Курсовая Расчет изоляции. кр 1 и 2 теплотехника. Курсовая работа Расчёт процессов нагнетания горячего теплоносителя при обработке призабойной зоны пласта
 Скачать 1.16 Mb.
|
|
Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Уфимский государственный нефтяной технический университет» Кафедра «Разработка и эксплуатация нефтегазовых месторождений» Кафедра промышленной теплоэнергетики Курсовая работа «Расчёт процессов нагнетания горячего теплоносителя при обработке призабойной зоны пласта» «Расчет эффективности замены тепловой изоляции парогенератора ППУ» Вариант 57 Выполнил студент группы БГР-19-01 Михайлов Д.С. Проверил науч.рук. Новоселов И.В.  Уфа 2021Содержание
Цель работы 1 часть Ознакомиться с методами расчета эффективности термической обработки пласта и оценить ее эффективность. 2 часть Ознакомиться с методами расчета эффективности замены тепловой изоляции парогенератора ППУ и оценить ее эффективность. Исходные данные Вариант 57 Определить технологические показатели циклической паротепловой обработки исходя из необходимости создания паровой зоны в пласте на расстоянии от оси скважины r=ra, с радиусом дренажа re, радиусом скважины rc, дебитом скважины до обработки q0 (таблица 1). Характеристика пласта: мощность h=10 м; пористость m; объемные теплоемкости скелета пласта c’ск=сскск=1970 кДж/(м3 К), насыщенного пласта c’п=2500 кДж/(м3 К) и жидкости c’ж=3360 кДж/(м3 К). Для обработки имеется установка типа ППУ производительностью qПГ влажного насыщенного пара при давлении нагнетания PППУ с температурой tППУ. Степень сухости пара на забое - х, температура конденсации водяного пара (при начальном пластовом давлении PПЛ) tК, пластовая температура tПЛ; минимально допустимая пластовая температура, при которой эксплуатация может еще проводится при повышенном дебите, tН. Известны также: производительность установок по пару qп; удельные объемы кипящей воды и сухого насыщенного пара v’ и v”, соответственно; плотность водяного конденсата на забое в=1000 кг/м3 ; плотность скелета пласта ск; коэффициент теплопроводности коллектора - песчаника Вт/(мК); коэффициент теплопроводности окружающих пород 0 Вт/(мК); объемная теплоемкость окружающих пород c’0 кДж/(м3 К); объемная теплоемкость водяного конденсата с’в кДж/(м3 К); теплота парообразования r; остаточная водонасыщенность в паровой зоне sв.
Расчетная часть 1)Удельный расход сухого пара, кг/(ч.м)  2)Число парогенераторов, шт  3)Удельные объёмы кипящей воды (v’) и сухого насыщенного пара (v’’) ,   ;  4)Плотность влажного насыщенного пара, кг/   ,0,3*0, где  - удельный объём влажного насыщенного пара, (  0,0013356(1-0,67)+0,02973*0,67=0,02035  .5)Коэффициент, характеризующий удельную энтальпию пласта, кг/  6)Продолжительность нагнетания пара  в скважину находят из номограммы (рисунок 2) по рассчитанным  и заданному радиусу прогретой зоны   7)Продолжительность выдержки (конденсации пара), ч  8)   9)Коэффициент k находим из графика (рисунок 3) k=1,7 10)Средний дебит жидкости после паротепловой обработки,   11)Продолжительность работы скважины на повышенном дебите, полученном в результате паротепловой обработки скважины, сут   где   12)Эффективность паротепловой обработки,  Графическая часть   Рисунок 3 - Номограмма для определения среднего дебита скважины после паротепловой обработки Схема оборудования :  Выводы и рекомендации : Ознакомились с методами расчета эффективности термической обработки пласта. Термические методы воздействия на пласт основаны на резком снижении вязкости нефти при нагреве, в результате чего ее подвижность в пластовых условиях увеличивается и улучшается приток к эксплуатационным скважинам. 2 ЧАСТЬ Исходные данные Вариант 57 Тепловая изоляция парогенератора установки ППУ (рисунок 3) до ремонта была выполнена двухслойной: из огнеупорного слоя толщиной 1=0,065 м, теплопроводностью 1=a1+b1t1 и наружного слоя толщиной 2=0,01 м, теплопроводностью 2=a2+b2t2. Температура внутренней поверхности кладки tc1=800С, температура наружной поверхности кладки tс2=100C. Ввиду выхода из строя изоляции установка поставлена на капитальный ремонт и вместо старой двухслойной изоляции предложена новая трехслойная из современных эффективных материалов. Огнеупорный слой толщиной 1=0,04 м, теплопроводностью 1=a1+b1t1, промежуточный слой толщиной 2=0,03 м, теплопроводностью 2=a2+b2t2, наружный слой толщиной 3=0,005 м, теплопроводностью 3=a3+b3t3 , температура внутренней поверхности кладки tc1=800C, температура наружной поверхности кладки tc2=50C. Температура окружающего воздуха (среднегодовая) tв , скорость ветра w. Теплоизоляционные материалы старой и новой