Задача № 3 Гидравлический расчет газопровода от сепарационной установки (1-я ступень сепарации для группы нефтедобывающих скважин) до газокомпрессорной станции. Основные положения.
Особенностью движения газа в газопроводах является изменение его объема, связанное с сжимаемостью и сверхсжимаемостью реального газа. По мере уменьшения давления объемная скорость газа увеличивается, что ведет к увеличению потерь давления на трение в расчете на единицу длины газопровода. Объемный расход или пропускная способность газопровода могут быть определены по следующим формулам
,
м3/с (21)
где:
D
– внутренний диаметр трубы; L
– длина газопровода; P1
и P2
- давления в начале и в конце газопровода;
T
– средняя температура газа в газопроводе;
– относительная плотность газа;Z
– среднее значение коэффициента
сверхсжимаемости газа.
Можно применить также формулу
,
м3/с,
(22)
где: D – см; P1 и P2 – кг/см2; Т – К; L – км.
Решение:
1. Определяем количество газа добываемого с одной скважины:
2. Находим объемный расход газа по месторождению с учетом коэффициента запаса:
3. Преобразуем формулу объемного расхода для определения расчетного значения диаметра трубы:
D=0.272м=272мм
Выбираем ближайший больший стандартный размер трубы из (табл. 3), это труба D = 325 мм с толщиной стенки 11 мм и внутренним диаметром 303 мм.
4. Определяем пропускную способность газопровода для выбранного диаметра трубы по различным формулам:
м3/с
По формуле
,
м3/сут,
где: D – см; P1 и P2 – кг/см2; Т – К; L – км:
м3/сут
или 3,2 м3/с
По формуле
,
м3/сут,
где: D – мм; P1 и P2 – МПа; Т – К; L – км.
м3/сут
или 5,1 м3/с
Задача №4 Построение графика изменения давления по длине промыслового газосборного коллектора.
Схема газосборного коллектора.
P1
P2
Px1
Px2
q1; d1; l1
q2; d2; l2
q3; d3; l3
Исходные данные.
Давление в начале газопровода P1 = 9,3 МПа.
Давление в конце газопровода P2 = 8,4 МПа.
Длина участков газопровода:
q1 = 4,5 м3/с,
q2 = 7,8 м3/с,
q3 = 16,4 м3/с,
L1 = 6 км,
L2 = 3,5 км,
L3 = 3,8 км.
Температура газа в газопроводе (средняя) T = 283 К.
Коэффициент сверхсжимаемости газа газопроводе (средний) z = 0,92.
Общие положения.
Формулу (21) для гидравлического расчета газопровода можно записать в следующем виде
(24)
или, при одинаковом диаметре труб на каждом участке газосборного коллектора
(25)
где:
и
– давление в начале и в концеi-го
участка газопровода;
– объемный расход газа наi-ом
участке;
– длинаi-го
участка;
(26)
Если просуммировать
левую и правую части равенства (20) при
и
(27)
или 
(28)
По (28) определятся расчетный диаметр труб.
Решение:
1. Определим диаметр трубы при условии, что он одинаков на всех участках газосборного коллектора:
D = 0,468м = 468 мм.
Из таблицы 3 выбираем стандартный диаметр трубы 426 мм, толщиной стенки 9 мм и внутренним диаметром 408 мм.
2. Определяем давления в узловой точке РХ1:
3. Определяем давления в узловой точке РХ2:
4. Определяем проверочным расчетом давление в точке Р2:
5. Определим распределение давления по длине газосборного коллектора:
Рассчитываем изменение давления на L1 = 6 км участке газосборного коллектора при Х1 = 1,5 км; Х2 = 3 км; Х3 = 4,5 км; Х4 = 6 км;
где, Хi – расстояние от начала i-го участка до рассматриваемого сечения, для которого определяется давление Р.
Рассчитываем изменение давления на L2 = 3,5 км участке газосборного коллектора при Х1 = 1 км; Х2 = 2 км; Х3 = 3 км;
Рассчитываем изменение давления на L3 = 3,8 км участке газосборного коллектора при Х1 = 1 км; Х2 = 2 км; Х3 = 3 км;
|
Х, км |
Р, МПа |
|
1,50 |
9,26 |
|
3,00 |
9,22 |
|
4,50 |
9,18 |
|
6,00 |
9,14 |
|
7,00 |
9,06 |
|
8,00 |
8,98 |
|
9,00 |
8,89 |
|
9,50 |
8,85 |
|
10,50 |
8,47 |
|
11,50 |
8,08 |
|
12,50 |
7,66 |
|
13,30 |
7,31 |