- •1 Расчеты физико-химических свойств нефтей и пластовых вод
- •1.1 Расчеты плотности и вязкости нефти
- •Задача 1.1
- •Задача 1.2
- •Задача 1.1
- •Задача 1.2
- •1.2 Расчеты плотности и вязкости пластовой воды
- •Задача 1.2.1
- •Задача 1.2.1
- •2 Расчеты физико-химических свойств смесей.
- •Задача 2.1
- •Решение:
- •Задача 2.2
- •Задача 2.3
- •Задача 2.1
- •Задача 2.2
- •Задача 2.3
- •3 Расчет вертикального гравитационного сепаратора по газу и по жидкости
- •Задача 3.1
- •Задача 3.2
- •Задача 3.3
- •Задача 3.1
- •Задача 3.2
- •Задача 3.3
- •4 Расчет горизонтального гравитационного сепаратора
- •Задача 4.1
- •Задача 4.1
- •Гидравлический расчет простого трубопровода
- •Задача 5.1
- •Решение:
- •Задача 5.1
- •Гидравлический расчет сложного трубопровода задача 6.1
- •Скорость нефти на четвертом участке
- •Задача 6.1
- •Расчет потерь нефти при хранении в резервуарах задача 7.1
- •Решение:
- •Задача 7.2
- •Решение:
- •Задача 7.1
- •Задача 7.2
3 Расчет вертикального гравитационного сепаратора по газу и по жидкости
Средняя скорость газа в сепараторе Wгср должна быть несколько меньше расчетной скорости оседания частиц жидкости Wч, определяемой формулой Стокса:
а) Re =< 1
Wч = , м/с (3.1)
где:
d - диаметр оседающей или всплывающей частицы (жидкости, газа), м; ρч и ρг – соответственно, плотность жидкости и газа в условиях сепаратора, кг/м3; g - ускорение свободного падения, м/с2; μг - абсолютная вязкость газа, Па*с
б) 2 < Re =< 500, формула Аллена
Wч = (3.2)
в) Re > 500, формула Ньютона- Ритингера
Wч = (3.3)
Условие осаждения частицы: Wч - Wг > 0 (3.4)
На практике при расчетах принимается, что Wч =1.2*Wг (3.5)
Пропускная способность вертикального сепаратора по газу связана со скоростью газа следующим уравнением:
V = , (3.6)
где:
Wг - скорость подъема газа в вертикальном сепараторе, м/сек; F - площадь поперечного сечения сепаратора, м2; Р1 и Ро - соответственно давление в сепараторе и нормальное давление (101.3 * 10 3), Па; Т и Т0 - соответственно рабочая температура в сепараторе и нормальная (273 К); z - коэффициент сверхсжимаемости газа.
Отсюда:
Wг = , м/с (3.7)
Подставив уравнения (3.1) и (3.7) в (3.5) получаем:
=
или
V = , м3/сут (3.8)
Расчет вертикальных гравитационных сепараторов по жидкости сводится к выполнению условия, чтобы скорость подъема уровня жидкости Wж в них была меньше скорости всплывания газовых пузырьков, т.е.
Wж < Wг (3.9)
Скорость всплывания пузырьков газа Wг в жидкости можно определять по формуле Стокса (3.1), заменив в ней динамическую вязкость газа μг на динамическую вязкость жидкости μж.
Учитывая соотношение (3.9), пропускную способность вертикального сепаратора по жидкости можно записать в следующем виде:
Wж = < (3.10)
или
Qн < (3.11)
После подстановки в формулу (3.11) величин F = , g = 9.81м/с2, и соотношения Wг = 1.2*Wж, получим:
Qн = , м3/сут (3.12)
Задача 3.1
При прохождении нефтегазовой смеси через штуцер в сепараторе образуются капли нефти диаметром 30 мкм. Смесь находится под давлением 2 МПа при 293 К. Найти скорость осаждения капель нефти и определить пропускную способность вертикального гравитационного сепаратора по газу, если его диаметр 0.9м, ρн = 800 кг/м3 ρог = 1.21 кг/м3, Z = 1, μг = 0.000012 Па*с (вязкость газа в рабочих условиях).
Дано: D = 0.9 м, P = 2 МПа, T = 293 К, Z = 1, d = 30 мкм, ρн = 800 кг/м3, ρо = 1.21 кг/м3,
μг = 0.000012 Па*с
Найти: Wн =?, V =?
Решение:
1. Определим плотность газа в условиях сепаратора:
ρг = = = 22.3 кг/м3
2. Рассчитаем скорость осаждения капли нефти заданного диаметра:
Wн = = = 0.0318 м/c
3.Чтобы рассчитать пропускную способность сепаратора по газу необходимо знать скорость газа. Поскольку должно выполняться условие Wн = 1.2*Wг, чтобы происходило осаждение капель нефти, отсюда
Wг = = = 0.0265 м/сек
4. Пропускная способность по газу:
V = = = =26781.2 м3/сут