параметра вязкость, результаты были бы существенно искажены .

Экспериментальные данные отображены на рисунке 1. Из полученного графика видно, что образец полимера при его вводе в сухом виде снижает показатель фильтрации в полном соответствии с теоретической зависимостью – то есть по мере увеличения концентрации растворенного полимера показатель фильтрации изменяется экспоненциально. Но, картина кардинально меняется при вводе этого же полимера, предварительно диспергированного в оксале Т-92. В этом случае наблюдается резкое падение показателя фильтрации, свидетельствующее о возросшей скорости растворения полимера. Таким образом, за минимально фиксируемое время (в 5 минут) полимер полностью растворяется и значение показателя фильтрации становится постоянным и соответствующим данной концентрации .

Рис. 1 Зависимость показателя фильтрации от времени растворения образцов полимера Далее, в соответствии с приведенной выше математической моделью был подобран коэффициент пропорциональности, который бы наиболее полно соответствовал условиям эксперимента. Так, проведя ситовой анализ, из образца используемого полимера была отобрана фракция со средним диаметром 250 мкм. При вводе сухого полимера в модельный буровой раствор образовывались агрегаты со средним эффективным диаметром 2,5 мм. Плотность вещества полимера, согласно заявлению производителя, составляет 1,59 г/см3. В ходе эксперимента для каждого испытания бралась навеска полимера 2,5 г. Используя приведенные данные был подобран коэффициент, который составил 0,045. Полученная зависимость F(t) представлена на рисунке 2 .

СЕКЦИЯ 17. СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНИКА И ТЕХНОЛОГИИ ТРАНСПОРТИРОВКИ

И ХРАНЕНИЯ НЕФТИ И ГАЗА. ПОДСЕКЦИЯ 1. МЕТОДЫ МАТЕМАТИЧЕСКОГО

МОДЕЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ ТРАНСПОРТА И ХРАНЕНИЯ

УГЛЕВОДОРОДНОГО СЫРЬЯ

Рис. 2 Зависимости доли растворенного полимера от времени Заключение. Исходя из анализа полученных результатов можно сделать вывод, что представленная математическая модель достаточно точно отражает моменты достижения полного растворения полимера. По модели время полного растворения полимера, введенного в сухом виде, составляет 65,4 мин, что практически соответствует экспериментальным данным. Аналогично для суспендированного полимера время составило 3,3 мин. Это подтверждает тот факт, что при данном вводе полимер растворяется менее, чем за 5 минут .

Недостатком данной модели является то, что она не учитывает самой механики процесса растворения полимеров. Таким образом, дальнейшие работы в этой области будут направлены на формулировку фундаментальных уравнений процесса .

Литература

Caenn R., Darley HCH, Gray G. Composition and Properties of Drilling and Completion Fluids / 7th Edition. – Gulf 1 .

Professional Publishing, 2017. – 729 p .

2. Miller-Chou B., Koenig J. A review of polymer dissolution. Prog. Polym. Sci. 2003; 28:1223–1270 .

Тагер А.А. Физико-химия полимеров, 4-е изд., перераб. и доп. Учеб. пособие для хим. фак. ун-тов / А. А. Тагер;

3 .

под ред. А. А. Аскадского. - М.: Научный мир, 2007. - 573с .

Иванов С.И. Моделирование процессов растворения и деформации твердых тел с использованием 4 .

параллельных вычислений: дис. … канд. техн. наук. Рос. хим.-технол. ун-т им. Д.И. Менделеева, Москва, 2013

–  –  –

Известно, что около 80 процентов добычи нефти в России осуществляется с помощью погружных электроцентробежных насосов (УЭЦН) [1]. Данное оборудование играет огромную роль в нефтяной отрасли .

Поэтому задачи исследование этого оборудования, моделирование процессов, связанных с его работой, являются актуальными на сегодняшний день. В данной работе объектом исследования является составной элемент УЭЦН

– погружной электродвигатель .

Цель работы: моделирование температурного поля электродвигателя, а также поведения этого поля при изменении частоты подводимого тока и образовании на поверхности двигателя загрязняющего слоя .

Режим работы установки контролируется и изменяется с помощью станции управления (СУ). На СУ можно регулировать частоту переменного тока, подводимого к ПЭД с поверхности.

