МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
Высшего образования
Тюменский индустриальный университет
Филиал ТИУ в г. Нижневартовске
Кафедра НД
Курсовая работа
По дисциплине «Сбор и подготовка скважинной продукции»
по теме: «Технологический расчёт основного оборудования»
Выполнил студент Проверил
Поливач А.А. доцент
Группа ЭДНбз-14-2 Маркин А.Н.
Нижневартовск, 2019г.
Технологический расчёт основного оборудования
Расчёт сепаратора первой ступени сепарации
| Параметр | Единица измерения | Значение параметра |
| Расход эмульсии на входе в сепаратор | кг/ч | |
| Расход газа на выходе из сепаратора | кг/ч | |
| Концентрация воды в эмульсии | % масс. | |
| Рабочая температура в сепараторе | оС | |
| Рабочее давление в сепараторе | МПа | 0,6 |
| Диаметр пузырьков газа | м | 0,002 |
| Плотность нефти при 20оС | кг/м3 | |
| Плотность пластовой воды при 20оС | кг/м3 | |
Плотность газа при нормальных условиях ( )
| кг/м3 | 0,9924 |
| Кинематическая вязкость товарной нефти: при 50оС при 20оС | мм2/с | |
| мм2/с |
Из материального баланса первой ступени сепарации следует, что в сепаратор поступает пластовая нефть в количестве: 
кг/ч, из сепаратора выходит газ в количестве: 
кг/ч.
Для предварительного выбора сепаратора необходимо определить объёмный расход жидкости и газа в сепараторе.
Объёмный расход жидкости:
где 
- плотность поступающей пластовой нефти (эмульсии) при 25оС, рабочей температуре в сепараторе, кг/м3.
Предварительно рассчитаем плотность эмульсии при 20оС по уравнению аддитивности, зная соотношение нефти и воды:
|
|
кг/м3
где 
= 869 кг/м3 – плотность нефти при 20оС;
= 1004 кг/м3 – плотность пластовой воды при 20оС.
Относительную плотность эмульсии при 25оС определим по уравнению:
В нашем случае:
Относительная плотность эмульсии при рабочей температуре:
Абсолютная плотность эмульсии:
кг/м3
Объёмный расход жидкости:
м3/ч
Для выбора сепаратора объёмный расход газа необходимо определить при нормальных условиях:
м3/ч
где 
= 0,9924 кг/м3 – плотность газа при нормальных условиях (см. п. 12.2).
Таблица 1
Техническая характеристика нефтегазовых сепараторов типа НГС
| Шифр аппарата | V, м3 | DВ, м | L, м | Производительность, м3/ч | |
| по нефти | по газу (при н.у.) | ||||
| НГС-0,6-1200 | 6,3 | 1,2 | 5,57 | 20 – 100 | |
| НГС-1,0-1200 | |||||
| НГС-1,6-1200 | |||||
| НГС-2,5-1200 | |||||
| НГС-4,0-1200 | |||||
| НГС-6,3-1200 | |||||
| НГС-0,6-1600 | 12,5 | 1,6 | 6,22 | 45 – 225 | |
| НГС-1,0-1600 | |||||
| НГС-1,6-1600 | |||||
| НГС-2,5-1600 | |||||
| НГС-4,0-1600 | |||||
| НГС-6,3-1600 | |||||
| НГС-0,6-2000 | 2,0 | 7,96 | 86 – 430 | ||
| НГС-1,0-2000 | |||||
| НГС-1,6-2000 | |||||
| НГС-2,5-2000 | |||||
| НГС-4,0-2000 | |||||
| НГС-6,3-2000 | |||||
| НГС-0,6-2400 | 2,4 | 11,06 | 160 – 800 | ||
| НГС-1,0-2400 | |||||
| НГС-1,6-2400 | |||||
| НГС-2,5-2400 | |||||
| НГС-4,0-2400 | |||||
| НГС-0,6-3000 | 3,0 | 14,15 | 300 – 1500 | ||
| НГС-1,0-3000 | |||||
| НГС-1,6-3000 | |||||
| НГС-2,5-3000 | |||||
| НГС-4,0-3000 | |||||
| НГС-0,6-3400 | 3,4 | 16,53 | 450 – 2250 | ||
| НГС-1,0-3400 | |||||
| НГС-1,6-3400 | |||||
| НГС-2,5-3400 | |||||
| НГС-4,0-3400 |
Из таблицы 1 выбираем сепаратор, который обеспечит необходимую производительность по жидкости и газу. Принимаем к установке горизонтальный сепаратор типа НГС–0,6–2400, со следующими характеристиками:
|
|
- объём V = 50 м3;
- внутренний диаметр Dв = 2,4 м;
- длина L = 11,06 м;
- производительность по жидкости 160 – 800 м3/ч;
- производительность по газу 82900 м3/ч.
