Сибирская автомобильно-дорожная академия (СибАДИ)

Кафедра «Техника для строительства нефтегазовых комплексов и инфраструктуры»

Методические указания

для лабораторных работ по дисциплине

«ОСНОВЫ НЕФТЕГАЗОВОГО ДЕЛА»

Для студентов специальностей 190205 и 190603.

Разработал : К.т.н. доцент В.А.ПАЛЕЕВ

г.Омск-2010г.

Содержание

Стр

1.Лабораторная работа №1

Исследование газопроводов высокого и среднего давления на ЭВМ…... 3

2.Лабораторная работа №2

Исследование влияния геометрических параметров газопровода на его характеристики……………………………………………………………….4

3.Лабораторная работа №3

Выбор рациональных конструктивных параметров газопровода, исходя из предъявляемых к нему требований…………………………………………5

4.Лабораторная работа №4

Исследование характеристик и расчет газопроводов низкого давления…6

5.Лабораторная работа №5

Обоснование выбора оптимальных конструктивных параметров и гидравлический расчет схемы газоснабжения населенного пункта (по вариантам)……………………………………………………………………8

6.Лабораторная работа №6

Выбор трассы прокладки газопровода и расчёт газоснабжения населённых пунктов Омской области…………………………………………………… 14

7.Лабораторная работа №7

Выбор основных параметров подземного магистрального нефте – газопровода…………………………………………………………………. 15

Лабораторная работа №1

«Исследование газопроводов высокого и среднего давления на ЭВМ»

Газопроводы можно разделить на магистральные и газопроводы газоснабжения.

Магистральные газопроводы по рабочему давлению делятся на 2 группы:

- магистральные газопроводы 1 категории с давлением до 10 МПа;

- магистральные газопроводы 2 категории с давлением до 2,5 МПа.

Газопроводы газоснабжения по рабочему давлению делятся на:

- высокого давления первой категории с давлением до 1,2 МПа;

- высокого давления второй категории с давлением до 0,6 МПа;

- среднего давления с давлением до 0,3 МПа;

- низкого давления с давлением до 5 КПа (5000 Па)

В данной лабораторной работе выполняется расчёт потерь давления по длине трубопровода для газопроводов газоснабжения высокого и среднего давления.

Исходные данные для расчета:

ν=0,1425•10^-4 м²/с, - коэффициент кинематической вязкости природного газа при нормальных условиях [температура 0° С и давление 760 мм. рт. столба (0,10132 МПа) ];

ρ = 0,685 кг/м³ – плотность природного газа при нормальных условиях;

n = 0,01 см – эквивалентная абсолютная шероховатость внутренней поверхности стенки стальной трубы (при новом строительстве).

Гидравлический расчёт газопроводов среднего и высокого давления ведётся по формуле:

, (1.1)

где Р₁ – абсолютное давление газа в начале газопровода, МПа;

P₂ – абсолютное давление газа в конце газопровода, МПа;

Q – расход газа м³/час при пересчёте на нормальные условия (НУ);

L – расчётная длина участка газопровода постоянного диаметра, м;

d – внутренний диаметр газопровода, см.

Давление в конце участка газопровода определяется по формуле:

. (1.2)

.

Результаты вычислений, а также исходные данные по внутреннему диаметру, расходу газа, длине участков, давлению в начале участка газопровода сводим в таблицу 1.1.

Таблица 1.1

№ участка	Внутр.диаметр газопровода, см	Расход газа, м3/час	Длина участка газопровода (расчётная), м	Давление в начале участка, МПа	Давление в конце участка, МПа
1	2	3	4	5	6

Падение давления в местных сопротивлениях (колена, запорная арматура и др.) допускается учитывать путём увеличения расчётной длины газопровода на 5-10%.

Внутренний диаметр стальных трубопроводов для расчёта следует выбирать из следующего ряда: 51см, 31 см, 20 см, 15 см, 10 см, 7 см.

Расчётный диаметр газопровода следует предварительно определять по формуле

, (1.3)

где d – внутренний диаметр газопровода, см ,

Q – расход газа м³/час при норм. условиях,

t – температура газа ⁰С ,

P_ср- среднее давление газа (абсолютное) на расчётном участке газопровода, МПа,

V – скорость газа м/с.

При выполнении гидравлического расчёта надземных и внутренних газопроводов с учётом степени шума, создаваемого движением газа , следует принимать скорости движения газа не более 7 м/с для газопроводов низкого давления, 15 м/с для газопроводов среднего давления, 25 м/с для газопроводов высокого давления.

