10. Гидравлический расчет труб-в транспортир-х неньютоновскую жидкость.

Температура и вязкость нефти при движении нефтегаосбора измен в широких пределах, сущест-о влияя на изменение перепадов давления на различных участках трубопродов. Поэтому важно распологать точными данными об измен-и вязкости нефти по пути ее движ-я не только под влиянием обводненс продукции скв, степень дисперсности эмульсии и темпер, но и переход в газовую фазу части улеводо-в и более правильно интерпретировать результаты измерений.

Рассм-м ТП со стационарным движ-м по нему неньют-й ж-ти,

Профиль скоростей при движении вязко – пластичных ж-тей в круглой трубе отличается от профиля ньютоновской ж-ти. Напряжение сдвига убывает от стенки трубы к оси и на некотором радиусе движется в виде ядра, внутри кот-го скорость по сечению не изменяется: .

При структурном (ламинарном) течении вязкой ж-ти, расход определяется по формуле Букенгема:

или ,

где ; ; погрешность около 6%.

, где - параметр Илюшина. . Вязкость возрастает с ростом парафина.

11.Гидравлический расчет трубопродов для нефтяных эмудьсий.

Основной задачей, возника-щей при гидрав-ом расчете труб-дов, трансп-щих неф-ные эмульсии, яв-ся определение перепадов давл-я. Расчетной ф-лой при этом яв-ся ф-ла Дарси-Вейсбаха.. Различие гидродин-го поведения неус-вых и устой-ых эмульсий прояв-ся в эффекте гашения турбулентных пульсаций дисперсионной среды каплями дисперсной фазы. С учетом этого эффекта λ неустой-ых эмульсий опре-ся: λ_э=64/Re_*э,Re 2320, λ_э= , 2320< Re_*э<10⁵, где Re_*э-число Рей-са, опре-мое по ф-ле: Re_*э= , где γ₀ указывает, яв-ся ли неус-вая эмульсия ньютоновской или неньютоновской ж-тью, ее опре-ют по выр-ю:

, u= -параметр пластич-ти, w-ср-я скорость течения, ρ_э, μ_э-плотность и вязкость эмульсии; D-внут. Диаметр труб-да; τ₀-допол-ное напр-ние сдвига плотной эмульсии: τ₀=(0,195φ_ф-0,102)σ/d, где σ-межфазное натя-е; d-диа-тр капель; φ_ф-содер-ие дисперсной фазы и эмульсии.

Символ γ₁ указывает, прояв-ся ли в потоке неус-вой эмульсии эффект гашения турбулентности, и опре-ся: γ₁= , где d-ср-ний объемно-поверх-ный диаметр капель неустойчивой эмульсии; d=1,4Dwe^0.6; We=σ/ρ_с; ρ_си ρ_ф-плотность дисперсной среды и дисперсной фазы. Снижение давл-я при преодолении гидродин-го сопро-я при. Содержание дисперсной фазы в эмульсии, при котором потери давл-я будут минимальны, яв-ся оптим-ым.

12. Дифференциальное и контактное разгазирование. Расчет процесса сепарации по закону Рауля-Дальтона.

Контактным наз-ся такой процесс разгазирования нефти, при кот-м суммарный состав смеси (газ + нефть) во время процесса остается постоянным.

При дифференциальном разгазировании нефти суммарный состав фаз непрерывно измен-ся, т.к. образующийся газ выводится из системы по мере

Расчеты разгазирования достаточной точностью можно производить по закону Рауля  Дальтона: парциальное давл-е i-гo компонента в паровой фазе (Рy_i) = парциальному давл-ю того же компонента в жидкой фазе (x_i p_i),

Рy_i = x_i p_i, (1)

Пусть имеется состав жидкой фазы х₁ + х₂ + ….. + х_n = 1,

закон Рауля  Дальтона будет

Дальтона Рауля

p = p₁ + p₂ + ….. + p_n = x₁ p₁ + x₂ p₂ + …..x_n p_n

или (2)

Данное ур-е наз-ют ур-ем начала контактного (однократного) разгазирования. можно найти конц-цию всех компонентов, находящихся в равновесном состоянии в паровой фазе

(3)

при этом состав паровой фазы считается известным, т. е. у₁ + у₂ + ….. + у_n = 1.

контактирующей с газом, находят из выражений (4) и т. д.

Складывая конц-ции в жидкой фазе, получим

(5) Отсюда, если известен состав газовой (паровой) фазы, то общее давл-е смеси будет

(6)

13. Определение количества газа выделяемого из нефти в сепараторах по коэффициенту растворимости.

Суммарное кол-во газа (свободного и растворённого), поступающего в первую ступень сепаратора:

V_o=Г_оQ_н (1)

Если нефть добывается с пластовой водой,то: Q_ж1

V_o=Г_о(1-W/100)Q_ж1 (2)

где Го – газовый фактор. Q_ж1 – расход ж-ти (Н+В). W – обводненность.

