Коренного месторождения
.pdf
58
Глава 2.Техническая часть
2.1 Гидравлический расчет сложного однофазного трубопровода
НА Коренном месторождении однофазные трубопроводы отсутствуют. Поэтому рассмотрим однофазный трубопровод Карагайского месторождения, по которому очищенная пластовая вода от БКНС до скв № 104, по которому закачивается отделенная вода. Найти потери и сравнить с фактическими, если перепад давления от БКНС до скв № 104 составляет 80 КПа.
Таблица 2.1
|
Исходные данные |
|
Длина первого участка трубопровода |
|
L1=2533 м |
Внутренний диаметр первого участка трубопровода |
|
Dвн1=0,100 м |
Расход жидкости на первом участке |
|
Q1=0,0040 м3/с |
Давление на устье скважины №68 |
|
Рвых=5*106 Па |
Плотность воды |
|
в=1170 кг/м3 |
Консорциум « Н е д р а »
Динамическая вязкость воды |
в=1,1*10-3 Па*с |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Абсолютная шероховатость труб |
е=5*10-4 м |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
Расчёт. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Расчёт проводим по формуле Лейбензона: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
Q |
2−m |
|
m |
L |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
P |
|
= |
|
|
|
5−m |
|||
|
|
|
тр |
|
|
|
|
|
D |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
вн |
|
||
где |
|
– эмпирический коэффициент; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Q – расход жидкости, м3/с; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
– кинематическая вязкость жидкости, м /с; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
– плотность воды, кг/м ; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
L |
– длина трубопровода, м; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Dвн |
– внутренний диаметр трубопровода, м; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
m |
– эмпирический коэффициент. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
= |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
где – динамическая вязкость жидкости, Па с.
= |
1,1 10 −3 |
= 9,40 10 −7 |
м2/с. |
|
|
|
|
1170 |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
А |
4 |
2−m |
|
|
|
|
= |
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|||
|
|
|
|
|
|
||
59
(2.1)
(2.2)
(2.3)
Консорциум « Н е д р а »
где
A
60
– эмпирический коэффициент.
1.Определим режим движения для первого участка трубопровода. Для этого определим числа РейнольдсаRe, Reпер1
иReпер2.
где
v
Re = |
v D |
= |
4 Q |
= |
4 Q |
|
|
вн |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
D |
|
|
D |
|
|
|
|
вн |
|
|
вн |
|
– средняя скорость движения жидкости в трубе, м2/с.
(2.4)
Re |
|
= |
4 0,0040 |
|
|
1 |
|
|
−7 |
||
|
3,1416 |
0,100 |
9,40 10 |
||
|
|
|
|||
54180
Так как Re1 2320, то режим течение турбулентный.
|
Re |
|
|
= |
59,5 |
||
|
пер1 |
|
8 |
||||
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Re |
|
= |
665 − 765 lg |
||||
пер2 |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
где – относительная шероховатость внутренней стенки трубы.
= 2 е
Dвн
(2.5)
(2.6)
(2.7)
где
e
– абсолютная шероховатость труб, м.
|
|
|
2 5 10 |
−4 |
|
|
= |
|
|
1 |
0,100 |
|
||
|
|
|
||
|
|
|
|
=
0,01
Консорциум « Н е д р а »
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
61 |
|
|
|
|
|
|
Re |
|
|
= |
|
59,5 |
|
= 11487,6 |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
пер1 |
|
8 |
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,01 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Re пер2 = |
665 − 765 lg 0,01 |
|
= 125639 |
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,01 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Так как Re1<Reпер2, следовательно, |
имеем |
|
переходный |
|
режим. Значит коэффициент m=0,25, а коэффициент |
||||||||||||||||||
А=0,3164. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,3164 |
|
|
4 |
|
|
|
2−0,25 |
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
= |
|
|
|
|
|
|
|
= 0,2414 |
|
|||||||||
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
3,1415 |
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
0,0040 |
2−0,25 |
|
|
(9,40 |
10 |
−7 |
0,25 |
1170 2533 |
|
|||||||||||
P |
= |
0,2414 |
|
|
|
|
|
|
) |
|
|
= 79602Па. |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5−0,25 |
|
|
||||||||
тр1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,100 |
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Сравним фактические и рассчитанные перепады давления:
∆ факт = 80000 Па; ∆ расч = 79602Па;
∆= 80000 − 79602 = 0,5% 80000
Из расчёта делаем вывод, что трубопровод работает в нормальном режиме. Погрешность между фактическими показателями и расчетными не превышают 5%. Это говорит о том, что внутри трубопровода отсутствуют отложения,
увеличивающие сопротивление при движении жидкости.
