Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 [ 51 ] 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106

Zc = 1 - [(2 - о, 6) • (о, 00345 1,4 10" - 0,00044б) + 0,015 1,3 - 0,0144 • {298 - 293)] = 0,982 " =

3. Объемные расходы газонасыщенной нефти и газа по формулам (8.89), (8.90):

Qs =0,025-1,05 = 0,0263

.-(1H*>i;TS0t.,

0,1-298-0,982

= 0,0393

Qr = 0,0263-(45-17,1)

2-273 с

4. Объемная расходная доля воды в эмульсии по формуле (8.67)

0,01

= 0,276.

0,0263 + 0,01

5. Объемное расходное газосодержание по формуле (8.91)

0,0393

= 0,520.

0,0393 + 0,0263 + 0,01

6. Плотность газа при условиях перекачки по формуле (8.92)

01 2-273 кг ytr,i}jA> .\]

Р"" 0,1-298-0,982 ~м- VuvAr,

1. Средняя скорость движения газоэмульсионной смеси по формуле (8.93)

4 (0,0263 + 0,01 + 0,0393) м

Юсм--. . . 9--2,25 - .

. УП/.

3,14 0,207 8. Число Фруда смеси по формуле (8.94)

2,25

РГсм = -

= 2,49.

9,81-0,207

9. Объемная доля окклюдированного газа по формуле (8.95)

Ф, =0,021-2,49 = 0,0523. i * "

10. Критическое расходное содержание воды в эмульсии, при котором происходит инверсия фаз, по формуле (8.68)

1810-1,1-10"

18-10- 1,1-10-

= 0,802.

t I.. ГШгП\нффЫ})1

П. Критическое истинное содержание дисперсной фазы в эмульсии по формуле (8.96)

0,802-0,0523 Фф.кр = . = 0,791.

1-0,0523

Так как (3, + = 0,276 + 0,0523 = 0,328 < 0,791, то тип эмульсии «вода в нефти» и поэтому

(Зф =0,276; Рф = 1000;р =819-;р,=18-10-Па-с,

, уТ

12. Плотность газоэмульсионной смеси по формуле (8.98)

Рр = 819-(1-0,27б)-(1-0,52) + 1000-0,276-(1-0,52)+ i

, кг .....

+26,1-0,52 = 430,7-м"

13.Так как (3, < 0,6, то согласно (8.99) истинное содержание дисперсной фазы f;~:yr „ г/;:,>

, , g фф = (3ф = 0,276.

14. Плотность эмульсии по формуле (8.100)

Рз = 819 - (1 - 0,276) +1000 - 0,276 = 867 .

15. Динамическая вязкость газированной эмульсии по формуле (8.101) 18-10-

• = 42,6-10-Па-с

(1-0,276) -(1-0,0523)

16. Поверхностное натяжение на границе нефть-вода по формуле (8.102)

- • а„а = 0,07-0,02 = 0,05-.

17. Число Вебера по формуле (8.72) " го : г •

We =--= 5,83-10-. ни - : гМ ?

819-2,25-0,207

18. Средний объемно-поверхностный диаметр капель воды в первом приближении по формуле (8.103)

d, =1,4-0,207-(5,83-10-)°

1-0,6-0,52 1-0,8-0,52J

= 8,9М0м.

19. Так как рф < 0,524 , то = О, И = О и число Рейнольдса для газоэмульсионной смеси по формуле (8.76)

42,6-10"

т.е. режим перекачки турбулентный.

20. Вычисляем параметр Медведева по формуле (8.77)

М, = 4709• (5,83• 10"-= 0,0907

Так как М, < 0,46, то газовая эмульсия является плотной и эффект гашения турбулентности отсутствует (у, = О). В связи с этим уточнять величину среднего объемно-поверхностного диаметра капель нет необходимости.

21.Число Кутателадзе, характеризующее устойчивость газоэмульсионной смеси к расслоению, fio формуле (8.104)

К = - -"- = 15,6. "йф тт,:.

9,81-0,02-(430,7-26,l)J 22. Кинематическая вязкость газоэмульсионного потока

р,42,6-10- ..м:

Р, 430,7 с

23. Параметр С по формуле (8.107) У sin3°-9,81 0,207

= 46,6-10

(98,9-10")

24. Так как С > 74240, то движение турбулентное и расчетную скорость FiOTOKa при безнапорном течении находим но формуле (8.109)

С0„. = 2,87-

(9,81-sin3°)-0,207-867

= 2,63. i с

25. Из уравнения неразрывности эквивалентный диаметр потока при безнапорном течении

d3«Cl-

= 0,207

2,25 2,63

= 0,192м.

26. Число Рейнольдса на участке с безнапорным течением по формуле (8.76) V t; J

2,63.0.192.867

42,6-10"

27. Коэффициент гидравлического сопротивления при безнапорном течении по формуле (8.80)

. 0,3164 „

\\у=" А,о =--- = 0,0314 . ......п)

28. Критическое число Кутателадзе по формуле (8.106) .

