Султангулово-Заглядинского месторождения 2
.pdf
117
11. Устьевое давление, |
н =1,8 Мпа; |
|
P |
12.Объемная доля растворенного в нефти газа, α=0,27;
13.Массовая доля растворенного в нефти газа, х=0,0031;
14.Абсолютная шероховатость, e=0,002 м.
Гидравлический расчет трубопровода
Определим методику расчёта [10]. Для этого найдём значения показателей W и н/ г и сравним их с табличными.
н |
= |
9,14 10−3 |
= 1026 1000 |
||
г |
8,9 10−6 |
||||
|
|
|
|||
|
|
W = |
G |
, |
|
|
|
S |
|||
|
|
|
|
||
где G – массовый расход, кг/с;
S – площадь сечения трубы, м2.
G1 = 0,0027 864 = 2,33кг / с
(3.120)
(3.121)
G = Q ,
(3.122)
G |
2 |
= 0,006 |
864 = 5,18кг / с |
|
|
|
S = |
D2 |
(3.123) |
вн , |
||
|
4 |
|
|
|
3,14 0,102 |
2 |
|
S |
= |
2 |
. |
|
|
= 0,0082м |
|||
1 |
|
4 |
|
|
|
|
|
|
Консорциум « Н е д р а »
118
|
|
|
2 |
|
|
S |
|
= |
3,14 0,258 |
2 |
. |
2 |
4 |
= 0,05м |
|||
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
W |
= |
2,33 |
|
||
1 |
|
0,0082 |
|
|
=
284 ,1
>100.
W2
=5,18
0,05
=
103,6
>100.
Так как
|
н |
|
|
|
|
|
|
|
|
г |
|
|
|
|
1000 и W>100 в обоих случаях, то применяем методику Чисхолма.Согласно выбранной методике
находим потери по формуле:
|
Р =1+ (Г |
2 |
−1) |
В |
|
|
|
|
|
2−n / 2 |
+ |
2−n |
|
|||||||
|
|
|
(1− ) |
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ш |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Г |
2 |
|
= |
|
f |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
g |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Г |
2 |
= |
|
f |
= |
|
864 |
|
= |
808,98 |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
1,068 |
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
g |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
B – безымянный параметр находится из табл. 3.6; |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Определение параметра В |
|||||
|
Г2 |
|
|
|
|
|
|
|
Wкг/м2·сек |
|
|
|
|
Параметр В |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
3 |
||
До 90 |
|
До 500 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4,8 |
|
|
||||||
|
|
От 500 до 1900 |
|
|
|
2400/W |
||||||||||||||
|
|
1900 и более |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
55/ W |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(3.124)
(3.125)
Таблица 3.6
Консорциум « Н е д р а »
119
От 90 до 784 |
До 600 |
520/ |
Г |
2 |
W |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Свыше 600 |
21/Г |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Свыше 784 |
Независимо |
|
|
|
2 |
W |
|
|
|
15000/(Г · |
) |
||||
|
|
|
|||||
n – эмпирический коэффициент, подбираемый опытным путем, для шероховатых труб n→0. Принимаем n=0,1.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
e |
|
|
|
(1−4 n ) |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
g |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
−600 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
D |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
Вш = В 0,5 |
1 + |
|
|
|
|
|
|
+10 |
|
в |
|
|
|
|
|
|
(3.126) |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
f |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
e |
|
|
(1−4 0,1) |
|
|||
|
|
15000 |
|
|
|
|
8,9 10 |
−6 |
|
|
−600 |
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
В |
= |
|
|
0,5 |
|
|
|
|
|
+10 |
|
|
0,102 |
|
|
= 1,1 |
||||||||||||||
|
|
|
|
1 + |
|
|
|
|
−3 |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
ш1 |
|
808,98 |
284,1 |
|
|
|
|
|
|
10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
9,14 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
e |
|
|
|
(1−4 0,1) |
|
|||
|
|
15000 |
|
|
|
|
8,9 10 |
−6 |
|
−600 |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
В |
= |
|
|
|
1 + |
|
|
|
|
|
+10 |
|
0,258 |
|
|
|
= 1,19 |
|||||||||||||
|
|
0,5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
ш2 |
|
808,98 |
103,6 |
|
|
|
|
|
9,14 10 |
−3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
По формуле (3.123) найдем потери давления на участке АВ и ВС:
Р |
|
2−0,1/ 2 |
+ |
2−0,1 |
=1,03Па |
|
=1+ (808,98 −1) 1,1 0,0031 (1− 0,0031) |
0,0031 |
|||||
тр1 |
|
|
|
|
|
|
Р |
= 1 + (808,98 −1) 1,19 0,0031 |
2−0,1/ 2 |
2−0,1 |
= 1,03Па |
||
(1 − 0,0031) |
|
+ 0,0031 |
|
|||
тр2 |
|
|
|
|
|
|
Выводы
Суммарные потери давления на трение и на местные сопротивления по длине трубопровода составляют 2.06 Па.