Консорциум « Н е д р а »
62
2.2 Гидравлический расчет сложного двухфазного трубопровода.
По трубопроводу выполненный из старых стальных труб транспортируется газонасыщенная нефть от скважины №
111 до АГЗУ-1. Определить общий перепад давления и сравнить с фактическим. Фактический перепад давления 65 КПа.
|
Таблица 2.2 |
Параметры трубопровода |
|
Наименование параметра. |
Значение параметра. |
Длина 1 участка |
L1= 3400 м |
Внутренний диаметр труб на 1 участке |
D1=75 мм |
Общий объемный расход смеси на 1 участке |
Q1=138 м3/сут |
Объемное расходное газосодержание на 1 участке |
1=12 % |
Плотность нефти |
н=784 кг/м3 |
Плотность газа |
г=1,1 кг/м3 |
Динамическая вязкость нефти |
н=2,88 10-3 Па с |
Динамическая вязкость газа |
г=2,1 10-6 Па с |
Абсолютная шероховатость труб |
е=1*10-3 м |
Массовое газосодержание на 2 участке |
1=0,065 |
Консорциум « Н е д р а »
63
Расчёт:
Определим методику расчёта.
Для этого найдём значения показателей W и н 
г и сравним их с табличными.
|
|
2,88 10 |
−3 |
|
|
|
н |
= |
|
= |
1371 1000 |
||
|
|
|
||||
|
2,1 10 |
−6 |
||||
|
|
|
|
|||
г |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
W = |
G |
|
||
|
|
S |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
где
G
–массовый расход, кг/с;
S
– площадь сечения трубы, м2.
|
|
|
|
|
|
G = Q |
||||||
|
|
|
G |
= 1,59 10 |
−3 |
784 = 1,25 кг / с |
||||||
|
|
|
|
|||||||||
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
S = |
|
D |
2 |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
вн |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
3,1416 0,0752 |
|
|
||||||
|
|
|
S = |
|
|
|
|
|
|
= 0,00442 м2 |
||
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
1 |
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
W |
= |
1,25 |
= 282 ,8 |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
1 |
|
0,00442 |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 2.3 |
|
|
|
Определение методика расчета |
|||||||||
W,кг/м2 ∙ с |
|
н |
|
Методика расчета |
|
|||||||
|
|
в |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
До 100 |
Свыше 1000 |
Локкарта-Мартенелли |
|
|||||||||
Консорциум « Н е д р а »
Свыше 100
Независимо
Так как
|
н |
|
1000 |
|
|
|
|
|
|
г |
|
|
|
|
64
Свыше 1000 |
Чисхолма |
До 1000 |
Фриделя |
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 = 784 = 712,7г 1,1
Найдем массовое газосодержание:
х = ;
где = ∙ ;
= ∙ = 1,59 ∙ 10−3 ∙ 0,12 = 1,9 ∙ 10−4 м3/с= 1,9 ∙ 10−4 ∙ 1,1 = 2,1 ∙ 10−4 кг/с
Тогда:
х = 2,1 ∙ 10−4 = 1,68 ∙ 10−4 1,25
Для шероховатых труб: → 0.
Консорциум « Н е д р а »
65
Наконец найдем перепад давлений:
∆ = 58923 + 58923 ∙ (712,7 − 1) ∙ ∙ {15 ∙ [0,000168 ∙ (1 − 0,000168)]2 + 0,0001682} = 65536 Па
Сравним фактические и рассчитанные перепады давления: Скв №111
∆ факт = 65000 Па; ∆ расч = 65536 Па;
∆= 65536 − 65000 = 0,82% 65000
Из расчёта делаем вывод, что трубопровод работает в нормальном режиме. Погрешность между фактическими показателями и расчетными не превышают 5%, это говорит о том, что внутри трубопровода отсутствуют отложения, уменьшающие внутреннее сечение, и увеличивающие потери на трение.
Консорциум « Н е д р а »