Практические работы по ПТХСП

Значение числа Re для смеси газов:

где μС – вязкость смеси газов;

ρС – плотность смеси газов в условиях трубопровода, кг/м3.

Обычно течение газа происходит при высоких скоростях, когда сопротивление определяется только шероховатостью труб (квадратичная зона). Так как шероховатость не зависит от диаметра трубопровода, можно считать, что λ зависит только от диаметра газопровода.

62

Одной из формул для оценки величины l, как функции диаметра (l = ¦(d), получившей широкое распространение, является формула

Веймаута:

Формула Веймаута (98) может использоваться при ориентировочных расчетах диаметра и пропускной способности простого газопровода. В этом случае расчетные формулы имеют вид:

Из формулы (100) можно получить выражение для определения длины L, диаметра d и конечного давления Р2 при известном начальном

Р1:

4.4. Задания для самостоятельной работы

Типовая задача 1

Пример. Известно отношение давлений (Р1/Р2 ) 1,4 в сечениях 1 и 2 газопровода постоянного диаметра. Течение изотермическое, известна скорость газа (v1) 20 м/с. Найти v2.

Решение.

Учитывая закон сохранения массы транспортируемой системы (r·u = const) и уравнение состояния

P =rг·Rг·T·z,

63

Задание. Известно отношение давлений Р1/Р2 в сечениях 1 и 2 газопровода постоянного диаметра. Течение изотермическое, известна скорость газа v1 , м/с. Найти v2. Исходные данные представлены в табл. 1.

64

Таблица 8

Исходные данные к задаче 1

65

Типовая задача 2

Пример. Определить массовый и объемный расходы для газопровода длиной 100 км, с наружным диаметром 720 мм и толщиной стенок 10 мм. Абсолютное давление в начале газопровода рн = 5 МПа, в конце рк = 1,1 МПа. Плотность газа при стандартных условиях ρг = 0,8 кг/м3, газовая постоянная R = 8,31 Дж/(моль· К). Коэффициент динамической вязкости

µ = 12·10-6 Па·с, коэффициент сжимаемости z = 0,93. Температура грунта на глубине заложения газопровода 5 оС. Эквивалентная шероховатость внутренней поверхности труб ∆ = 0,2 мм.

Решение.

1.Задаваясь квадратичным законом получаем

2.В соответствии с расчетное значение принимают λ = 0,0157.

По находим массовый расход для газопровода:

Оцениваем объемный расход газопровода:

Задание. Определить массовый суточный расход газа, который можно передать по газопроводу, уложенному из труб диаметром d мм, на расстояние L км. Абсолютное давление газа на выкиде компрессорной станции P1 МПа, в конце участка P2 МПа, плотность газа ρг при атмосферном давлении (0,1 МПа) и температуре перекачки 20 ° С. Газ считать совершенным, течение изотермическим. Исходные данные в табл. 2.

Указание. Для расчета коэффициента гидравлического сопротивления вспользоваться формулой Веймаута.

66

Перевод внесистемных единиц в единицы СИ

Единицы давления

67

5. Коррозионные осложнения при транспорте скважинной

продукции

Одним из важнейших факторов снижения надежности промысловых трубопроводов является воздействие на металл их внутренней поверхности перекачиваемых углеводородных сред, содержащих коррозионно-активные компоненты.

Ежегодно в России на промыслах происходит около до 70 тыс.

аварий трубопроводного транспорта, 90 % из которых являются следствием коррозионных повреждений. Из общего числа аварий на долю систем сбора углеводородов приходится около 55 % и на долю коммуникаций поддержания пластового давления около 35 %. На ежегодную замену промысловых сетей расходуется более 8

тыс. км труб, что составляет около 400…500 тыс. тонн стали.

Трубопроводы одинакового сортамента и диаметра с идентичной микроструктурой и химическим составом и, в сходных условиях эксплуатации значительно отличаются сроком безаварийной службы: одни работают без повреждений весь проектный срок, другие разрушаются в результате сквозных коррозионных повреждений значительно раньше.

Исследование аварийности трубопроводов расположенных на севере Башкирии (табл.10) показали, что 42 % труб не выдерживают пятилетней эксплуатации, а 17 % даже двухлетней из-за канавочной или язвенной коррозии (рис. 6, рис. 7).

69

Таблица 10

Характеристика нефтепроводов

Рис. 6. Исследование аварийности трубопроводов расположенных на севере

Башкирии

70

Рис. 7. Образец трубы с язвенной коррозией

5.1. Основные термины и определения

Коррозией называется процесс разрушения металлов в результате химического или электрохимического воздействия окружающей среды.

Скорость коррозии Кm выражают числом граммов металла,

S – рабочая поверхность образца, м2;

τ – продолжительность испытания, час.

Проникновение коррозии (глубинный показатель П, мм/год), определяется из выражения:

71