Движение - столб - жидкость
Cтраница 3
 |
График изменения давления на поршень в период нагнетания. [31] |
Это возникает в результате того, что сопротивления движению жидкости в напорном трубопроводе оказываются недостаточными, чтобы замедлить движение столба жидкости, соответственное замедлению поршня. Вслед за отрывом жидкости от поршня может иметь место удар при обратном ходе, когда жидкость вновь соприкасается с поршнем. [32]
I, § 3), следует, что при прочих равных условиях увеличение высоты столба жидкости приводит к уменьшению начального ускорения при движении столба жидкости относительно трубопровода. Хотя это возрастание очень ограничено, так как увеличение колеблющейся массы приводит к снижению амплитуды колебания. [33]
В ситчатой пульсационной колонне отсутствует противоток в обычном смысле. Так как движение легкой фазы вверх происходит лишь в момент движения вверх всего столба жидкости и, наоборот, движение тяжелой фазы происходит лишь при движении столба жидкости вниз, то перемешивание сплошной фазы, движущейся через слой диспергированной фазой, наблюдается лишь в пространстве между тарелками. При этом увеличение подачи диспергированной фазы, равно как и увеличение соотношения подач сплошной и диспергированной фаз вызывают усиление продольного перемешивания в пространстве между тарелками и снижают эффективность колонны. Однако этот тип продольного перемешивания, характерный в основном для распылительных колонн, не является решающим фактором. Объем жидкости, передавливаемой через отверстие тарелки за один цикл пульсации, зависит лишь от объема рабочей части пульсатора. При движении столба жидкости вверх вместе с диспергированной ( легкой) фазой на лежащую выше тарелку передавливается некоторый объем сплошной фазы, равный разности между объемом рабочей части цилиндра пульсатора и объемной подачей легкой фазы, отнесенной к одному циклу пульсации. Подобное же явление наблюдается при движении столба жидкости вниз, если диспергируется тяжелая фаза. Наряду с этим наблюдается возврат некоторого количества диспергированной фазы. Если последнее приводит к возрастанию времени контакта фаз и, в конечном итоге, к увеличению эффективности колонны, то возврат сплошной фазы снижает движущую силу процесса и уменьшает интенсивность массопере-дачи. Влияние подачи диспергированной фазы и соотношения подач диспергированной и сплошной фаз на этот тип продольного перемешивания противоположно их влиянию на перемешивание в зоне между тарелками. Так, увеличение подачи диспергированной фазы уменьшает объем сплошной фазы, возвращающейся в цикл пульсации, и тем самым снижает эффект продольного перемешивания. [34]
При этом режиме в работе колонны различаются несколько стадий. Во время движения пульсирующего столба жидкости вверх происходит диспергирование легкой фазы, которая продавливается через отверстия перфорации. При движении столба жидкости вниз происходит диспергирование тяжелой фазы. [35]
Действительно, большая высота столба жидкости / 1сум вызывает большие потери на трение, но потери от испарения нефти и прилипания ее к стенкам подъемных труб будут уменьшаться в тех же количествах. Однако на общие потери энергии значительно влияет скорость движения столба жидкости. Имеется оптимальная скорость нагнетания газа дт. По Крылову, к этому необходимо стремиться при газлифтной эксплуатации. [36]
Наличие двух знаков в этой формуле имеет следующий смысл. Если перепад давления между нижним и верхним сечениями настолько велик, что жидкость начинает двигаться вверх, то перепад давления должен преодолевать не только вес жидкости, но и сопротивление трения; в этом случае оормула (2.10) верна со знаком плюс. Если же перепад давления едва достаточен для того, чтобы воспрепятствовать движению столба жидкости вниз под действием собственного веса, то и перепад давления, и сопротивление трения действуют в одну сторону, ив формуле (2.10) должен стоять минус. Между этими двумя состояниями предельного равновесия находится диапазон состояний безразличного равновесия. Эта ситуация типична для всех случаев равновесия вязкопластической жидкости - в том числе и тех, которые не поддаются сколько-нибудь точному расчету. [37]
