- •Российский государственный университет нефти и газа им. И.М.Губкина Кафедра нефтегазовой и подземной гидромеханики
- •§1 Оглавление
- •§2 Задание на курсовую работу
- •§3 Теоретическая часть
- •§4 Расчетная часть §4.1 Задание №1
- •§4.1 Задание №2
- •§5 Выводы
- •§6 Проверка аналитическим способом
- •§6.1 Задание №1
- •§6.2 Задание №2
- •§7 Заключение
- •§8 Список литературы
§6 Проверка аналитическим способом
Задачи по гидравлическому расчету сложного трубопровода можно решать аналитическим способом. Этот способ дает нам более точные результаты, чем графоаналитический. Однако, аналитически задача может быть решена в тех случаях, когда до начала расчета можно предсказать режим течения, а значит и вид зависимости λ от Re.
В данной работе зависимость λ от Re не была задана изначально. В ходе решения курсовой работы выяснилось, что коэффициент гидравлического сопротивления вычисляется по формуле Шифринсона, и только при малых значениях расхода - по формуле Альтшуля. Поэтому будем считать, что :
§6.1 Задание №1
Для того, чтобы найти значения расходов воды к каждой скважине необходимо составить 2 уравнения сохранения расхода и 3 уравнения Бернулли:
(16)
Если вместо h в систему уравнений (16) выразить через расход, то получится система из 5 уравнений с пятью неизвестными:
(17)
Ниже приведен текст программы в системе Matlab для решения системы уравнений (17) и нахождения расходов.
uc_1=[230 425e-003];
uc_2=[670 425e-003];
uc_3=[200 220e-003];
uc_4=[130 260e-003];
uc_5=[180 250e-003];
p_kns=3e+006;
p_b=0.8e+006;
p_c=0.7e+006;
p_d=0.7e+006;
lym_1=0.11*(0.00015/uc_1(1,2))^0.25
lym_2=0.11*(0.00015/uc_2(1,2))^0.25
lym_3=0.11*(0.00015/uc_3(1,2))^0.25
lym_4=0.11*(0.00015/uc_4(1,2))^0.25
lym_5=0.11*(0.00015/uc_5(1,2))^0.25
koaf_1=lym_1*uc_1(1,1)*8/(uc_1(1,2)^5*9.8*3.14^2)
koaf_2=lym_2*uc_2(1,1)*8/(uc_2(1,2)^5*9.8*3.14^2)
koaf_3=lym_3*uc_3(1,1)*8/(uc_3(1,2)^5*9.8*3.14^2)
koaf_4=lym_4*uc_4(1,1)*8/(uc_4(1,2)^5*9.8*3.14^2)
koaf_5=lym_5*uc_5(1,1)*8/(uc_5(1,2)^5*9.8*3.14^2)
function G = myfun( x )
G= [x(1) - x(2) - x(3) + 0*x(4) + 0*x(5);
0*x(1)+x(2)+0*x(3)-x(4)-x(5);
20.7065*x(1)*x(1)+60.3188*x(2)*x(2)+0*x(3)+154.4377*x(4)*x(4)+0*x(5)-(3000000-700000)/(1000*9.8);
20.7065*x(1)*x(1)+60.3188*x(2)*x(2)+0*x(3)+0*x(4)+262.7287*x(5)*x(5)-(3000000-700000)/(1000*9.8);
20.7065*x(1)*x(1)+0*x(2)+571.1248*x(3)*x(3)+0*x(4)+0*x(5)-(3000000-800000)/(1000*9.8)];
x0=[0.55;0.55;0.55;0.55;0.55];
options=optimset('Display','iter');
Q=fsolve(@myfun,x0,options)
После запуска программы на экране компьютера появятся значения расходов по всем участкам трубопровода с размерностью м^3/c:
Q1=1.7717
Q2=1.2432
Q3=0.5285
Q4=0.7037
Q5=0.5395
§6.2 Задание №2
В первом задании надо было найти Q1, Q2, Q3, Q4, Q5 из (17) при заданных значениях давлений и др. характеристик. Во втором задании необходимо найти pкнс, Q2, Q3, Q4, Q5 при заданном расходе воды через КНС, тех же давлениях на скважинах и прочих других известных параметрах. Несмотря на то, что задача поменялась, система (17) по-прежнему состоит из пяти уравнений и пяти неизвестных, т.е. ее можно решить в системе Matlab:
uc_1=[230 425e-003];
uc_2=[670 425e-003];
uc_3=[200 220e-003];
uc_4=[130 260e-003];
uc_5=[180 250e-003];
p_b=0.8e+006;
p_c=0.7e+006;
p_d=0.7e+006;
lym_1=0.11*(0.00015/uc_1(1,2))^0.25
lym_2=0.11*(0.00015/uc_2(1,2))^0.25
lym_3=0.11*(0.00015/uc_3(1,2))^0.25
lym_4=0.11*(0.00015/uc_4(1,2))^0.25
lym_5=0.11*(0.00015/uc_5(1,2))^0.25
koaf_1=lym_1*uc_1(1,1)*8/(uc_1(1,2)^5*9.8*3.14^2)
koaf_2=lym_2*uc_2(1,1)*8/(uc_2(1,2)^5*9.8*3.14^2)
koaf_3=lym_3*uc_3(1,1)*8/(uc_3(1,2)^5*9.8*3.14^2)
koaf_4=lym_4*uc_4(1,1)*8/(uc_4(1,2)^5*9.8*3.14^2)
koaf_5=lym_5*uc_5(1,1)*8/(uc_5(1,2)^5*9.8*3.14^2)
function F = myfun1( y )
F= [y(1)*0 - y(2) - y(3) + 0*y(4) + 0*y(5)+2.126;
0*y(1)+y(2)+0*y(3)-y(4)-y(5);
(1/(1000*9.8))*(-1)*y(1)+60.3188*y(2)*y(2)+0*y(3)+154.4377*y(4)*y(4)+0*y(5)+ (700000/1000/9.8+20.7065*2.124^2);
(1/(1000*9.8))*(-1)*y(1)+60.3188*y(2)*y(2)+0*y(3)+0*y(4)+262.7287*y(5)*y(5)+ (700000/1000/9.8+20.7065*2.124^2);
(1/(1000*9.8))*(-1)*y(1)+0*y(2)+571.1248*y(3)*y(3)+0*y(4)+0*y(5)+ (800000/1000/9.8+20.7065*2.124^2)];
y0=[4000000;0.55;0.55;0.55;0.55];
options=optimset('Display','iter');
A=fsolve(@myfun1,y0,options)
Запустив эту программу получим значения давления на КНС c размерностья Па и расходов по всем участкам трубопровода с размерностью м^3/c :
p1= 3998357,5
Q2= 1,4876
Q3= 0,6384
Q4= 0,8420
Q5= 0,6456