Требования к качеству газа по ост 51.40–93

Параметры	Значения для климатических районов
	умеренного		холодного
	с 01.05 по 30.09	с 01.10 по 30.04	с 01.05 по 30.09	с 01.10 по 30.04
1. Точка росы по влаге, не выше оС	–3	–5	–10	–20
2. Точка росы по углеводородам, не выше, оС	0	0	–5	–10
3. Масса сероводорода, г/м3	не более 0,007
4. Масса меркаптановой серы, г/м3	не более 0,016
5. Объемная доля кислорода (%)	не более 0,5		не более 1,0
6. Теплота сгорания низшая МДж/м3 при 20 °С и 101,325 кПа,	не менее 32,5
7. Температура газа, оС	На входе и в самом газопроводе устанавливается проектом
8. Масса механических примесей и труднолетучих жидкостей	Условия оговариваются в соглашениях на поставку газа с ПХГ, ГПЗ и промыслов

Предельно допустимая концентрация (ПДК) углеводородов природного газа в воздухе рабочей зоны 300 мг/м³ в пересчете на углерод (ГОСТ 12.1.005)., а сероводорода в смеси с углеводородными газами 3 мг/м³.

Для получения нефти, отвечающей требованиям технологической классификации перед подачей ее в трубопровод необходимо подвергнуть специальной обработке, включающей следующие процессы:

1. Процесс дегазации (сепарации) - удаление из нефти лёгких углеводородных газов, находящихся в свободном или растворённом состоянии. Сепарация нефти от газа начинается при снижении давления ниже давления насыщения. Этот процесс начинается в пластовых условиях, и продолжается в стволе скважины, сборных и промысловых трубопроводах, аппаратах подготовки скважинной продукции. Основными режимными параметрами процесса сепарации являются давление и температура, Регулируя которые можно создать условия для более полного отделения газа от нефти.

2. Обезвоживание нефти - отделение от нефти воды, от образовавшейся водонефтяной эмульсии. В промысловых условиях о количестве воды в эмульсиях судят обычно по цвету:

эмульсии, содержащие до 10 % воды, по цвету не отличаются от безводной нефти;

эмульсии, содержащие 15–20 % воды, имеют цвет от коричневого до желтого;

эмульсии содержащие более 25 % воды – желтые.

Для разрушения эмульсий применяются следующие методы:

гравитационное холодное разделение;внутритрубная деэмульсация;термическое воздействие;

термохимическое воздействие;электрическое воздействие;фильтрация;разделение в поле центробежных сил.

3. Процесс обессоливания - извлечение из нефти растворённых в ней солей. Осуществляется смешением обезвоженной нефти с пресной водой, после чего полученную искусственную эмульсию вновь обезвоживают. При смешении с пресной водой соли распределяются по всему ее объему и, следовательно, их средняя концентрация в воде уменьшается

4. Процесс стабилизации - отделение от нефти легких (пропан-бутановых и частично бензиновых) фракций для уменьшения потерь нефти при транспорте. Стабилизация нефти осуществляется методом горячей сепарации или методом ректификации

Горячая сепарация: 1. Cначала нефть нагревают до t = 40...80 °С, 2. затем подают в сепаратор

3. Выделяющиеся при этом легкие углеводороды отсасываются компрессором и направляются в холодильную установку. 4.Тяжелые углеводороды конденсируются, а легкие собираются и закачиваются в газопровод.

Ректификация

1. Нефть подвергается нагреву в специальной стабилиза-ционной колонне под давлением и при повышенных температурах (до 240 °С).

2. Отделенные в стабилизационной колонне легкие фрак-ции конденсируют и перекачивают на газофракционирую-щие установки или на ГПЗ для дальнейшей переработки.

ЗАДАЧАМИ ПРОМЫСЛОВОЙ ПОДГОТОВКИ ГАЗА ЯВЛЯЮТСЯ ЕГО ОЧИСТКА ОТ:

МЕХПРИМЕСЕЙ, ТЯЖЕЛЫХ УГЛЕВОДОРОДОВ, ПАРОВ ВОДЫ (осушка газа),

СЕРОВОДОРОДА, УГЛЕКИСЛОГО ГАЗА.