2,25-

.-иа к, =

1 + 0,2-

2sin3°

0,0314

1-0,52

= 6,40.а-чЧА

29. Так как К > 6,40, то неравенство (8.105) не выполняется и, следовательно, во всем трубопроводе имеет место пробковая структура потока. Поэтому расчет общих потерь давления необходимо вести по формуле (8.110).

30. Так как в нашем случае режим перекачки эмульсии турбулентный и RCg <10% то величину коэффициента гидравлического сопротивления находим по формуле (8.80)

.3 = = 0,0382.

47090.25

31. Расчетный коэффициент по формуле (8.116)

0,52

Vi = l

= 0,931.

(1-0,52)-15,6

32. Левая часть неравенства (8.117)

1,6-?з-ф,-2,15/К =1,6-0,0382-0,931-2,15/15,6 =0,048.

Так как неравенство (8.117) не выполняется в формулах (8.113), (8.115) надо брать знак плюс.

33. Приведенные коэффициенты гидравлического сопротивления на восходящих и нисходящих участках трассы по формулам (8.112), (8.113):

0,5 0,52-(867-26,1)

430,7 - [(1,6 • 0,03 82 - О, .931 + 2,15 /15,6)° +1 ь я 0,5-0,52-(867-26,1)

430,7

(1,6 - 0,03 82 - О, .931 + 2,15 /15,6)° +1

= 1,104; = 1,104.

34. Истинное газосодержание на всходящих и нисходящих участках трассы по формулам (8.114), (8.115):

0,52

9гс = -

1 +(1,6-0,0382-0,931+ 2,15/15,6) 0,52

ij = 0,414; .дг

= 0,427.

1 + ( 1,6-0,0382-0,931-2,15/15,б )"•

35. Общий перепад давления в трубопроводе при течении газоэмульсионной смеси \ ,

га 2 25 "

АР = 430,7 0,03 82 - (1,104 - 4237 +1,091 763) +

,п +9,81 {80 [867 (1 - 0,414) + 26,1 • 0,414] - т 1 .т

-40-[867-(1-0,427)+ 26,1-0,427] } = 4,37-10Па . у,.!

Пример 8.7. Рассчитать перепад давления в нисходящем трубопроводе диаметром 207 мм и длиной 3 км при AZ=-157 м, если а)з=0,5м/с. Динамическая вязкость газовой фазы Цг~1 ЬЗ-ЮШа-с. Остальные данные принять из предыдущего примера.

Решение , >i4 At

1. Вычисляем sin ар по формуле (8.86)

sm ар = -

3000

= 0,0523. т.е. а,р=3°.

2. Число Кутателадзе по формуле (8.104)

0,5-867°

К = -

9,81-0,02-(867-26,1)

~* 3. Число Фруда при течении смеси по формуле (8.94)

Ь и, Рг=---= 0,123.

9,81-0,207

4. Эквивалентный диаметр потока при безнапррном течении находим как в п.25 предыдущего примера

.1-01,1 -

=0,207-

0,5 2,63

= 0,0903м.

5. Число Рейнольдса на участке с безнапорным течением по формуле (8.76)

2,63-0,0903-867

= 4831.

42,6-10"

6. Коэффициент гидравлического сопротивления при безнапорном течении по формуле (8.80)

%РСУУ йС.!; о TK/i ) ii(

0,3164

10,25

= 0,038.

S...... г:л:.::У. 4831"

7. Критическое число Кутателадзе по формуле (8.106)

2,25

1 + 0,2-

2sin3

\ 0,038

1-0,52

= 6,24.

Так как К<Кр, то неравенство (8.105) выполняется и, следовательно, в трубопроводе имеет место расслоенное течение (газ + эмульсия).

8. Характерное число Фруда по формуле (8.126) *

/I Hi.;;

iiC-l„y:l}"\ K(;(fc,;;.i.!.vj 0,04

2 3j jUP.!biaTf:}Qi> ivjf

9. Расчетный параметр А по формуле (8.125)

(1-0,52)"-0,123

..•n.-ip. А = -i----= 0,0216. , -,-1

10. Истинное газосодержание потока по формуле (8.124)

Ф = 1-0,0216°"<°-°"=0,766.

И. По известной величине ц) методом последовательных приближений из формулы (8.123) находим 0 = 2,01рад .

12. Эквивалентный диаметр сечения трубы, заполненной газом, по формуле (8.122)

d,=4-3,14-0,207/2,01 = l,29M. Л

13. Истинная скорость газа по формуле (8.121)

СОг =

4-0,0393

= 0,0301м/с

3,14-1,29

14. Число Рейнольдса для газовой среды по формуле (8.120)