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

закон распределения скоростей притока по длине фильтра, получаем

J5(z)

фл2Ц- + фт pV-

а - т

sh а

а - т

sh а

(1.70)

Устанавливая ламинарный режим фильтрации на модели на всей длине образца, при которой квадратичный член в (1.70) близок к нулю, получаем уравнение для определения коэффициента ламинарного сопротивления

ф 2r4J5sh а

ЦDsh

а- т

(1.71)

Если интенсифицировать приток на модели и установить турбулентный режим фильтрации по всей длине образца фильтра, то линейный член в уравнении (1.70) будет близок к нулю. Тогда коэффициент турбулентного сопротивления фильтра

J 5sh2а

pv sh

, т)

(1.72)

В случае, когда приток в фильтр лучше описывается тангенциальным законом выражения (1.71) и (1.72), можно записать

2r4J5tg у ;

ЦЮ tg

V т)

(1.73)

J 5tg2а

2 2 р v tg

V т)

(1.74)

Параметры неравномерности притока у и а зависят от сопротивления фильтра, т.е. чем больше сопротивление, тем более равномерный наблюдается приток. Поэтому правильнее в качестве гидравлического параметра фильтров использовать произведение коэффициентов сопротивления на функцию распределения скоростей притока на моделях

2 z

х т =ф V2 = ; (1.75)

х л =ф- = 2ГЦ-5. (1.76)

При решении задач по определению перепада давления на фильтре неравномерность притока сложно учитывать введением в выражения (1.75) и (1.76) тангенциальных и гиперсинусоидальных сомножителей. В этом случае может быть применен параметр, равный произведению коэффициентов ламинарного и турбулентного сопротивлений на параметр неравномерности притока а или у. При ламинарном режиме притока коэффициент сопротивления умножается на параметр неравномерности а или у в первой степени и при турбулентной фильтрации - на их квадрат. В выражениях для определения перепада давления на фильтре (1.62)-(1.69) присутствуют параметры хт = флу2 = фла2 и хт = флу = фла, что упрощает расчеты.

Фильтр редко состоит из однотипных по длине и толщине элементов обтекания. Обычно конструкция включает фильтрующую оболочку, каркас и промежуточные звенья. Поэтому теоретически правильнее было бы выделить из обобщенных коэффициентов или гидравлических параметров составляющие сопротивлений фильтрующей оболочки, каркаса, промежуточных звеньев и учесть влияние одних элементов на другие, стесненные условия обтекания. Однако на практике это не приведет к существенному шагу вперед из-за сложности точного теоретического и экспериментального выделения разных составляющих сопротивления и оценки их реального вклада в общий результат.

1.1.6. ПОТЕРИ НАПОРА В ТРУБАХ

Гидравлические потери напора подразделяются на потери в фильтровых и глухих трубах. В обоих случаях гидравлические потери напора при движении потока в трубах определяются по формуле Дарси - Вейсбаха

J6 =Х v2, (1.77)

где X - коэффициент гидравлического сопротивления; v - скорость потока в трубах; г6 - внутренний радиус труб; р - плотность пластового флюида; /6 - длина труб.

Безразмерный коэффициент X представляет собой учетверенное значение соотношения между напряжением сдвига на стенке и кинетической энергией потока, приходящейся на единицу объема

Х -4тp /(pv2/2) 4

J 6 r6

(1.78)

где тр - напряжение сдвига флюида на стенках фильтровой колонны.

Анализируя размерности, можно сделать вывод, что считается функцией следующих безразмерных параметров: критерия Рейнольдса

Re vB6p, (1.79)

где В6 - диаметр труб; п - вязкость флюида; критерия Бингама

Bi 10В6; (1.80)

т p X Re

(1.81)

(т0 - предел текучести или пластичности флюида).

Как показала практика, зависимость X от скорости движения потока достаточно точно описывается формулой Ф.А. Шевелева

0,226

Х тШ6г (1,9 • 10-6 + 1 . (1.82)

Выражение (1.82) удовлетворительно описывает зависимость X от скорости потока в различных режимах движения потока, однако расчеты по ней громоздки. Поэтому были предложены упрощенные формулы для каждого режима движения.

Для ламинарного потока, характеризующегося числом Рейнольдса Re < (1370 - 3470), рекомендуется формула

X 64. (1.83)

Re

Выражение (1.83) не учитывает связь между гидравлическим параметром X и шероховатостью труб. С учетом шероховатости труб X определяется по формуле Альтшуя