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 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270

с учетом выражения (6.80) выражение (6.82) перепишем в следующем виде:

/. Р.-Р„- (-

Относительная осредненная скорость движения нефти в воде ь определяется так:

В н R /• .

/н /в

(6.84)

С учетом (6.80) и (6.83) выражение (6.84) перепишем в виде:

?„(Рв-Р.) „(Рв-Р.,)

(Рв-Р„„) (Р„и-Р„)-

(6.85)

После решения (6.85) относительно р,, получаем для элементарного участка вертикальной трубы:

Р„„ =

Ч7ж (Рв + Р„ ) - (?„ + )(Рв - Р„ ) +

+/[ц"/ж(Рв +Рн )-(?., +?в)(Рв -Р,.)

2«:.7ж

-4Ч7ж Ч7жРвРи - {ЯиР„ + я.Ри )(р» - Ри )

2<7.

(6.86)

Далее, считая движение водонефтяной смеси как движение однородной жидкости, найдем среднюю скорость ее движения:

"В11 г

(6.87)

Учитывая выражения (6.80) и (6.84), перепишем выражение (6.87) в следующем виде:

г. , ?в ?в , (Ц„-Цв)(/ж-/:,)

"/ж /ж~/ж /ж

или после преобразований получим:

?,.(Рв-Р„) п(Рв„-Р„)

(6.88)

/ж(Рв-Рвн) "(Рв-Рп)

Теперь рассмотрим совместное движение водонефтяного потока, средняя скорость которого г5„„, с газовым потоком, т.е. движение трехкомпонентной среды, состоящей из газа, нефти и воды.

Относительная осредненная скорость газа в данном случае будет:

По аналогии с выражением (6.44) запишем:

/ж Р,1ш -Р,

/ Рв„ -Р,

где р - плотность газонефтеводяной смеси. Далее:

Z ?м+?в

/-/ж /ж •

(6.89) (6.90)

и„. = -

(6.91)

Подставляя (6.90) в (6.91) и решая относительно р,„,,, получим: - < f (Рв„ - Р,) - + ?„ + ?в) (Рв„ - Р,) +

+д/[цв../(рв„ -Рг)-{У+ч„+ д. )(рв„ - Рг)] -

2<,/

-4Ц К,/Рв„Рг - (Р,,, - Р, )[У9, + Рви (я. + Яи)]} 2<J

(6.92)

Если пренебречь массой газа, выражение (6.90) примет вид: При этом выражение (6.92) упрощается:

Р,„„ Цв„/ -{У + Ч„+Ч.) + 1[<J - {У + ?„ + ?в )] +

Рв„ 2<,/

2гв„/

(6.94) 297

Таким образом, зная <?„,<?„,К,и , можно рассчитать величину р для элементарного лифта.

Схема расчета р,„ сводится к следующему:

1. По известным значениям <?„,<?,,К,и рассчитывается

величина .

2. По выражению (6.93) рассчитывается Д:

3. По значениюрассчитывается плотность водонефтяной смеси р (по зависимости (6.86).

Рп..

4. Зная величину р и имея численное значение , можно

Рви

рассчитать плотность газонефтеводяной смеси р.

Полученные уравнения связывают основные параметры газожидкостной смеси, движущейся по круглой вертикальной трубе площадью сечения /, со средней плотностью смеси.

Анализ уравнений (6.47), (6.49), (6.58), (6.59), (6.86) и (6.92) показывает, что увеличение скорости движения компонентов относительно друг друга (относительной скорости) при прочих равных условиях приводит к увеличению плотности смеси. Зависимости (6.52) и (6.53) показывают, что истинное газосодержание ф зависит не только от объемного газосодержания р, но и от параметров газожидкостного потока (v)„, q,f).

6.4. СТРУКТУРЫ И ФОРМЫ ДВИЖЕНИЯ ГАЗОЖИДКОСТНЫХ СМЕСЕЙ

Движение газожидкостных смесей по вертикальным трубам изучалось многими исследователями. Все они условно выделяют существование трех структур при движении газожидкостной смеси с плавными переходами между ними. Установлено, что структура газожидкостной смеси зависит от объемных расходов жидкой q и газовой V фаз, от газосодержания, диаметра лифта, физико-химических свойств фаз и т.д. Схематично структуры газожидкостных смесей показаны на рис. 6.9.