Эта формула применима для расчета пульсационных тарельчатых колонн при наличии на тарелках переливных патрубков. В случае перфорированных тарелок без переливных патрубков, как было показано выше, процесс несколько осложняется ввиду поочередного диспергирования фаз. Если при этом массопередача лимитируется сопротивлением легкой фазы, то при движении столба жидкости вверх, лимитирующей является диспергируемая фаза, и, наоборот, когда столб жидкости движется вниз, процесс лимитируется сплошной фазой. Процесс состоит из двух стадий, которые периодически повторяются. Рассмотрим частный случай, когда объемная подача лимитирующей фазы значительно превышает объемную подачу другой фазы. [38]
Сжатие газа в этих компрессорах происходит в результате уменьшения объема камеры сжатия вследствие поступательного движения поршня. В данном случае поршнем является круглая гибкая мембрана, зажатая по периметру между крышкой и цилиндром и приводимая в колебательное движение. Применяются мембранные компрессоры двух типов: с приводом гибкой мембраны непосредственно от кривошипно-шатун-ного механизма и с гидроприводом. В этом случае прогиб металлической мембраны вызывается возвратно-посту нательным движением столба жидкости, на который воздействует через криво-шипно-шатунный механизм поршень гидропривода. [39]
Ниже изложен способ сокращения времени процесса, экономии азота и уменьшения амплитуды колебаний давления на пласт при освоении скважины путем закачки газа в затрубное пространство. Сущность способа заключается в том, что в определенный момент после прорыва газа через башмак лифта к устью скважину закрывают. Именно за счет этого достигается экономия расхода энергии газа, накопившейся в затрубном пространстве, и уменьшение амплитуды колебаний давления на пласт. При выбросе желательно, чтобы скважина работала в амбар или в отдельную емкость с минимальным противодавлением в линии. Тогда обеспечиваются наибольший перепад давления между устьем и башмаком лифта и большая скорость движения столба жидкости вверх. Отметим, что при турбулентном режиме движения достигается максимальная полнота выноса жидкости на поверхность. [40]
В ситчатой пульсационной колонне отсутствует противоток в обычном смысле. Так как движение легкой фазы вверх происходит лишь в момент движения вверх всего столба жидкости и, наоборот, движение тяжелой фазы происходит лишь при движении столба жидкости вниз, то перемешивание сплошной фазы, движущейся через слой диспергированной фазой, наблюдается лишь в пространстве между тарелками. При этом увеличение подачи диспергированной фазы, равно как и увеличение соотношения подач сплошной и диспергированной фаз вызывают усиление продольного перемешивания в пространстве между тарелками и снижают эффективность колонны. Однако этот тип продольного перемешивания, характерный в основном для распылительных колонн, не является решающим фактором. Объем жидкости, передавливаемой через отверстие тарелки за один цикл пульсации, зависит лишь от объема рабочей части пульсатора. При движении столба жидкости вверх вместе с диспергированной ( легкой) фазой на лежащую выше тарелку передавливается некоторый объем сплошной фазы, равный разности между объемом рабочей части цилиндра пульсатора и объемной подачей легкой фазы, отнесенной к одному циклу пульсации. Подобное же явление наблюдается при движении столба жидкости вниз, если диспергируется тяжелая фаза. Наряду с этим наблюдается возврат некоторого количества диспергированной фазы. Если последнее приводит к возрастанию времени контакта фаз и, в конечном итоге, к увеличению эффективности колонны, то возврат сплошной фазы снижает движущую силу процесса и уменьшает интенсивность массопере-дачи. Влияние подачи диспергированной фазы и соотношения подач диспергированной и сплошной фаз на этот тип продольного перемешивания противоположно их влиянию на перемешивание в зоне между тарелками. Так, увеличение подачи диспергированной фазы уменьшает объем сплошной фазы, возвращающейся в цикл пульсации, и тем самым снижает эффект продольного перемешивания. [41]
