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

Ильменевского месторождения

.pdf
Скачиваний:
1
Добавлен:
28.06.2024
Размер:
6.42 Mб
Скачать

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*106 )3

*9.81

= 6,4 105

 

 

 

(6,5 *103 )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 »