Задача

Задача на тему Расчет нефтепроводов

Работа добавлена на сайт bukvasha.net: 2015-07-02

Поможем написать учебную работу

Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.

Предоплата всего

от 25%

Подписываем

договор

Выберите тип работы:

Скидка 25% при заказе до 8.11.2024


Гидравлический расчет нефтепроводов при изотермическом

движении потока



Задача 3-1

Дебит скважины по жидкости 50 м3/сут. (40% нефти и 60% воды); относительный удельный вес жидкости 0,95; известна кинематическая вязкость до обводнения – 28,5 сСт; температура нефти и окружающей трубопровод среды 20 0С; длина выкидной линии 900 м; нивелирная разность отметок конца и начала выкидной линии плюс 8 м; потери на местные сопротивления 1 м; а линейные потери равны 3 кгс/см2. Вычислить диаметр выкидной линии.

Указания к решению.

При изотермическом потоке гидравлический расчет нефтепровода для безводной, эмульсионной и парафинистой нефти ведется по формуле Дарси-Вейсбаха. При гидравлическом расчете основную трудность представляет определение коэффициента гидравлического сопротивления ввиду сложности установления вязкости.

Вязкость эмульсионной нефти зависит от свойств нефти, пластовой воды, степени диспергирования внутренней фазы и других факторов. Обычно расчетная величина вязкости берется по графикам полученных в лабораторных условиях для конкретного месторождения. Определив по рис.1 и 2 вязкость эмульсионной нефти и переведя все параметры в единую систему измерений СИ, вычисляется диаметр нефтепровода.

Средняя оптимальная скорость эмульсии в трубопроводе зависит от ее вязкости. Для эмульсионной нефти значение скорости будет в пределах 0,5-1,0 м/с.

Уравнение Дарси-Вейсбаха для данной задачи содержит четыре неизвестных (∆p, λ, V, d). Если предварительная задаться диаметром трубопровода, то неизвестным остается лишь перепад давления. Поэтому вести вычисления, задавшись несколькими значениями диаметра, а затем выбрать тот, при котором расчетный перепад давления нас устраивает.



Рис.1 Зависимость относительной вязкости нефтей и эмульсий от температуры.

1-девонские 2- угленосные



Рис.2 Зависимость отношения вязкости эмульсии к вязкости безводной нефти (при одинаковых температурах) от содержания воды в эмульсии.



Задача 3-2

Выбрать насос и рассчитать диаметр трубопровода, по которому транспортируется парафинистая нефть угленосной свиты Башкирии расхода 1860 м3/сут, удельным весом 380 кгс/м3. Известны: содержание парафина 4,5%, асфальтено-смолистых веществ – 23сПз; средняя температура перекачки 300С; длина нефтепровода 25 км; местность ровная.

Указания к решению.

Парафинистые нефти обладают структурной вязкостью, которая при увеличении градиента скорости непрерывно уменьшается. При достижении определенного напряжения сдвига происходит полное разрушение структурного каркаса и вязкость разрушенной структуры становится постоянной. Транспортировка парафинистой нефти, как правило, осуществляется при разрушенной структуре.

Для определения расчетной вязкости парафинистой нефти можно пользоваться номограммой Г.В. Рудакова [10]. Согласно номограмме (рис.3), вязкость парафинистой нефти аддитивно складывается из вязкостей ее компонентов, т.е. асфальтенов и силикалегелевых смол и твердых парафинов.



, (3.1)



где ƞ –расчетное значение динамической вязкости, сПа;

с –нормирующий множитель; АСВ – содержание асфальтено - смолистых веществ, %; П – содержание твердых парафинов, %.

Нормирующий множитель с не является постоянной величиной и с увеличением вязкости снижается, что можно объяснить подавлением кристаллизации парафинов асфальтено-смолистыми веществами, которые обволакивают собой зародыши их кристаллов.

В процессе транспортировки нефти парафин откладывается на внутренней поверхности трубопровода, уменьшая его проходное сечение. В расчетах это обычно не принимают в учет, т.к. отложения должны систематически удаляться.