3.10 Гидравлический расчет сложного трубопровода, транспортирующего однофазную жидкость
Консорциум « Н е д р а »
120
Определить потери давления, которые возникнут при движении по трубопроводу пластовой воды от КНС №1 до КНС
№1а и от КНС №1а до нагнетательной скважины № 77. Схема изображена на рис. 3.4.
Консорциум « Н е д р а »
121
Схема движения пластовой жидкости
КНС №1а
Скв. 77
|
|
|
КНС №1 |
|
C |
B |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
А |
||
|
|
|
||
|
|
|
Рис. 3.4 |
|
Исходные данные
1.Давление воды на выходе из БКНС, Р=3,4 МПа;
2.Внутренний диаметр трубопровода на участке AB, DАВ=0,098м;
3.Расход жидкости на участке AB, Q=0,0022 м3/с;
4.Длина участка трубопровода AB, L=104 м;
5.Внутренний диаметр трубопровода на участке BC, DВС=0,08 м;
6.Расход жидкости на участке BC, Q=0,0017 м3/с;
7.Длина участка трубопровода BC, L=20 м;
8.Абсолютная шероховатость трубопровода, е=0,002м;
9.Плотность пластовой воды, ρ=1170 кг/м3;
10.Динамическая вязкость пластовой воды, μ=0,0005 Па·с.
Консорциум « Н е д р а »
Результаты расчета Расчёт проводим по формуле Лейбензона [10]:
|
|
Q |
2 |
−m |
|
m |
L |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
P |
= |
|
|
|
|
5−m |
, |
||
тр |
|
|
|
|
D |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
вн |
|
|
||
где - эмпирический коэффициент;
Q – расход жидкости, м3/с;
- кинематическая вязкость жидкости, м2/с;
- плотность воды, кг/м3; L – длина трубопровода, м;
Dвн – внутренний диаметр трубопровода, м; m – эмпирический коэффициент.
= |
|
, |
|
|
|||
|
|
где - динамическая вязкость жидкости, Па*с.
= 0.5 10 −3 = 0,43 10 −6 м2 / с 1170
122
(3.127)
(3.128)
(3.129)
Консорциум « Н е д р а »
123
|
А |
4 |
|
2−m |
||
= |
, |
|||||
2 |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|||
(3.130)
где А – эмпирический коэффициент.
Определим режим движения для трубопровода. Для этого определим числа Рейнольдса Re, Reпер1и Reпер2.
Re = |
v D |
вн |
= |
4 Q |
= |
4 Q |
|
, |
||
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
D |
вн |
|
|
D |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
вн |
|
|
|
где v – средняя скорость движения жидкости в трубе, м2/с.
(3.131)
Re АВ = |
4 0,0022 |
66506 |
3,14 0,098 0,43 10 −6 |
Re |
|
= |
4 0,0017 |
|
|
ВС |
3,14 0,08 0,43 10 |
−6 |
|||
|
|
||||
|
|
|
|
62954
Так как Re1 2320, то режим течение турбулентный.