Мощность двигателя линейно зависит от частоты [2]:

F Вт (1) N N50 Где: N – расчетная мощность; N50 – мощность при 50 Гц, F – частота Гц .

Изменение частоты для отечественных двигателей возможно в диапазоне 40 – 60 Гц [2]. Очевидно, что при изменении мощности будет изменяться количество теплоты, выделяемое двигателем. В связи с изменением выделяющегося количества теплоты будет изменятся температурное поле ПЭД .

В процессе эксплуатации ПЭД на его поверхности будет происходить осаждение смол, парафинов и др .

Эти элементы будут образовывать на поверхности двигателя загрязняющий слой. Наличие загрязняющего слоя также будет приводить к дополнительному термическому сопротивлению, что, в свою очередь, приведет к нагреву двигателя .

Итак, для моделирования температурного поля ПЭД необходимо построить математическую модель на основе которой будет решаться задача, и задать конкретные численные параметры самого двигателя и среды, в которой он эксплуатируется. Для начала необходимо определить теоретические и физические предпосылки для




Похожие работы:

«ГОСТ 10846-91 МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ ЗЕРНО И ПРОДУКТЫ ЕГО ПЕРЕРАБОТКИ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ БЕЛКА Издание официальное Стч рщрччформ 2М строительство домов 1р.мш а С 19 УДК 633.1.5 4 3.0 6 :0 0 6.3 5 4 МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАР Т ЗЕРНО И ПРОДУКТ...»

«ПОДЪЕМНО-СЕКЦИОННЫЕ ВОРОТА РУКОВОДСТВО ПО ЭКСПЛУАТАЦИИ СОДЕРЖАНИЕ 1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ 2. ОПИСАНИЕ ВОРОТ 2.1. Назначение 2.2. Общее устройство 2.3. Общие рекомендации по работе с воротами. 7 2.4. Условия нормальной эксплуата...»

«BCC Invest 28 декабря 2017 г. Обзор рынка на 28.12.2017 г. Рынок: KASE C среду казахстанский фондовый индекс 2 148.31 0.17% Индекс KASE продолжил расти на объемах ниже 621.6 298.9 Объем сделок, в тыс. usd среднего. Объем...»

«Ратушный Александр Валерьевич УДК 621.67 ПОВЫШЕНИЕ НАПОРНОСТИ СТУПЕНИ ЦЕНТРОБЕЖНОГО НАСОСА ПУТЁМ УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ЛОПАСТНОЙ РЕШЕТКИ РАБОЧЕГО КОЛЕСА 05.05.17 – гидравлические машины и гидропневмоагрегаты Диссертация на соиск...»

«ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ (РОСТЕХРЕГУЛИРОВАНИЕ) ФГУП “РОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ЦЕНТР ИНФОРМАЦИИ ПО СТАНДАРТИЗАЦИИ, МЕТРОЛОГИИ И ОЦЕНКЕ СООТВЕТСТВИЯ” (ФГУП “СТАНДАРТИНФОРМ”) Рег. № 3395 ОРГАНИЗАЦИЯ...»

«ЗАО "Сбербанк-АСТ" Исх.24/2017 от 30 мая 2017г. ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ НА ПОСТАВКУ 1. Предмет закупки: поставка питьевой бутилированный воды (19 литров) ( далее "Вода" или "Товар" ) для нужд ПАО АФК "Система" и его Дочерних и зависимых компаний (да...»

«ЕВРАЗИЙСКИЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ №9 сентябрь, 2018 Ежемесячное научное издание "Редакция Евразийского научного журнала" Санкт-Петербург 2018 (ISSN) 2410-7255 Евразийский научный журнал №9 с...»

«Министерство науки и высшего образования Российской Федерации Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого Высшая инженерно-экономическая школа Центральный экономико-математический институт РАН Университ...»

«AMIT 1(46) 2019 ФОРМИРОВАНИЕ ГРАДОСТРОИТЕЛЬНОЙ КОНЦЕПЦИИ "ИСЧИСЛЯЕМЫЙ ГОРОД" УДК 711.112.01 ББК 85.118в6 А.А. Ленц Московский архитектурный институт (государственная академия), Москва, Россия Аннотация В статье рассмотрены "большие" и "малые" модели исчисления города: гравитационная модель Рейли...»







 
2019 www.librus.dobrota.biz - «Бесплатная электронная библиотека - собрание публикаций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.