1. Для очистки природного газа от мехпримесей используются аппараты 2-х типов:

работающие по принципу «мокрого» улавливания пыли (масляные пылеуловители)

работающие по принципу «сухого» отделения пыли (циклонные пылеуловители

Также используют Газосепараторы

2. Для осушки газа используются следующие методы:

• охлаждение;

• абсорбция (это объемное поглощение газов или паров жидкостью (абсорбентом) с образованием раствора)

• адсорбция (это поглощение газов, паров или жидкостей поверхностным слоем твердого тела (адсорбента) или жидкости).

3. Очистка газа от сероводорода осуществляется методами адсорбции и абсорбции

Схема очистки газа от H₂S методом адсорбции аналогична схеме осушки газа адсорбционным методом. В качестве адсорбента используются гидрат окиси железа и активированный уголь

65. Эквивалентный диаметр нефтепровода.

Принято называть диаметр простого трубопровода, пропускная способность которого равна пропускной способности реального нефтепровода при прочих равных условиях.

Эквивалентный диаметр определяется последовательным упрощением сложного трубопровода, используя формулы определения эквивалентного диаметра при параллельном и последовательном соединении участков.

При параллельном соединении n участков

, где D_эк – эквивалентный диаметр; D_i – диаметр каждой из ветвей сложного участка.

При последовательном соединении n участков

, где D_i – диаметр каждого из n последовательно соединенных участков; l_i – длина участка одного диаметра; L – суммарная длина последовательно соединенных участков.

66. Совместная работа насосных станций и линейной части

Насосы НПС и линейная часть нефтепровода составляют единую гидро­динамическую систему. Режим работы такой системы определяется её рабочей точкой.

Р абочая точка системы состоящая из нескольких насосов и нескольких трубопрово­дов - точка пересечения суммарной Н-Q характеристики всех насосов с суммар­ной H-Q характеристикой всех трубопроводов системы. Рабочая точка системы характеризует гидродинамическое единство её элементов (на­сосов и трубопроводов) и показывает, что насосы развивают только такие напоры и подачи, которые равны гидравлическому сопротивле­нию и пропускной способности трубопроводов.

Рабочая точка системы определяет рабочие точки отдельных насосов, входящих в систему. Рабочие точки насосов (их Н и Q координаты) показывают напор и подачу, разви­ваемые насосами при работе их в данной системе.

Рассмотрим примеры нахождения рабочих точек системы и отдельных насосов при различных схе­мах соединения насосов на НПС. На нефтеперекачиваю­щих стан­циях возможны схемы со­единения насосов: после­до­вательное соединение, парал­лельное и смешанное парал­лельно-последователь­ное со­единение.

Р азберём случай с последова­тель­ным соединением насо­сов. НПС оснащена двумя насо­сами с характери­стиками 1 и 2. Станция работает на трубо­провод с характеристикой 3. Рабочая точка такой сложной сис­темы есть точка пересечения характери­стики трубо­провода 3 с сум­марной ха­рактеристикой на­сосов, т.е. с кривой, яв­ляю­щейся суммой кривых 1 и 2. Найдём эту суммарную кривую. Для этого надо знать пра­вило сложения 1 и 2. Оно дикту­ется схе­мой соединения насосов. Поскольку на­сосы соединены последовательно, то их подачи равны, а напоры складываются, об­разуя общий сум­мар­ный на­пор насосов.

Следовательно, правило сложения кривых 1 и 2 будет звучать так: для нахождения суммарной Н-Q

характери­стики последовательно соединённых на­сосов необходимо склады­вать напоры отдельных насосов при одинаковых по­дачах.

