6.Технологическая часть. КП. 21. 03. 01. 0946. 015. 2018. Пз кп. 21. 03. 01. 1223. 390. 2018. Пз

• Название: КП. 21. 03. 01. 0946. 015. 2018. Пз кп. 21. 03. 01. 1223. 390. 2018. Пз
• Дата: 21.11.2018
• Размер: 135.6 Kb.
• Имя файла: 6.Технологическая часть.docx
• Тип: Документы; #57211

Выполнил

Гой И.М.

Листов

Лит.

КП.21.03.01.09/46.015.2018.ПЗ

КП.21.03.01.12/23.390.2018.ПЗ

Лист

Дата

Подпись

ФИО

Лист

Изм.

3 ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

3.1 Гидравлический расчет сборных промысловых нефтепроводов

В начале сборного коллектора (рис. 3) длинной L₁ с кустовой площадки подается нефть в количестве Q₁, динамической вязкостью μ и плотностью ρ. К коллектору в разных точках подсоединены три трубопровода с подачей нефти q₁, q₂, q₃ от еще трех кустовых площадок. Диаметр коллектора в местах подсоединения коллектора изменяется, для сохранения режима течения жидкости. Протяженности отдельных участков сборного коллектора составляет L₂, L₃, L₄. Определить давление в точках подключения кустовых площадок Р₁, Р₂, Р₃, внутренние диаметры труб D_вн1; D_вн2; D_вн3; D_вн4, по ним подобрать трубы с наружным диаметром по ГОСТ и общие потери давления в коллекторе при условии, что Р_н = 1,5 МПа и Р_ДНС = 0,55 МПа.



Рисунок 3 - Сборный коллектор


Дано:

L₁ = 3 км =3000 м

Q_н= 800 т/сут

μ = 2,1 мПа·с =2,1·10^-3 Па·с

ρ =0,8 т/м³

q₁ = 30 т/ч

q₂ = 40 т/ч

q₃ = 100 т/ч

L₂ = 2км =2000 м

L₃ = 1,5км =1500 м

L₄ = 2,8км =2800 м

ν_ср =1.5 м/с

Решение

1.Определяем площадь сечения нефтепровода

F= (3.1)

где Q – производительность нефтепровода, т/сут;

 - плотность нефти, т/м³;

v_ср – средняя скорость движения нефти в трубе, выбирается в зависимости от кинематической вязкости, м/с

F= = 0,0077 м²

2. Определяем внутренний диаметр нефтепровода

D_вн1= (3.2)

D_вн1= = 0,099 м = 99 мм

3. Принимаем ближайший больший диаметр D_ст по таблице с учетом толщины стенок .

 = 7мм. D_ст1 = 99 +(2·7) =113 114 мм

4.Для принятого диаметра уточняем среднюю скорость движения нефти по формуле:

= (3.3)
== 1,47 м/с

5. Определяем параметр Рейнольдса и режим движения жидкости по формуле:

Re = (3.4)

Re == 56000

6. В зависимости от Rе определяем коэффициент гидравлического сопротивления :

Если Re> 2800, то течение жидкости турбулентное и  определяется по формуле:

= (3.5)

= = 0,021
7.Определяем потери давления на трение по формуле:
(3.6)


8. Определяем давление Р₁ в конце первого участка трубопровода

по формуле:

(3.7)

где -разность геодезических отметок начальной иконечной точки участка трубопровода, принимаем равной 10м.

9. Повторяем расчет для следующего участка, учитывая

увеличившийся расход жидкости:
Q₁=Q_н+q₁ (3.8)
Q₁ = 800 т/сут + 30т/ч ·24ч = 1520 т/сут
Определяем площадь сечения нефтепровода второго участка

F₂= F₂== 0,015 м²
Определяем внутренний диаметр нефтепровода

D_вн2= D_вн2= = 0,138 м = 138 мм

Принимаем больший ближайший диаметр D_ст по таблице с учетом толщины стенок .

