Сооружение и эксплуатация газонефтепроводов и газонефтехранилищ

Федеральное агентство  по образованию

Государственное образовательное  учреждение высшего профессионального  образования

Пермский национальный исследовательский политехнический  университет

 

 

 

 

 

 

 

 

Контрольная работа по предмету:

Сооружение  и эксплуатация газонефтепроводов и газонефтехранилищ 

 

 

 

 

 

Выполнил: студент  Горно-нефтяного факультета, группы НГД-08-01, Р.А. Маликов

Проверил: асс. Г.Н. Чумаков

 

 

 

 

 

 

г. Пермь, 2012

Задача №3

По горизонтальному магистральному газопроводу длиной L  транспортируется

газ с расходом  Q. Температура перекачки газа Т, коэффициент

сверхжимаемости газа  z, средняя  молекулярная масса Мср, динамическая

вязкость газа µ_r, давление в начале и в конце трубопровода соответственно Рн и

Рк. Определить диаметр газопровода, среднее давление по длине трубопровода

и количество газа находящегося в  нем. Построить график распределения 

давления по длине газопровода. Эквивалентную шероховатость внутренней

поверхности труб принять равной k.

L, км	Q, млн. м³/сут	Т,К	z	Pн, МПа	Рк, МПа	М, кг/кмоль	к, мм	µr, мПа*с
112	17,2	289	0,935	6,8	3,84	20,426	0,07	0,017

 

Решение:

     Допустим, что режим  движения газа квадратичный, тогда  диаметр 

газопровода определяется по формуле:

p_г= = ³

p_в=1,205кг/м³

Δ= =0,76

d=( ) 874мм

Выбирается ближайший больший стандартный размер труб D=920 мм.

Определим критическое число Рейнольдса:

Re_кр=11* =5,8*10⁶

Определим фактическое число Рейнольдса:

Rе_ф= = =30*10⁶

Reф>Reкр – следовательно режим выбран правильно.

Среднее давление по длине трубопровода:

 

P_ср= *(6,8+ )=4,54МПА

Распределения давления по длине газопровода:

Х, м	P МПа
0	6,80
15	6,48
30	6,14
45	5,79
60	5,41
75	5,015
90	4,57
112	3,84

 

 

 

 

P,МПа

 

 

 

 

                                                         L

Определяем количество газа :

V_г= *112000* =3,5*10⁶ м³

 

Задача №4

Определить потери нефтепродукта  от одного «малого дыхания» и «большого  дыхания» в стальном вертикальном «атмосферном» резервуаре объемом V. Исходные данные степень заполнения резервуара нефтепродуктом k, температура начала кипения tнк, максимальная и минимальная температуры в газовом пространстве резервуара tгmax и tгmin , максимальная и минимальная температуры верхних слоев бензина tвсmax и tвсmin .

Вид нефтепродукта	V, м3	k	tн.к, 0C	Ppу,атм	trmax,0С	trmin,0С	tв.с.max,0С	tв.с.min,0С	kисп
автомобильный бензин	15000	0,52	95	0,57	42	11	20	12	0,95

 

Решение:

Определяем потери нефтепродукта от одного «малого дыхания»:

                                   =15000*(1-0,52)=7200м³

                               = =0,23

                                                                =0,285

                              = =0,34

60+0,3*95+0,001*95²=97,5кг/моль

Тогда:

G_мд=7200* =2073кг

 

 15000*0,95=14250м³

= =299,5К

G_БД=14250*10⁵* * =15902,2кг

Задача №1

Данные о профиле нефтепровода, транспортирующего нефть с плотностью p, где x – координата сечения; z – геодезическая отметка. Найти давления в сечениях, пропущенных в таблице. (Давление выраженное в МПА, округлить с точностью до десятых)

Плотность p кг/м³=870

X,км	0	30	60	90	120	150
Z, м	42	138	156	191	110	151
Р, МПа		5,2		4,3

 

Решение:

Вычисляем напоры Н(30) и Н(90) в сечениях 30 и 90

Н(30)=z(30)+ =138+ =747,9м

Н(90)=z(90)+ =191+ =695,3м

Тогда гидравлический уклон i на участке нефтепровода равен

i= =0,00084 или 0,84 м/км

На 30 км давление напора составляет 0,84*30=25,2 м, поэтому  напоры в остальных сечениях трубопровода составляют

