Красноярского месторождения
.pdf
|
f |
= |
0,00184 |
= 211,49 |
|
g |
0,0000087 |
||
|
|
|
||
|
|
|
|
Удельную массовую скорость квазижидкости находим по формуле, (кг·м2/с):
W = |
G |
, |
|
S |
|||
|
|
где G – массовый расход, кг/с;
S – площадь сечения трубы, м2.
G = Q ,
(9.2)
(9.3)
G1 = 0,0011 · 850 = 0,94 кг/с
G2 = 0,0028 · 850 = 2,38 кг/с
|
D |
|
|
S = |
2 |
, |
|
вн |
|||
|
|
||
|
4 |
|
S |
= |
|
3.14 · 0,0772 |
2 |
|
|
|
||||
1 |
|
|
|
4 |
= 0,0046 м |
|
|
|
|
|
|
|
S |
|
= |
3.14 · 0,1022 |
2 |
|
|
2 |
|
4 |
=0,01 м |
|
|
|
|
|
|
97
(9.1)
(9.4)
Консорциум « Н е д р а »
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»
98
W1
= |
0,94 |
=201,98 |
кг·м2/с |
|
0,004654 |
||||
|
|
|
W2 = 2,380,01 =238 кг·м2/с
Так как f/ g < 1000 на участке АВ и ВС, то применяем методику Фриделя. Согласно выбранной методике находим потери по формуле:
Согласно данной методике потери давления на трение могут быть определены из соотношения:
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
P = 1 − |
2 |
+ |
2 |
f |
|
g |
|
|
+ 3.23 |
F H |
Fr |
−0.045 |
W |
−0.035 |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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:
v |
|
= |
Q |
f |
, |
|
|
|
|||||
c |
S |
|||||
|
|
|
||||
|
|
|
|
|||
(9.5)
(9.6)
(9.7)
(9.8)
Консорциум « Н е д р а »
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»
99
Критерий Фруда определяется по формуле:
|
|
|
Fr = |
2 |
|
c |
||
|
||
c |
g D |
|
|
||
|
в |
Найдем расход жидкой фазы в объёме трубопровода по формуле:
(9.8)
Q |
f |
= Q (1−) |
|
|
Для первого участка:
Для второго участка:
|
|
|
|
|
|
|
|
(9.9) |
|
Qf |
1 |
= 0,0011 · (1- 0,25)= 0,0008 м3/с |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Qf |
2 |
= 0,0028 · (1- 0,25)= 0,0021 м3/с |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
v |
|
= |
0,0008 |
|
= 0,172 м/с |
||
|
|
с1 |
0,004654 |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
v |
|
|
= |
0,0021 |
= 0,21 м/с |
|
|
|
|
с 2 |
0,01 |
|||||
|
|
|
|
|
|||||
|
Fr |
= |
|
|
0,1722 · |
|
|
||
|
9,18·0,077 = 0,0392 |
||||||||
|
|
c1 |
|
||||||
Консорциум « Н е д р а »
100
Fr |
= |
c 2 |
|
0,212 ·
9,18·0,102 = 0,0441
H =
|
|
|
F =0,0150.78 · (1-0,015) 0.224 = 0,04 |
|
|
|||
|
850 |
|
0.91 0,0000087 |
0.19 |
|
0,0000087 |
|
0.7 |
|
|
|
· |
|
· 1-( |
0,00184 |
) |
=145,49 |
1,163 |
|
0,00184 |
|
|
|
|
||
По формуле (9.5) найдем потери давления на участке АВ и ВС:
P1P2
=
=
|
850 |
|
0,0000087 |
0.01 |
|
1-0,0152 +0,0152 · |
|
|
· |
|
+ 3.23·0,04·145,49·0,0392-0.045 ·201,98-0.035 =19,22 Па |
1,163 |
|
|
0,00184 |
|
|
|
850 |
|
0,0000087 0.01 |
·238-0.035 =19,02 Па |
||
1-0,0152 +0,0152 · |
|
|
· |
|
+ 3.23·0,04·145,49·0,0441-0.045 |
|
1,163 |
|
|
0,00184 |
|
|
|
|
Р |
трi |
|
i |
|
= Р |
+ Р |
тр1 |
тр2 |
=
19,22+19,02 = 38,24 Па
Вывод
Из расчётов можно сделать вывод, что газонасыщенная нефть, по сборному коллектору, способна дойти от скважины до нефтяного колодца за счёт собственного давления. Потери на трение незначительны. Следовательно,
дополнительных насосов не требуется.
Консорциум « Н е д р а »
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»
101
10. Гидравлический расчет сложного трубопровода, транспортирующего однофазную жидкость
Технические условия для выполнения расчета
Определить потери давления, которые возникнут при движении по трубопроводу подтоварной воды от ВРП-3 до точки врезки 40, от точки врезки 40 до нагнетательной скважины № 96. Схема изображена на рис. 10.1.
|
|
|
|
Схема движения подтоварной воды |
||||||
|
|
|
Т. 40 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Скв. №96 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
B |
|
|
|
ВРП-3 |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
C |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
А |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
Рис. 40.2 |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 40.2 |
|
|
|
|
|
Исходные данные |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1. |
Внутренний диаметр трубопровода на участке AB, м |
|
|
D1 |
0,073 |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2. |
Расход жидкости на участке AB, м3/с |
|
|
Q1 |
0,074 |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3. |
Длина участка трубопровода AB, м |
|
|
L1 |
1313 |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4. |
Внутренний диаметр трубопровода на участке BC, м |
|
|
D2 |
0,077 |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5. |
Расход жидкости на участке BC, м3/с |
|
|
Q2 |
0,0014 |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6. |
Длина участка трубопровода BC, м |
|
|
L2 |
30 |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Консорциум « Н е д р а »
102
7. |
Абсолютная шероховатость трубопровода, м |
e |
0,002 |
|
|
|
|
8. |
Плотность пластовой воды, кг/м3 |
ρ |
1160 |
|
|
|
|
9. |
Динамическая вязкость пластовой воды, Па·с. |
μ |
0,00182 |
|
|
|
|
Результаты расчета
Для горизонтального трубопровода потери вычисляем по формулам Дарси-Вейсбаха:
P |
= |
L |
|
|
|
||
тр |
|
D |
|
|
|
в |
|
|
|
|
|
v |
2 |
|
c |
||
|
||
2 |
||
,
(40.10)
где |
L - длина трубопровода, м; |
|
D |
в - внутренний диаметр трубопровода, м; |
|
|
|
|
g |
- ускорение силы тяжести, м/с2; |
|
|
- плотность жидкости, кг/м3; |
|
hтр |
- потеря напора, м; |
|
Ртр |
- потеря давления, Па; |
|
|
- |
коэффициент гидравлического сопротивления, зависящий в общем случае от режима течения жидкости и |
шероховатости стенок трубопровода; |
||
v |
c - средняя скорость течения жидкости, м/с, определяем по формуле: |
|
|
|
|
Консорциум « Н е д р а »
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»