 = 8мм D_ст2 = 138 +(2·8) =154 159 мм
Для принятого диаметра уточняем среднюю скорость движения нефти по формуле:

=

== 1,33 м/с

Определяем параметр Рейнольдса и режим движения жидкости по формуле:

Re = Re == 73467

В зависимости от Rе определяем коэффициент гидравлического сопротивления :

Если Re> 2800, то течение жидкости турбулентное и определяется по формуле:

= = = 0,019

Определяем потери давления на трение по формуле:



Определяем давление Р₂в конце второго участка трубопровода по формуле:



Повторяем расчет для следующего участка, учитывая увеличившийся расход жидкости:

Q₂ = Q₁ + q₂ Q₂ = 1520 т/сут + 40т/ч ·24ч = 2480 т/сут

Определяем площадь сечения нефтепровода третьего участка

F₃=F₃== 0,024 м²

Определяем внутренний диаметр нефтепровода

D_вн3 =D_вн3 = = 0,175 м = 175 мм

Принимаем ближайший больший диаметр D_ст по таблице с учетом толщины стенок .

 = 8мм. D_ст3 = 175 +(2·8) =191 219 мм

Для принятого диаметра уточняем среднюю скорость движения нефти по формуле:

=

== 1,09 м/с

Определяем параметр Рейнольдса и режим движения жидкости по формуле:

Re = Re == 85124

В зависимости от Rе определяем коэффициент гидравлического сопротивления :

Если Re> 2800, то течение жидкости турбулентное и  определяется по формуле:

= = = 0,019
Определяем потери давления на трение по формуле:


Определяем давление Р₃ в конце третьего участка трубопровода по формуле:



Повторяем расчет для следующего участка, учитывая увеличившийся расход жидкости:

Q₃= Q₂+q₃ Q₃ = 2480 т/сут + 100т/ч ·24ч = 4880 т/сут

Определяем площадь сечения нефтепровода четвертого участка

F₄= F₄== 0,047 м²

Определяем внутренний диаметр нефтепровода

D_вн4 =D_вн4= = 0,245 м = 245 мм

Принимаем ближайший больший диаметр D_ст по таблице с учетом толщины стенок .

 = 8мм. D_ст3= 245 +(2·8) =261 273 мм

Определяем общие потери давления в коллекторе:
P_пот1 =Р_н – Р₁ = 1,5 – 0,9 = 0,6 МПа

P_пот2 =Р₁ – Р₂ = 0,9 – 0,6 = 0,3МПа

P_пот3 =Р₂ – Р₃ = 0,6 – 0,5 = 0,1 МПа

Р_общ = P_пот1 + P_пот2+ P_пот3 = 0,6 + 0,3 + 0,1 = 1 МПа
Ответ :Р₁ =0,9МПа; Р₂=0,6 МПа; Р₃=0,5 МПа; Р_общ =1 МПа

D_вн1=99 мм ; D_ст1 = 99 +(2·7) =113 114 мм

D_вн2= 138 мм; D_ст2 = 138 +(2·8) =154 159 мм

D_вн3 = 175 мм; D_ст3 = 175 +(2·8) =191 219 мм

D_вн4=245 мм; D_ст3= 245 +(2·8) =261 273 мм.


3.2. Гидравлический расчет сборных промысловых газопроводов
Определить массовый и объемный расходы для межпромыслового газопровода.

Дано :

L = 130 км

D_н= 720 мм

b = 10 мм

μ = 12·10^-6 Па·с

ρ_г.с.у =0,82 кг/м³

Р_н = 6,1 МПа

Р_к = 1,4 МПа

t_гр = 6
Решение:

1.Определяем коэффициент гидравлического сопротивления по формуле:



где k_э –эквивалентная шероховатость стенок труб, для новых труб –0,03 мм; D – диаметр трубопровода, мм



2.При технических расчетах коэффициент гидравлического сопротивления с учетом кранов и задвижек можно принимать

= (1,03 1,05) _тр

= 1,05_тр = 1,05 · 0,01 = 0,011
3.Определяем массовый расход по формуле:



где Р_н и Р_к–соответственно давления в начале и в конце газопровода;

L–длина газопровода;

D–внутренний диаметр газопровода;

T–температура окружающей среды;

R–газовая постоянная, принимаем 8,31 Дж\(моль К);

z–коэффициент сжимаемости газа, принимаем 0,93



4. Определяем объемный расход по формуле:



Ответ:

3.3 Расчет нефтегазового сепаратора на пропускную способность по газу и по жидкости

Рассчитать пропускную способность вертикального гравитационного сепаратора диаметром D_с Сепарация производится при давлении Р_с и температуре Т_с. Плотность нефти и газа в нормальных условиях соответственно равны ρ_н и ρ_г.В расчетах принять диаметр пузырька газа в жидкости d_г=1·10^-3м и диаметр частицы жидкости в газе d_ж=1·10^-4 м.

