Студопедия

КАТЕГОРИИ:

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника



Определение технической характеристики шлейфа скважины




Читайте также:
  1. D) определение стратегии развития общества.
  2. D.определение стратегии
  3. PR: понятие и определение.
  4. А. Определение фольклора
  5. Автотрансформаторы, особенности конструкции, принцип действия, характеристики
  6. Адаптации, определение понятия, классификация.
  7. Активное и реактивное сопротивление элементов сети (физический смысл, математическое определение), полное сопротивление сети.
  8. Американский федерализм: сравнительные характеристики
  9. Анализ финансовой устойчивости организации: цели, источники информации, определение видов финансовой устойчивости по обеспеченности запасов источниками их формирования.
  10. Анализ эпизода. Определение конфликта, развернутого в рассказе. Формы комментирования конфликта.

Расчет № 3

Гидравлический расчет шлейфа скважины

Задача расчета состоит в подборе шлейфа с такой технической характеристикой, которая бы обеспечила надежность транспорта газа от устья скважины до входа в установку его подготовки (УПГ, УППГ, УКПГ) с оптимальным перепадом давления.

Определение технической характеристики шлейфа скважины

Из основного уравнения газопроводов определяем внутренний диаметр индивидуальной линии подачи газа (шлейфа скважины) исходя из условия обеспечения необходимой его продуктивности, равной дебиту скважины:

(1)

где λфакт – фактический коэффициент гидравлического сопротивления, значение которого принимаем равным гидравлическому сопротивлению трения λтр, пренебрегая влиянием местных сопротивлений (см. табл.1);

Q – заданный дебит скважины, млн.м3/сутки;

Δ – относительная плотность газа по воздуху;

Тср – средняя температура газа, К;

L – расстояние от устья скважины до входа в установку его подготовки (проектная длина шлейфа), км;

zср – средний коэффициент сжимаемости газа;

Рн, Рк – соответственно начальное (давление на устье скважины) и конечное давление в шлейфе (давление на входе в установку подготовки газа), кгс/см2.

 

Таблица 1 – Значение коэффициентов гидравлического сопротивления трения, соответствующих продуктивности шлейфа в условиях квадратичного течения газового потока для диаметрального ряда газопроводов [37]

Внутренний диаметр газопровода Dв, мм Продуктивность газопровода Q, соответствующая квадратичному течению газового потока, тыс. м3/сутки Коэффициент гидравлического сопротивления трения λ
25,4 3,7 0,028
40,3 6,5 0,027
50,3 0,026
0,025
37,5 0,024
88,6 0,023
100,3 0,023
125,7 0,022
152,3 0,021
203,1 0,020
  >260 0,015

В первом приближении принимаем следующие допущения:

- коэффициент сопротивления трения должен обеспечить транспортировку газа в квадратичном режиме течения газового потока, то есть λ не является функцией числа Рейнольдса, а зависит от эквивалентной шероховатости труб определенного диаметра. Коэффициент гидравлического сопротивления в первом приближении принимают по табл. 1 в соответствии с рабочим дебитом скважины (продуктивность газопровода); (–0.015)



- конечное давление ниже начального не больше чем на 3 кгс/см2;

- температура газа по трассе шлейфа изменяется незначительно, поэтому принимаем в качестве средней температуру на устье скважины, т.е. Тср = Тн.

 

Перед расчетом внутреннего диаметра шлейфа скважины определим среднее давление:

(2)

и коэффициент сжимаемости перекачиваемой среды:

(3)

Для обеспечения надежности транспорта газа на участке «устье скважины – установка сбора и подготовки» на этапе проектирования предварительный расчет толщины стенки шлейфа проводят из условия обеспечения прочности трубопровода по основной нагрузке – максимально возможному внутреннему давлению перекачиваемого продукта. Толщина стенки трубы d вычисляется по формуле СНиП 2.05.06-85:

, (4)

где – коэффициент надежности трубопровода по нагрузке – внутреннему давлению, в соответствии со СНиП 2.05.06-85 – для газопроводов;

Рст– максимальное внутреннее давление на стенку трубы, принимается равным статическому давлению скважины, МПа;



Dв – рассчитанный внутренний диаметр трубопровода, мм,

– расчетное сопротивление материала трубы, МПа.

