Известны два метода расчета расстановки газлифтных (пусковых и рабочего) клапанов: аналитический и графический.
В качестве пусковых используют сильфонные нормально закрытые клапаны, а в качестве рабочих сильфонные нормально открытые.
Рассмотрим этот вопрос для однорядного подъемника при прямой системе закачки газа (рис. 8.5).
Аналитический метод. Принципиально он не отличается от метода расчета пусковых отверстий, рассмотренного ранее. Количество пусковых клапанов и их местоположение зависит от давления, создаваемого компрессором Рку, глубины спуска башмака подъемника Нб, типа используемого клапана и т.п. Глубина установки первого клапана определяется из уравнения баланса давлений до клапана Рк (со стороны затрубного пространства) и после Рт (со стороны подъемника), точное выражение которого следующее:
В зависимостях (8.73) и (8.80) числитель представляет собой давление в затрубном пространстве на уровне первого пускового клапана, которое должно быть равно давлению открытия клапана зависимость (8.53). Подставляя (8.53) в (8.73) и (8.80), получаем:
Глубина установки второго пускового клапана определяется из условия равенства на уровне второго клапана давлений в затрубном пространстве и в НКТ с учетом высоты столба негазированной жидкости между первым и вторым клапанами и давления газа в НКТ на уровне первого клапана после выброса из НКТ жидкости.
Глубина установки второго и последующих клапанов рассчитывается следующим образом:
Протарированные на специальном стенде газлифтные клапаны с учетом скважинных условий позволяют управлять их работой изменением давления газа, закачиваемого в данном случае в затрубное пространство.
Для клапанов, управляемых изменением давления в трубах (подъемнике), давление тарировки с учетом (8.62) таково:
Прежде чем рассчитывать dотв по (8.89), предварительно рассчитывают фактическую величину (Рт /Рк)ф; если эта величина меньше критической, то при расчете коэффициента С по (8.91) вместо фактической величины (Рт /Рк)ф используют критическую величину (Р/Р) = 0,555; если (P/P) больше 0,555, то расчет по (8.91) и (8.89) ведется без ограничений. Диаметр отверстия седла клапана может определяться и по номограммам. Типоразмер газлифтного клапана и его характеристики для конкретных скважинных условий определяют по величине dmB, выбирая из имеющихся клапан с ближайшим большим в сравнении с расчетным диаметром отверстия седла
Графический метод. Этот метод базируется на использовании кривых распределения давления в подъемнике при работе подъемника на выбранном режиме Qom или QMaKC, на распределении давления газа в затрубном пространстве скважины (при прямой закачке) или давления газа в подъемнике (при обратной закачке), а также на распределении температуры в скважине. Кроме того, необходимо иметь изменение гидростатического давления жидкости по глубине скважины, начиная с величины пластового давления Рт.