Задача 2. Гидравлический расчет нефтесборного коллектора (нефтепровода) от дожимной насосной станции (ДНС) до центрального сборного пункта (ЦСП)

Вариант- 9,10 Исходные данные:

N_скв. = 47 – количество добывающих скважин;

q_n = 50 т/сут. – средний дебит одной скважины по нефти;

Г_ф = 90 м³/т. – средний газовый фактор (газонасыщенность пластовой нефти);

ρ_н.д = 875 кг/м³ – плотность нефти дегазированной;

ρ_го =1,32 кг/м³ – плотность газа (стандартные условия);

μ_н.д = 7,6 МПа × с – вязкость нефти дегазированной;

μ_г.с = 0,01 мПа × с – вязкость газа при условиях сепарации;

Р_сеп.1 = 0,45 МПа – давление сепарации (1ая ступень);

Т_сеп = 283 К – температура сепарации;

Р_сеп.2 = 0,12 МПа – давление в сепараторах 1-ой ступени (ЦСП);

L_к=18,4 км – длина нефтесборного коллектора;

∆Н=70 м – повышение отметки ЦСП над ДНС;

К_з = 1,2 – коэффициент запаса по производительности (пропускной способности) нефтесборного коллектора, доли единиц;

Р_нас=11,4 МПа – давление насыщения нефти газом;

Решение:

1. Определяем объемный расход одной скважины по нефти с учетом коэффициента запаса:

2. Находим с учетом коэффициента запаса объемный расход нефти в нефтепроводе:

3. Определяем кинематическую вязкость нефти:

4. Для определения диаметра трубы, необходимо определим площадь поперечного сечения трубы (для предварительного расчета скорость движения жидкости в трубе примем V = 1,2 м/с):

Бесшовные горячекатаные трубы по ГОСТ 8732-78

Таблица 3

Наружный диаметр, мм	Толщина стенки, мм
	3	4	5	6	7	8	9	10	11
57	+	+	+	–	–	–	–	–	–
60	+	+	+	–	–	–	–	–	–
70	+	+	+	+	–	–	–	–	–
76	+	+	+	+	–	–	–	–	–
89	–	+	+	+	+	–	–	–	–
108	–	+	+	+	+	+	–	–	–
133	–	+	+	+	+	+	–	–	–
159	–	–	+	+	+	+	+	–	–
168	–	–	+	+	+	+	+	+	–
219	–	–	–	+	+	+	+	+	–
273	–	–	–	–	+	+	+	+	+
325	–	–	–	–	–	+	+	+	+
377	–	–	–	–	–	–	+	+	+
426	–	–	–	–	–	–	+	+	+

Примечание: (-) – трубы указанного размера на производятся.

По ГОСТ 8732-78 таблица 3, «Учебно-методическое пособие» выбираем ближайшую трубу с большим диаметром. D_Н = 219 мм, толщина стенки δ = 8 мм, внутренний диаметр трубы d = 219 – 16 = 203 мм.

5. Определяем точную скорость движения жидкости в трубе с внутренним диаметром 201 мм:

6. Определяем относительную шероховатость труб:

где К_Э = 1,4 × 10^-5 – эквивалентная шероховатость стенок трубы.

7. Находим число Рейнольдса( Re₁) :

Так как 2320 < Re < 260767,4 принимаем режим течения турбулентный.

8. Для определения коэффициента гидравлических сопротивлений воспользуемся формулой Блазиуса:

9. Определяем потери напора на трение жидкости по длине трубы:

10. Определяем давление в начале нефтепровода (по условию задачи отметка ЦСП выше отметки ДНС, то величину ∆Н принимаем со знаком «+»):

11. Определяем развиваемое насосом давление:

12. Находим напор, развиваемый насосом:

Напор развиваемый насосом рассчитан на дегазированной нефти.

Пересчитаем напор по воде плотностью 1000 кг/м³

Расход нефти

Таким образом, насос должен удовлетворять условиям: Н > 162м, Q > 141 м³/час.

Согласно полученным расчетным путем по параметрам подходит центробежный нефтяной горизонтальный насос типа ЦНС(Г) 180-170. Подача 180 м³/час. Напор 170 м.. КПД 71%. С частотой вращения двигателя 1475 об/ мин.

Задача №4 Построение графика изменения давления по длине промыслового газосборного коллектора. Вариант 11

Схема газосборного коллектора.

P₁

P₂

P_x1

P_x2

q₁; d₁; l₁

q₂; d₂; l₂

q₃; d₃; l₃