величин. У даній роботі застосовується нестаціонарний тепловий аналіз, як показує практика стаціонарний розрахунок дає прийнятні результати, але не дозволяє отримати дані залежно від часу, що дуже часто є метою самого розрахунку.
Мета роботи: розробити методику теплотехнічного розрахунку грунтів у пріустьевих зонах свердловин для оцінки їх можливої ??експлуатації на протязі всього терміну служби.
Для вирішення завдання про растепленія грунтів у пріустьевих зонах свердловин обраний програмний комплекс ANSYS. Вхідними параметрами для розрахунку є:
розташування свердловин для розрахунку;
конструктивне виконання свердловин (теплотехнічні дані про конструктивному виконанні колон);
теплотехнічні дані про мерзлих і талих грунтах в прилеглих районах до розглянутої області (коефіцієнти тепловодному, масова теплоємність і щільність грунту в талому і мерзлому стані);
температурний розподіл по глибині свердловини;
кліматичні умови району проектування (помісячний розподіл температури повітря і висоти снігового покриву);
дані про функціонування свердловини (проектна продуктивність свердловини, температура продукту, коефіцієнт теплопровідності продукту, щільність продукту, кінематична в'язкість продукту);
За вихідними даними генерується конечноелементная розрахункова модель для програмного комплексу ANSYS. Для випадку одиночної свердловини може бути використана плоска модель з осесиметричною опцією. Вихідними розрахунковими параметрами є дані про тепловий розподілі, за якими можна побудувати часові діаграми на весь термін експлуатації свердловини. Дані про температурний поле дозволяють зробити висновок про можливість експлуатування свердловини з представленої у вихідних даних конфігурацією.
Завдання прогнозу теплового взаємодії свердловин з багаторічномерзлими породами набула особливої ??актуальності у зв'язку з освоєнням північних родовищ нафти і газу. За другу половину XX століття виконана велика кількість теоретичних і експериментальних досліджень протаивания - промерзання порід навколо свердловин і пов'язаних з цим процесів. Однак більшість з них мали справу з окремою свердловиною і не враховували їх спільний вплив на мерзлий масив при кущовому способі розробки родовищ [4, 5]. При визначенні впливу одиночної свердловини на температурне поле грунтів може бути розглянута плоска модель. Для розрахунку взаємного впливу необхідно більш складні тривимірні моделі. Побудова тривимірних моделей не відрізняється більшою складністю в порівнянні з плоскими, але обчислення результатів по них вимагає набагато більших комп'ютерних ресурсів [6]. Тимчасові витрати можуть відрізнятися в сотні і навіть тисячі разів.
Розглянемо задачу про растепленія одиночної свердловини, розташованої в зоні повсюдного поширення багаторічномерзлих грунтів. Конструкція видобувної свердловини представлена ??на рис. 1. Для моделювання температурного взаємодії моделі «грунт-свердловина» використовувалися плоскі кінцеві елементи з осесиметричною опцією. Теплофізичні параметри грунтів взяті за результатами інженерних вишукувань.
Вплив навколишнього середовища враховувалося завданням конвективного теплообміну грунту з повітрям. Область моделювання є тривимірним фрагментом, обмеженим зверху денною поверхнею, знизу площиною, розташованої на досить великій глибині, щоб не впливати на процеси в цікавій частині області.
Розглянута область...
