- •Введение
- •Задача №1 Транспортные работы при сооружении промысловых трубопроводов
- •Расчет промысловых сборных трубопроводов
- •Задача №3 Определение общего перепада давления в сборном коллекторе
- •Расчет аппаратуры отстаивания
- •Задача №4 Расчет скорости осаждения капель при известном их размере
- •Список использованной литературы
- •Обустройство промыслов
Расчет аппаратуры отстаивания
Технологический расчет отстойной аппаратуры заключается в определении пропускной способности отстойника или его размеров.
Если скорость слияния капель воды – слоем воды в отстойнике – меньше скорости накопления частиц на водонефтяном разделе, то между нефтью и и водной подушкой образуется переходный слой, толщина которого уменьшается к выходу из отстойника.
Обводненность нефти на выходе из отстойника определяют по содержанию мелких капель воды, время осаждения которых больше времени осевого перемещения разделяемой эмульсии в отстойнике. Скорость движения эмульсии вдоль отстойника от входа до выхода непрерывно уменьшается.
9
За время прохождения эмульсии от входа до выхода из отстойника концентрация дисперсной фазы в эмульсии не изменяется. В верхней части отстойника она уменьшается по сравнению с первоначальной концентрацией. Следовательно, вязкость эмульсии по высоте в отстойнике переменна, причем в верхней части отстойника она уменьшается вдоль горизонтальной оси от входа до выхода. По вертикали в каждом сечении отстойника вязкость эмульсии возрастает от минимальной, у верхней образующей отстойника, до максимальной на границе с водной подушкой. Такой сложный характер изменения вязкости эмульсии в отстойнике определяется кинетикой гравитационного разделения фаз. Следовательно, горизонтальная составляющая скорости эмульсии в отстойнике максимальна в верхнем и минимальна в нижнем слоях эмульсии.
Задача №4 Расчет скорости осаждения капель при известном их размере
Рассчитать скорость свободного осаждения капель воды 12 размеров в нефти, если вязкость нефти μн (мПа*с), плотность ρн (кг/м3). Плотность
капель воды ρв (кг/м3).
Первоначально определяется критерий Архимеда по формуле:
d 3 × ρ
× (ρ
- ρ ) × g
(18)
Ar =
н
в
н
μн
2
Где d – диаметр капли воды, м; μн – вязкость нефти, Па*с.
Граничные значения критерия Архимеда в области ламинарного режима осаждения капель определяются выражением:
18×10 -6 < Ar 36
(19)
Если полученное значение критерия Архимеда
удовлетворяет
данному условию, то осаждение капель происходит в области ламинарного режима и определяется по (20), если же критерий Архимеда не удовлетворяет данному условию, то осаждение капель происходит в переходном режиме и скорость осаждения определяется по формуле (21).
ω0 =
Ar× μ
, см/ч
(20)
18× ρ ×d
н
ω0 =
Ar0,714 × μ
, см/ч
(21)
6,545× ρ × d
н
Где d – диаметр капли воды, м; μн – вязкость нефти, Па*с.
10
ρн – плотность нефти, кг/м3 Результаты расчетов для всех 12 размеров капель свести в таблицу 1:
Таблица 1
Результаты решения задачи №4
Критерий Архимеда
Скорость
№ Диаметр капель воды, мкм
свободного
(*10-4)
осаждения, см/ч
Исходные данные к задаче № 4 приведены в таблице №4 приложения.
Задача №5 Определение пропускной способности булита – отстойника по
жидкости
Диаметр булита – отстойника D (м), плотность нефти ρн (кг/м3), воды ρв (кг/м3), обводнённость эмульсии на выходе B (%), вязкость нефти μн
(мПа*с). Необходимо оценить пропускную способность отстойника по жидкости.
Плотность эмульсии рассчитывается по правилу аддитивности:
ρж = ρн×(1 - В) + ρв ×В , кг/м3 (22)
Вязкость эмульсии оценивается по формуле:
μж =
μн
, мПа*с
(23)
(1 - В)
2,5
Тогда пропускная способность булита – отстойника обеспечивающего ламинарный режим движения при принятых параметрах будет определяться по формуле:
D × μж
3
Qж = 1645×
×86400 , м /сут
(24)
ρж
Где μж – вязкость эмульсии, Па*с Исходные данные к задаче № 5 приведены в таблице №5 приложения.