Схему газопровода и исходные данные для расчета принимаем в соответствии с рис. 1.1 и рис. 1.2 , таблицами 1.2 и 1.3 (по заданию преподавателя)

9

8

1 2 3 4

5

6

7

Рис. 1.1

Схема газопровода высокого давления

(вариант 1)

9

8

1 2 3 4

5

6

7

Рис. 1.2 Схема газопровода высокого давления

(вариант 2)

Исходные данные (вариант 1) Таблица 1.2 .

№ участка	Длина участка , М ·	Расход газа /час·
1	35	73
2	40	47
3	15	46
4	12	14
5	10	26
6	20	12
7	3,5	10
8	3,5	10
9	3	5

Исходные данные (вариант 2) Таблица 1.3 .

№ участка	Длина участка , М ·	Расход газа /час·
1	30	65
2	36	42
3	12	41
4	10	9
5	8	26
6	18	12
7	3,0	10
8	3,2	8
9	2,5	5

Лабораторная работа № 2

Исследование влияния геометрических параметров газопровода на его характеристики

Целью работы является построение на ЭВМ пространственных трёхмерных графиков, характеризующих зависимости P₂ = f (d¸L) , где P_{2 -} давление в конце участка газопровода, d – диаметр, L - длина участка газопровода.

Начальное давление газа P₁ = 1.2 МПа. Исходные данные для расчёта приведены в таблице 2.1.

Таблица 2.1

№ вар-та	d1 см	d2, см	d3, см	d4 см	d5 см	L1, м	L2, м	L3 м	L4, м	L5, м	Q м3/час
1	22	23	24	25	26	1000	2000	3000	4000	5000	30000
2	18	19	20	21	22	1000	2000	3000	4000	5000	25000

Для стальной трубы n=0,01см, для полиэтиленовой n= 0,002 см.

С помощью программы EXEL построить трёхмерные графики P₂=f(d,L) для стального и полиэтиленового трубопроводов.

Полученные результаты оформить в виде отчёта в тетради для лабораторных работ. Распечатки трёхмерных графиков включить в отчёт.

Лабораторная работа № 3

Выбор рациональных конструктивных параметров газопровода, исходя из предъявляемых к нему требований.

Целью работы является построение на ЭВМ графических зависимостей,

характеризующих влияние конструктивных параметров газопровода на падение в нём давления газа.

Для достижения поставленной цели необходимо решение следующих задач:

Задача 1: построить на ЭВМ пространственные графические зависимости

∆P = P₁-P₂ = f(Q,L) , где Q – подача газа в трубопроводе, м³/час,

L – длина трубопровода, м, P_1,P₂ - давление, соответственно, в начале и конце газопровода МПа.

.

Исходные данные для решения первой задачи:

начальное давление в трубопроводе – 1,2 МПа, материал трубопровода

а) сталь, б) полиэтилен.

Таблица 3.1

Ва ри ант

Q1,

Q2,

Q3,

Q4,

Q5,

Q6,

Q7,

Q8,

L1, м

L2, м

L3, м

L4, м

L5, м

d, см

1

15

20

25

30

35

40

45

50

1

2

3

4

5

26

2

-//-

-//-

-//-

-//-

-//-

-//-

-//-

-//-

-//-

-//-

-//-

-//-

-//-

24

Для стальной трубы n= 0.01 см, для полиэтиленовой n= 0.002 см .

Пространственные графики построить с помощью программы EXEL

При этом рекомендуется ось ∆P направить вертикально вверх, ось Q – слева

направо, а ось L- от монитора к оператору.

Задача 2 : подобрать диаметр трубопровода таким образом, чтобы при давлении в начале трубопровода Р₁=1,2 МПа давление газа в конце трубопровода составило 0.6 МПа ± 0.01 МПа ( при L=1000, 2000, 3000,4000, 5000, 6000, 7000 м.) при подаче газа Q₁= 20·10³ м³/час ,Q₂ = 22·10³ м³/час .

Результаты вычислений занести в таблицу.

С помощью программы EXEL построить графики функции d = f (L) (при ∆P =0.6 МПа) для стального и полиэтиленового трубопроводов.

Полученные результаты оформить в виде отчета в тетради для лабораторных работ. Распечатки графиков включитьв отчет.

Лабораторная работа №4