Расчет диаметра трубопровода производится по обычной формуле Дарси-Вейсбаха. Поскольку в ней неизвестными являются четыре параметра: перепад давления ∆Р, коэффициент гидравлического сопротивления λ, диаметр трубопровода d и средняя скорость V, обычно задаются диаметром и вычисляют остальные параметры. Если вычисленный перепад давления удовлетворяет выбранному насосу, то по ГОСТ 8732-70 окончательно выбирают трубы.



Рис. 3. Номограмма для определения расчетной вязкости нефтей.



Расчет нефтепроводов при неизотермическом движении потока



Задача 3-3

Определить гидравлические потери при перекачке вязкой нефти по нефтепроводу диаметром D=359 мм на расстоянии L=20 км расходом Q=500м3/час. Температура окружающей трубопровод среды t0=00С. Полный коэффициент теплопередачи на участке турбулентного движения Kt=3,5 ккал/м2 час ∙ 0С, на участке ламинарного движения.

kл=2,5 ккал/м2 час ∙ 0С. Плотность перекачиваемой нефти

т/м3. Теплоемкость нефти Ср=2,09кДж/кг∙ 0С.

Начальная температура нефти tн=900С, конечная tк=250С.

Зависимость вязкости нефти от температуры приведена в таблице 1.



Таблица 1.

t, 0C

25

30

40

50

60

70

80

90

100

V, см2/с

37,55

28,50

13,20

6,50

3,24

1,61

0,80

0,39

0,20

Указания к решению.

Расчет ведем по методике, приведенной в [8].

  1. Коэффициент крутизны вискограммы

, (3.2)

где ν1 и ν2- вязкости при произвольных температурах t1 и t2;

  1. Критическая температура жидкости, при которой турбулентный режим переходит в ламинарный

, (3.3)

tх- температура выбираемая в рабочем интервале температур,
0С (в данном случае примем конечную температуру
tх=tк=250С);

Vк- кинетическая вязкость нефти в м2/с при температуре tх;

D-наружный диаметр трубопровода, м;

Reкр- критическое число Рейнольдса, равное 2300;

Q-объемный расход жидкости, м3/с

  1. Длина трубопровода с турбулентным режимом движения нефти определяется по формуле

(3.4)

  1. Гидравлические потери в турбулентном участке движения определяется по формуле

(3.5)

Здесь d – внутренний диаметр трубопровода, м;

(3.6)

где V – скорость нефти в трубопроводе,

(3.7)

  1. Гидравлические потери в ламинарном участке определяются по следующей формуле

(3.8)

Здесь (3.9)

Общая потеря от гидравлического трения составит

(3.10)

Решение

  1. Подставив численное значение вязкостей при t1=250С и t2=900С в формулу (3.2), получим

  1. Подставив численные значения в формулу (3.3), получим

Таким образом, при температуре жидкости ниже 660С режим движения жидкости в трубопроводе ламинарный, а выше- турбулентный.

  1. Длину трубопровода с турбулентным режимом вычислим по формуле (3.4)

  1. Гидравлические потери в турбулентном участке трубопровода согласно формуле (3.5)

.

Здесь значение параметра вычислено по формуле (3.6)

,

Скорость нефти в трубопроводе – по (3.7)

,

  1. Подставим численные значения в формулы (3.8) и (3.9), получим гидравлические потери в ламинарном участке трубопровода

=

  1. По формуле (3.10) находим суммарные гидравлические потери

.


1. Реферат Рациональное и интуитивное решения.Значение информации в менеджменте
2. Реферат на тему Счет фактура по НДС Спорные ситуации
3. Реферат Государственный и муниципальный кредит 2
4. Реферат Методы и принципы таможенного права
5. Реферат на тему Book Report The Jade Peony By Wayson
6. Диплом на тему Психолого педагогические условия индивидуального подхода к художественно одаренным детям старшего
7. Реферат на тему Анатомия и заболевания носа
8. Реферат Автоматизированная система в здравоохранении
9. Реферат Стандарты ODA и SGML
10. Реферат на тему Isaac Asimov Essay Research Paper Isaac Asimov