Северо-Красноярского месторождения
.pdfКонсорциум н е д р а
46
Выводы
1.Система очистки воды не обеспечивает очистку воды для закачки в нагнетательные скважины. Необходимо установить дополнительные аппараты.
2.Невозможно замерить приемистость каждой скважины отдельно, известно только суммарное значение приемистости. Необходимо оборудовать каждую скважину счетчиком расхода жидкости. Замер расхода на каждой нагнетательной скважине также может быть осуществлён и переносным ультрозвуковым расходомером типа KPOHNE.
3.Для защиты оборудования и водоводов от коррозии рекомендуется применение труб и оборудования в коррозионностойком исполнении, ввод ингибиторов коррозии Реапон, СНПХ.
4.Водоводы системы заводнения отработали свой нормативный срок, необходима их замена на новые гибкие полимерно-металлические трубы.
2. Техническая часть
2.1 Гидравлический расчет сложного однофазного трубопровода.
По водоводу, выполненному из стальных труб, подают воду к нагнетательным скважинам № 270. Найти потери и сравнить с фактическими, если перепад давления от ВРП до скв №270 составляет 9 КПа.[8]
Консорциум н е д р а
47
|
Исходные данные. |
||
Длина первого участка трубопровода |
|
L1=460 м |
|
Внутренний диаметр первого участка трубопровода |
|
Dвн1=0,104 м |
|
Расход жидкости на первом участке |
|
Q1=0,000822 м3/с |
|
Плотность воды |
|
в=1150 кг/м3 |
|
Динамическая вязкость воды |
|
в=1,1*10-3 Па*с |
|
Абсолютная шероховатость труб |
|
е=1,5*10-4 м |
|
|
|
Расчёт. |
|
Расчёт проводим по формуле Дарси: |
|
|
|
|
|
∆ |
|
|
|
0 |
|
где
− коэффициент гидравлических потерь на трение по длине;
− длина трубопровода, м;
− скорость движения жидкости в трубопроводе, м/с;
Таблица 2.1
|
|
|
2 |
|
|
= |
|
∙ |
|
∙ |
(2.1) |
|
2 |
||||
|
вн |
|
|
|
|
Консорциум н е д р а
вн −внутренний диаметр трубопровода, м;
−плотность жидкости, кг/м3;
|
|
|
|
= |
|
|
= |
|
4 ∙ 0.000822 |
= 0.1 м/с |
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
3.14 ∙ 0.1042 |
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
где |
– динамическая вязкость жидкости, Па с. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1,1 10 |
−3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= |
|
= 9,40 10 |
−7 |
м2/с. |
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
v |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1170 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
где |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
/с. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
– средняя скорость движения жидкости в трубе, м |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
Re |
|
|
= |
|
|
|
|
|
4 0,000822 |
|
|
|
|
|
10680 |
|
||||||||||
|
|
|
|
|
1 |
|
3,1416 0,104 9,4 10 |
−7 |
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
Так как Re1 2320, то режим течение турбулентный. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
= |
0,3164 |
|
|
= |
|
|
0.3164 |
= 0.031 |
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
4 |
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
√ |
|
|
√10680 |
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
∆ |
= |
|
∙ |
2 |
∙ = 0.031 |
460 |
|
|
∙ |
0.12 |
∙ 1170 = 805 |
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
0 |
|
вн |
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0.104 |
|
|
2 |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
Сравним фактические и рассчитанные перепады давления:
∆ факт = 800 Па; ∆ расч = 805 Па;
48
(2.2)
Консорциум н е д р а
49
∆= 805 − 800 = 0,6% 800
Из расчёта делаем вывод, что трубопровод работает в нормальном режиме. Погрешность между фактическими показателями и расчетными не превышают 5%. Это говорит о том, что внутри трубопровода отсутствуют отложения, увеличивающие сопротивление при движении жидкости.
