Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 [ 28 ] 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121

Формулы (1.5-2) - (1.5-5) используются следующим образом. Вначале по уравнению (1.5-3) рассчитывается отнощение давлений. Если данное отношение давлений pa/Pi меньше расчетного, то необходимо заменить Р2/Р1 в указаннных уравнениях критическим отношением этих давлений. Если данное отношение давлений превышает расчетное, упомянутые формулы можно применять без ограничений. Отметим, что показатель адиабаты и мало зависит от колебаний температуры и молекулярной массы газообразных углеводородов. Поэтому на практике с достаточной степенью точности можно принимать и =1,25.

Пример 1.5-1. Определим расход газа при стандартных условиях через штуцер диаметром йшт=10 мМ, если М=20 кг/кмоль, и=1,25, а=0,85, рст=0,1 МПа, Тст= = 288 К, Pi = 3,5 МПа, Г1=333 К, Р2=2,8 МПа. Проведем расчет и для второго значения pi= 1,4 МПа.

По уравнению (1.5-3)

Если Р2=2,8 МПа,

/ р.\ I 2 \1.25/(1,25-1)

=0,80,

что больше критического отношения. Тогда по уравнению (1.5-2)

(/г = 0,415 мЗ/с.

Если Pi=l,4 МПа,

Рз 1.4

что меньше критического значения 0,555. Тогда после подстановки соответствующих значений . .... л

<7г = 0,495 мЗ/с.

1.5.2. ДВУХФАЗНЫЙ ПОТОК ГАЗА И ЖИДКОСТИ

Уравнение

Рх3,59-10 ".1.89 (1.5-6)

"шт

было предложено Джилбертом (1954 г.) главным образом для расчета перед штуцером, установленным на устье скважин. Это уравнение действительно, если

-<0,59. Pi

7-546 97

Пример 1.5-2. Определить давление перед штуцером по уравнению (1.5-6), если £/к = 98 м/сут, i? = 115 м/м, йшт=8 мм и p2/pi = 0,59. После подстановки соответствующих значений получим

Pi = 5-10« Па = 5 МПа-

Уравнение Джилберта основано на предпосылке, что при давлении и температуре перед штуцером значения qn а R соответствует значениям их при стандартных условиях. Геометрия штуцера принята стандартной, а коэффициент расхода через штуцер в единицах системы СИ включен в постоянную 3,59-10.

Свойства среды, проходящей через штуцер, с более удовлетворительной точностью учитываются уравнениями Роса - Поэтмана - Бека; это уравнение действительно также при отношении p/pi тгже критического отношения.

Г (0,4313-f 0,040)/;?i-f 0,7566 +о,0188р

Р)е„1Г. ?1 +0,5553+ 0,0220

(1.5-7)

Так как (7см = 9нЛ4м, то при коэффициенте дисперсии р = 0,5 и коэффициенте расхода С=1,03 уравнение (1,5-7) может быть преобразовано в более простую форму,

0,5Ш1т -,/м1+ 0.766) Л1„(/?1+ 0,5663) У Vi(14-0,58„i) .d-o;

Здесь Ri = Vr\IVa\. Подставляя значения скоростей из уравнений (1.4-70) и (1.4-71), получим

• ctPi

Здесь R - газовой фактор, отнесенный к стандартным условиям. Температура потока до штуцера принята авторами равной 303 К. Долю нефти в потоке можно определить по выражению

т--=, 1"., (1.5-10)

Рн1 -f- "iPn

Плотности pHi и рг1 можно рассчитать по формулам (1.4-68) и (1.4-69). Удельный объем нефти перед штуцером

= (1.5-11)

Пример 1.5-3. Определить расход нефти, протекающей через штуцер диаметром d=lO мм при R = \15 мVм i?pr=20 м/м р„.ст=815 кг/мК ргст=0,910 кг/м р, = 5 МПа, Р2=0,2 МПа, рст=0,1 МПа, Г1=303 К, Гст = 288 К, fi„i = l,06, Zi = 0,875, /?, = 1,65 mVmI

По уравнениям (1.4-68) и (1.4-69)

Рн1 = Тоб" =

0,910

Рг1 = 01.303 о,е75 = 49,5 кг/и\

288 • 5

По уравнению (1.5-10)

По уравнению (1.5-11)

0.904 769

= 1,18- 10-3 мЗ/г

По уравнению (1.4-10)

.М„ = 815-Ь 115 0,910 = 920 кг/мЗ. После подстановки этих значений в уравнение (1.5-8) получим

q„ = 2, 12- 10-3 мЗ/с.

Таким образом, расход нефти через штуцер, определенный в соответствии с приведенной здесь методикой, почти вдвое превышает значение расхода в примере (1.5-2), где использовалось уравнение (1.5-6).

Была предложена также эмпирическая формула для определения расхода при совместном потоке через штуцер воды и газа, обеспечивающая получение более точных результатов, чем по ранее приведенной теории, особенно при штуцерах небольшого диаметра (1,6 мм< <с(п1т<5,6 мм), эффективных газожидкостных факторах более единицы и расходах воды менее 127 м/сут. Критическое отношение давлений до и после штуцера должно превышать 0,546. В проводимых экспериментах давление перед штуцером колебалось от 2,8 до 6,9 МПа. Эмпирическая формула имеет вид

(1.5-12)

где iVq. в - безразмерный параметр, зависящий от расхода жидкости; Лр -безразмерный параметр, учитывающий плотность или массу; Np\ -безразмерный параметр, учитывающий давление перед штуцером. Все эти параметры соответственно равны

0,26

газовый фактор