Число Рейнольдса для смеси определяется как

Re_см=υ_см·D/ν_см.

Кинематическая вязкость двухфазного потока определяется по формуле Манна:

1/ν_см=(β/ν_г)+((1–β)/ν_ж),

где β - расходное объёмное газосодержание двухфазного потока:

β=V_г/(V_г+V_ж)

где V_г и V_ж – соответственно объёмный расход газа и жидкости при средних давлении и температуре в трубопроводе.

Плотность газожидкостной смеси:

ρ_см=ρ_ж·(1–φ)+φ·ρ_г,

где ρ_ж и ρ_г – плотность жидкости и газа при средних давлении и температуре смеси в трубопроводе;

φ – величина истинного газосодержания. Учитывает относительное движение фаз и определяется как отношение мгновенной площади сечения потока, занятого газовой фазой F_г, к полному поперечному сечению потока F:

φ=F_г/F=F_г/(F_г+F_ж).

Средняя скорость газожидкостной смеси:

υ_см=(V_г+V_ж)/F.

Общий перепад давления в трубопроводе (в Па), обусловленный гравитационными силами, определяется из уравнения

Δр_см=Σh_в·g·ρ_в+Σh_н·g·ρ_н,

где h_в и h_н – высоты отдельных восходящих и нисходящих участков трубопровода в м;

ρ_в и ρ_н – истинная плотность смеси соответственно на восходящих и нисходящих участках, определяемая по истинному объемному газосодержанию:

ρ_в=ρ_ж·(1–φ_в)+φ_в·ρ_г;

ρ_н=ρ_ж·(1–φ_н)+φ_н·ρ_г.

При восходящем потоке

φ_в=β/(1+(1/υ_см));

при нисходящем потоке

φ_н=1– ((1–β)/(1+(1/υ_см)).

В итоге получим:

Δр= λ_см·(l/D)·(ρ_см·υ²_см/2)+ Σh_в·g·ρ_в+Σh_н·g·ρ_н.

Данное уравнение является основным расчетным уравнением при проектировании нефтепроводов, работающих при неполном заполнении сечения трубы нефтью.

58. Дожимные насосные станции.

Дожимная насосная станция (сокр. ДНС)) -  промежуточные сооружения, предназначенные для перекачки добываемой жидкости и монтируемые между групповыми замерными установками и установками подготовки нефти.

Дожимные насосные станции ( ДНС) предназначены для осуществления первой ступени сепарации нефти от газа в целях дальнейшей раздельной транспортировки нефти с помощью центробежных насосов, а газа под давлением сепарации. Станция состоит из технологического, щитового канализационного блоков и свечи аварийного сброса газа. В настоящее время выпускают ДНС блочного исполнения двух типов: 1) на базе сепарационных установок и блока насосной откачки ( БН); 2) на базе буферной емкости для сепарации нефти и блока насоса.

Оборудование ДНС, прежде всего насосы, сообщает нефти и газу дополнительный напор, необходимый для их транспортирования в направлении высоконапорных участков через системы сбора и подготовки.

Функционирование дожимной насосной станции регламентируется двумя нормативными документами. Это технологическая схема и технический регламент. Они утверждаются техническим руководителем предприятия по добыче и транспортировке нефти и газа.

Как правило, ДНС применяются на отдаленных месторождениях. Необходимость применения дожимных насосных станций обусловлена тем, что зачастую на таких месторождениях энергии нефтегазоносного пласта для транспортировки нефтегазовой смеси до УПСВ недостаточно.

Дожимные насосные станции выполняют также функции сепарации нефти от газа, очистки газа от капельной жидкости и последующей раздельной транспортировки углеводородов. Нефть при этом перекачивается центробежным насосом, а газ — под давлением сепарации. ДНС различаются по типам в зависимости от способности пропускать сквозь себя различные жидкости. Дожимная насосная станция полного цикла состоит при этом из буферной емкости, узла сбора и откачки утечек нефти, собственно насосного блока, а также группы свечей для аварийного сброса газа.

На нефтепромыслах нефть после прохождения групповых замерных установок принимается в буферные емкости и после сепарации поступает в буферную емкость с целью обеспечить равномерное поступление нефти к перекачивающему насосу. Лишь после прохождения данного технологического этапа нефть поступает в нефтепровод.