Карлово-Сытовского месторождения
.pdf
35
Наконец найдем перепад давлений:
∆ = 11253 + 11253 ∙ (705,8 − 1) ∙ ∙ {15 ∙ [0,000357 ∙ (1 − 0,000357)]2 + 0,0003572} = 13152 Па
Сравним фактические и рассчитанные перепады давления: Скв №14
∆ факт = 13000 Па; ∆ расч = 13152 Па;
∆= 13152 − 13000 = 0,1% 13000
Из расчёта делаем вывод, что трубопровод работает в нормальном режиме. Погрешность между фактическими показателями и расчетными не превышают 5%. Трубопровод работает в нормальном режиме, на внутренней поверхности трубопровода отложения отсутствуют
2.3 Технологический расчет отстойника
Отстойник стоит на УПН Козловская. Последовательность аппаратов отстойник – сепаратор. Точный расчет отстойника с подачей эмульсии под водяную подушку. Рассмотри первую ступень отстоя. Обводненность падает в 80 до
10%.
Исходные данные:
Характеристика |
Значения |
|
|
||
1. |
Реальный расход эмульсии |
Q = 238 |
м |
3 |
/ сут |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
2. |
Длина отстойника |
L = 19,8 |
м |
|
|
|
|
|
|
|
|
3. |
Радиус отстойника |
RB = 1,5 |
м |
|
|
Консорциум « Н е д р а »
36
4. |
Высота водяной подушки |
h1 |
|
= 1,25 |
м |
|
|
|
|
||
5. |
Максимальный взлив |
h2 |
|
= 1м |
|
|
|
|
|
||
6. |
Минимальный взлив |
h3 |
= 0,3 м |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
7. |
Объемная доля дисперсной фазы до отстоя |
Н |
|
= 0,8 |
|
|
|
|
|
||
8. |
Объемная доля дисперсной фазы после отстоя |
К |
|
= 0,1 |
|
|
|
|
|
||
9. |
Плотность дисперсной среды (воды) |
|
|
|
= 1170 кг / м |
3 |
|||||
В |
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
10. Плотность дисперсной фазы (нефти) |
|
|
|
= 842 кг / м |
3 |
||||||
Н |
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
11. Вязкость дисперсной среды (воды) |
|
|
|
|
= 1,0 *10 |
−3 |
Па * с |
||||
В |
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
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.
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 »
37
Рис 2.1
Консорциум « Н е д р а »
38
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 |
Таблица 2.1
Консорциум « Н е д р а »
39
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 |
|
как |
|
указанные в ячейках величины |
|
||
превышая) . |
|
|
|
разницу |
Н |
до тех пор
и В , двигаясь справа налево по нижней строке табл., суммируются пока найденное слагаемое не станет равным (или минимальным не
Консорциум « Н е д р а »
|
|
d = (d |
m in |
) = 5 *10 |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Рассчитываются критерий Архимеда, заменял |
d r на (d m in ) |
: |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
r = |
( |
д.ф |
− |
д.с |
) * |
д.с |
* d |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
д.с |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
(1170 − 83) *842* (5 *10 |
−6 |
) |
3 |
||||||||||||
r = |
|
|
|
|||||||||||||
|
|
(7,2 *10 |
−3 |
) |
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
−6 |
; |
|
|
3 |
* g |
r |
|
|
|
|
|
* 9.81 |
||
40
;
= 0,0154
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 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 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
(1170 − 842) ∙ 9,81 ∙ (5 ∙ 10−6)2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
1 − 0,45 |
|
|
|
|
|
|
|
4,7 |
(1170 − 891) ∙ 9,81 ∙ (5 ∙ 10−6)2 |
|
||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||
|
= { |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
∙ |
[ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
] + |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 ∙ 10−3 |
∙ 18 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
18 ∙ 1 ∙ 10−3 |
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 − 0,45 ∙ √1 − (5 ∙ 10−6)2 |
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 − 0,45 |
|
|
|
|
|
|
|
|
4,7 |
|
|
19,8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
19,8 |
|
|
1 − 0,8 |
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
∙ [ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
] |
∙ |
|
|
|
|
} ∙ |
|
|
|
|
∙ 4,43 ∙ |
= |
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(3 − 1,25 − 1) |
(3,6 − 1,25 − 1) |
1 − 0,5(0,8 − 0,10) |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 − 0,45 ∙ √1 − (5 ∙ 10−6) |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= 0,0034 |
м3 |
|
= 296 м3/сут |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
с |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
Консорциум « Н е д р а »
где |
S н - часть аппарата занятого нефтью. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
Для горизонтального отстойника: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
Sн = R |
|
− R |
в |
|
− sin * cos |
− Rв |
|
|
|
|
− sin * cos |
|
; (2.10) |
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
180 |
180 |
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
S |
|
= 3.14 *1.5 |
2 |
−1.5 |
2 |
|
8,41* 3,14 |
|
|
|
|
|
|
−1,5 |
2 |
80 * 3,14 |
|
|
|
|
|
|
|
|
= 4,3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
H |
|
|
|
180 |
− sin 8,41* cos8,41 |
|
|
|
− sin 80 * cos80 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
180 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
где |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= arccos |
Rв − h1 |
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Rв |
|
|
; |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= arccos |
1,5 −1,25 |
= 8,41 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1,5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R |
|
− h |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= arccos |
в |
|
2 |
; |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
в |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= arccos |
1,5 − 0,28 |
= 80 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1,5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= |
|
н |
− |
к |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
; |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ср |
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
41
(2.11)
(2.12)
(2.13)
Консорциум « Н е д р а »
42
|
|
= |
|
0,8 + 0,1 |
= 0,45 |
|
||
ср |
|
2 |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
||
расч = 296 |
|
м3 |
|
< реал = 238 |
м3 |
|||
сут |
сут |
|||||||
|
|
|
||||||
Вывод по технологическому расчету:
Отстойник недогружен, поэтому, на УПП необходимость разместить, еще один отстойник отсутствует.
Консорциум « Н е д р а »
43
|
|
Механический расчет отстойника |
||
|
Расчет отстойника на прочность. |
|
|
|
|
|
|
Исходные данные: |
|
|
|
|
|
|
Характеристика |
|
Значения |
|
|
1. |
Основной материал, применяемый в изделии |
|
Сталь 0,9Г2С-6 ГОСТ 5520-79 |
|
2. |
Гайки |
|
Сталь 25 ГОСТ 1050-88 |
|
3. |
Шпильки |
|
Сталь 35ГОСТ 10-50-88 |
|
4. |
Диаметр аппарата |
|
3000 мм |
|
5. |
Давление |
|
1 МПа |
|
6. |
Температура |
|
70 0С |
|
Расчет толщины стенки обечайки корпуса, работающей под внутренним давлением.
|
|
|
|
|
S |
|
= |
|
PD |
||
|
|
|
|
|
p |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
2 Э |
|
− Р |
|||
|
|
|
|
|
|
|
р |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
S = S |
p |
+C |
; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
где - допускаемое напряжение при t = 20 C, для стали 0,9Г2С |
|||||||||||
принимается равной |
=196МПа; |
|
|
|
|
|
|
||||
|
р - коэффициент прочности для продольного и кольцевого швов, |
||||||||||
|
|||||||||||
принимается равной |
ф |
р |
=1 |
; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
С1 - прибавка к расчетной толщине для компенсации коррозии, |
|
||||||||||
принимается равной |
С1 |
= 2мм ; |
|
|
|
|
|
|
|||
;
Консорциум « Н е д р а »
Консорциум « Н е д р а »