- •Введение
- •Исходные данные. Исходные данные для выполнения курсовой работы студент принимает по приложению а.
- •Исходные данные для выполнения курсовой работы студент принимает по приложению а.
- •Выбор типоразмера и определение необходимого количества гравитационных сепараторов для отделения газа от нефти
- •Основные положения
- •Решение примера
- •2. Гидравлический расчет нефтесборного коллектора (нефтепровода)
- •От дожимной насосной станции (днс)
- •До центрального сборного пункта (цсп)
- •Основные положения
- •Решение примера
- •Библиографический список
- •Оглавление
- •Основы нефтегазопромыслового дела
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 , где hтр – потери напора на трение жидкости по длине трубы
, (14)
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) (15)
Для переходного и турбулентного режимов (2320<Re<Re1)
(формула Блазиуса), (16)
при этом
(17)
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
(18)
где: P1 – давление в конце нефтепровода; – разница в геометрических (высотных) отметках начала и конца нефтепровода: . При величина принимается со знаком (+), при – со знаком (-). Отдельные участки нефтепровода могут иметь высотные отметки, превышающие ( ), что необходимо учитывать при заполнении трубы жидкостью.
Решение примера
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):
Таблица 3
Бесшовные горячекатаные трубы по ГОСТ 8732-78
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 не производятся.
По ГОСТ 8732-78, 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, поэтому 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 данным 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.