11
Исходные данные к задаче №1
вар
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
Dн, мм
530
720
820
1020
1220
1420
530
720
820
1020
1420
720
1420
530
δ, мм
10
12
12
14
16
18
11
14
12
12
14
16
21
16
l
11
11,5
12
10
9,8
12
11
11,3
10,8
12
11
12
11
11,3
lтр
20
38
42
15
13
51
24
18
44
19
27
41
37
12
lпл
14
25
30
10
5
28
13
6
33
14
16
32
24
7
L, км
180
212
315
154
352
175
320
211
159
283
178
180
212
315
n
2
2
2
3
3
2
2
3
3
3
2
2
3
3
Т, мес
9
9
11
8
12
9
11
9
8
10
9
9
9
11
tсут
16
12
18
8
9
10
16
12
18
8
9
10
16
12
К
0,8
0,8
0,9
0,8
0,9
0,9
0,9
0,8
0,8
0,8
0,9
0,8
0,9
0,8
Кm
0,6
0,7
0,8
0,6
0,7
0,8
0,6
0,7
0,8
0,6
0,7
0,8
0,6
0,7
tпог
0,25
0,30
0,25
0,25
0,25
0,30
0,30
0,30
0,30
0,25
0,25
0,30
0,25
0,30
tвыг
0,15
0,20
0,25
0,30
0,15
0,20
0,25
0,30
0,15
0,20
0,25
0,30
0,15
0,20
Vгр
18
16
20,4
18,4
5
26
19
4
26
18
16
20,4
18,4
5
Vпор
23
21
24,8
21,8
8
30
24
8
30
23
21
24,8
21,8
8
Марка
1
2
3
4
5
1
2
3
4
5
1
2
3
4
трубовоза
12
Исходные данные к задаче №2
вар
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
Рк, (МПа)
0,6
0,7
0,55
0,9
0,45
1,1
2,2
0,85
0,94
1,5
0,84
5,4
0,4
0,82
L, км
10
5
14
21
18
16
28
3
11
8,7
19,6
15,2
12,8
25
D, м
0,3
0,4
0,25
0,5
0,3
0,5
0,25
0,45
0,2
0,45
0,35
0,45
0,3
0,5
G, т/сут
3800
2800
4500
9421
2758
12300
3500
3700
6666
11350
3451
18600
4200
9574
ρ, т/м3
0,8
0,75
0,87
0,68
0,88
0,77
0,8
0,76
0,89
0,79
0,84
0,8
0,82
0,78
ν, мм2/с
100
103
98
106
100
95
102
98
104
100
102
100
98
103
Исходные данные к задаче №3
вар
L, км
D, м
G, т/час
ρ, т/м3
μ, мПа*с
q1,т/час
q2,т/час
q3,т/ча
1
10
0,2
180
0,8
20
20
50
100
2
22
0,3
280
0,75
20
15
51
20
3
14
0,25
188
0,87
20
10
30
42
4
21
0,2
120
0,68
20
17
72
12
5
18
0,3
114
0,88
20
18
64
25
6
16
0,25
241
0,77
20
118
14
15
7
28
0,25
195
0,8
20
21
78
15
8
3
0,45
212
0,76
20
15
38
24
9
11
0,2
113
0,89
20
20
51
37
10
8,7
0,45
227
0,79
20
15
30
87
11
19,6
0,35
197
0,84
20
10
72
15
12
15,2
0,2
350
0,8
20
141
10
15
13
13
12,8
0,3
121
0,82
20
18
49
28
14
25
0,2
125
0,78
20
22
65
17
15
8
0,25
218
0,85
20
50
38
70
16
28
0,3
378
0,8
20
15
51
179
17
10
0,25
195
0,89
20
20
30
32
18
24
0,3
222
0,77
20
22
72
81
19
14
0,2
175
0,85
20
21
64
16
20
18
0,3
173
0,8
20
15
49
38
Исходные данные к задаче №4
ρ
вар
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
, кг/м3
820
830
880
800
860
790
785
840
837
805
824
873
894
796
н
ρ
, кг/м3
110
100
105
110
100
105
110
100
105
110
100
105
110
110
в
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
μн ,
3
7
5
20
15
8
4
6
9
12
20
15
17
3
мПа*с
В, %
30
40
50
15
18
24
32
10
19
28
62
7
48
12
D, м
3,4
2,5
2,0
3,0
3,2
2,8
2,4
3,4
2,5
2,0
3,0
3,2
2,8
2,4
14