
Ильменевского месторождения
.pdf
94
Для этого найдём значения показателей
W
ии сравним их с табличными.
нг
|
|
|
8,3 10 |
−3 |
|
|
|
н |
= |
|
= 3952 |
1000 |
|||
|
|
|
|||||
|
|
2,1 10 |
−6 |
||||
|
|
|
|
|
|||
г |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
W = |
G |
|
||
|
|
|
S |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
где
G
–массовый расход, кг/с;
S
– площадь сечения трубы, м2.
|
G = Q |
|||
G |
= 1,4 10 |
−3 |
850 |
= 1,19 кг / с |
|
||||
1 |
|
|
|
|
|
D 2 |
|
S = |
вн |
|
4 |
||
|
|
|
|
3,1415 0,104 |
2 |
S |
|
= |
|
|
1 |
4 |
|
||
|
|
|
||
|
|
|
|
= 0,0085
м |
2 |
|
|
|
|
|
W |
= |
1,19 |
= 140 |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
1 |
|
0,0085 |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 2.3 |
|
|
|
Определение методика расчета |
|||||
W,кг/м2 ∙ с |
|
н |
|
|
|
Методика расчета |
|
|
|
|
в |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
До 100 |
Свыше 1000 |
|
Локкарта-Мартенелли |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|||
Свыше 100 |
Свыше 1000 |
|
|
Чисхолма |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
||
Независимо |
До 1000 |
|
|
|
Фриделя |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Консорциум « Н е д р а »

95
Так как
|
н |
|
1000 |
|
|
|
|
|
|
г |
|
|
|
|
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 = 850 = 708,3г 1,2
Найдем массовое газосодержание:
х = ;
где = ∙ ;
= ∙ = 1,19 ∙ 10−3 ∙ 0,25 = 2,97 ∙ 10−4 м3/с= 2,97 ∙ 10−4 ∙ 1,2 = 3,56 ∙ 10−4 кг/с
Тогда:
х = 3,56 ∙ 10−4 = 3 ∙ 10−4 2,4
Для шероховатых труб: → 0.
Наконец найдем перепад давлений:
∆ = 1850 + 1850 ∙ (708,3 − 1) ∙
Консорциум « Н е д р а »

96
∙ {15 ∙ [0,0003 ∙ (1 − 0,0003)]2 + 0,00032} = 1957 Па
Сравним фактические и рассчитанные перепады давления: Скв №31
∆ факт = 2000 Па; ∆ расч = 1957 Па;
∆= 1957 − 2000 = 2,15% 2000
Из расчёта делаем вывод, что трубопровод работает в нормально режиме. Погрешность между фактическими показателями и расчетными не превышают 5%, дополнительных насосов для увеличения давления не требуется. Потери незначительны, напора текущих насосов достаточно.
Консорциум « Н е д р а »
97
2.2 Расчет отстойника
Технологический расчет отстойника
Точный расчет отстойника с подачей эмульсии под водяную подушку.
Отстойник стоит на УПСВ. Производительность УПСВ по жидкости 16000 м3/сут. Сначала жидкость заходит в сепараторы, где происходит сепарация газа. После жидкость поступает в нефтеотстойники НО-1 5. Постоянно работает
4 отстойника, (соединенных параллельно), пятый в резерве. Поэтому расход на один аппарат 16000/4 = 400 м3/сут.
Исходные данные:
|
Характеристика |
|
|
Значения |
|
|
|||||
1. |
Реальный расход эмульсии |
Q = 4000 |
м |
3 |
/ сут |
||||||
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
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 |
h |
= 0,25 |
м |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
||
7. |
Объемная доля дисперсной фазы до отстоя |
|
Н |
= 0,6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
8. |
Объемная доля дисперсной фазы после отстоя |
К |
= 0,1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
9. |
Плотность дисперсной среды |
С =1150кг / м |
3 |
||||||||
|
|||||||||||
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10. Плотность дисперсной фазы |
Ф = 840 кг / м |
3 |
|||||||||
|
|
||||||||||
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
11. Вязкость дисперсной среды |
|
|
= 6,5*10 |
−3 |
Па *с |
||||||
С |
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Чертеж отстойника представлен на рисунке 2.1
РАСЧЕТ:
Консорциум « Н е д р а »
98
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.
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 »

99
Рис 2.1
Консорциум « Н е д р а »

