Серноводского месторождения
.pdfP = 1,71МПа |
|
|
|
|
||||
V = min 1;1,06 ; |
|
|
|
|
||||
V = 1. |
|
|
|
|
|
|
||
P P, |
|
|
|
|
|
|||
Т.е условие выполняется для штуцера Б( |
Д |
у |
350 |
). |
||||
|
|
|
|
|
|
|
||
d |
p |
d |
0 |
; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
111,4 > 362,6, т.е. условие не выполняется, поэтому делаем укрепление отверстия.
Условие укрепления одиночного отверстия определяется по формуле
Расчетные длины штуцеров:
l1 p = min 100; 63,8 ; l1 p = 63,8мм.
l2 p = min 150; 274 ; l2 p = 150мм.
l3 p = min 8; 21,7 ; l3 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:
57
Консорциум « Н е д р а»
58
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.
d d
p |
= 149,4мм. |
|
|
|
|
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. |
|
|
|
|
|
Консорциум « Н е д р а»
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 |
|
|
111,4 < 50.8 – Условие выполняется, укрепление штуцеров не требуется.
59
Консорциум « Н е д р а»
60
2.4 Расчет нефтегазового сепаратора
Технологический расчет
Сепаратор №1 находится на УПН «Якушкинская».
Таблица 2.2
|
|
|
Исходные данные для расчета: |
||||||
1. |
Объемная нагрузка сепаратора по поступающей |
|
Q = 3900 м3/сут. |
|
|||||
жидкости: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2. |
Обводненность продукции: |
|
|
|
|
= 0,7 |
|
|
|
|
|
|
|
н |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
3. |
Рабочее давление в сепараторе: |
|
P=0.8 Мпа |
|
|||||
4. |
Рабочая температура в сепараторе: |
|
T = 40 |
С |
|
|
|||
5. |
Плотность сепарированной нефти в стандартных |
|
= 874 кг/см3 |
|
|||||
условиях: |
|
|
|
н |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6. |
Динамическая вязкость сепарированной нефти: |
|
|
|
= 12,6 |
мПа с |
|
||
|
|
|
|
н |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7. |
Газонасыщенность жидкости, поступающей в |
|
Г0 |
=17,3м3/т. |
|
||||
|
|
|
|
||||||
сепаратор: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8. |
Объемный состав газа в стандартных условиях |
|
Константы равновесия |
|
|||||
Азот |
8,68 |
|
125 |
|
|
|
|
||
Углекислый газ |
3,93 |
|
3 |
|
|
|
|
|
|
Метан |
13,76 |
|
28 |
|
|
|
|
|
|
Этан |
24,36 |
|
6.5 |
|
|
|
|
||
Пропан |
27,18 |
|
1.8 |
|
|
|
|
||
Изобутан |
6,87 |
|
0,8 |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|||
Нбутан |
8,52 |
|
0,65 |
|
|
|
|||
Изопентан |
3,02 |
|
0,24 |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
||||
Нпентан |
1,81 |
|
0,2 |
|
|
|
|
||
Нгексан |
0,46 |
|
0,071 |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
||||
Консорциум « Н е д р а»
61
Гептан |
1,3 |
0,0181 |
|
|
|
Остаток |
0,11 |
0 |
|
|
|
Сумма |
100 |
|
|
|
|
Значения констант фазового равновесия определяем из таблиц (практические занятия расчет сепаратора). Сепаратор
изображен на рисунке 2.2
Консорциум « Н е д р а»
62
Чертеж сепаратора
Рис 2.2
Консорциум « Н е д р а»
63
Порядок выполнения расчета:
1.Задаемся первым давлением схождения, которое для нефтегазовых систем должно быть не менее 35 МПа, но обязательно больше, чем давление в сепараторе. По справочным данным находим константы равновесия всех компонентов газа.
2.Рассчитываем состав смеси, поступающей в сепаратор:
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
120 |
|
|
|
|
1 |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
Zi0 |
= |
Y i0 |
|
− |
|
|
|
|
1 − |
|
|
||||||||
|
|
|
1 |
|
0,11 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Г 0 +120 |
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
н |
|
Ki |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
4 = 0.2436 ∙ [1 − |
|
|
|
|
|
|
120 |
|
|
∙ (1 − |
|
|
1 |
)] = 0,0703 |
||||||||
0.01260.11 ∙ 17,3 + 120 |
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
6,5 |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 2.3 |
|
|
Объемный состав исходной смеси на входе в сепаратор. |
||||||||||||||||||||
|
Zi.0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
0,0144 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
0,0173 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
0,0260 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
0,0703 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
0,1702 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
|
0,0831 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7 |
|
0,1238 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8 |
|
0,1106 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
9 |
|
0,1790 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10 |
|
0,0552 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
11 |
|
0,0859 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Консорциум « Н е д р а»
64
12 |
0,0464 |
|
0,982 |
|
|
3. Определяем, в каком состоянии находится исходная смесь на входе в сепаратор – в однофазном или двухфазном.
∑ ∙ ≤
=
n
∑ Zi0 ∙ Ki = 0,98 ≤ 1
i=1
Исходная смесь является жидкостью :
V = 0, L = 1, Xi0, Yi0 = 0
4. Определяем мольные составы фаз внутри сепaратора.
Zi0
i = L + Ki ∙ (1 − L)
0.07034 = 1 + 6,5 ∙ (1 − 1) = 0.0703
Zi0 Ki
i = L + Ki ∙ (1 − L)
(2.14)
(2.15)
Консорциум « Н е д р а»
65
0.0703 ∙ 6,54 = 1 + 6,5 ∙ (1 − 1) = 0,45695
Таблица 2.4
Мольные составы фаз внутри сепаратора.
Xi |
Yi |
0,0144 |
0,080 |
0,0173 |
0,052 |
0,0260 |
0,292 |
0,0703 |
0,457 |
0,1702 |
0,064 |
0,0831 |
0,067 |
0,1238 |
0,080 |
0,1106 |
0,027 |
0,1790 |
0,016 |
0,0552 |
0,004 |
0,0859 |
0,011 |
∑X = 0,982 |
∑Y =1,15 |
|
|
5. Вследствие приближенности решения уравнений и некоторой неравновесности разгазирования нефти в сепараторах фактический состав жидкости обогащен легкими углеводородами, а фактический состав газовой фазы обогащен тяжелыми углеводородами, в результате суммы значений Xi и Yi, как правило, отличаются от единицы, что требует перед проведением дальнейших расчетов осуществления соответствующей корректировки. Поскольку основным компонентом газовой фазы, как правило, является метан, он же составляет основную долю легких углеводородов, оставшихся в жидкости, то корректировку (для упрощения задачи) проводят исключительно по метану (
=
1
).
Консорциум « Н е д р а»
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»