нефти Садового месторождения
.pdf
консорциум н е д р а
|
|
l |
p |
(S |
1 |
− C |
S |
)x |
+ l |
2 p |
S |
2 |
x |
2 |
+ l |
3 p |
(S |
3 |
− C |
3 |
− C |
S1 |
) |
|||||||
|
1 + |
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
l p (S − C ) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
V = min 1; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
d |
|
|
− d |
|
|
|
|
|
|
d + 2C |
|
|
|
|
|
l |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
p |
|
0 p |
|
|
|
|
|
S |
|
|
|
|
|
||||||||||
|
1 + 0,5 |
|
|
|
|
+ K * |
|
|
|
|
* |
|
|
* |
1 p |
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
l |
|
|
|
l |
|
|
|
|
|
l |
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
; |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
p |
|
|
|
|
|
|
|
|
p |
|
|
|
|
1 |
|
|
1 p |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
V = min 1;1,06 ,V = 1 |
|
|
|
P = 1,71МПа, |
|
|
|
P P, т.е1,71 1,6 |
- Условие выполняется. |
||
|
|||
Для штуцера В ( |
Д |
у |
200) |
|
|||
|
|
|
|
Определяем расчетный диаметр отверстия.
d |
p |
= 209,4мм |
. |
|
|
||
|
|
|
d |
p |
d |
0 |
, |
|
|
|||
|
|
|
|
209,4<111,4 – условие не выполняется, поэтому делаем укрепление отверстия.
Условие одиночного отверстия:
Расчетные длины штуцеров:
l |
= min 100;1,25 |
(203 + 2 *3,2)* |
(8 − 3,2) |
1p |
|
|
|
l |
= min 100;39,6 ; |
|
|
1 p |
|
|
|
l |
= 39,6мм. |
|
|
1 p |
|
|
|
50
(8.22)
(8.23)
Расчетная ширина наклонного кольца:
Макет космического корабля «Восток-1» в павильоне «Космос» на ВДНХ. За ним — цитата К. Э. Циолковского:
«Сначала неизбежно идут: мысль, фантазия, сказка. За ними шествует научный расчёт. И уже в конце концов исполнение венчает мысль»
консорциум н е д р а
l |
2 p |
= min 1000; 3400(10 +16 − 2,8) |
|
|
|
|
|
l |
2 p |
= min 100; |
263 |
|
|
|
|
l |
2 p |
=100мм. |
|
|
|
|
|
Расчетная ширина зоны укрепления в окрестности штуцера.
|
l p |
= 0 |
=198,9мм. |
|
l3 p |
= min 8;0,5 (203 + 2 * 2,8) (8 − 3,2 − 2) |
|
l3 p |
= min 8;12,1 ; 39,6(16 −1,14 − 2,8)* 0,78 +100 *10 * 0,78 + 8(8 − 3,2 − 2)* 0,78 +198,9(16 −12,2 − 2,8) |
||
|
|
|
0,5(209,4 − 79,5 *12,2) |
l3 p |
= 8мм. |
1588 792 |
|
|
Условие выполняется. |
||
|
Допускаемое внутреннее избыточное давление: |
||
|
P = 1,71МПа |
||
|
V = min 1;1,06 ; |
||
|
V = 1. |
|
|
|
P P, |
|
|
Т.е условие выполняется для штуцера Б( Д у 350 ).
Определяем:
d |
p |
d |
0 |
; |
|
|
|
111,4 > 362,6, т.е. условие не выполняется, поэтому делаем укрепление отверстия.
Расчетные длины штуцеров:
51
(8.24)
консорциум н е д р а
l |
|
= min 100; 63,8 ; |
1 p |
|
|
l |
|
= 63,8мм. |
1 p |
|
|
l |
2 p |
= min 150; 274 ; |
|
|
|
l |
2 p |
= 150мм. |
|
|
|
l |
3 p |
= min 8; 21,7 ; |
|
|
|
l |
3 p |
= 8мм. |
|
|
|
63,8(16 −1,48 * 2,8)*1 +150*12 *1 + 8(10 − 2,8 − 2)*1 +198,9(16 −12,2 − 2,8) |
||
0,5(362,6 − 79,5)*12,2 |
||
2788 > 1726 – Условие выполняется.
Расчетная толщина стенки штуцера:
S1p =1,48мм;
Допускаемое внутреннее давление:
P = 1,71МПа V = min 1;1,07 ;V = 1.P P, т.е.1,71 1,6
- Условие выполняется.
Расчет для штуцера Г ( Д у 150 ).
Труба 159 x 8 – Сталь 20.
Для патрубков из стали 20 |
|
= 147 МПа. |
|
52
консорциум н е д р а
d |
p |
= 149,4мм. |
|
|
|
|
|
d |
p |
d |
; |
|
0 |
|
|
149,4 > 111.4, - Условие не выполняется, поэтому отверстие укрепляем.
Расчетные длины штуцера:
l |
|
|
= min 100;33.4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 p |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
l |
|
|
= 33,4мм. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 p |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
l |
2 p |
= min 100; 253 ; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
l |
2 p |
= 100мм. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
l |
3 p |
= min 8;10,2 ; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
l |
3 p |
= 8мм. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
S |
1 p |
= 0,81мм. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
33,4(8 − 0,81− 3,2)* 0,78 +100 *10 + 8(8 − 3,2 − 2)* 078 +198,9(16 −12,2 − 2,8 ) |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
0,5(149,4 − 79,5)*12,2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
1320 426. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
- Условие выполняется. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Допускаемое внутреннее избыточное давление: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
P = 1,71МПа. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Т.е. 1,71 > 1,6, - Условие выполняется. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
Расчет для штуцеров Д( |
Д |
у |
50), И ( |
Д |
у |
50), К ( |
Д |
у |
50), D ( |
Д |
у |
50), Ю ( |
Д |
у |
50). |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
d |
p |
d |
; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
53
(8.25)
(8.26)
консорциум н е д р а
54
111,4 < 50.8 – Условие выполняется, укрепление штуцеров не требуется.
Штуцера |
Д |
у |
50 |
и |
Д |
у |
25 |
на днище укреплению не подлежат, т.к. отверстия не взаимовлияющие и выполняются |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
условия. 9. Технологический расчет сепаратора.
Исходные данные для расчета сепаратора установленного УПСВ «Дерюжевская».
1.Расход жидкости, QЖ =1800 м3/сут;
2.Рабочее давление, Рраб=0,62 МПа;
3.Рабочая температура, Траб=36 0С;
4.φв=0,8 д.е.;
5.Газонасыщенность жидкости, Го=73,2 м3/т;
6.Плотность нефти, ρн=842 кг/м3;
7.Вязкость нефти, μн=8,2·10-3 Па·с.
8.Объемный состав газа однократного разгазирования нефти
yi0
CO2 |
N2 |
CH4 |
C2H6 |
C3H8 |
i-C4H10 |
n-C4H10 |
i-C5H12 |
n-C5H12 |
0,66 |
15,2 |
29,6 |
20,6 |
19,6 |
2,31 |
6,76 |
1,86 |
1,89 |
Схема горизонтального сепаратора
консорциум н е д р а
55
Рис.9.1
1.Задаемся первым давлением схождения, которое для нефтегазовых систем должен быть не менее 35,0 МПа.
Выбираем величину 68.95, рекомендуемую в методическом указании
2. |
По справочным таблицам находим константы равновесия для всех компонентов исходной смеси |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ki |
|
|
|
|
|
CO2 |
N2 |
CH4 |
C2H6 |
C3H8 |
i-C4H10 |
n-C4H10 |
i-C5H12 |
n-C5H12 |
H2S |
|
15,24 |
141,74 |
34,76 |
6,69 |
2,04 |
0,68 |
0,64 |
0,26 |
0,22 |
5,66 |
|
3. |
Рассчитываем объемный состав исходной смеси на входе в сепаратор |
|||||||||
z 0 |
= y0 |
|
|
− |
|
|
120 |
|
|
− |
1 |
|
||
1 |
|
0.11 |
|
|
|
1 |
|
|
|
|||||
i |
i |
|
|
|
|
Г |
|
+120 |
|
|
К |
|
|
|
|
|
|
|
|
H |
0 |
|
|
i |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
(9.1)
консорциум н е д р а
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
56 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
zi0 |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
CO2 |
N2 |
|
CH4 |
|
C2H6 |
|
C3H8 |
|
i-C4H10 |
|
n-C4H10 |
i-C5H12 |
|
n-C5H12 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2,73 |
12,67 |
|
61,01 |
|
183,09 |
|
551,47 |
|
193,69 |
|
597,99 |
412,85 |
|
485,09 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4. |
Определяем, в |
каком |
состоянии |
находится исходная смесь на |
входе сепаратор – в |
однофазном или |
||||||||
двухфазном.
Если
n |
Ki |
zi |
|
0 |
|
i=1 |
|
1
,
то исходная смесь является жидкостью.
Если
n |
z |
0 |
|
|
|
|
|
|
i |
|
|
|
|
|
|
i=1 |
К |
i |
|
|
|
||
1
,
то исходная смесь является газообразной фазой.
В нашем случае
n |
Ki |
zi |
|
0 |
|
i=1 |
|
=
7035,62
n |
z0 |
|
|
, |
i |
|
= 5332,78 |
К |
|
||
i=1 |
i |
|
|
|
|
||
Поскольку обе суммы не меньше единицы, смесь находится в состоянии двухфазного равновесия.
Находим величины L и V, лежащие в интервале (0-1), путем решения любого из эквивалентных уравнений (35), (36)
или (37)
консорциум н е д р а
|
|
|
|
|
n |
|
|
|
z |
|
|
|
|
|
|
n |
i |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
i |
|
|
|
|
=1 |
|||||
|
|
|
|
|
i=1 |
L + K |
|
(1 − L) |
= |
|
i=1 |
x |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
i |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n |
|
|
|
|
zi Ki |
|
|
|
|
n |
|
|
|
|
||
|
i=1 |
|
= i=1 yi |
=1 |
|
||||||||||||||
|
L + Ki (1 − L) |
|
|||||||||||||||||
n |
|
i |
|
|
|
n |
i |
|
|
|
n |
|
z |
(K −1) |
|
||||
|
y |
− |
|
|
|
|
i |
|
i |
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
x |
= |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
i=1 |
|
|
|
|
|
i=1 |
|
|
|
|
i=1 |
L + K |
(1 − L) |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
i |
|
|
|
|
Причем |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
L +V =1 |
|
|
|
|
|
|||||
0,74658+ 0,25342 = 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
57
(9.2)
(9.3)
(9.4)
(9.5)
5.Определяем мольные составы фаз внутри сепаратора
|
|
|
z |
0 |
|
|
|
z |
0 |
|
|
||
x |
= |
|
i |
|
= |
|
i |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
i |
|
L + K |
|
(1 − L) |
|
1 +V (K |
|
−1) |
|||||
|
|
i |
|
i |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
yi |
= |
z0 |
K |
|
= |
|
z0 |
K |
|
||||
i |
|
|
|
i |
|
i |
|
|
|
i |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
L + Ki (1 − L) |
|
1 +V (Ki −1) |
|||||||||
(9.6)
(9.7)
xi
CO2 |
N2 |
CH4 |
C2H6 |
C3H8 |
|
i-C4H10 |
n-C4H10 |
i-C5H12 |
n-C5H12 |
0,59 |
0,35 |
6,39 |
74,99 |
436,37 |
|
210,91 |
657,61 |
508,90 |
604,47 |
|
|
|
|
|
yi |
|
|
|
|
CO2 |
N2 |
CH4 |
C2H6 |
C3H8 |
|
i-C4H10 |
n-C4H10 |
i-C5H12 |
n-C5H12 |
9,04 |
48,98 |
221,95 |
501,54 |
890,55 |
|
142,95 |
422,34 |
129,87 |
133,37 |
консорциум н е д р а
6.Рассчитываем молекулярную массу отсепарированной нефти в стандартных условиях
M |
0 |
= 0,2 |
|
|
0,11 |
|
|
|
|
||
|
H |
|
н |
|
н |
58
(9.8)
M |
0 |
= 211,93 |
|
H |
|||
|
|
Молекулярная масса остатка в стандартных условиях определяем по формуле института «Гипровостокнефть»
M |
0 |
=1,011 M |
0 |
+ 60 |
|
0 |
Н |
||||
|
|
|
(9.9)
M |
0 |
= 274,26 |
|
0 |
|||
|
|
7.Находим молекулярные массы жидкой и газовой фаз в сепараторе
M |
|
= |
n |
M |
x |
|
н |
|
|||||
|
|
i |
i |
|||
|
|
|
i=1 |
|
|
|
|
|
|
n |
|
|
|
M Г |
= |
M i |
yi |
|||
|
|
|
i=1 |
|
|
|
(9.10)
(9.11)
МН
CO2 |
N2 |
CH4 |
C2H6 |
C3H8 |
|
i-C4H10 |
n-C4H10 |
i-C5H12 |
n-C5H12 |
110262,69 |
9,68 |
102,18 |
2249,71 |
19200,44 |
|
12232,76 |
38141,49 |
36640,85 |
43522,08 |
|
|
|
|
|
МГ |
|
|
|
|