Расчетное сопротивление материала трубы определяют по формуле:

, (5)

где – нормативное сопротивление металла трубы, равное пределу прочности (временное сопротивление разрыву) σВ, который для определенной марки стали принимают по стандартам или техническим условиям на трубы (таблица 2), МПа;

– коэффициент условий работы трубопровода, который в соответствии со СНиП 2.05.06-85 для межпромысловых газопроводов и шлейфов принимаем равным 0,75;

- коэффициент надежности по материалу трубы, принимают в соответствии со СНиП 2.05.06-85, значение этого коэффициента для шлейфов скважин, выполненных из бесшовных горячедеформированных труб, составляет 1,55;

- коэффициент надежности по назначению трубопровода, который зависит от давления в газопроводе и его условного диаметра; при давлении р ≤ 9,8 МПа и Ду ≤500 = 1, при давлении р > 9,8 МПа и Ду ≤500 = 1,05.

 

Таблица 2 – Предел прочности и предел текучести материала бесшовных горячедеформированных труб (по ГОСТ 8731-74)

Марка стали Временное сопротивление разрыву (предел прочности) σВ, МПа (кгс/см2), не менее Предел текучести σТ, МПа (кгс/см2), не менее
Ст2сп 343 (3500) 216 (2200)
353 (3600) 216 (2200)
412 (4200) 245 (2500)
510 (5200) 294 (3000)
10Г2 421 (4300) 265 (2700)
15ХМ 431 (4400) 225 (2300)
12ХН2 539 (5500) 392 (4000)

 

После расчета по формуле (4) толщину стенки трубопровода принимают из номинального ряда толщин равной ближайшему большему значению (таблица 3).

 

Таблица 3- Номинальный ряд толщин стенок бесшовных горячедеформированных труб (по ГОСТ 8732-78)

Номинальная толщина стенки трубы dн, мм Внутренний диаметр трубы Dв, мм Номинальная толщина стенки трубы dн, мм Внутренний диаметр трубы Dв, мм
3,0 14,0 – 70,0 11,0 32 – 404
3,5 13,0 –95,0 12,0 33 – 402
4,0 12,0 –125,0 14,0 32 – 398
4,5 16,0 –150,0 16,0 34 – 394
5,0 15,0 –149,0 17,0 39 – 291
5,5 14,0 –183,0 18,0 37 – 289
6,0 13,0 –207,0 20,0 49 – 285
7,0 11,0 –159,0 22,0 45 – 281
8,0 10,0 –335,0 25,0 58 – 275
9,0 24 – 408 28,0 52 – 269
10,0 22 – 406 30,0 67 – 265

 

Наружный диаметр шлейфа определяем по формуле:

(6)

Подбираем по сортаменту (таблица 4) номинальное значение наружного диаметра шлейфа скважины .

Таблица 4 – Номинальный ряд наиболее применимых диаметров для бесшовных горячедеформированных труб (по ГОСТ 8732-78)

Номинальный наружный диаметр трубы , мм

 

Определяем внутренний диаметр газопровода, соответствующий номинальным значениям наружного диаметра и толщины стенки трубопровода:

(7)

По таблице 1 находим соответствующее ему значение коэффициента гидравлического сопротивления трения λн. В случае, если λн, расчет считается оконченным, а если номинальный и принятый в первом приближении коэффициенты отличаются, то проводят перерасчет внутреннего диаметра, толщины стенки и наружного диаметра повторно по формулам (1) – (7).

 


Дата добавления: 2015-04-18; просмотров: 31; Нарушение авторских прав





lektsii.com - Лекции.Ком - 2014-2020 год. (0.008 сек.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав
Главная страница Случайная страница Контакты