Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Софинско-Дзержинского месторождения

.pdf
Скачиваний:
1
Добавлен:
19.06.2024
Размер:
7.22 Mб
Скачать

162

Расчетные длины штуцеров:

l1p = min {100; 1,25 √(203 + 2 ∙ 3,2) ∙ √8 − 3,2} l1p = min{100; 39,6} ;

l1p = min 39,6 мм.

Расчетная ширина наклонного кольца:

l2p = min {1000; √3000(10 + 16 − 2,8) l2p = min{100; 263}

l2p = 100мм.

Расчетная ширина зоны укрепления в окрестности штуцера.

lp = α0 = 198,9 мм.

l3p = min{8; 0,5√203 + 2 ∙ 2,8√8 − 3,2 − 2 l3p = min{8; 12,1}

l3p = 8 мм.

39,6(16 − 1,14 − 2,8) ∙ 0,78 + 100 ∙ 10 ∙ 0,8 + 8(8 − 3,2 − 2) ∙ 0,78 + +198,9(16 − 12,2 − 2,8) ≥ 0,5(109,4 − 79,5 ∙ 12,2)

1588 > 79 − Условие выполняется.

Допускаемое внутреннее избыточное давление:

Консорциум « Н е д р а »

162

163

[P] = 1,71 М

V = min{1; 1,06}

V = 1

[P] > P,

Т.е условие выполняется для штуцера Б(Ду 350).

dp < d0;

111,4 < 362,6, т.е. условие выполняется.

Условие укрепления одиночного отверстия определяется по формуле Расчетные длины штуцеров:

l1p = min{100; 63,8}; l1p = 63,8 мм.

l2p = min{150; 274}; l2p = 150 мм.

l3p = min{8; 21,7}; l3p = 8 мм.

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.

Консорциум « Н е д р а »

163

164

Расчетная толщина стенки штуцера:

S1p = 1,48 мм;

Допускаемое внутреннее давление:

[P] = 1,71 Мпа

V = min{1; 1,07}; V = 1.

[P] > P, т. е. 1,71 > 1,6 - Условие выполняется.

Расчет для штуцера Г (Ду 150).

Труба 159 x 8 – Сталь 20.

Для патрубков из стали 20[σ] = 147 МПа.

dp = 149,4 мм. dp < d0;

149,4 > 111.4, - Условие не выполняется, поэтому отверстие укрепляем.

Расчетные длины штуцера:

l1p = min{100; 33,4}

l1p = 33,4 мм.

l2p = min{100; 253}

l2p = 100 мм.

l3p = min{8; 100; 2}

Консорциум « Н е д р а »

164

165

l2p = 8 мм. S1p = 81 мм.

33,4(8 − 0,81 − 3,2) ∙ 0,78 + 100 ∙ 10 + 8(8 − 3,2 − 2) ∙ 0,78 + +198,9(16 − 12,2 − 2,8) ≥ 0,5(149,4 − 79,5) ∙ 12,2

1320 ≥ 426 - Условие выполняется Вывод по механическому расчету отстойника:

Проведенный механический расчет показал что фактические максимальные напряжения меньше допустимых,

условие прочности выполняется.

Консорциум « Н е д р а »

165

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 »

166

5.5 Гидравлический расчет сложного трубопровода, транспортирующего двухфазную жидкость

Технические условия для выполнения расчета.

Технические условия для выполнения расчета

Определить потери давления, которые возникнут при движении по трубопроводу газожидкостной смеси от скв.№286 до врезки в коллектор от АГЗУ-6 рис. 5.5.

Схема движения скважинной продукции

Скв. №286

АГЗУ №8

Врезка в коллектор

 

 

 

АГЗУ-6

 

 

Рис. 5.5

Таблица 5.10

Исходные данные для расчета

1.

Длина участка АB, м

L1

11

2.

Внутренний диаметр трубопровода на участке АB, м

D1

0,1

3.

Расход смеси на участке АB, м3/сек

Q1

0,00047

4.

Длина участка ВС, м

L2

500

5.

Внутренний диаметр трубопровода на участке ВС, м

D2

0,158

6.

Расход смеси на участке ВС, м3/сек

Q2

0,0038

7.

Плотность нефти, кг/м3

ρf

872

8.

Плотность растворенного в нефти газа, кг/м3

ρg

1,068

Консорциум « Н е д р а »

166

9. Динамическая вязкость нефти, Па·с

μf

0,00476

10.

Динамическая вязкость газа, Па·с;

μg

0,0000089

11.

Объемная доля растворенного в нефти газа

α

0,37

12.

Массовая доля растворенного в нефти газа

х

0,013

13.

Абсолютная шероховатость, м

e

0,002

Результаты расчета

1. Определим методику расчёта.

Для этого найдём значения показателей W и f/ g и сравним их с табличными [18].

 

f

=

0,00476

= 534,83

 

g

0,0000089

 

 

 

 

 

 

 

Удельную массовую скорость квазижидкости находим по формуле, (кг·м2/с):

W =

G

,

(5.55)

S

 

 

 

 

 

где G – массовый расход, кг/с;

S – площадь сечения трубы, м2.

G = Q ,

 

 

(5.56)

 

 

 

 

 

G1

= 0,00047 · 872 = 0,41 кг/с

 

G2

=

0,0038 · 872 = 3,31 кг/с

 

 

 

 

S =

D2

 

 

 

вн ,

 

 

 

 

4

S

=

3.14 · 0,12

= 0,01 м2

 

4

 

1

 

 

 

 

 

 

 

167

(5.54)

(5.57)

Консорциум « Н е д р а »

167

 

 

 

 

 

 

 

 

168

 

 

 

 

 

 

3.14 · 0,1582

 

 

 

 

S2

=

 

4

=0,02 м2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

W1

 

= 0,41

=41 кг·м2

 

 

 

 

 

 

 

0,01

 

 

 

 

 

W2 =

3,31 =165,5 кг·м2

 

 

 

 

 

 

 

0,02

 

Так как

 

н

 

< 1000 на участке АВ и ВС, то применяем методику Фриделя [18]. Согласно выбранной методике

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

г

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

находим потери по формуле:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

P = 1

2

+

2

f

g

+ 3.23 F H Fr

0.045

W

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

c

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

g

 

f

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

F =

0.78

(1 )

0.224

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.91

 

 

 

 

0.19

 

 

 

 

 

0.7

f

 

g

 

g

 

H =

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

g

 

 

f

 

 

 

 

f

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Средняя скорость движения жидкости в трубе равна:

0.035

(5.58)

(5.59)

(5.60)

v

 

=

Q

f

,

 

 

c

S

 

 

 

 

 

 

 

Критерий Фруда определяется по формуле:

Frc

Найдем расход жидкой фазы в

Qf =

 

 

=

2

c

 

 

g D

 

в

объёме трубопровода по формуле:

Q (1)

(5.61)

(5.62)

(5.63)

Q

f

 

1

=

0,00047 · (1- 0,37)= 0,000296 м3

Консорциум « Н е д р а »

168

Для первого участка:

Для второго участка:

H =

 

 

Qf

2

= 0,0038 · (1- 0,37)= 0,00239 м3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

v

 

 

=

0,000296

= 0,03

м/с

 

 

 

 

 

 

 

с1

 

 

0,01

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

v

 

 

 

=

0,002394

= 0,1197 м/с

 

 

 

 

 

 

с 2

 

0,02

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Fr

 

 

=

 

0,032 ·

 

 

= 0,0009

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9,18·0,1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

c1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Fr

 

 

=

 

 

0,11972 ·

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9,18·0,158 = 0,0093

 

 

 

 

 

 

 

 

 

c2

 

 

 

 

 

 

 

F =

0,0130.78

 

· (1-0,013) 0.224 = 0,0337

 

872

0.91

 

0,0000089 0.19

 

 

0,0000089

0.7

 

 

 

 

 

·

 

 

0,00476

 

 

 

 

· 1-(

)

1,068

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,00476

 

169

=135,19

По формуле (3.16) найдем потери давления на участке АВ и ВС:

P

 

 

 

 

 

 

872

 

 

0,0000089 0.01

 

 

 

 

=18,85 Па

= 1-0,013

2

+0,013

2

·

 

 

 

·

 

+ 3.23·0,0337·135,19·0,0009

-0.045

·41

1

 

 

 

 

 

1,068

 

 

0,00476

 

 

-0.035

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

872

 

 

0,0000089 0.01

 

 

 

·165,5-0.035 =16,32 Па

P2

= 1-0,0132

+0,0132 ·

 

 

 

·

 

+ 3.23·0,0337·135,1886·0,0093-0.045

 

 

 

 

 

1,068

 

 

0,00476

 

 

 

 

 

Вывод

Консорциум « Н е д р а »

169

170

Из расчётов можно сделать вывод, что газонасыщенная нефть, по сборному коллектору, способна дойти от скважины до врезки за счёт собственного давления. Потери на трение незначительны. Следовательно, дополнительных насосов не требуется.

Консорциум « Н е д р а »

170