Re |
|
= |
59,5 |
, |
|
пер1 |
|
8 |
|||
|
|
|
|
||
|
|
|
7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Re |
|
= |
665 − 775 lg |
, |
|
пер2 |
|
||||
|
|
|
|||
|
|
|
|
где – относительная шероховатость внутренней стенки трубы.
(3.132)
(3.133)
Консорциум « Н е д р а »
= 2 е ,
Dвн
где е – абсолютная шероховатость труб, м.
|
|
|
|
2 2,0 10 |
−3 |
|
|
|
|
|
= |
|
|
= 0,041 |
|
АВ |
0,098 |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 2,0 10 |
−3 |
|
|
|
|
= |
|
= 0,05 |
|||
ВС |
0,08 |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
Re |
|
= |
59,5 |
=1959,4 |
|
пер1( АВ) |
|
8 |
|||
|
|
0,047 |
7 |
||
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
124
(3.134)
Re |
|
= |
59,5 |
=1825,6 |
|
пер1( ВС ) |
|
8 |
|||
|
|
0,05 |
|
||
|
|
|
7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Re |
пер2( АВ) |
|
= |
665 − 765 lg 0,041 |
= 42441 |
|
0,041 |
|||
|
|
Re |
пер2( ВС ) |
|
= |
665 − 765 lg 0,05 |
= 33466 |
|
0,05 |
|||
|
|
Так как Re1 Reпер2, следовательно, имеем режим квадратичного трения. Значит коэффициент m=0, а коэффициент А можно найти по формуле:
Консорциум « Н е д р а »
|
К |
|
0,25 |
|
, |
||||
А = 0,11 |
|
э |
||
|
D |
|
|
|
|
|
|
||
вн |
|
|||
где Кэ – эквивалентная шероховатость внутренней стенки.
125
(3.135)
К |
|
= |
е |
, |
|
э |
D |
||||
|
|
|
|||
|
|
|
|
||
|
|
|
вн |
|
(3.136)
|
|
|
|
|
|
|
|
2,0 10 |
−3 |
|
|
|
|
|||||
|
|
К |
|
|
= |
|
|
|
|
= 0,02 |
||||||||
|
|
эАВ |
|
|
0,098 |
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
КэВС |
= |
2,0 10−3 |
|
= 0,025 |
|||||||||||||
|
|
|
0,08 |
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,02 |
0,25 |
|
||||||
А |
|
= 0,11 |
|
|
|
|
= 0,074 |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
АВ |
|
|
|
|
|
|
0,098 |
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,025 |
0,25 |
|
|||||||
А |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= 0,08 |
||||||||
|
|
= 0,11 |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
ВС |
|
|
|
|
|
|
|
0,08 |
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
0,074 |
|
|
4 |
|
|
|
2 |
|
|||||
|
|
|
= |
|
|
|
|
= 0,06 |
||||||||||
АВ |
|
2 |
|
|
|
3,14 |
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
0,08 |
|
|
|
4 |
|
|
2 |
|
|
||||
|
|
|
= |
|
|
|
|
= 0,065 |
||||||||||
ВС |
|
2 |
|
|
|
3,14 |
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
Консорциум « Н е д р а »
|
|
0,0022 |
2 |
(0,43 10 |
−6 |
|
0 |
1170 104 |
|
|||||
P |
= 0,06 |
|
|
|
) |
= 2334,2Па. |
||||||||
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
||||
трАВ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
0,098 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,0017 |
2 |
(0,43 10 |
−6 |
0 |
1170 |
20 |
|
||||
P |
= 0,065 |
|
|
|
) |
|
=1341,45Па. |
|||||||
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|||||
трВС |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
0,08 |
|
|
|
|
|
|
|
|
126
Выводы по расчету
Суммарные потери давления на трение и на местные сопротивления по длине трубопровода составляют 3675,65 Па.
Консорциум « Н е д р а »