Красногородецкого месторождения
.pdf
52
Схема вертикального сепаратора
Рис.4
1. Задаемся первым давлением схождения, которое для нефтегазовых систем должен быть не менее 35,0
МПа. Выбираем величину 68.95, рекомендуемую в методическом указании
|
|
2. |
По справочным таблицам находим константы равновесия для всех компонентов исходной смеси |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ki |
|
|
|
|
|
CO2 |
N2 |
|
|
CH4 |
C2H6 |
C3H8 |
i-C4H10 |
n-C4H10 |
i-C5H12 |
n-C5H12 |
H2S |
|
14,86 |
137,26 |
|
33,69 |
6,55 |
2,04 |
0,70 |
0,65 |
0,26 |
0,22 |
5,55 |
|
|
|
|
3. |
Рассчитываем объемный состав исходной смеси на входе в сепаратор |
|||||||||
Консорциум « Н е д р а »
vk.com/id446425943
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»
z 0 |
= y0 |
|
|
− |
|
|
120 |
|
|
− |
1 |
|
||
1 |
|
0.11 |
|
|
|
1 |
|
|
|
|||||
i |
i |
|
|
|
|
Г |
|
+120 |
|
|
К |
|
|
|
|
|
|
|
|
H |
0 |
|
|
i |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
53
(36)
zi0
CO2 |
N2 |
CH4 |
C2H6 |
C3H8 |
i-C4H10 |
n-C4H10 |
i-C5H12 |
n-C5H12 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2,87 |
13,22 |
62,80 |
187,73 |
556,10 |
188,36 |
589,41 |
407,08 |
478,60 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4. Определяем, в каком состоянии находится исходная смесь на входе сепаратор – в однофазном или двухфазном.
Если
n |
Ki |
zi |
|
0 |
|
i=1 |
|
1
,
то исходная смесь является жидкостью.
Если
n |
z |
0 |
|
|
|
|
|
|
i |
|
|
|
|
|
|
i=1 |
К |
i |
|
|
|
||
1
,
то исходная смесь является газообразной фазой.
В нашем случае
n |
Ki |
zi |
|
0 |
|
i=1 |
|
=
7063,56
n |
z0 |
|
|
, |
i |
|
= 5169,94 |
К |
|
||
i=1 |
i |
|
|
|
|
||
Поскольку обе суммы не меньше единицы, смесь находится в состоянии двухфазного равновесия.
Консорциум « Н е д р а »
54
Находим величины L и V, лежащие в интервале (0-1), путем решения любого из эквивалентных уравнений (37),
(38) или (39)
|
|
|
|
n |
|
|
z |
|
|
|
|
|
|
n |
i |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
i |
|
|
|
=1 |
|
||||||
|
|
|
|
i=1 |
|
|
|
|
|
|
= |
|
|
i=1 |
x |
(37) |
||
|
|
|
|
L + K |
(1 − L) |
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
i |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n |
|
|
|
z |
K |
|
|
|
|
n |
|
|
i |
|
|
|
|
|
|
|
|
i |
|
i |
|
|
|
|
|
=1 |
|
|
|||
|
|
i=1 |
|
|
|
|
|
= |
i=1 |
y |
|
(38) |
||||||
|
|
L + K |
(1 − L) |
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
i |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n |
i |
|
|
|
n |
i |
|
|
n |
|
z |
(K −1) |
|
|
||||
|
− |
|
|
|
i |
|
|
i |
|
|
|
|
||||||
i=1 |
y |
|
|
i=1 |
x |
= |
|
i=1 |
|
|
|
|
|
|
(39) |
|||
|
|
|
|
|
|
|
L + |
K |
(1 − L) |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
i |
|
|
|
|
|
|
Причем
L +V =1
(40)
0,73073+ 0,26927 = 1
5. Определяем мольные составы фаз внутри сепаратора
|
|
|
|
|
z |
0 |
|
|
|
|
z |
0 |
|
|
|
|
||
x |
= |
|
|
|
i |
|
= |
|
|
i |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
i |
|
L + K |
|
|
(1 − L) |
|
1 +V |
(K |
|
|
|
−1) |
||||||
|
|
i |
|
i |
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
y |
= |
z |
0 |
K |
|
= |
z |
0 |
K |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
i |
|
|
|
|
i |
|
i |
|
|
|
|
|
i |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
i |
|
L + K |
|
(1 − L) |
|
1 +V |
|
(K |
|
|
−1) |
|||||||
|
|
i |
|
|
i |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
(41)
(42)
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»
55
xi
CO2 |
N2 |
CH4 |
C2H6 |
C3H8 |
|
i-C4H10 |
n-C4H10 |
i-C5H12 |
n-C5H12 |
0,61 |
0,35 |
6,41 |
75,24 |
434,88 |
|
204,93 |
650,63 |
508,31 |
604,82 |
|
|
|
|
|
yi |
|
|
|
|
CO2 |
N2 |
CH4 |
C2H6 |
C3H8 |
|
i-C4H10 |
n-C4H10 |
i-C5H12 |
n-C5H12 |
9,02 |
48,13 |
215,84 |
493,00 |
885,07 |
|
143,42 |
423,27 |
132,36 |
136,06 |
6. Рассчитываем молекулярную массу отсепарированной нефти в стандартных условиях
M |
0 |
= 0,2 |
|
|
0,11 |
|
|
|
|
||
|
H |
|
н |
|
н |
M |
0 |
= 213,09 |
|
H |
|||
|
|
Молекулярная масса остатка в стандартных условиях определяем по формуле института «Гипровостокнефть»
(43)
M |
0 |
=1,011 M |
0 |
+ 60 |
|
0 |
Н |
||||
|
|
|
(44)
M |
0 |
= 275,44 |
|
0 |
|||
|
|
7. Находим молекулярные массы жидкой и газовой фаз в сепараторе
M н = n= M i xi
i 1
|
n |
|
|
M Г |
= |
M i |
yi |
|
i=1 |
|
|
МН
(45)
(46)
Консорциум « Н е д р а »
56
|
CO2 |
|
N2 |
|
CH4 |
|
C2H6 |
|
C3H8 |
|
|
i-C4H10 |
|
n-C4H10 |
|
i-C5H12 |
|
n-C5H12 |
109629 |
,10 |
9,82 |
|
102,50 |
|
2257,3 |
2 |
19134, |
74 |
|
11885, |
68 |
37736, |
27 |
36598, |
15 |
43546, |
88 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
МГ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
CO2 |
|
N2 |
|
CH4 |
|
C2H6 |
|
C3H8 |
|
|
i-C4H10 |
|
n-C4H10 |
|
i-C5H12 |
|
n-C5H12 |
118844 |
,43 |
1347,7 |
1 |
3453,4 |
5 |
14789, |
95 |
38943, |
02 |
|
8318,0 |
7 |
24549, |
71 |
9530,1 |
6 |
9796,3 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8. Определяем отношение массы газовой фазы к массе жидкой фазы в сепараторе в любой момент времени
= |
v |
|
M |
н |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
L |
|
M |
г |
|
|
|
|
= 0,32
9. Находим максимальную объемную нагрузку на сепаратор
|
Q |
= Q |
Ж |
(1 − |
В |
) |
|
н |
|
|
|
||
Q |
= 8892,00 |
|
|
|
|
|
н |
|
|
|
|
|
|
(47)
(48)
10. Принимая плотность нефти в сепараторе равной плотности отсепарированной нефти для создания необходимого запаса надежности, находим массовую нагрузку сепаратора по нефти
Консорциум « Н е д р а »
G |
н |
= Q |
Н |
|
Н |
|
|
|
G |
н |
= 7477282,80 |
|
|
11. Находим массовую нагрузку по газу на сепаратор
G |
Г |
= G |
Н |
|
|
|
|
G |
Г |
= 2424490,43 |
|
|
12. Рассчитываем объемную нагрузку на сепаратор по газу
Q |
= |
22400 G |
Г |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
Г |
|
М |
|
|
|
|
Г |
|
|
|
|
|
|
|
QГ = 236563,66
57
(49)
(50)
(51)
13.Зная QЖ, QГ, РРАБ и ТРАБ по любому из справочников находим марку необходимого сепаратора.
Вывод.
Исходя из исходных и расчетных данных, приходим к выводу что дополнительного сепаратора 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»
58
11. Гидравлический расчет сложного трубопровода, транспортирующего двухфазную жидкость.
Технические условия для выполнения расчета.
Определить потери давления, которые возникнут при движении по трубопроводу газожидкостной смеси от скважины №131 до врезки. Движение газожидкостной смеси от скважины №131 до врезки происходит по следующей схеме, изображенной на рисунке 11.4.
Схема движения газожидкостной смеси
А 
Скв.131
C |
B |
|
АГЗУ-1
врезка
Рис. 11.4
Исходные данные.
1.Длина участка АB, L1=169 м;
2.Внутренний диаметр трубопровода на участке АB, D1=0,105 м;
3.Расход смеси на участке АB, Q1=0,00006 м3/сек;
4.Длина участка ВС, L2=119 м;
5.Внутренний диаметр трубопровода на участке ВС, D2=0,156 м;
Консорциум « Н е д р а »