Гидравлический расчет сборных промысловых нефтепроводов В начале сборного коллектора (рис. 1.) длинной L1 с кустовой

Гидравлический расчет сборных промысловых нефтепроводов В начале сборного коллектора (рис. 1.) длинной L1 с кустовой площадки подается нефть в количестве Q1, динамической вязкостью µ и плотностью ρ. К коллектору в разных точках подсоединены три трубопровода с подачей нефти q1, q2, q3 от еще трех кустовых площадок. Диаметр коллектора в местах подсоединения коллектора изменяется, для сохранения режима течения жидкости. Протяженности отдельных участков сборного коллектора составляет L2, L3, L4. Определить давление в точках подключения кустовых площадок Р1, Р2, Р3, внутренние диаметры труб Dвн1; Dвн2; Dвн3; Dвн4 , по ним подобрать трубы с наружным диаметром по ГОСТ и общие потери давления в коллекторе при условии, что Рн = 1,5 МПа и РДНС = 0,55 МПа. Исходные данные: Таблица 1– Исходные данные L1, км Qн, т/сут µ, мПа∙с ρ, т/м3 q1, т/ч q2, т/ч q3, т/ч L2, км L3, км L4, км 4,5 1250 2,1 0,83 100 40 30 1,5 2,0 2,5

1. Определяем площадь сечения нефтепровода по формуле:
F=Qн3600∙ρ∙t∙ʋср, м2
где Qн – производительность нефтепровода, т/сут;
ρ – плотность нефти, т/м3;
t – суточная продолжительность перекачки, ч, принимаем 24 часа;
vср – средняя скорость движения нефти в трубе, выбирается в зависимости от кинематической вязкости, м2/с (табл.2).
Таблица 2 – Рекомендуемые скорости
Кинематическая вязкость
жидкости, v см2/с Рекомендуемые скорости vср. м/с
При нагнетании
При всасывании
0,01 – 0,3 1,5 1,0
0,31 – 0,75 1,3 1,0
0,76 – 1,5 1,0 0,8
1,51 – 4,4 0,8 0,6
Свыше 4,4 0,6 0,4
Определим кинематическую вязкость жидкости:
v=µρ, м2/c;
v=2,1∙10-3 0,83∙103=2,53∙10-6м2/c=2,53∙10-2 см2/c.
По таблице 2 для найденной кинематической вязкости выбираем среднюю скорость движения нефти, равную 1,5 м/c.
F=12503600∙0,83∙24∙1,5=0,0116 м2.
2. Определяем внутренний диаметр нефтепровода по формуле:
Dвн1=F0,785, м;
Dвн1=0,01160,785=0,122 м.
3. Принимаем ближайший больший диаметр Dст по сортименту наиболее употребляемых бесшовных горячекатаных труб (ГОСТ 8732-78) с учетом толщины стенок δ.
Принимаем равным внешний диаметр Dст, равным 146 мм с толщиной стенок 8 мм.
4

. Для принятого диаметра уточняем среднюю скорость движения нефти по формуле:
vср=Q3600∙ρ∙t∙0,785∙(Dст-2∙δ)2, м/c,
где t – время работы в сутки, 24 час.;
vср=12503600∙0,83∙24∙0,785∙(0,146-2∙0,008)2 =1,31 м/c.
5. Определяем параметр Рейнольдса и режим движения жидкости по формуле:
Re=v∙D∙ρµ,
где ρ – плотность жидкости, кг\м3;
µ – динамическая вязкость жидкости, Па∙с.
Re=1,31∙0,13∙8302,1∙10-3=67509.
6. В зависимости от Rе определяем коэффициент гидравлического сопротивления λ:
Так как Re > 2800, то течение жидкости турбулентное и λ определяется по формуле:
λ=0,31644Re;
λ=0,3164467509=0,0196.
7. Определяем потери давления на трение по формуле:
∆Pтр=λ∙LD∙v2∙ρ2,
где L – длина трубопровода, м;
D – внутренний диаметр трубопровода, м;
λ – коэффициент гидравлического сопротивления.
∆Pтр=0,0196∙45000,13∙1,312∙8302=486784 Па≈0,49 МПа.
8