100
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
h2
DЭ
Э
Водянаяподушка
h3
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
Консорциум « Н е д р а »

d м *10 |
−6 |
|
|
|
|
101
Таблица 2.1
Усредненное распределение дисперсной фазы по d
3 |
|
5 |
|
10 |
|
20 |
|
30 |
|
40 |
|
50 |
|
60 |
|
80 |
|
100 |
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
200 |
0,05 |
0,15 |
0,2 |
|
0,18 |
|
0,15 |
|
0,08 |
|
0,05 |
|
0,03 |
|
0,03 |
|
0,02 |
|
0,02 |
|
0,04 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Для этого, вычисляют как |
разницу |
Н и В , двигаясь справа налево по нижней строке табл., суммируются |
||||||||
указанные в ячейках величины |
|
до тех пор пока найденное слагаемое не станет равным (или минимальным не |
||||||||
превышая) . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
d = (d |
|
) =10 *10 |
−6 |
; |
|
|
|
|
|
|
m in |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
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 −840) *840* (10*10−6 )3 |
*9.81 |
= 6,4 10−5 |
|||||
|
|
|
(6,5 *10−3 )2 |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
При r 36, следовательно режим Ламинарный.
Для Ламинарных условий оседания:
Консорциум « Н е д р а »

102
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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 Н |
* |
|
|
вх |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
− h − h ) |
|
|
|
− h |
|
|
− 0,5( |
|
− |
|
|
) |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
− |
|
1 − (d |
|
|
) |
2 |
|
(D |
0 |
|
(D |
в |
− h ) |
1 |
вх |
вых |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
1 |
ср |
m in |
|
|
|
|
1 |
2 |
|
|
|
|
|
1 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
(1150 − 840) ∙ 9,81 ∙ (10 ∙ 10−6)2 |
|
|
|
|
|
|
|
1 − 0,35 |
|
|
|
|
|
|
|
4,7 |
(1150 − 840) ∙ 9,81 ∙ (10 ∙ 10−6)2 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||
|
= { |
∙ |
[ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
] + |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
6.5 ∙ 10−3 |
∙ 18 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
18 ∙ 6.5 ∙ 10−3 |
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 − 0,35 ∙ √1 − (20 ∙ 10−6)2 |
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 − 0,35 |
|
|
|
|
|
|
|
|
4,7 |
12,126 |
|
|
|
|
|
|
|
12,126 |
|
|
1 − 0,6 |
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
∙ [ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
] ∙ |
|
|
} ∙ |
|
|
|
|
∙ 4,43 ∙ |
= |
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(3 − 1,25 − 1) |
|
(3,6 − 1,25 − 1) |
1 − 0,5(0,6 − 0,1) |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 − 0,35 ∙ √1 − (10 ∙ 10−6) |
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
м3 |
|
|
|
|
|
|
м3 |
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= 0,0477 |
|
|
= 4125 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
с |
|
сут |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
где |
S |
н |
- часть аппарата занятого нефтью. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Для горизонтального отстойника:
S |
н |
|
= R2
2 |
|
|
− R |
|
|
− sin |
|
− R |
в |
|
− sin * cos |
|
|
||
|
|
180 |
|
в |
|
180 |
|
|
|
|
* cos
;
(2.10)
S |
|
= 3.14*1.52 |
−1.52 |
8,41*3,14 |
|
−1,52 |
80*3,14 |
−sin 80* cos80 |
|
= 4,3 |
||
|
|
|
|
|
|
|
||||||
H |
|
180 |
− sin 8,41* cos8,41 |
|
180 |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
где
Консорциум « Н е д р а »

103
|
R |
− h |
= arccos |
в |
1 |
|
R |
|
|
|
|
|
|
в |
= arccos |
1,5 −1,25 |
= 8,41 |
|
1,5 |
|||
|
|
;
(2.11)
|
|
|
R |
− h |
|
|
= arccos |
в |
2 |
|
|
|
R |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
в |
= arccos |
1,5 − 0,28 |
= 80 |
|
|
1,5 |
|
|
||
|
|
|
|
; |
(2.12) |
|
|
= |
|
н |
− |
к |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
||
|
ср |
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= |
0,6 + 0,1 |
= 0,35 |
|
ср |
2 |
||||
|
|
|
|||
|
|
|
|
;
(2.13)
расч = 0,0477 |
м3 |
< реал = 0,0463 |
м3 |
|
с |
с |
|||
|
|
Вывод по технологическому расчету:
Так как реальный объем эмульсии проходящей через отстойник, меньше чем его расчетная пропускная способность при данных условиях, следовательно, аппарат справляется, недогружен.
Консорциум « Н е д р а »