Выполним такое сложение графически для нескольких подач и получим точки сум­марной Н-Q характеристики насосов (точки 1+2). Соединив данные точки плавной линией, будем иметь искомую суммарную Н-Q характеристику насосов. Точка пересечения кривых (1+2) и 3 (точка М) является рабочей точкой системы «на­сосы – трубопровод». Её координаты показывают, что данная сис­тема работает с производи­тельностью Q₀, при этом гидропотери в ней состав­ляют Н₀.

Для нахождения рабочих то­чек отдельных насосов вновь обра­тимся к схеме соедине­ния различ­ных элементов системы.

Из схемы сле­дует, что нефтеперека­чивающая станция НПС и трубо­провод 3 соединены ме­жду со­бой последовательно. Значит количество жидкости, проходящее через НПС, равно производительно­сти трубо­провода, т.е. НПС рабо­тает с пода­чей Q₀.

НПС состоит из двух насосов. С какой производительностью рабо­тает каждый из этих насосов? Оче­видно, что с производительностью Q₀, т.к. насосы соединены между со­бой по­следовательно.

При производительности Q₀ на­сос 1 согласно его характеристике разви­вает напор Н₁, а насос 2 соот­ветственно Н₂. Из определения по­ня­тия рабочей точки вытекает, что ко­орди­наты её показывают произво­ди­тельность и напор (развиваемый на­пор или потери напора) соответ­ст­вующего элемента системы. Сле­до­ва­тельно, рабочими точками насосов 1 и 2 будут точки М₁ и М₂. По коор­ди­на­там этих точек как отмечалось выше можно определить подачу и напор каж­дого насоса при работе его в рассматриваемой системе.

Очевидно, что с изменением системы изменяется местопо­ложение рабо­чей точки сис­темы и отдельных насосов. Например, при отключе­нии насоса 2 в системе останется один насос 1 и трубопровод 3. Рабо­чей точкой такой сис­темы будет точка М. Она совпадает с но­вой рабочей точ­кой насоса 1.

Найдём теперь рабочие точки системы и насосов при параллельном со­единении пере­качивающих агрегатов на НПС. Суммарная Н-Q ха­рактеристика насосов 1 и 2 в данном случае будет находиться также исходя из схемы соединения насосов. При парал­лельном соединении агрегатов они имеют одинаковый напор, общая их подача равна сумме подач отдельных насосов.

В приведённом утверждении может вызвать сомнение лишь констатация равен­ства напоров параллельно подключённых насосов.

Допустим, что напоры параллельно работающих насосов не равны. Тогда насос с большим напором «задавит» насос с меньшим напором и будет вести перекачку жидкости не только по трубопроводу, но и через «задавленный» на­сос. Последний в гидравлическом смысле уже не будет являться перекачиваю­щим агрегатом или насосом, а предстанет неким подобием ещё одного трубо­провода. Таким образом, у параллельно работающих насосов на­поры всегда равны между собой.

На основе приведённых рассуждений формируется правило получения суммарной Н-Q характеристик параллельно соединённых агрегатов: характери­стика находится сложением подач отдельных насосов при одинаковых напорах.

Графическое сложение характеристик насосов 1 и 2 даёт кривую (1+2) (рис. 3.15), ко­торая, пересекаясь с Н-Q характеристикой трубопровода 3, обра­зует рабочую точку системы М. Координаты рабочей точки М показывают, что система работает с производительностью Q₀, потери напора в ней составляют Н₀.

Найдем отдельные точки рабочих насосов, учитывая, что оборудованная ими НПС имеет подачу Q₀ и напор Н₀.

Так как на НПС насосы соединены параллельно и напоры их равны, то каждый из на­сосов станции развивает напор, равный напору НПС, т.е. равный Н₀. При напоре Н₀ насос 1 согласно его Н-Q характеристики имеет подачу Q₁, а насос 2 – подачу Q₂. Таким образом, рабочими точками насосов будут точки М₁ и М₂ соответ­ственно, а режим работы насосов определяется их напором Н₀ и подачами Q₁ и Q₂.

