- •Основные элементы систем нефтегазосбора. Требования к промысловым системам нефтегазосбора и подготовки.
- •Существующие системы нефтегазосбора (самотечная, Бароняна-Вазирова, Гипровостокнефть, Грозненская, Западной Сибири, унифицированная, совмещенная)
- •Современные методы измерения продукции скважин (Спутник-а, Спутник –б, Спутник- в, расходомеры, влагомер, диафрагмы).
- •Технологические расчеты промысловых трубопроводов. Классификация промысловых трубопроводов.
- •Гидравлический расчет простых трубопроводов.
- •Гидравлический расчет сложных трубопроводов. Расчет сборного и раздаточного коллекторов.
- •Гидравлический расчет сложных трубопроводов. Расчет параллельных и кольцевых трубопроводов.
- •Неизотермическое течение жидкостей в трубопроводе. Расчет трубопроводов при неизотермическом течении жидкости
- •Гидравлический расчет трубопроводов, транспортирующих вязкопластичные жидкости.
- •Гидравлический расчет трубопроводов для нефтяных эмульсий.
- •Дифференциальное и контактное разгазирование. Расчет процесса сепарации по закону Рауля-Дальтона.
- •1 Контактное разгазирование, 2 дифференциальное разгазирование
- •Расчет количества газа, выделяемого из нефти по коэффициенту растворимости.
- •Определение пропускной способности и диаметра нефтегазовых сепараторов. Расчет гравитационных сепараторов по газу.
- •Определение пропускной способности и диаметра нефтегазовых сепараторов. Расчет гравитационных сепараторов по жидкости.
- •Определение пропускной способности и диаметра нефтегазовых сепараторов. Расчет циклонных сепараторов.
- •Определение пропускной способности и диаметра нефтегазовых сепараторов. Расчет насадочных сепараторов.
- •Выбор числа ступней сепарации. Давление в сепараторе.
- •Очистка газа от сероводорода в варианте безнасосной циркуляции использованием реагента Трилон-б
- •Аппараты для разгазирования и частичного обезвоживания нефти.
- •Отечественные промысловые трехфазные сепараторы. Назначение и конструктивные особенности.
- •Технология сепарации газонефтяной смеси в блоке кдф – сборная емкость. Сепарация газонефтяной смеси в кдф. Назначение кдф. Определение длины и диаметра кдф.
- •Нефтяные эмульсии. Классификация. Условия образования. Основные свойства нефтяных эмульсий.
- •Разрушение нефтяных эмульсий обратного типа.
- •Вопрос 5.10: Фильтрация.
- •Классификация деэмульгаторов. Основные требования, предъявляемые к деэмульгаторам.
- •Ассортимент деэмульгаторов, применяемых в оао «Татнефть»
- •Основные методы сокращения вредных выбросов в атмосферу при эксплуатации резервуарных парков.
- •2. К ним относят цвет окраски резервуаров:
- •3. Гус (газоуравнительная система).
- •Расчет потерь легких фракций при больших и малых дыханиях резервуаров
-
Неизотермическое течение жидкостей в трубопроводе. Расчет трубопроводов при неизотермическом течении жидкости
1 – изотермическое ламинарное течение; 2 – нагревание вязкой нефти; 3 – охлаждение вязкой нефти.
Закон распределения температуры жидкости по длине трубопровода получен Жуковым в 1883 г., в основу которого заложена потеря теплоты от элементарного участка dx в единицу времени в ОС: (1), где - поверхность охлаждения элементарного участка, м3, - полный коэффициент теплоотдачи от жидкости в ОС, Вт/м2*0С, t – текущая температура жидкости.
При движении жидкости через рассматриваемый участок dx, жидкость охлаждается на dt 0С и теряет количество теплоты: (2), где - теплоемкость, Дж/кг*0С, G – массовый расход, кг/с. (1)=(2): - уравнение Шухова (закон распределения температуры жидкости по длине трубопровода).
В 1923 г. Лейбензон внес поправку в эту формулу, учтя работу трения потока жидкости, превращающуюся в теплоту, участвующую в тепловом балансе трубопровода: ; - поправка Лейбензона, - средний гидравлический уклон; Е – механический эквивалент теплоты (1 ккал=427 кгс*м=427*9,81 Н*м).
Закон изменения температуры на участке трубопровода, где происходит кристаллизация парафина, описывается формулой Черникина: ; - расстояние, на котором температура падает от tн до tп , - количество парафина, выделяющегося из нефти при понижении температуры от tп до t (доли единицы); - любая температура, для которой известно ; x – скрытая теплота кристаллизации парафина.
-
Гидравлический расчет трубопроводов, транспортирующих вязкопластичные жидкости.
Под реологическими свойствами нефти будем понимать зависимость вязкости нефти от изменения градиента скорости в трубе dv /dr и напряжения сдвига .
Эта зависимость представлена на рис. 36, а.
Важными и взаимосвязанными параметрами, характеризующими работу нефтепровода, являются расход нефти (Q = vS), и потери давления в нем р. Оба параметра легко можно выразить через касательные напряжения , возникающие в транспортируемой нефти (рис. 36, б).
Рис. 36. Физические свойства ньютоновских и неньютоновских жидкостей и характер их движения по трубам:
а зависимость напряжений сдвига от градиента скорости ньютоновских (1) и неньютоновских (2 и 3) жидкостей; б модель течения неньютоновской жидкости, в распределение скоростей и напряжений в структурированном потоке.
Согласно закону Ньютона о вязкостном трении при движении жидкости в круглой трубе, уравнение касательного напряжения сдвига записывается в следующем виде:
Парафинистые и застывающие нефти при понижении температуры приобретают вязкопластичные свойства вследствие образования в них пространственной структуры. В этом случае течение нефтей не начнется до тех пор, пока не будет достигнуто предельное напряжение сдвига, необходимое для разрушения пространственной структуры, и только после начала течения наблюдается пропорциональность между градиентом скорости и разностью напряжения τ-τ0.
Таким образом, поведение вязкопластичных жидкостей отклоняется от закона Ньютона и описывается уравнением Шведова-Бингама: τ= τ0+μпл, где τ0-предельное напряжение сдвига, μпл-пластичная вязкость; du/dn-градиент скорости сдвига.
Профиль скоростей при движении вязкопластичной жидкости в круглой трубе существенно отличается от профиля скорости ньютоновской жидкости. Так как напряжение сдвига убывает от стенки трубы и оси, на некотором радиусе r0 напряжение сдвига становится равным предельному напряжению сдвига τ0, и жидкость в цилиндре радиусом r0 движется в виде «ядра», внутри которого скорость по сечению не изменяется. Радиус цилиндрического ядра r0 определяют по формуле: r0 = τ0. При ламинарном течении вязкопластичных жидкостей в трубах расход определяют по уравнению Букингема:
,
которое также можно записать
.
Для упрощения расчетов применяют формулу Стокса: λ=64/Re*, где Re* - обобщенный параметр Рейнольдса, который вводится с использованием уравнения Букингема в виде: ,
где u-параметр пластичности,
.
При турбулентном движении парафинистых нефтей, являющихся вязкопластичными жидкостями, λ не зависит от Re. Численное значение λ в турбулентном режиме в зависимости от содержания парафина изменяется от 0,028 до 0,038, причем λ возрастает с ростом концентрации твердого парафина.