- •Оглавление
- •Задача №1 Выбор типоразмера и определение необходимого количества гравитационных сепараторов для отделения газа от нефти (1-я ступень сепарации). Исходные данные:
- •Основные положения.
- •Решение.
- •Задача №2 Гидравлический расчет нефтесборного коллектора (нефтепровода) от дожимной насосной станции (днс) до центрального сборного пункта (цсп). Основные положения.
- •Решение:
- •Задача № 3 Гидравлический расчет газопровода от сепарационной установки (1-я ступень сепарации для группы нефтедобывающих скважин) до газокомпрессорной станции. Основные положения.
- •Решение:
- •График изменения давления по длине газосборного коллектора
- •Групповая замерная установка (гзу).
- •Дожимные насосные станции
- •Установка подготовки нефти.
- •Литература
Задача №2 Гидравлический расчет нефтесборного коллектора (нефтепровода) от дожимной насосной станции (днс) до центрального сборного пункта (цсп). Основные положения.
При гидравлическом расчете нефтепровода решают одну из трех задач: а) определение пропускной способности нефтепровода;
б) определение диаметра трубы;
в) определение давления в начале нефтепровода (давления на выкиде насосов ДНС). Выполнение расчетов основано на формуле Дарси-Вейсбаха (допускается, что потери напора в местах местных сопротивлений , гдеhтр – потери напора на трение жидкости по длине трубы
, (15)
где: L – длина нефтепровода или отдельного его участка; D – внутренний диаметр трубы; V – средняя скорость движения жидкости в трубе; g - ускорение свободного падения; - коэффициент гидравлических сопротивлений.
Для ламинарного режима течения, когда (- число Рейнольдса;- коэффициент кинематической вязкости)
(формула Стокса) (16)
Для переходного и турбулентного режимов (2320<Re<Re1)
(формула Блазиуса), (17)
при этом (18)
где - относительная шероховатость труб:,Kэ – эквивалентная шероховатость стенок трубы (можно принять м).
Если при гидравлическом расчете нефтепровода неизвестны диаметр и давление в начале трубы, задаются скоростью движения жидкости в пределах 1,0…1,5 м/с при вязкости от 1 до 150 мм2/с и 0,5…1,0 – при более высокой вязкости.
После выбора стандартного размера (диаметра) трубы (табл. 3) при известном объемном расходе жидкости уточняют скорость ее движения.
Давление Р1 в начале трубопровода при полном заполнении его жидкостью определяется по формуле
(19)
где: P1 – давление в конце нефтепровода; – разница в геометрических (высотных) отметках начала и конца нефтепровода:. Привеличинапринимается со знаком (+), при– со знаком (-). Отдельные участки нефтепровода могут иметь высотные отметки, превышающие(), что необходимо учитывать при заполнении трубы жидкостью.
Решение:
1. Определяем объемный расход одной скважины по нефти:
2. Находим с учетом коэффициента запаса объемный расход нефти в нефтепроводе:
3. Определяем кинематическую вязкость нефти:
4. Для определения диаметра трубы, необходимо определим площадь поперечного сечения трубы (для предварительного расчета скорость движения жидкости в трубе примем V = 1,2 м/с):
Бесшовные горячекатаные трубы по ГОСТ 8732-78
Таблица 3
Наружный диаметр, мм |
Толщина стенки, мм | ||||||||
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 | |
57 |
+ |
+ |
+ |
– |
– |
– |
– |
– |
– |
60 |
+ |
+ |
+ |
– |
– |
– |
– |
– |
– |
70 |
+ |
+ |
+ |
+ |
– |
– |
– |
– |
– |
76 |
+ |
+ |
+ |
+ |
– |
– |
– |
– |
– |
89 |
– |
+ |
+ |
+ |
+ |
– |
– |
– |
– |
108 |
– |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
– |
– |
– |
133 |
– |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
– |
– |
– |
159 |
– |
– |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
– |
– |
168 |
– |
– |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
– |
219 |
– |
– |
– |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
– |
273 |
– |
– |
– |
– |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
325 |
– |
– |
– |
– |
– |
+ |
+ |
+ |
+ |
377 |
– |
– |
– |
– |
– |
– |
+ |
+ |
+ |
426 |
– |
– |
– |
– |
– |
– |
+ |
+ |
+ |
Примечание: (-) – трубы указанного размера на производятся.
По ГОСТ 8732-78 таблица 3, «Учебно-методическое пособие» выбираем ближайшую трубу с большим диаметром. DН = 219 мм, толщина стенки δ = 8 мм, внутренний диаметр трубы d = 219 – 16 = 203 мм.
5. Определяем точную скорость движения жидкости в трубе с внутренним диаметром 201 мм:
6. Определяем относительную шероховатость труб:
где КЭ = 1,4 × 10-5 – эквивалентная шероховатость стенок трубы.
7. Находим число Рейнольдса( Re1) :
Так как 2320 < Re < 260767,4 принимаем режим течения турбулентный.
8. Для определения коэффициента гидравлических сопротивлений воспользуемся формулой Блазиуса:
9. Определяем потери напора на трение жидкости по длине трубы:
10. Определяем давление в начале нефтепровода (по условию задачи отметка ЦСП выше отметки ДНС, то величину ∆Н принимаем со знаком «+»):
11. Определяем развиваемое насосом давление:
12. Находим напор, развиваемый насосом:
Напор развиваемый насосом рассчитан на дегазированной нефти.
Пересчитаем напор по воде плотностью 1000 кг/м3
Расход нефти
Таким образом, насос должен удовлетворять условиям: Н > 162м, Q > 141 м3/час.
Согласно полученным расчетным путем по параметрам подходит центробежный нефтяной горизонтальный насос типа Н: 6Н-10х1. Подача 141 м3/час. Напор 187 м. Высота всасывания 3,5 м. КПД 71%. Число ступеней 4. Диаметр рабочего колеса 215 мм. С частотой вращения двигателя 2960 об/ мин. (согласно учебно-методического пособия «Эксплуатация нефтегазопромысловых систем». Пермь 2005г.)