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

точно глубока или если средняя скорость течения пара достаточно высока, становится невозможно рассматривать температуру коцдшсации как неизменную величину, т. е. нельзя пршебретать изменением давлошя. В [4.10] предложен метод, мо -рицнрованный в [4.8], позволяющий проводить расчеты итерационными способами при разбиении пространства на отдельные области.

Рассмотрим слой пространства, заключенный между плоскостями 1 и г, и допустим, что массовый расход пара т постоянен. Если считать, что режим в скважнне квазиустановивщийся, то при приближенном интегрировании уравнения (4.15) получаем соотнощение теплового баланса:

2т{р,- pi-i)

р> + р>-1

Здесь

р> + р>-11

тое ip/ I - шютность тепловых потерь на участке Zj - Zj j:

9>-i ~ -1

(4.38)

(4.39)

Плотность p пароводяной смеси при сухости пара X может быть найдена с помощью выражался (3.2):

x г-.ч

р«

где Ру и Р{ - плотиости пара и воды.

Уравнение сохранения количества движения имеет следующий вид:

(4.40)

где Apf - потери давления за счет трения; и - срещмя скорость течения. Так какm=puSf, получаем

Отсюда

Остается охфедепить ошжение давления Apf вследствие трения. Для зтого разработаны различные методики. Приведем здесь простой метод, который тем не мжее позволяет получить достаточно хоропшй результат.

При протекании жидкости по трубе с внутренним радиусом потери давления на единицу длины составляют

с1г 2г, 2 47Г* рг?

где/- козффициент трения.

Считая/= const и интегрируя зтовыражйше отZy доZy, получаем:

27Г* (р, + p,-i) г? (4.42)

При турбулжтном режиме течения / зависит от шероховатости поверхности трубы и от числа Рейнольдса:

(Л 7f,(i (4.43)

Если компонжты пароводяной смеси хорошо перемешаны [4.11] и нет скопьжжия одного компонента относительно другого, зависимость коэффициента трения для пароводяной смеси от числа Рейнольдса анало-пша зависимости коэффициента тржия для однокомпонентного теплоносителя от числа Рейнольдса при условии, что козффициент динамической вязкости определяется как

= » (4.44)

где Ну к Pl - коэффициенты динамической вязкости воды и водяного пара; у - обьемная доля пара в смеси, связанная с MaccoBdi долей X соотношением

~ р. (4.45)

Считая, что шероховатость не играет роли при течшии пароводяной смеси, ограничимся выражением / через универсальный закон Прандтля для гладких труб

Гше. 4Л. зшкямоаь 1соэффящспа ipona/ot числа Рейшмпдса

» Re

J = 2.0 log (Re v7) -

Re > 3 ООО .

(4.46)

Ha рис. 4.8 показан график зависимости/от числа Рейнольдса Re.

Для изучения измгаения свойств теплоносителя в скважине пользуются методом последовательных приближший. В данный момент времени / берут граничные условия при z=z, , полагая Г, = , ру = = Р/ 1 и Ру = р/-,, и рассчитывают А, \р, \j, pj, Apy иру.Так к&к в процессе пар находится в состоянии насьпцеиия, получают Tyj,Lf и у, затем по ним 01феделяют новые значения А, \р, X,-, ру (Re = (Rey + + R j)/2),/и Ару, затем ру и так далее до полной сходимости итерационного процесса.

Тепловые потери в едишщу времени на длине скважины от поверхности земли до тлубины z* = гу*составляют

i-V

(4.47)

Этот метод можно использовать при нагнетании как воды, так и нагретого газа, если пользоваться соответствующими значюиями ягтальпии и плотности.

Изменение давления вдоль трубы учитывается во многих работах, посвященных нахождению тепловых потерь в скважинах [4.7], [4.8], [4.10]. В результате проведенных исследований был сделан вывод о влиянии давления на входе в скважину и величины расхода теплоноси-

Эгот метод верен в случае подачв тепловой воды из пласта на поверхность, если поменять направление оси г (z =0 на уровне пласта, z=z* =гна поверхности земли), заменить Щ + zy i)/2 на [г* - (zy + zy i)/2] в выражении (4.39) и в соотношении (4.40) изменить знак перед членом, ужтывающим вес столба жидкости.