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

= 3,14 • 1 • 10-3= 3,14 • 10-3м;

i;=l:=i.io-m. ;

3,14-10"

3. Число Рейнольдса для условий истечения по формуле (10.78)

М0У2-9,81-5,5

=12221.

0,85 Ю-

4. Коэффициент расхода по формуле (10.75)

Р =0,592 + -

= 0,642.

"""" 12221

5. Расход бензина, вытекающего через отверстие в стенке резер-

вуара, по формуле (10.66)

Q =0,642-7,85-10"-2-9,81-5,5=5,2410"мс = 0,0189

6. Объем бензина, вытекающего за рассматриваемый период Vy =0,0189-8 = 0,151м.

Пример 10.12. Повторить расчёт при условиях примера 10.11, полагая, что в резервуаре хранилась нефтегазоконденсатная смесь вязкостью 21-10" mVc.

Решение

1. Число Рейнольдса для условий истечения по формуле (10.78)

jllO--V2-9,81-5,5 21 10"

= 495 .

2. Коэффициент расхода по формуле (10.76) с учетом, что для круглого отверстия к.= 1,

Рр=ехр

-0,335 +

-0,18-

340 495

0,066 +

10 495

= 0,409.

3. Расход истечения и объём вытекщей нефтегазоконаенсатной смеси Qy =0,409-7,85-10--2-9,81-5,5 =3,34-IOm/с = 0,012м/ч;

Vy =0,012-8 = 0,096м.

Сравнивая результаты расчёта в примерах 10.11 и 10.12, видим, что увеличение вязкости вытекающей жидкости почти в 25 раз приводит к уменьщению расхода утечки только на 37 %.

Пример 10.13. На надземном участке конценсатопровода обнаружено отверстие, имеющее ромбовидную форму. Измерения на месте показали, что диагонали ромба равны 1,5-10- м и 4-10 м, а его можно классифицировать как отверстие в толстой стенке. Давление в трубопроводе в месте обнаружения отверстия составляет 15-10 Па. Кинематическая вязкость нефтегазоконденсатной смеси равна 2,3-10- мс, а её плотность - 740 кг/м1 Определить расход утечки.

Решение

1. Напор, при котором происходило истечение

АН = -111 = 206,6м. 740-9,81

2. Площадь и периметр отверстия по формулам (10.83):

f =0,5-1,5-10"-4-10" =3-10м;

N=2-.J(l,5-10")4(4-10-) =8,54-10-м.

3. Характерный размер отверстия по формуле (10.79)

L = 4-3-10"/8,54-10"=1,41-10-m.

4. Число Рейнольдса для условий истечения по формуле (10.78)

Re =

1,41 -10-V2-9,81-206,6 3Q 2,3-10

5. Коэффициент расхода по формуле (10.67) с учётом табл. 10.13

1560

= ехр

-0,588 +

39031

= 0,578.

6. Расход нефтегазоконденсатной смеси при истечении по формуле (10.74)

Qy =0,578-3-10"•72-9,81-206,6 = 1,1-10""м/с = 0,4м/ч.

Пример 10.14. Определить расход утечки, используя данные примеров 5.1 и 10.13, если место утечки находится на расстоянии 105 км от головной насосной станции, а разность нивелирных высот между ними AZ = 40м .

Решение

1.Из примера 5.1 Hj= 49,1 м; Но = 271 м; а = 0; в = 43,9-10-

П1=2; L=425 км; d=0,513 м; AZ = -125,5m; р = 878кг/м; V = 0,997-10-"м/с; р = 0,246; т=0,25; i«0,00704; Н,„=30 м.

2. Рассчитываем коэффициенты А, В по формулам (3.10)... (3.12)

Q, =0,8-1250 = 1000м/ч; Q2 =1,2-1250 = 1500м/ч;

(1500-1000)-Го+ 43,9-10-*-(1000 + 1500)

-v2-0,25

= 298,7-10-* - ;

1500-"" -1000м А = 271 + О - 43,9 -10-* -1500 + 298,7 -10" -1500 -"= 280,2м ;

Б = 3600-°-298,7-10-* =499,8

4,25 •

3. Так как на каждой насосной станции установлено по три последовательно включенных насоса НМ1250-260, то, следовательно.