Определяем максимальную пропускную способность этого сепаратора по пластовой нефти (эмульсии):
, м3/ч
где F – площадь зеркала нефти, м2.
Обычно уровень жидкости в сепараторе находится несколько выше осевой линии. Для упрощения расчётов можно с достаточной точностью принять площадь зеркала нефти равной 95% от максимального значения:
м2
d – диаметр пузырьков газа, который не должен превышать 1…2 мм. Примем d = 2·10-3 м.
плотность эмульсии при рабочих условиях в сепараторе, кг/м3.
= 5,55 кг/м3 – плотность газа при рабочих условиях в сепараторе (см. п. 12.2).
динамическая вязкость эмульсии при 25оС, Па∙с. Для её расчёта необходимо предварительно определить динамическую вязкость нефти при 25оС. Для расчёта последней предварительно находим динамическую вязкость нефти при 20оС и 50оС.
Из условия известно, что кинематическая вязкость нефти при 20оС и 50оС составляет соответственно (см. п. 12.1):
м2/с
м2/с
Динамическая вязкость нефти при 20оС:
Для определения динамической вязкости нефти при 50оС находим сначала относительную плотность нефти при 50оС:
Абсолютная плотность нефти при 50оС составляет 
.
Динамическая вязкость нефти при 50оС:
Динамическую вязкость нефти при 25оС определяем из уравнения:
|
|
Динамическую вязкость эмульсии определим по формуле:
где B = 0,28 – доля воды в эмульсии.
Максимальная пропускная способность сепаратора по жидкости:
Таким образом, расчёт показывает, что максимальная пропускная способность выбранного сепаратора по жидкости превышает реальный расход пластовой нефти на входе:
7032,02 м3/ч > 597,22 м3/ч
Следовательно, выбранный сепаратор обеспечит необходимые условия первой ступени сепарации нефти.
Вывод:
Произведя полный расчет пропускной способности гравитационного сепаратора первой ступени по жидкости при заданных параметрах, мы пришли к выводу, что выбранный сепаратор обеспечит необходимые условия первой ступени сепарации нефти.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Основная
1. Лутошкин, Г.С. Сбор и подготовка нефти, газа и воды [Текст]: учебник для вузов / Г.С. Лутошкин. – Изд. 3-е, стереотипное. Перепечатка со второго издания 1979 г. – М.: ООО ТИД «Альянс», 2005. – 319 с.
2. Лутошкин, Г.С., Дунюшкин И.И. Сборник задач по сбору и подготовке нефти, газа и воды на промыслах [Текст]: учебное пособие для вузов / Г.С. Лутошкин, И.И. Дунюшкин. – М.: ООО ТИД «Альянс», 2005. – 135 с.
3. Коршак, А.А. Основы нефтегазового дела [Текст]: учебник для вузов / А.А. Коршак, А.М. Шаммазов. – Уфа: ООО «ДизайнПолиграфСервис», 2005. – 528 с.
4. Процессы и аппараты нефтегазопереработки и нефтехимии [Текст]: учебник для вузов / А.И.Скобло [и др.]. – Изд. 3-е, перераб. и доп. – М.: ООО «НедраБизнесцентр», 2000. – 677 с.
Дополнительная
1. Байков, Н.М. Сбор, транспорт и подготовка нефти [Текст] / Н.М., Байков, Б.В. Колесников, П.И. Челпанов. – М.: Недра, 1975. – 317 с.
2. Каспарьянц, К.С. Промысловая подготовка нефти и газа [Текст] / К.С. Каспарьянц. – М.: Недра, 1973. – 376 с.
3. Байков, Н.М. Сбор и промысловая подготовка нефти, газа и воды [Текст] / Н.М Байков, Г.Н. Позднышев, Р.И Мансуров. – М.: Недра, 1981. – 261 с.
4. Тронов, В.П. Разрушение эмульсий при добыче нефти [Текст] / В.П. Тронов. – М.: Недра, 1974. – 272 с.
5. Эмирджанов, Р.Т. Основы технологических расчётов в нефтепереработке и нефтехимии [Текст]: учебное пособие для вузов / Р.Т. Эмирджанов, Р.А.Лемберанский. – М.: Химия, 1989. – 192 с.
6. Сарданашвили, А.Г. Примеры и задачи по технологии переработки нефти и газа [Текст] / А.Г. Сарданашвили, А.И. Львова. Изд 2-е, перераб. и доп. – М.: Химия, 1980. – 256 с.
7. Рудин, М.Г. Карманный справочник нефтепереработчика [Текст] / М.Г. Рудин. – Л.: Химия, 1989. – 464 с.