2.2 Гидравлический расчет сложного двухфазного трубопровода
По трубопроводу выполненный из старых стальных труб транспортируется газонасыщенная нефть от скважины №
229 до АГЗУ-1. Определить общий перепад давления и сравнить с фактическим. Фактический перепад давления 20 КПа
|
Таблица 2.1 |
Параметры трубопровода |
|
Наименование параметра. |
Значение параметра. |
Длина 1 участка |
L1=1400 м |
Внутренний диаметр труб на 1 участке |
D1=100 мм |
Общий объемный расход смеси на 1 участке |
Q1=145 м3/сут |
Консорциум н е д р а
50
Объемное расходное газосодержание на 1 участке |
1=19 % |
Плотность нефти |
н=887 кг/м3 |
Плотность газа |
г=1,24 кг/м3 |
Динамическая вязкость эмульсии |
э=10,64 10-3 Па с |
Динамическая вязкость газа |
г=2,1 10-6 Па с |
Абсолютная шероховатость труб |
е=1*10-3 м |
Массовое газосодержание на 2 участке |
1=0,058 |
Расчёт:
Определим методику расчёта.
Для этого найдём значения показателей
W
ин 
г и сравним их с табличными.
э = 10,64 10−3 = 5067 1000
г 2,1 10−6
W = GS
где
G
–массовый расход, кг/с;
S
– площадь сечения трубы, м2.
|
G = Q |
||
G |
= 1,67 10 |
−3 |
887 = 1,49 кг / с |
|
|||
1 |
|
|
|
|
|
|
D |
|
S = |
2 |
|
|
вн |
||
|
|
|
|
|
|
|
4 |
S = |
3,1415 0,12 |
= 0,00785 м2 |
|
||
1 |
4 |
|
|
|
Консорциум н е д р а
51
W |
= |
1,49 |
= 190 |
|
|||
1 |
|
0,00785 |
|
|
|
|
W,кг/м2 ∙ с
До 100
Свыше 100
Независимо
Так как
|
н |
|
1000 |
|
|
|
|
|
|
г |
|
|
|
|
Таблица 2.2
|
н |
Определение методика расчета |
|
|
|
Методика расчета |
|
|
в |
|
|
Свыше 1000 |
|
Локкарта-Мартенелли |
|
Свыше 1000 |
|
Чисхолма |
|
До 1000 |
|
Фриделя |
|
и > 100, то применяем методику Чисхолма.
Исходное уравнение:
∆ = ∆ |
+ ∆ |
∙ (Г2 − 1) ∙ { ∙ [х ∙ (1 − х)]2− |
|
+ х2− } |
|
2 |
(2.10) |
||||
0 |
0 |
|
|
|
|
Определим параметр Чисхолма для шероховатых труб:
Г2 = н = 887 = 721г 1,24
Найдем массовое газосодержание:
х = ;
где = ∙ ;
= ∙ = 1,67 ∙ 10−3 ∙ 0,21 = 3,5 ∙ 10−4 м3/с= 3,5 ∙ 10−4 ∙ 1,21 = 4,235 ∙ 10−4 кг/с
Консорциум н е д р а
52
Тогда:
х = 4,235 ∙ 10−4 = 2,84 ∙ 10−4 1,49
Для шероховатых труб: → 0.
Наконец найдем перепад давлений:
∆ = 18363 + 18363 ∙ (721 − 1) ∙
∙ {15 ∙ [0,000284 ∙ (1 − 0,000284)]2 + 0,0002842} = 19863 Па
Сравним фактические и рассчитанные перепады давления: Скв №229
∆ факт = 20000 Па; ∆ расч = 19863 Па;
∆= 20000 − 19863 = 0,7% 20000
Из расчёта делаем вывод, что трубопровод работает в нормальном режиме. Погрешность между фактическими показателями и расчетными не превышают 5%, дополнительных насосов для увеличения давления не требуется.