67. Модель идеальной жидкости. Уравнения движения Эйлера.

Идеальная жидкость Определение. ИЖ – это жидкость, в которой напряжения, действующего на любую площадку с нормалью , направлен площадке. Иначе, в ИЖ имеются только нормальные напряжения и отсутствуют касательные. Замечание. Реальные СС имеют касательные напряжения. Эти касательные напряжения =0 только в состоянии покоя или если СС движется как абсолютное твердое тело. Тогда РСС – идеальная, т.е. без трения.

В жидкости, все касательные напряжения равны 0, остаются только нормальные напряжения, которые одинаковы.

Отрицательное значение любого из этих нормальных напряжений определяет давление, приложенное к точке с координатами (x, y, z). Р- гидростатическое давление.

При таком гидростатически напряженном состоянии, давлении равно среднему арифметическому из нормальных напряжений, взятых со знаком «-»

уравнение движения Эйлера для идеальной жидкости

силы инерции, массовые силы, силы давления (поверхностные силы)

68. Обобщенный закон Ньютона. Уравнения движения вязкой жидкости Навье - Стокса.

Обобщенный закон Ньютона

Уравнения движения вязкой жидкости Навье – Стокса

Для несжимаемой (плотность r = const) и ненагреваемой (температура Т = const) жидкости

или

где - плотность, - динамическая вязкость, - вектор скорости, Р – давление, F – вектор поля массовых сил (объемной силы_, Δ — оператор Лапласа, ∇ - Опера́тор на́бла (оператор Гамильтона) — векторный дифференциальный оператор, обозначаемый символом (набла) (∇).

Для трёхмерного евклидова пространства в прямоугольных декартовых координатах[1] оператор набла определяется следующим образом:

,где - единичные векторы по осям x, y, z.

grad - Градиент— характеристика, показывающая направление наискорейшего возрастания некоторой величины, значение которой меняется от одной точки пространства к другой.

В проекциях

Здесь t — время, x, у, z — координаты жидкой частицы, v_x, v_y, v_z — проекции её скорости, X, Y, Z — проекции объёмной силы, p — давление,

69. Понятие о массовых и поверхностных, внутренних и внешних силах. Тензор напряжений и его свойства.

Силы взаимодействия между частями некоторой рассматриваемой системы тел называются внутренними.

Силы воздействия на тела данной системы со стороны тел, не включенных в эту систему, называются внешними силами.

В динамике сплошных сред выделяют два класса действующих на частицы среды сил: объемные (иногда их еще называют массовыми) и поверхностные. Под объемными силами понимают силы, действующие на элементы объема, как, например, силы веса, тяготения, инерции, элек­тростатического притяжения или отталкивания, силы действия магнитного или электрического поля на частицы среды. К поверхностным относят силы, которые при принятом в механике сплошных сред макроскопическом подходе действуют на элементы поверхности, ограничивающей объем, как, например, силы давления, илн, более общо, силы, действующие со стороны потока на поверхность погруженного в него тела или реакции тела на поток, силы внутреннего трения (вязкости) в среде.

Следует оговориться, что эта классификация сил условна, так как механика Ньютона знает лишь силы, приложенные к массам, т. е. только объемные силы. Но в тех случаях, когда частицы, на которых сосредоточено действие сил, расположены в столь тонком слое, что можно без большой погрешности свести этот слой к некоторой «материальной поверхности», считают, что силы действуют на элементы этой поверхности.

В отличие от динамики системы дискретных точек в динамике сплошных сред имеют дело не с самими силами, а с плотностями их распределения в пространстве.

Тензор - величина содержащая 9 составляющих в число которых входят силы учитывающие напряжения как касательные так и нормальные. Основное свойство тензора напряжения его симметричность – взаимность касательных напряжений. Если в некоторой точке сплошной среды провести 2 взаимно ┴ площадки, то проекции напряжений, приложенных к каждой из площадок, на ось , ┴ к другой площадке, будут равны между собою.