А, = 3-280,2 = 840,6м; Б =3-499,8 = 1499,4-

,1.75

4. Гидравлический уклон при единичном расходе

\0.25

(0,997-10") f = 0,0246- „ = 0,0591

0,512- ум\

5. Полагало ф=1 находим производительность трубопровода до-возникновения утечки по формуле (10.89)

1.75

= 0,316

6. Напор, под которым происходит истечение на 105-м километре нефтепровода, по формуле (10.88)

АН = 49,1 - 40 + 2 - 840,6 - (0,0591 -105000 + 2 -1499,4) - 0,316-°" = 461,4м

7. Согласно примера 10.13, площадь отверстия в нефтепроводе fp = ЗТО" м, а его характерный линейный размер L = 1,4МО" м.

8. Число Рейнольдса для условий истечения по формуле (10.78)

1,41-10--72-9,81-3 0,997-10-

9. Коэффициент расхода по формуле (10.75)

О 27

р =0,592+ =0,673.

10. Оценка расхода утечки по формуле (10.90)

=0,673-3-10-*-72-9,81-461,4 = 1,93-10-м/с. И. Оценка величины относительной утечки 0,316-1,93-10-

Ф =-

0,316

= 999,3-10-

12. Уточнённая величина производительности трубопровода по-формуле (10.89)

1,75

49,1 + 5-840,6-(-125,5)-30

0,0591-105 000 + 2-1499,4 + 999,3 -10-

0,0591-(425000--105000) + 3-1499,4

= 0,316М

Так как величины Q и Qq практически совпали (в пределах погрешности вычислений), то пересчитывать расход утечки нет необходимости.

Пример 10.15. Используя данные примера 10.14, рассчитать потери нефти от инфильтрации в грунт. Истечение продолжалось в -течение 11 часов на наклонную поверхность (9 » 1,5°). Грунт в месте утечки представлен легкими суглинками. В результате аварийно-восстановительных работ удалось собрать 0,5 м нефти.

Решение

1. Объём вытекшей нефти

Уу=1,93 -10-- 3600 • 11 = 7,65м\

2. Площадь нефтяного загрязнения по формуле (10.89)

•(11-3600)-°= 1273 1m\

3. По табл. 10.15 выбираем величины кф=5Т0-м/с и m„ = 0,07.

4. Расчётный коэффициент по формуле (10.95)

5-10"-11-3600-0,07

= 0,0583м

5. Средняя высота испаряющегося слоя нефти на поверхности грунта по формуле (10.94)

-0,0583 + , 0,0583 +

,2 7,65-0,5

12731

= 2,15-10-м.

6. Потери нефти от инфильтрации в грунт по формуле (10.93) G„r =878-(7,65-0,5-12731-2,15 10-) = 6038кг.

69,2-10--45,8-10 69,2-10"•45,8-10-

0.67

= 7,38-10

4. По табл. 10.14 находим величины коэффициентов в формуле (10.91):

Ао= 1; А, = 51,7-10; В, - 0,38; В, = 0; В =-1,75.

5. Так как высота слоя нефти на поверхности воды входит в -формулу (10.91) в нулевой степени, то h° „ =1. Массовая доля испа-ривщейся нефти по формуле (10.91)

1-7,38-10--20

= 7,28-10-

" 5170 - 7,38 -10" - (2 - 0,5°") -1 -19"" + 20

6. Потери нефти от испарения с поверхности воды по формуле (10.90)

Gn.,= 7,28 - 10-3 - 878 - 7,65 = 48,9 кг.

Пример 10.16. Используя данные примеров 10.14, 10.15, рассчитать потери нефти от испарения с поверхности воды. Продолжительность испарения 20 часов, скорость ветра на поверхности испарения 0,5 м/с, средняя за период испарения температура нефти 19° С.

Кинематическая вязкость нефти при 293 К равна 0,810"" м7с, а при 323 К - 0,55-10""м7с. Плотность нефти при стандартных условиях - 865 кг/м.

Решение

1. По табл. 1.1 находим температурную поправку

рр =0,0007931/К. Плотность нефти при температуре 323 К по формуле (1.1)

Рз23 =

=832кг/м.

1 + 0,000793(323-293)

2. Динамическая вязкость нефти при температурах 293К и 323К

р 293 = 0.8 -10"" - 865 = 69,2 -10" Па - с; Цз2з0,55 -10-" - 832 = 45,8 -10" Па - с.

3. Массовая доля углеводородов, выкипающих до 200°С по формуле (10.92)