Консорциум н е д р а
53
2.3 Расчет нефтегазового сепаратора
Механический расчёт сепаратора
Механический расчет сепаратора ведется по данным таблицы 2.3
Таблица 2.3
Данные для расчета
|
Наименование |
|
|
Обозначение |
Размерность |
Величина |
Внутренний диаметр аппарата |
|
|
D |
см |
180 |
|
Расчетное давление |
|
|
P |
MПа (кгс/см2) |
0,8 |
|
|
|
|
|
|
|
(8,0) |
Исполнительная толщина стенки обечайки |
S |
см |
1,0 |
|||
Исполнительная толщина стенки днища |
|
S1 |
см |
1,4 |
||
Исполнительная толщина накладного кольца |
S2 |
см |
1,0 |
|||
Расчетная толщина стенки обечайки |
|
SR |
см |
0,509 |
||
Прибавка к расчетной толщине стенки |
CK |
см |
0,28 |
|||
обечайки |
|
|
|
|
|
|
СК=С1+ С3 |
|
|
|
|
|
|
Прибавка к расчетной толщине стенки днища |
Cd |
см |
0,49 |
|||
Сd=С1+ С2+ С3 |
|
|
|
|
|
|
Коэффициент прочности сварных швов |
|
φ |
- |
1 |
||
Допускаемое |
напряжение |
стали |
при |
[σ] |
MПа (кгс/см2) |
160 |
температуре 100 0С. |
|
|
[σ2] |
MПа (кгс/см2) |
(1600) |
|
Марка 09Г2С обечайки, днища. |
|
|
|
|
160 |
|
Марка 09Г2С накладного кольца. |
|
|
|
(1600) |
||
Прибавка к расчетной толщине стенки для |
С1 |
см |
0,2 |
|||
компенсации коррозии |
|
|
|
|
|
|
Прибавка к расчетной толщине стенки по |
С2 |
см |
0,21 |
|||
технологическим причинам |
|
|
|
|
|
|
Прибавка к |
расчетной толщине стенки |
для |
С3 |
см |
0,08 |
|
Консорциум н е д р а
54
компенсации минусового допуска |
|
|
|
|||||
Расстояние от центра укрепленного отверстия |
r |
см |
55 |
|||||
до оси эллиптического днища |
|
|
|
|||||
Радиус кривизны в вершине эллиптического |
R |
см |
300 |
|||||
днища при Н=0,250, где Н - внутренняя |
|
|
|
|||||
высота эллиптического днища |
|
|
|
|||||
Расчетная ширина накладного кольца |
ℓ2R |
см |
22,7 |
|||||
|
2R |
= |
D (S |
2 |
+ S −C) |
|
|
|
|
|
R |
|
|
|
|
||
при S2=1,0 |
|
|
|
|
|
|||
1. Расчет толщин стенок корпуса и днищ по ГОСТ 14249-80.
Условия применения расчетных формул Для обечаек:
S −C |
0,1 |
, |
|
D |
|
||
|
|
||
|
|
|
|
0,0024 0,1 |
, |
||
|
|
|
|
Для днищ эллиптических:
0,002 |
S − C |
0,1 |
|
||||
|
1 |
|
, |
||||
|
|
|
|
|
|
||
|
|
D |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
||
0,002 0,003 0,1 |
, |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
0,2 |
H |
0,5 |
, |
|
|
||
D |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
(2.11)
(2.12)
(2.13)
Консорциум н е д р а
0,2
0,25
0,5
55
,
Расчет толщины корпуса и днища представлен в таблице 2.4.
Таблица 2.4
Расчет толщины корпуса и днища
Рассчитываем ый элемент
Корпус
Днище
Расчетные формулы
S |
|
|
|
= |
|
P D |
+ C |
|
|
|||||
К |
|
2 |
− P |
К |
(4.44) |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
S |
|
|
|
= |
|
10 300 |
+ 0,28 |
= 0,789 см |
||||||
К |
|
2 1 1770 − 6 |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
S d |
|
= |
|
P R |
|
+ Cd |
||||||||
|
|
|
|
|
||||||||||
|
2 |
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
− 0,5P |
|
(4.45) |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
S |
|
|
|
= |
|
|
10 300 |
|
+ 0,49 = 0,999 см |
|||||
d |
|
2 1 1770 |
|
|
||||||||||
|
|
|
|
− 0,5 6 |
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
Принятая
толщина в мм
10
14
2. Расчет элементов укрепления.
Расчет произведен по ГОСТ 24755-81 «Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность укрепления отверстий» и ГОСТ 14249-80 «Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность».
2.1. Наибольший допускаемый диаметр одиночного отверстия, не требующего дополнительного укрепления в аппарате, работающем под давлением, d0, см.
Для обечайки: