Сбор и подготовка нефти

            Wж = Qн / 86400 / F < Wг = d 2 * (ρж – ρг) * g / 18 / μж                      (3.10)

немесе

                      Qн < 86400 * F * d 2 * (ρж – ρг) * g / 18 / μж                     (3.11)

(3.11) формуласына F = π*D2/4, g = 9.81м/с2, мәндер мен Wг = 1.2Wж, қатынасын қойғаннан кейін келесі формуланы аламыз:

                     Qн = 30803 * D 2 * d2г *(ρж – ρг) / μж, м3/сут                     (3.12)

Есеп 3.1

Штуцер арқылы мұнайгаз қоспасы өткеннен кейін айырғышта диаметрі 30 мкм мұнай тамшылары пайда болады. Қоспа 2 МПа қысымда және 293 К температурада орналасқан.Мұнай тамшыларының тұну жылдамдығын және тік айырғыштың өткізу қабілетін анықтау керек. Егер диаметрі 0.9м, ρн = 800 кг/м3 ρог = 1.21 кг/м3, Z = 1, μг = 0.000012 Па*с (жұмыс жағдайындағы газ тұтқырлығы) болса.

  Берілгені: 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

Табу керек: Wн =?, V =?

Шешімі:

1. Сепаратордағы газ тығыздығын анықтаймыз:

ρг = ρо * P / Po * To / T * 1 / Z = 1.21*2/0.1013*273/293*1 = 21.8 кг/м3

2. Берілген диаметрдегі мұнай тамшыларының тұну жылдамдығын анықтаймыз:

Wн = dн 2 * (ρн-ρг) * g / 18 / μг = (30 * 10 -6) 2 * (800-21.8)*9.81/18/0.000012 =

= 0.0318 м/c

3. Айырғыштың газ өткізу қабілетін анықтау үшін міндетті түрде газ жылдамдығын білу қажнт. Мұнай тамшылары тұну үшін келесі шарт Wн = 1.2*Wг, орындалуы керек, осыдан

Wг = Wн / 1.2 = 0.0318/1.2 = 0.0265 м/сек

4. Газ өткізу қабілеті:

V = 86400 * π * D 2 / 4 * Wг * P / Po * To / T * 1 / Z = 86400 * 3 / 14 * 0.9 2 / 4 * 0 / /0265 * 2 * 10 6 * 273 / 1.033 / 9.81 / 10 4 / 293 / 1 = 267.71 м3/сут

Есеп 3.2

Диаметрі 0,8 м болатын газға арналған тік айырғыштың өткізу қабілеті 5*104 м3/тәу.-ке тең. Газ ағынында диаметрі 80мкм болатын мұнай тамшылары пайда болуы мүмкіндігін анықтау керек. Егер айырғыштағы қысым 4МПа, температура 300 К, мұнай тығыздығы 780 кг/м3, газ тығыздығы ( қалыпты жағдайда) 1.20 кг/м3, жұмыс жағдайындағы газ тұтқырлығы 000012 Па*с (кг/м3), Z = 0.7.

Берілгені: D = 0.8 м, P = 4 МПа, T = 300 К, Z = 0.7, dн = 80 мкм; ρн = 780 кг/м3; ρо = 1.20 кг/м3;

μг = 0.000012 Па*с;

Табу керек: Wн =?;

Шешімі:

Мұнай тамшыларының тұну шарты:

Wн > Wг

1. Газ жылдамдығын анықтаймыз:

Wг = V / S / 86400 * Po / P * T / To * Z = 5.4 * 10 -3 * V * T * Z / D 2 / P = 5.4 *

* 10 -3 * 5 * 10 4 * 300 * 0.7 / 0.8 2 / 4 / 10 6 = 0.021 м/с

2. Стокса фотмуласы бойынша мұнай тамшыларының тұну жылдамдығын анықтаймыз:

Wн = dн 2 * (ρн – ρг) * g / 18 / μг,

где   ρг = ρо * P / Po * To / T * 1 / Z = 1.2 * 4 * 10 6 / 1.033 / 9.81 / 10 4 * 273 / 300 / /0.7 =0.6158 * 10 2 = 61.58 кг/м3

Wг = (80 * 10 -6) 2 * (780 – 61.58) * 9.81 / 18 / 0.000012 / 10 -3 = 0.2088 м/с

Тамшылар жылдамдығы мен газ жылдамдығын салыстырамыз:

Wн = 0.2088 м/с,  Wг = 0.0221 м/с,  Wн / Wг = 9.45

Егер мұнай тамшылары берілген диаметрде және айырғыштың берідген парпметрлерде тұнбайтын болса, онда төменгілерді есептеу керек:

а) берілген диаметрдегі тамшы тұнатындай айырғыштың қысым шамасын;

б) берілген шартта тұнатындай тамшылардың минималды диаметрін.

Есеп 3.3

Диаметрі 0.9 м болатын тік айырғыш арқылы тұтқырлығы 10*10-3 Па*с, тығыздығы 800 кг/м3, көлемі 200 т/тәу. мұнай өтіп жатыр. Айырғыштағы мұнай деңгейнің көтерілу жылдамдығын (түсіруге кеткен уақытты есептемегенде) және осы жылдамдықта көтерілетін газ көпіршіктерінің диаметрін анықтау керек. Айырғыштағы режим: қысым 1.962 МПа, температура 300 К, газ тығыздығы 21.8 кг/м3.

Берілгені: D  = 0.9 м, μн = 10*10-3 Па*с, T  = 300 К, Р  = 1.962 МПа, ρн = 800 кг/м3, ρг = 21.8 кг/м3,G  = 200 т/сут;

Табу керек: Wн =?, dг =?;

Шешімі:

Газ көпіршіктерінің қалқып шығу шарты:

Wн < Wг

1. Мұнай деңгейінің көтерілу жылдамдығын анықтау қажет:

Wн = Q / 86400 / S = G / 86400 / S / ρн = 200 * 10 3 * 4 / 86400 / 3.14 / 0.9 2 / 800 = = 0.00455 м/с

2. Газ көпіршіктерінің қалқып шығу жылдамдығы мұнай деңгейінің көтерілу жылдамдығынан 1.2 есе артық болуы керек. Осыдан:

Wг = 1.2 * Wн = 1.2 * 0.00455 = 0.00546 м/с

3. Берілген жылдамдықта көтерілетін газ көпіршіктерінің диаметрін Стокс формуласымен анықтаймыз:

dг = 2√(18 * μн * Wг / (ρн – ρг) / g) = 2√ (18 * 10 * 10 -3 * 5.46 * 10 -3 / (800 – 21.8) /

/ 9.81) = 3.59 * 10 -4  (м) = 0.36 (мм)

Өзіндік жұмысқа тапсырма

Есеп 3.1

Штуцер арқылы мұнайгаз қоспасы өткеннен кейін айырғышта диаметрі d мкм мұнай тамшылары пайда болады. Қоспа P МПа қысымда және T0К температурада орналасқан.Мұнай тамшыларының тұну жылдамдығын және тік айырғыштың өткізу қабілетін анықтау керек. Егер диаметрі Dм, мұнай тығыздығы, газ тығыздығы мен тұтқырлығы, жоғары қысылу коэффициенті белгілі болса.

Варианттар бойынша тапсырма 3.1 кестеде берілген.

Есеп 3.2

Тік айырғыштың газ өткізу қабілеті, диаметрі, аппараттағы қысым және температура белгілі. Тығыздығы мен тұтқырлығы белгілі газ ағынындағы белгілі бір диаметрдегі мұнай тамшыларының тұну мүмкіндігін және тығыздығын анықтау қажет.

Вариант бойынша тапсырма 3.2 кестеде берілген.

Есеп 3.3

Белгілі бір диаметрдегі тік айырғыш арқылы тұтқырлығы мен тығыздығы белгілі G көлемде мұнай өтіп жатыр. Айырғыштағы мұнай деңгейнің көтерілу жылдамдығын (түсіруге кеткен уақытты есептемегенде) және осы жылдамдықта көтерілетін газ көпіршіктерінің диаметрін анықтау керек. Айырғышта белгілі мөлшерде қысым мен температура орнатылған және айырғыш жағдайындағы газдың тығыздығы белгілі.