Н(0)=747,9+25,2=773,1м

Н(60)=747,9-25,2=722,7м

Н(120)=695,3-25,2=670,1м

Н(150)=670,1-25,2=644,9м

Рассчитываем давление в заданных сечениях

Р(0)=p*g*(H(0)-z(0))=870*9,8*(773,1-42)=6,2*10⁶Па

Р(60)=p*g*(H(60)-z(60))= 870*9,8*(722,7-156)= 4,8*10⁶Па

Р(120)=p*g*(H(0)-z(0))= 870*9,8*(670,1-110)= 4,77*10⁶Па

Р(150)=p*g*(H(0)-z(0))= 870*9,8*(644,9-151)= 4,2*10⁶Па

X, км	0	30	60	90	120	150
P, МПа	6,2	5,2	4,8	4,3	4,77	4,2

 

 

 

Задача №5

По трубопроводу, состоящему из трех последовательно соединенных участков с внутренними диаметрами d1, d2, d3, длинами L1, L2, L3, соответственно , и примерно одинаковой относительной шероховатостью внутренней поверхности k, последовательно перекачивают два нефтепродукта с плотностями соответственно иp2 и динамическими вязкостями µ1 и µ2. Определить объём смеси, образовавшейся при последовательной перекачке этих нефтепродуктов с расходом Q.

d1, мм	d2, мм	d3, мм	L1, км	L2, км	L3, км	k	p1, кг/м3	µ1, мПа*с	p2, кг/м3	µ2, мПа*с	Q, м3/час
612	696	315	220	190	210	0,00044	776	0,57	837	7,8	265

Решение:

Объём смеси в трубопроводе с  переменным диаметром находится  по формуле:

Vс=(Vc1^1/0,57+Vc2^1/0,57+Vc3^1/0,57)^0,57

Поэтому найдём объёмы Vc1, Vc2, Vc3 смеси для каждого из участков трубопровода, имеющих постоянный диаметр

1)Q=265 м³/час      ʋ= = =0,153 м/с

Re1= =208764        ʎ1=0,11*( )^0,25+k=0,0152

Турбулентный  режим, зона смешанного трения

Re2= =52047       ʎ2= =0,0209

Турбулентный  режим, зона гидравлически гладких  труб

Vc1=1000*(ʎ1^1,8+ʎ2^1,8)*( )^0,44*ʋ=1000*(0,0152^1,8+0,209^1,8)*( )^0,44*0,153=832,4м³

2) Q=265 м³/час      ʋ= = =0,194 м/с

Re1= =184413       ʎ1=0,11*( )^0,25+k=0,0156

Турбулентный режим, зона смешанного трения

Re2= =14474       ʎ2= =0,0288

Турбулентный режим, зона гидравлически гладких труб

Vc2=1000*(ʎ1^1,8+ʎ2^1,8)*( )^0,44*ʋ=1000*(0,0156^1,8+0,288^1,8)*( )^0,44*0,194=841м³

3) Q=265 м³/час      ʋ= = =0,947 м/с

Re1= =408342       ʎ1=0,11*( )^0,25+k=0,013

Турбулентный режим, зона смешанного трения

Re2= =32032       ʎ2= =0,024

Турбулентный режим, зона гидравлически  гладких труб

Vc3=1000*(ʎ1^1,8+ʎ2^1,8)*( )^0,44*ʋ=1000*(0,013^1,8+0,024^1,8)*( )^0,44*0,947=41938м³

Общий объём смеси Vc

Vc=(832,4^1/0,57+841^1/0,57+41938^1/057)^0,57=38482м³

Ответ:Vc=38482м³

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Особенности перекачки  газа

Изобретение относится к способам перекачки газа с помощью роторных насосов и может быть использовано для бурения, освоения скважин и добычи нефти и газа. В способе перекачки газа после закрытия всасывающего окна в каждой рабочей камере осуществляют предварительное сжатие газа до давления газа в нагнетательном окне и после этого обеспечивают сообщение рабочей камеры с нагнетательным окном. В устройстве для перекачки газа часть рабочих камер, сообщающихся одновременно с нагнетательным газовым окном и с входным жидкостным окном, отделена щелевым уплотнением от части рабочих камер, сообщающихся одновременно с всасывающим газовым окном и с выходным жидкостным окном. Увеличивается выходное давление газа, повышается эффективность способа перекачки газа и расширяется область применения. 2 с. и 2 з.п.ф-лы, 4 ил.

 Изобретение относится к  способам перекачки газов с  помощью роторных насосов и  может быть использовано для  бурения, освоения скважин и  добычи нефти и газа.  Известен  способ перекачки газа путем  его ввода через всасывающее окно роторной машины в рабочие камеры между лопастями вращающегося ротора и последующего вытеснения газа из рабочих камер через нагнетательное окно за счет периодического заполнения рабочих камер жидкостью [авт. свид. СССР N 1707247, кл. F 04 C 7/00, 19/00, 23.01.92, бюл. N 3]. Недостатком известного способа является узкий диапазон рабочих давлений газа, при которых возможна практическая реализация способа. Всасывающее и нагнетательное окна имеют постоянное сообщение между собой через полость в корпусе, в которой по кольцевой траектории циркулирует жидкость. В связи с этим выходное давление газа ограничено. Кроме того, данному способу свойственна низкая эффективность, так как сжатие газа в рабочей камере осуществляется за счет обратного перетока газа высокого давления из нагнетательного окна в рабочую камеру. Наиболее близким по совокупности существенных признаков является способ перекачки газа и уствойство для реализации способа по патенту США N 4316703, кл. F 04 F 11/00, 23.02.82. В известном способе перекачку газа осуществляют путем его ввода через всасывающее окно роторной машины в камеры между лопастями вращающегося ротора и последующего вытеснения газа через нагнетательное окно за счет периодического заполнения камер жидкостью, подачу жидкости осуществляют с помощью дополнительного насоса, а при вводе газа в камеры жидкость из них отводят на вход дополнительного насоса. Известное устройство содержит корпус с всасывающим и нагнетательным газовыми окнами и лопастной ротор с камерами, при этом корпус оснащен одним входным и одним выходным жидкостными окнами, устройство снабжено дополнительным насосом, причем вход насоса гидравлически связан с выходным жидкостным окном, а выход насоса гидравлически связан с входным жидкостным окном.

 Решаемая изобретением задача - увеличение выходного давления газа, повышение эффективности способа перекачки газа и расширение области его применения (включая и перекачку газожидкостных смесей).

 Технический результат, который  может быть получен при осуществлении  заявленного способа - снижение потерь энергии, повышение эффективности процесса перекачки газа за счет исключения обратного перетока газа из нагнетательного окна в рабочую камеру.

 Технический результат, который  может быть получен при осуществлении  заявленного устройства - повышение КПД перекачки газа (газожидкостных смесей) и расширение области применения.

 

 Для решения поставленной  задачи с достижением указанного  результата в известном способе  перекачки газа путем его ввода  через всасывающее окно роторной  машины в рабочие камеры между лопастями вращающегося ротора и последующего вытеснения газа из рабочих камер через нагнетательное окно за счет периодического заполнения рабочих камер жидкостью, подачу жидкости в рабочие камеры осуществляют с помощью дополнительного насоса, а при вводе газа в рабочие камеры жидкость из них отводят на вход дополнительного насоса, согласно изобретению после закрытия всасывающего окна в каждой рабочей камере осуществляют предварительное сжатие газа до давления газа в нагнетательном окне и после этого обеспечивают сообщение рабочей камеры с нагнетательным окном.

 Возможен дополнительный вариант  осуществления заявленного способа  - вращение ротора было осуществлено  за счет силового воздействия  струи жидкости, подаваемой в  рабочие камеры.

 Для решения поставленной  задачи с достижением указанного  технического результата в известном  устройстве для перекачки газа, содержащем корпус с всасывающим  и нагнетательным газовыми окнами  и лопастной ротор, образующие  рабочие камеры, при этом корпус  оснащен одним входным и одним выходным жидкостными окнами, а также дополнительный насос, причем вход насоса гидравлически связан с выходным жидкостным окном, а выход насоса гидравлически связан с входным жидкостным окном, согласно изобретению часть рабочих камер, сообщающихся одновременно с нагнетательным газовым окном и с входным жидкостным окном, отделена щелевым уплотнением от части рабочих камер, сообщающихся одновременно с всасывающим газовым окном и с выходным жидкостным окном.

 Возможен дополнительный  вариант выполнения устройства для перекачки газа - газовое нагнетательное окно было выполнено в виде группы отверстий, расположенных на дуге окружности, а каждое отверстие было оснащено клапаном.