Сбор и. Сбор и подготовка скважинной продукции
![]()
|
10. ГАЗОПРОВОДЫ ДЛЯ СБОРА НЕФТЯНОГО ГАЗАДля сбора нефтяного газа и передачи его потребителям на площадях нефтяных месторождений сооружают систему газопроводов и компрессорные станции. При самотечной системе сбора с индивидуальным замерно-сепарационным оборудованием газовые линии берут свое начало у сепараторов, т.е. у устьев скважин. При герметизированной напорной системе нефтегазосбора начало газовых линий перемещается к групповым замерным установкам, или к ДНС, или к установкам подготовки нефти и протяженность газовых линий на месторождениях резко сокращается. По назначению газопроводы (рис.31) подразделяются на: подводящие газопроводы 1, сборные коллекторы 2 и нагнетательные газопроводы 3. Н ![]() Рис. 31. Схема газосборных коллекторов а) линейная; б) лучевая; в) кольцевая Г – групповая замерная установка; Ш – шлейфы или выкид; 1–подводящие газопроводы; 2–сборные коллекторы; 3–нагнетательные линии; 4-сепараторы агнетательные газопроводы берут свое начало у компрессорных станций и служат для: 1)подачи газа в газовую шапку продуктивных пластов с целью поддержания давления и продления фонтанирования скважин; 2) подачи газа через газораспределительные будки к устьям компрессорных скважин; 3)подачи газа дальним потребителям; 4) подачи газа на ГПЗ или газофракционирующую установку (ГФУ). Форма газосборного коллектора зависит от конфигурации площади месторождения, его размера и размещения групповых замерных установок или ДНС. Название газосборной системы обычно определяется формой газосборного коллектора: если газосборный коллектор представляет собой одну линию от куста скважин до КС, газосборная система называется линейной (рис.31,а); если газосборные коллекторы сходятся в виде лучей к одному пункту, газосборная система называется лучевой (рис.31,б). При кольцевой системе газосборный коллектор огибает площадь нефтяной структуры и для большей его маневренности в работе на нем делают одну или две перемычки (рис.31,в). При выборе системы сбора нефтяного газа руководствуются следующими соображениями: обеспечение бесперебойности подачи газа; маневренности системы, удобства обслуживания газосборных сетей при минимизации расходов на их сооружение и эксплуатацию. Кольцевая система сбора газа имеет существенное преимущество в том, что, в случае аварии на каком-либо ее участке, можно перекрытием отключающих задвижек обеспечить бесперебойную подачу газа с остальных участков. 10.1. РАСЧЕТ ПРОСТОГО ГАЗОПРОВОДАПри движении реального газа по трубопроводу происходит значительное падение давления по длине в результате преодоления гидравлических сопротивлений. В этих условиях плотность газа уменьшается, а линейная скорость – увеличивается. Установившееся изотермическое (Т=const) движение газа в газопроводе описывается системой трех уравнений: Уравнение Бернулли, закон сохранения энергии: dP/gг + d/2g + dz + *dx/d * 2/2g = 0 (127) Уравнение состояния: P =г*Rг*T*z, (128) где Rг = R/M (129) Закон сохранения массы, выражающийся в постоянстве массового расхода: G = г*s = const (130) При этом следует помнить, что изотермический процесс описывается уравнением Бойля-Мариотта: Р/ = const (131) При выводе расчетной формулы вторым и третьим слагаемыми в уравнении (127) пренебрегают, т.к. считают, что увеличения линейных скоростей в газопроводе не происходит и газопровод проложен горизонтально. При этих допущениях уравнение (127) запишется в виде: -dP/gг = *dx/d * 2/2g = 0 (132) Определим из (130) линейную скорость и подставим в (132), получаем: -dP/gг = *dx/d *G2/2gS2г2 (133) Умножив левую и правую части на г2 и сократив g, получим: -г*dP = *dx/d *G2/2S2 (134) Из (129) выразим г и подставим в последнее выражение, получим: -PdP/z RгT = *dx/d * G2/2S2 = 0 (135) Возьмем интеграл от данного уравнения в пределах от начального давления Р1 до конечного Р2 в газопроводе длиной от 0 до L: -1/zRгTР2Р1PdP = * G2/2dS2L0dx (136) Подставив вместо площади величину S = d2/4, получим окончательно: P12 – P22/2 z RгT = * 16 G2 L / 2 2d5 (137) Или _________________ G = d2/4(P12 – P22)d/zRгTL , кг/с (138) Формула (138) является основной для расчета массового расхода газа по трубопроводу. В системе СИ размерности величин следующие: G – массовый расход газа, кг/с; d - внутренний диаметр газопровода, м; P12,P22 – давление в начале и конце газопровода, соответственно, Па; - коэффициент гидравлического сопротивления; Rг - газовая постоянная, Дж/(кг*К); R – универсальная газовая постоянная, равная 8314 Дж/(кмоль*К); T – абсолютная температура газа, К; L – длина газопровода, м; - линейная скорость газа, м/с; г – плотность газа, кг/м3. По уравнению состояния для газа и воздуха имеем: Rгг = Rвв или Rг = Rвв/г = Rв/, (139) где = г/в – относительная плотность газа по воздуху. Объемный расход газа, приведенный к стандартным условиям: Vг = G/су = G/*в , (140) где су – плотность газа при С.У. Подставив в (138) значения Rг и G, получим: Vг = k0(P12 – P22)d5/zTL, (141) где k0 = /4 * 1/вRВ. При стандартных условиях (t=20С, Р=760 мм рт. ст.) плотность воздуха В=1.205 кг/м3 и ![]() Тогда ![]() При нормальных условиях (t =0С, Р=760 мм рт. ст.) плотность воздуха В=1.293 кг/м3 и RB=287 Дж/кгК, 0=3.5910-2. |