Сосновского месторождения
.pdf
90
С=С1 +С 2 +С3
где |
С = 2 |
мм |
- прибавка к расчетной толщине обечайки для компенсации коррозии и эрозии; |
|||||||
|
1 |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
С = 0,8 мм |
- прибавка для компенсации минусового допуска; |
|||||||||
2 |
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
С = 0 мм |
- прибавка технологическая. |
|||||||||
3 |
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
С = 2 + 0,8 = 2,8 мм |
|
|
||||||||
S |
= |
|
|
P R |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
||||
1r |
|
2 σ − 0,5 P |
|
|
||||||
|
|
|
|
|||||||
S |
|
|
1,6 1600 |
= 8,02 |
мм |
|||||
|
|
|
|
|
|
|||||
1r |
2 1 160 |
− 0,5 1,6 |
|
|
||||||
|
|
|
||||||||
S1r |
8,02 + 2,8 = 10,82 мм |
|
||||||||
Принимаем |
S1= 12 мм |
|
||||||||
|
|
|
||||||||
Допускаемое внутреннее избыточное давление: |
||||||||||
|
|
2 |
(S −C) |
σ |
|
|
||||
P = |
|
|
1 |
|
|
|
|
|
||
R+0,5 (S |
−C) |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
P = |
2 (12 − 2,8 ) 1 160 |
= |
1,834 МПа |
|||||||
1600 + 0,5 |
(12 − 2,8 ) |
|||||||||
|
|
|
|
|||||||
Формулы применимы при выполнении условия:
|
S |
− C |
|
|
0,002≤ |
1 |
|
≤ 0,1 |
|
D |
||||
|
|
|||
12 − 2,8 |
= 0,005< 0,1 |
|
1600 |
||
|
0,2≤ |
H |
≤ 0,5 |
|
D |
|||
|
|
1600400 = 0,25 < 0,5
Консорциум « Н е д р а »
91
Расчет выполнен по ГОСТ 14249-80. Расчет отстойника
Консорциум « Н е д р а »
92
2.4 Технологический расчет отстойника
Отстойник стоит на УПСВ после трехфазного сепаратора.
Точный расчет отстойника с подачей эмульсии под водяную подушку.
Исходные данные:
Характеристика |
Значения |
|
|
|
|
||||
1. |
Реальный расход эмульсии |
Q = 0,0208 |
м3 / с |
||||||
2. |
Длина отстойника |
L = 19,8 |
м |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3. |
Радиус отстойника |
RB |
= 1,5 |
м |
|
|
|
|
|
4. |
Высота водяной подушки |
h1 |
= 1,25 м |
|
|
|
|
||
5. |
Максимальный взлив |
h2 |
= 1м |
|
|
|
|
|
|
6. |
Минимальный взлив |
h3 = 0,25 |
м |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7. |
Объемная доля дисперсной фазы до отстоя |
|
Н |
= 0,4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
8. |
Объемная доля дисперсной фазы после отстоя |
|
К |
= 0,08 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
9. |
Плотность дисперсной среды |
|
|
=1150кг / м |
3 |
||||
С |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10. Плотность дисперсной фазы |
|
|
= 902 кг / м |
3 |
|
||||
Ф |
|
|
|||||||
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
11. Вязкость дисперсной среды |
С =32,5*10 |
−3 |
Па * с |
||||||
|
|
|
|
||||||
Чертеж отстойника представлен на рисунке 2.1
РАСЧЕТ:
Расчет базируется на ряде следующих положений, качественно описывающих реальную картину гравитационного осаждения полидисперсной эмульсии в типа В/Н в стесненных условиях в двигающей жидкости.
1. За время прохождения эмульсии от входа до выхода отстойника концентрация дисперсной фазы изменяется как вдоль аппарата, так и по его высоте.
Консорциум « Н е д р а »
93
2.За время прохождения эмульсии от входа до выхода отстойника ее вязкость изменяется как вдоль аппарата,
так и по его высоте.
3.За время прохождения эмульсии от входа до выхода отстойника ее линейная скорость изменяется как
вдоль аппарата, так и по его высоте.
Такой сложный характер поведения реальной эмульсии в аппарате неизбежно требует ряда упрощений:
Консорциум « Н е д р а »
94
Рис 2.1
Консорциум « Н е д р а »
95
Пренебрежем толщиной входного слоя, который образуется между нефтью и водяной подушкой.
Будем вести расчет, используя понятие ( |
d |
MIN |
). |
|
Будем считать время отстоя равным среднему времени движения эмульсии вдоль зоны отстоя.
Схема горизонтального отстойника L
h |
2 |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
D |
Э |
|
Э
Водянаяподушка
h |
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
В
Н
h1
Зная Н и К , с помощью таблице удаляются в данном отстойнике.
2.1. определяют минимальный размер капель дисперсной фазы (
d
m
in |
), которые |
Таблица 2.1
Консорциум « Н е д р а »
96
Усредненное распределение дисперсной фазы по d
d м *10−6
3 |
4 |
5 |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
60 |
80 |
100 |
0,05 |
0,15 |
0,2 |
0,18 |
0,15 |
0,08 |
0,05 |
0,03 |
0,03 |
0,02 |
0,02 |
200
0,04
Для этого, вычисляют |
|
указанные в ячейках величины
превышая) .
как
разницу Н и В , двигаясь справа налево по нижней строке табл., суммируются до тех пор пока найденное слагаемое не станет равным (или минимальным не
Консорциум « Н е д р а »
97
|
|
d = (d m in ) = 20 *10 −6 ; |
|
||||
Рассчитываются критерий Архимеда, заменял |
|
d r |
на (d m in ) : |
|
|
|
|
|
r = |
( д.ф − д.с ) * д.с * dr 3 * g |
; |
||||
|
|
|
|
|
|||
|
|
д.с 2 |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
||
r = |
(1150 − 902) * 902* (20 *10−6 )3 |
* 9.81 |
= 0,00008 |
||||
|
|
|
(32,5*10−3 ) |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
При
Для
r 36, следовательно режим Ламинарный.
Ламинарных условий оседания:
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4.7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
Qн |
( |
д.ф − |
д.с ) * g * d m in |
* |
|
|
1 − ср |
|
|
|
|
|
|
( |
д.ф |
− д.с ) * g * d |
|
m in |
|
|
||||||||||||||||||
= |
|
|
|
|
|
*18 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
+ |
|
|
|
18 |
|
|
|
|
|
|
* |
||||||||
|
|
|
|
д.с |
|
|
|
− |
|
1 |
− (d |
|
) |
|
|
|
|
|
|
д.с |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ср |
|
|
|
m in |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4.7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 − |
ср |
|
|
|
|
|
|
|
L |
|
|
|
|
|
|
|
|
L |
|
|
|
|
|
|
|
1 − |
|
|
|
|
|
|
|||||
* |
|
|
|
|
|
|
|
* |
|
|
|
|
* |
|
|
|
|
|
* S |
|
* |
|
вх |
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
− h |
− h ) |
|
|
− h |
|
|
Н |
− 0,5( |
|
− |
|
|
) |
|||||||||||||||
|
|
|
1 − (d |
|
|
) |
2 |
|
(D |
0 |
|
(D |
в |
− h ) |
|
|
1 |
вх |
вых |
|||||||||||||||||||
1 − |
ср |
m in |
|
|
|
|
1 |
|
2 |
|
|
|
|
1 |
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
= { |
(1150 − 902) ∙ 9,81 ∙ (20 ∙ 10−6)2 |
∙ [ |
|
|
|
1 − 0,24 |
4,7 |
+ |
(1150 − 902) ∙ 9,81 ∙ (20 ∙ 10−6)2 |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
] |
|
|
|
|
|
|
|||
32,5 ∙ 10−3 ∙ 18 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
18 |
∙ 32,5 ∙ 10−3 |
|
|
|||||||
|
|
1 − 0,24 ∙ √1 − (20 ∙ 10−6)2 |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
1 − 0,24 |
4,7 |
19,8 |
|
|
19,8 |
|
|
|
1 − 0,4 |
|
|
|||||||
|
∙ [ |
|
|
|
] ∙ |
} ∙ |
|
|
∙ 4,43 |
∙ |
= |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
(3 − 1,25 − 1) |
(3,6 − 1,25 − 1) |
1 − 0,5(0,4 − 0,08) |
|||||||||||||||
|
|
1 − 0,24 ∙ √1 − (20 ∙ 10−6) |
||||||||||||||||||
= 0,0183 м3/с
Консорциум « Н е д р а »
где |
S н - часть аппарата занятого нефтью. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
Для горизонтального отстойника: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
S |
|
= R |
2 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
− R |
|
|
− sin * cos |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
н |
|
− R |
в |
|
− sin * cos |
|
|
|
; (2.10) |
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
180 |
|
|
|
|
|
|
в |
|
180 |
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
S |
|
= 3.14 *1.5 |
2 |
−1.5 |
2 |
|
8,41* 3,14 |
|
|
|
|
|
|
−1,5 |
2 |
80 * 3,14 |
− sin 80 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
H |
|
|
|
|
|
|
− sin 8,41* cos8,41 |
|
|
|
* cos80 = 4,3 |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
180 |
|
|
|
|
|
|
|
|
180 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
где |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R |
− h |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= arccos |
|
в |
|
1 |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R |
|
|
; |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
в |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= arccos |
1,5 −1,25 |
= 8,41 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1,5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R |
|
− h |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= arccos |
в |
|
|
2 |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R |
; |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
в |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= arccos |
1,5 − 0,28 |
= 80 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1,5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ср = |
н |
− к |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
; |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
98
(2.11)
(2.12)
(2.13)
Консорциум « Н е д р а »
99
|
|
= |
0,4 + 0,08 |
= 0,24 |
|
|
|
|
|
||||
|
ср |
2 |
|
|
||
|
|
|
|
|
||
расч = 0,0183 |
м3 |
< реал = 0,0208 |
м3 |
|||
с |
с |
|||||
|
|
|
|
|||
Вывод по технологическому расчету:
Отстойник перегружен, поэтому, на УПСВ необходимо разместить параллельно, еще один отстойник, это позволит обезвоживать нефть лучше, остаточное значение обводненности станет меньше 8% , и приблизится к 2-3%, что будет является показателем хорошей работы УПСВ.
Консорциум « Н е д р а »