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

меняется при контакте с воздухом первичного контура. Имеются предложения инициировать горение нагнетанием сильного окислителя, например перекиси водорода, активно реагирующей с пластовой нефтью 1фи выделении большого количества теплоты.

Подытожив сказанное, можно отметить, что способ химического инициирования воспламенедия является соверщенным, но не простым решенном проблемы. При зтом необходимо обеспечить полное окисление химического вещества в пласте, избегая возникновения неконтролируемого процесса его горения непосредственно в скважине. Именно по этой 1фичине 1фи работах на мвстороящении Фостертон Носвест в 1Санаде [6.48] льняное масло подавалось в пласт между двумя водяными пробками.

6.3.2. Сясатме воздуха

При внутриппастовом гороши затраты энергии на получение необходимого количества воздуха 1фи требуемом давлении составляют значительную часть общих затрат, 1фичем тем болыщгю, чем выше давление нагнетания. Поэтому, по крайней мере в тфедварительных расчетах, необходимо хотя бы тфиближенно оценить возможные энергетические затраты и сравнить их с энергией нефти, которую планируется извлечь в ходе работ. Добавим, что компрессоры относятся к числу основных пот ребителей энергии тфи осуществлении процесса внутрипластового горения нефти.

Чаще всего в полевых условиях пользуются поршневыми компрессорами, иногда ротационными, первая ступень которых, правда, редко, относится к компрессорам осевого типа. В компрессорах первого типа воздух сжимается тфи непосредственном уменьшоши объема за счет перемещения п(фшня. Основным узлом ротационных компрессоров является вращающееся турбинное колесо с лопатками; в таких компрессорах воздух разгоняется, а затем его кинетическая энергия преобразуется в энергию сжатия.

В тфиводимых далее рассуящениях воздух рассматривается как реальный газ, удовлетворятгаций уравнению состояния

7~ М (6-73)

rpfi R = 8,314 Дж-моль~-К" - универсальная газовая постоянная; М - молекулярная масса (М = 2,89-10" кг-моль"* для воздуха); р - давление. Па; р - плотность, кг-м~; Г - абсолютная температура, К; Z - козффициент сжимаемости.

Для калорических свойств могут быть приняты обычные упрощающие допущения. Пусть К я И - соответственно удельная энтальпия и внутренняя энертия газа. Тогда

т.е. (6.74)

(c,~c,) dT=d(0,

где СрЯ Су - удельная теплоемкость соответственно при постоянных давлении и объеме. Из (6.73) получаем

в первой ступени компрессора обычно dZ/Z очень мало относительно dT/T, я им можно пршебречь. Тоща

Cm S-- ---•

(Y-i)m

(6.75)

При адиабатическом обратимом 1цессе c,dT =

Р (6.76)

или, используя (6.73),

dp ZRT/йр dT dZ\ р ~ М \р Т Z/

Как отмечалось ранее, dZ/Z мало относительно dT/T и, следовательно.

Подставив это выражение в (6.76), с учетом (6.7S) получим dp г dT

р ~Y-iT (6.77)

Если допустить теперь, что величина 7 не изменяется в ходе сжатия воздуха в первой ступши компрессора и равна значению на входе, то можно проинтегр1фовать (6.77) и получить

.•т-""=,с,.

•т-/-=ае

(6.78)

1фи условии, что Z остается постоянной в каждой ступога сжатия.

В ком1фессорах, используемых 1фи осуществлении внутрипластового горения, можно считать, что величина у = 1,40, что 1фиводит к ошибке в 2 % по мощности и температуре. Результаты улучшаются, если определить среднее значедие Z между величинами на входе и выходе, когда давление на выходе превышает 30 6q>.

В действительности процессы в компрессорах не являются ни адиабатическими (вследствие тепловых потерь во внешнюю среду), ни обратимыми (вследствие трения механических деталей и трения воздуха о стенки камеры), в ходе сжатия происходит выделение тепла и дросселирование, влекущее эа собой падение давления. Кроме того, часть мощности привода компрессора безвозвратно теряется в раэных узлах оборудования.

Единственным показателем, интересукхцим потребителя, является энергетический клл., т.е. отношедие количества зн>гии, приобретенной воздухом в компрессоре, к общему количеству механической энергии, затрачогаой на сжатие.

Основные сведения об энергии сжатия. В поршневом компрессоре (рис. 6.19, а) заключедный в цилиндр поршень совершает возвратно-поступательное движедие с заданной частотой и амплитудой. Впускной и выхлшгаой клапаны обеспечивают впуск воздуха в рабочее гфостранство и о-о выпуск после сжатия.

Начальным состоянием гаэа (рис. 6.19, б) является точка 7, из которой гаэ изобарночоотермически 1фи температуре Тх и давлении Рх переходит в состояние 2, щтл. этом открыт только входной клапан. Далее происходит адиабатическое сжатие от давления ру до давления (переход из точки 2 в точку 3) 1фи постоянной массе - все клапаны закрыты, затем - изобарно-изотермический переход иэ точки 3 в точку 4 1фи температуре Гц и давлении рц, 1фи котором открыт только выпускной клапан, и, наконед, адиабатическое расширение от давления до давления р (из точки 4 в точку 7) щш закрытии всех клапанов. Это расширение обусловлено существованием вредного пространства, не-