26 Гидравлический расчет трубопроводов при движении в них нефтегазовых смесей
При расчетах учитывается высота истока и стока, а так же рельефность трассы трубопровода. Расчет может быть выполнен как по течению смеси, так и в обратном направлении. Объем транспортируемого свободного газа рассчитывается как сумма газа, выделившегося из нефти в процессе ее разгазирования (зависит от газового фактора нефти в пластовых условиях) плюс расход изначально свободного газа (задается в исходных данных).Расчеты включают: - Расчет потерь на трение и гидростатических потерь давления при движении смеси. - Расчет истинного и расходного газосодержания, структуры потока газо-жидкостной смеси в рабочих условиях с учетом рельефа трассы. - Расчет пульсаций давления при пробковом режиме течения газожидкостной смеси. - Расчет скорости коррозии трубопровода. - Расчет энергетических потерь на транспортировку смеси. - Расчет оптимального диаметра трубопровода.
27 Расчёт на мех.Прочность
Толщину стенок стальных труб, работающих под действием внутреннего избыточного давления, определяют расчетом на прочность и прибавкой толщины на износ от коррозии. При этом пользуются формулой:
где SР — расчетная толщина стенки, мм;
С — прибавка к расчетной толщине на коррозию, мм
(для среднеагрессивных сред 2—5 мм). Расчетная толщина стенки
где р — внутреннее избыточное давление в трубопроводе,
кгс/см2;
DH— наружный диаметр трубы, мм;
σдоп — допускаемое напряжение на разрыв, сгс/мм2 (определяется по справочникам в зависимости от марки стали трубы и температуры транспортируемого продукта);
φ — коэффициент прочности шва. Для бесшовных труб φ=1, для электросварных труб φ = 0,6—0,8 в зависимости от вида сварки и типа сварного шва. При изготовлении и монтаже трубопроводов, а также его ремонте нельзя допускать установки отдельных случайных вставок, деталей из неизвестного или непроверенного материала, так как это может вызвать тяжелую аварию.
28. Тепловой расчет нефтепроводов
ТЕПЛОВЫЕ РАСЧЕТЫ ТРУБОПРОВОДОВПарафинистые и застывающие нефти обычно перекачивают с подогревом для снижения вязкости и, следовательно, гидравлического сопротивления трубопроводов. В процессе перекачки температура снижается вследствие теплообмена с окружающей средой. Для правильной расстановки подогревателей и установления их режима работы необходимо знать закон распределения температуры вдоль трубопровода.
Падение температуры нефти по длине трубопровода можно определить из уравнения теплового баланса для элементарного участка
k(T—To)nDdx=—GcpdT, (V.81)
где k — коэффициент теплопередачи от нефти в окружающую среду; Т— температура жидкости на расстоянии х от начала трубопровода; То — температура окружающей среды; D — диаметр трубопровода; G — массовый расход нефти, ср — удельная массовая теплоемкость нефти.
Интегрируя формулу В. Г. Шухова (V.81), получаем для расчета температуры в любой точке трубопровода
k*Dx Пг
Т=Т„ + (Тн-Т,)е UCP. (V.82)
Таким образом, температура в конечной точке трубопровода Тк при х=1 рассчитывается по формуле
Гк=7о+(7'н-Го)е-Шу, (V.83) где Шу — параметр Шухова;
Если парафинистая нефть в трубопроводе охлаждается и выпадает парафин, то нужно учитывать скрытую теплоту кристаллизации парафина. В. И. Черникин предложил для этого внести соответствующие изменения в параметр Шухова:
где К — скрытая теплота кристаллизации парафина, равная 226—230 кДж/кг; е—относительное содержание парафина, выпадающего из нефти; Т. — температура, при которой начинается выпадение парафина; 7",— температура, для которой известно е. Формула (V.85) применима в диапазоне температур, в котором происходит выделение парафина.
Л. С. Лейбензон внес поправку в формулу В. Г. Шухова (V.83), учитывающую работу трения потока жидкости, превращающуюся в теплоту. Формула Л. С. Лейбензона записывается так:
Для труб среднего и большого диаметра коэффициент теплопередачи можно определить по уравнению