При ходе штанг вверх с момента начала движения точки их подвеса начинается процесс восприятия нагрузки от жидкости, которая до того воспринималась трубами. При этом штанги начинают растягиваться, а трубы сокращаться. Плунжер остается неподвижным относительно цилиндра насоса, пока штанги не воспримут полностью нагрузку от жидкости. Лишь после этого начинается движение штанг, жидкости и плунжера. Головка балансира и штанги уже будут двигаться с определенной скоростью, а через плунжер на штанги начинает передаваться дополнительная инерционная нагрузка, связанная с внезапным началом движения столба жидкости и нижнего конца колонны штанг. Эта нагрузка, возникающая при ходе штанг вверх, приводит к возникновению в них упругих колебаний, распространяющихся по штангам в форме продольной волны со скоростью звука в металле а 5100 м / с. Эта волна, отражаясь у свободного конца, гозвращается обратно к точке начального импульса с отставанием в фазе на полволны и, отражаясь здесь вторично, вновь совершает свой пробег. [42]
В ситчатой пульсационной колонне отсутствует противоток в обычном смысле. Так как движение легкой фазы вверх происходит лишь в момент движения вверх всего столба жидкости и, наоборот, движение тяжелой фазы происходит лишь при движении столба жидкости вниз, то перемешивание сплошной фазы, движущейся через слой диспергированной фазой, наблюдается лишь в пространстве между тарелками. При этом увеличение подачи диспергированной фазы, равно как и увеличение соотношения подач сплошной и диспергированной фаз вызывают усиление продольного перемешивания в пространстве между тарелками и снижают эффективность колонны. Однако этот тип продольного перемешивания, характерный в основном для распылительных колонн, не является решающим фактором. Объем жидкости, передавливаемой через отверстие тарелки за один цикл пульсации, зависит лишь от объема рабочей части пульсатора. При движении столба жидкости вверх вместе с диспергированной ( легкой) фазой на лежащую выше тарелку передавливается некоторый объем сплошной фазы, равный разности между объемом рабочей части цилиндра пульсатора и объемной подачей легкой фазы, отнесенной к одному циклу пульсации. Подобное же явление наблюдается при движении столба жидкости вниз, если диспергируется тяжелая фаза. Наряду с этим наблюдается возврат некоторого количества диспергированной фазы. Если последнее приводит к возрастанию времени контакта фаз и, в конечном итоге, к увеличению эффективности колонны, то возврат сплошной фазы снижает движущую силу процесса и уменьшает интенсивность массопере-дачи. Влияние подачи диспергированной фазы и соотношения подач диспергированной и сплошной фаз на этот тип продольного перемешивания противоположно их влиянию на перемешивание в зоне между тарелками. Так, увеличение подачи диспергированной фазы уменьшает объем сплошной фазы, возвращающейся в цикл пульсации, и тем самым снижает эффект продольного перемешивания. [43]
При ф 0 45 дополнительные динамические нагрузки в системе усиливаются из-за колебательных процессов в штангах. При ходе вверх с момента начала движения точки подвеса штанг начинается процесс восприятия нагрузки от жидкости, которая до этого воспринималась трубами. При этом штанги начинают растягиваться, а трубы - сокращаться. Плунжер остается неподвижным относительно цилиндра насоса, пока штанги не воспримут полностью нагрузку от жидкости. Лишь после этого начинается движение штанг, жидкости и плунжера. В результате с этого момента через плунжер на штанги начинает передаваться дополнительная инерционная нагрузка, связанная с внезапным началом движения столба жидкости и нижнего конца колонны штанг. Эта нагрузка, возникающая при ходе вверх, приводит к возникновению в колонне штанг упругих колебаний, распространяющихся по штангам в форме продольной волны со скоростью звука в металле а 5100 м / сек. Эта волна, отражаясь от свободного конца, возвращается к точке начального импульса с отставанием по фазе на полволны, и, отражаясь здесь вторично, вновь совершает свой пробег. [44]
Страницы: 1 2 3