изоляции, их теплопроводности, а также значения температуры окружающего воздуха и скорости ветра приведены в таблице 1. Внутренний диаметр изоляции dв=0,85м, наружный диаметр изоляции dн=dв+2=1м. Высота изоляции парогенератора h=1,65 м. Топливо - дизельное, цена одной тонны Ц= 44.2 руб/л, теплота сгорания Qн р = 42000 кДж/кг. Необходимо найти: 1) удельный тепловой поток q и tсл1 для старой изоляции; 2) удельный тепловой поток q, tсл1 и tсл2 для новой изоляции; 3) провести проверку результатов расчета тепловой изоляции с уточнением температуры tc2; 4) сопоставить температуру в месте контакта слоев tслi с предельной температурой эксплуатации tпi для материала каждого слоя, чтобы установить возможность работы изоляции для заданных материалов; 5) экономическую эффективность замены старой изоляции на новую. Треслойная изоляция
Методика расчёта трехслойной изоляции В первом приближении принимаем tс1>tсл1>tсл2>tс2. Например:   Среднее значение коэффициента теплопроводности (Вт/(м·К)): для 1-го слоя: λ1=a1+b1t1=0,081+0,00018·612,5=0,19125, где t1=   ;б) для 2-го слоя: λ2=a2+b2t2=0,038+0,00035·331,25=0,154, где t2=  ;в) для 3-го слоя: λ3=a3+b3t3=0,157+0,00018·143,75=0,182875, где t3=  ;Коэффициент с, Вт2/(м2·К)2:  Коэффициент d, Вт2/(м2·К)2:  Новое (второе) значение tсл2, ºС,  Новое (второе) значение tсл1, ºС,  После 7 перерасчета получены следующие значения tсл1=461,5195ºС с расхождением ∆tсл1 = 0,000304 tсл2=98,32 ºС с расхождением ∆tсл2 = -0,00238 Плотность теплового потока, Вт/м2: через 1-й слой  через 2-ой слой  через 3-ий слой   Методика расчёта двухслойной изоляции В первом приближении принимаем tс1>tсл1>tс2. Например:   =  = 100Среднее значение коэффициента теплопроводности (Вт/(м·К)): а) для 1-го слоя: λ1=a1+b1t1=1,69-0,00023·625=1,54625, где t1=  ;б) для 2-го слоя: λ2=a2+b2t2=0,143+0,00019·275=0,19525, где t2=  ;Коэффициент с, Вт2/(м2·К)2:  Коэффициент d, Вт2/(м2·К)2:  Новое (второе) значение tсл1, ºС,  После 6 перерасчета получены следующие значения tсл1=437,6093 ºС расхождением ∆tсл1 = -0,00015 Плотность теплового потока, Вт/м2: через 1-й слой  через 2-ой слой   Проверка результатов расчета тепловой изоляции Для трехслойной изоляции: Разность температур, ºС Δt2=tc2-tв=50-8=42, По известным Δ t2 и скорости ветра w по графику находим α2, Вт/(м2·К) α2=8 По формуле α2, Вт/(м2·К)  После уточнения по программе получили: α2=16,61 (расчетный) α2=16,52 (графический) tс2=104 q=1594,645 Для двухслойной изоляции: Разность температур, ºС Δt2=tc2-tв=100-8=92, По известным Δ t2 и скорости ветра w по графику находим α2, Вт/(м2·К) α2=12,1 По формуле α2, Вт/(м2·К)  После уточнения по программе получили: α2=25,595 (расчетный) α2=25,51 (графический) tс2=251,1 q=6222,333 Расчёт экономии топлива после замены старой изоляции новой Коэффициент, учитывающий отличие теплопотерь в окружающую среду при новой и старой изоляции, раз:  Разность в плотностях теплового потока, Вт/м2: Δq =qс-qн=  - =4627,688Время работы печи в течении года – 300 дней или τ=300·24·3600=2592·104 с Площадь изоляции, м2:  Годовая экономия теплоты за счёт установки на котле эффективной изоляции, кДж/год: ΔQ=Δq·F·τ·10-3=4627,688 ·5,895·2592·10=707 145 304,485 кДж/год Годовая экономия топлива за счёт замены старой изоляции на новую, кг/год:  Экономия топлива в денежном выражении, руб/год,  Графическая часть  Рисунок 1 - График изменения температуры при теплопередаче через двухслойную изоляцию  Рисунок 2 - График изменения температуры при теплопередаче через трехслойную изоляцию   Вывод Ознакомились с методами расчета эффективности термической обработки пласта. Термические методы воздействия на пласт основаны на резком снижении вязкости нефти при нагреве, в результате чего ее подвижность в пластовых условиях увеличивается и улучшается приток к эксплуатационным скважинам. Список использованной литературы 1. Сучков Б.М. Температурные режимы работающих скважин и тепловые методы добычи нефти. - Москва-Ижевск: Институт компьютерных исследований; НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика», 2007. - 406с. 2. Добыча нефти: Справочное руководство по проектированию, разработке и эксплуатации нефтяных месторождений / Под ред. Ш.К.Гиматудинова. – М.: Недра, 1983. – 455с. 3. Справочная книга по добыче нефти / Под ред. Ш.К.Гиматудинова. – М.: Недра, 1974. – 704с. 4. Бухаленко Е.И., Жданов М.М., Закиров Р.А. и др. Оборудование для термической депарафинизации. – М.: Недра, 1980. – 239с. 5. Чечеткин А.В., Занемонец Н.А. Теплотехника. – М.: Высшая школа, 1986. – 344с. 6. Интернет-сайт www.ppua-1000.ru | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||