Дано:

P_c =0,6 МПа =0,6·10⁶ Па

Т_с = 310 К

D_c = 1,3 м

ρ_н = 810 кг/м³

ρ_гo = 1,12 кг/м³

μ_г = 0,015 мПа·с = 0,015·10^-3 Па·с

μ_н = 4,97 мПа·с = 4,97·10^-3 Па·с

z = 1,0

Т₀ = 293 К

d_г=1·10^-3м

d_ж=1·10^-4м

Решение:
1. Определяем плотность газа в условиях сепаратора по формуле:

гдеρ₀ – плотность газа при нормальных условиях, кг\м3;

Р_с и Р₀ - соответственно давление в сепараторе и атмосферное давление, МПа;

Т_с и Т₀ – соответственно температура в сепараторе и нормальная температура;

z - коэффициент сжимаемости.


2. Определяем максимальную производительность сепаратора по газу по формуле:


где D_с – диаметр сепаратора, м

3. Определим суточную производительность сепаратора по жидкости:

Сепаратор	Пропускная способность, м3 / сут		Длина сепаратора мм	Условный диаметр, мм	Масса, кг
	по газу	по жидкости	12620	3000	12700
НГС 6-3000	1,5·106	30000

,

3.4 Технологический расчет отстойной аппаратуры

Определить необходимый диаметр горизонтального отстойника для предварительного сброса воды с относительной высотой водяной подушки ε=h / R=0,46, если максимальная нагрузка на отстойник по жидкости не превысит Q_ж, т/сут, а обводненность эмульсии равна B. Вязкости нефти и воды соответственно равны μ_н и μ_в в мПа·с. Плотности нефти и воды обозначены ρ_н и ρ_в в кг/м³.

Дано:

Q_ж = 7500 т/сут

В = 40 % = 0,4

μ_н = 6 мПа·с = 6·10^-3 Па·с

ρ_н = 810 кг/м³

ρ_в =1010 кг/м³
Решение:

Диаметр отстойника должен обеспечивать ламинарный режим движения эмульсии в зоне отстоя. Для его расчета необходимо определить параметры водонефтяной эмульсии: плотность жидкости и вязкость.

1. Плотность эмульсии рассчитывают по правилу аддитивности:

, кг/м³

2. Вязкость эмульсии оценивают по формуле:



3. Диаметр буллита-отстойника с водяной подушкой ε = 0,46 можно рассчитать по формуле:

№	Параметры	Тип отстойника
		ОВД-200
1	Емкость аппарата, м3	200
2	Диаметр аппарата, м	3,4
3	Производительность по товарной нефти, т/сут	4000 - 8000
4	Температура среды, 0С	100
5	Давление, МПа	0,6

3.5 Расчёт полезной тепловой нагрузки печи ПТБ-10

Рассчитать полезную тепловую нагрузку печи ПТБ-10, применяемой для нагрева водонефтяной эмульсии с целью ее разрушения.

Дано:

Т₁ = 10

Т₂ = 85

G = 252580 кДж\кг

ρ₁₅ = 0,950 г\см³ =950 кг\м³

Решение:

1. Полезная тепловая нагрузка печи определяется по формуле:
Q_п = Q_вых - Q_вх , кДж/ч
где Q_вых - количество тепла выносимого из печи

Q_вх - количество тепла вносимого в печь
2. Определяем предварительно количество тепла выносимого из печи и количество тепла вносимого в печь по следующим формулам:

Q_вых=G∙
Q_вх=G∙

где,- энтальпия сырья при температуре Т₁ и Т₂;

G - расход сырья при температуре входа в печь
3. Энтальпия сырья определяется по формулам:




где А₁ и А₂ – коэффициенты принятые для упрощения подсчетов, принимаем условно:

при Т₁ = от 10 до 13 А₁ = 17,04

при Т₂ = от 60до 85 А₂ = 155,33



Q_вых=252580 ∙ = 1273003,2 кДж/ч

Q_вх=252580 ∙ = 138919 кДж/ч

Q_п =1273003,2 -138919 = 1134084,2 кДж/ч

Ответ: Q_п= 1134084,2 кДж/ч

Проверил


ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ


Сургутский институт нефти и газа (филиал ТИУ), гр.ЭДНбзу-15-1

ЭДНбзу-15-2

40



25

Сорокин П.М.