Кол-во газа, оставшегося в нефти на перовой ступени сепарации:

V_p1=α₁*p₁*Q_ж1(1-W/100)

α₁- коэф-т растворимости газа при давленииР₁ в сепараторе.

Кол-во газа, выделившегося из нефти (из воды не учитывается, т.к. его мало) на первой ступени сепарации:

V₁=V_o-V_p1= Г_о(1-W/100)Q_ж1- α₁*p₁*Q_ж1(1-W/100)

Кол-во газа, выделив-ся на второй ступени сепарации опред-ся как разность величин растворенного газа на первой и второй ступенях:

V₂=V_p1-V_p2= α₁*p₁*Q_ж1(1-W/100) - α₂*p₂*Q_{ж 2}(1-W/100)

По данной схеме расчета для последующих ступеней:

V_n=V_{Pn -1}-V_n = α_{n - 1}*p_{n -1} *Q_{ж n -1} (1-W/100)- α_n*p_n*

*Q_{ж n}(1-W/100)

Приближенно средний коэфф. растворимости газа в нефти

α_ср=Г_о / Р_нас

а более точно α_ср=Г_Н/Р , где р- текущее давл-е, Па. Гн – кол-во растворенного в нефти газа.

14 .Назначение и конструктивные особенности сепараторов различного типа(ЦКНБ,вертикальный, гидроциклонный, трехфазный).

В различных сепараторах нефть от газа и воды отделяют : 1- получ нефтяного газа, использ как хим сырье или как топливо, 2-уменьшение перемешивания нефтегазового потока и снижение тем самым гидравлические сопротивления, 3- разложение образовавщейся пены, 4- отделение воды от нефти при добыче нестойких эмульсий, 5- уменьшение пульсации давления при транспортировке нефтегазоводяной смеси.

ЦКНБ – 1-вводной штуцер, 2- сливные полки, 3- фильтр для грубой очистки, 4- штуцер выхода газа, 5 – фильр газа тонкой очистки, 6- штуцер выхода нефти, 7 –корпус, 8- люк-лаз.

принцип работы : Нефтегазованя смесь поступает через вводной штуцер на сливные полки, где происходит основное выделение газа. Выделивш газ вместе с частица нефти проходит через фильтр грубой и тонкой очистки.

производительность- 2000,5000,10000,20000 т/сут,

Гидроциклонный – 1 –нижняя технологическая емкость, 2-штуцер, 3- верхняя технологическая емкость, 4- газоочиститель, 5- уголковый разбрызгиватель, 6-перфорированные перегородки, 7,9-сливные полки, 8-центробежный дегазатор, 10- вертикальная перегородка

производительность 400м³/сут

В двухемкостном сепараторе нефтегазовая смесь поступает в центробежный дегазатор где идет процесс разделения, нефти и газ на самостоятельные потомки. Нефть из центробежного дегазатора по сливной полке поступает в уголковый разбрызгиватель в котором поток нефти разбивается на множество отдельных струек, далее нефть через штуцер попадает на сливную полку и по ней стекает в нижнюю емкость. Газ отделившийся от нефти в дегазаторе проходит по верхней части емкости где под действием гравитационных сил из газа выделяются крупные капли жидкости. Перфорированные перегородки служат одновременно для очистки газа и выравнивания объемной скорости газа. окончательная очистка газа завершается в газоочистителе жалюзийного типа.

Вертикальный – 1- корпус, 2-раздаточный коллектор, 3-поплавок, 4-дренажная вода, 5-наклонные плоскости,6-ввод ГЖС, 7-регулятор давления «до себя», 8-выход газа, 9-перегородка для выравнивания скорости газа, 10- жалюзийный каплеуловитель, 11- регулятор уровня, 12-сброс нефти,13-сброс грязи, 14-люе, 15-заглушки

Нефтегазовая смесь под давлением на устьях скважин или давлением развиваемым насосами ДНС поступает раздаточный коллектор имеющий щель по всей длине для выхода смеси. Из щели нефтегазовая смесь поступает на наклонные плоскости, увелич путь движения нефти и облегающие тем самым выделение окклюдированных пузырьков газа. В верхней части сепаратора устанав каплеуловительная насадка жалюзийного. Основной поток газа вместе с мельчайшими частицами нефти, не успевшими выпасть под действием силы тяжести встречает на своем пути жалюзийную насадку в которой происходит «захват» капелек жидкости и дополнительное высаждение их и газа.

Трехфазный – 1-корпус, 2-ввод ГЖС, 3-ввод горячей дренажной воды, 4-распределительное устройство, 5-отбор газа, 6- отбор ВНЭ, 7 – отбор отдельной воды, 8-устройство для предварительного отбора газа, 9-каплеобразователь.

Предназначена для разделения ГЖС продукции скважин на газ, водонефтяную эмульсию и воду, и указаны факторы, препятствующие получению качественной воды из этих аппаратов. В первых трех аппаратов продукция скважин разделяется на нефть , газ и воду в общей технологической емкости. Наиболее технологичным из этих типов аппаратов является КДФ