Вариант бойынша тапсырмалар 3.3 кестеде берілген.

9

Кесте 3.1

Кесте 3.2

Кесте 3.3

9

4 Көлденең гравитациялық айырғыштың есебі

Көлденең айырғыштың шарты:

                              Wн / Wг = h / l                                                                          (4.1)

мұндағы Wн — мұнай тамшыларының тұну жылдамдығы, м/с;

Wг — айырғыштағы газ жылдамдығы, м/с;

h — айырғыштағы тік жоғарғы пайда болған жерінен мұнай деңгейіне дейінгі арақашықтық, м;

                                         h = (0.5 - 0.55)D;

l —- айырғыштың ұзындығы, м

(4.1) формулаға (3.1) және (3.7)-ні қойып, газ өткізу қабілетін анықтайтын теңдеуді аламыз:

        V = 101 * l / h * D 2 * P * d 2 * (ρн - ρг) / (μг * Т * z) , м/с                  (4.2)

Айырғыштардың өткізу қабілетін айырғыш жағдайында анықтау есептерінде газ тығыздығын келесі формуламен анықтаймыз :

                  ρг = ρо *(Р / Ро)* (То / Т) * (1 / z),                                              (4.3)

мұндағы: ρо — ҚЖ газ тығыздығы, кг/м3;

Р, Ро — ҚЖ және айырғыштағы қысым

(Ро = 0.1013 МПа = 10 5 Па);

Т, То — айырғыштағы абсолюттік температура мен абсолюттік қалыпты температура (273 К).

Есеп 4.1

Көлденең айырғыштың газ өткізу қабілетін анықтау керек, егер оның диаметрі 0.9 м, ұзындығы 4.5 м болса. Жоғарғы шегі мен мұнай деңгеінің арақашықтығы 0.45 м. Жұмыстық қысым 0,1 МПа, температура 300 К. Газ ағынындағы тұнатын мұнай тамшыларының диаметрі 25 мкм, ауамен салыстырғандағы газ тығыздығы ρ' = 0.95, газ тұтқырлығы 0.000011 Па*с, Z = 0.95; мұнай тығыздығы 780 кг/м3, ауа тығыздығы (С.Ж.) 1.205 кг/м3.

Берілгені: D  = 0.9 м,  Р  =0,1 МПа, l  = 4.5 м,  ρн = 780 кг/м3, T  = 300 К,  ρв =  = 1.205 кг/м3  h  = 0.45 м, dн = 25 мкм, Z  = 0.95,  ρ' = 0.95, μг = 0.000011 Па*с;

Табу керек: V =?

Шешімі:

1. С.Ж-дағы газ тығыздығын анықтаймыз.:

ρо = ρ' * ρв = 0.95 * 1.205 = 1.145 кг/м3

2. Жұмыс жағдайындағы газ тығыздығын анықтаймыз:

ρг = ρо * (Р / Ро)* (То / Т) * (1 / Z) = 10.6 кг/м3

3. Өнімділігі:

V = 101 * 4.5 / 0.45 * 0.9 2 * 9.81 * 10 5 * (25 * 10 -6) 2 * (780-10.6) / 0.000011 /

/ 300 / 0.95 = 121884.5 м3/сут

Өзіндік жұмысқа тапсырма

Есеп 4.1

Көлденең айырғыштың газ өткізу қабілетін анықтау керек, егер оның диаметрі мен ұзындығы, жоғарғы шегі мен мұнай деңгейінің арақашықтығы белгілі болса. Газ ағынындағы тұнатын мұнай тамшыларының диаметрі, ауамен салыстырғандағы газ тығыздығы, газ тұтқырлығы және мұнай тығыздығ белгілі. Z = 0.95; мұнай тығыздығы 780 кг/м3, ауа тығыздығы (С.Ж.) 1.205 кг/м3 айырғыштағы жұмыс қысымы - 0,1 МПа, айырғыштағы температура – 3000К .

Варианттар бойынша тапсырма 4.1 кестеде.

9

Кесте 4.1