ГАЗОПРОВОДЫ ДЛЯ СБОРА НЕФТЯНОГО ГАЗА

10. ГАЗОПРОВОДЫ ДЛЯ СБОРА НЕФТЯНОГО ГАЗА

Для сбора нефтяного газа и передачи его потребителям на площадях нефтяных месторождений сооружают систему газопроводов и компрессорные станции.

При самотечной системе сбора с индивидуальным замерно-сепарационным оборудованием газовые линии берут свое начало у сепараторов, т.е. у устьев скважин. При герметизированной напорной системе нефтегазосбора начало газовых линий перемещается к групповым замерным установкам, или к ДНС, или к установкам подготовки нефти и протяженность газовых линий на месторождениях резко сокращается.

По назначению газопроводы (рис.31) подразделяются на: подводящие газопроводы 1, сборные коллекторы 2 и нагнетательные газопроводы 3.

а) линейная; б) лучевая; в) кольцевая

Г – групповая замерная установка; Ш – шлейфы или выкид;

1–подводящие газопроводы; 2–сборные коллекторы; 3–нагнетательные линии; 4-сепараторы

Форма газосборного коллектора зависит от конфигурации площади месторождения, его размера и размещения групповых замерных установок или ДНС. Название газосборной системы обычно определяется формой газосборного коллектора: если газосборный коллектор представляет собой одну линию от куста скважин до КС, газосборная система называется линейной (рис.31,а); если газосборные коллекторы сходятся в виде лучей к одному пункту, газосборная система называется лучевой (рис.31,б). При кольцевой системе газосборный коллектор огибает площадь нефтяной структуры и для большей его маневренности в работе на нем делают одну или две перемычки (рис.31,в).

При выборе системы сбора нефтяного газа руководствуются следующими соображениями:

1. 
   обеспечение бесперебойности подачи газа;
   
2. 
   маневренности системы, удобства обслуживания газосборных сетей при минимизации расходов на их сооружение и эксплуатацию.
   

• 10.1. РАСЧЕТ ПРОСТОГО ГАЗОПРОВОДА

При движении реального газа по трубопроводу происходит значительное падение давления по длине в результате преодоления гидравлических сопротивлений. В этих условиях плотность газа уменьшается, а линейная скорость – увеличивается.

Установившееся изотермическое (Т=const) движение газа в газопроводе описывается системой трех уравнений:

1. 
   Уравнение Бернулли, закон сохранения энергии:
   

1. 
   Уравнение состояния:
   

где R_г = R/M (129)

Закон сохранения массы, выражающийся в постоянстве массового расхода:

G = _г*s = const (130)

При этом следует помнить, что изотермический процесс описывается уравнением Бойля-Мариотта:

Р/ = const (131)

При выводе расчетной формулы вторым и третьим слагаемыми в уравнении (127) пренебрегают, т.к. считают, что увеличения линейных скоростей в газопроводе не происходит и газопровод проложен горизонтально. При этих допущениях уравнение (127) запишется в виде:

-dP/g_г = *dx/d * ²/2g = 0 (132)

Определим из (130) линейную скорость и подставим в (132), получаем:

-dP/g_г = *dx/d *G²/2gS²_г² (133)

Умножив левую и правую части на _г² и сократив g, получим:

-_г*dP = *dx/d *G²/2S² (134)

Из (129) выразим _г и подставим в последнее выражение, получим:

-PdP/z R_гT = *dx/d * G²/2S² = 0 (135)

Возьмем интеграл от данного уравнения в пределах от начального давления Р₁ до конечного Р₂ в газопроводе длиной от 0 до L:

-1/zR_гT^Р2_Р1PdP = * G²/2dS²^L₀dx (136)

Подставив вместо площади величину S = d²/4, получим окончательно:

P₁² – P₂²/2 z R_гT = * 16 G² L / 2 ²d⁵ (137)

Или _________________

G = d²/4(P₁² – P₂²)d/zR_гTL , кг/с (138)

Формула (138) является основной для расчета массового расхода газа по трубопроводу. В системе СИ размерности величин следующие:

G – массовый расход газа, кг/с;

d - внутренний диаметр газопровода, м;

P₁²,P₂² – давление в начале и конце газопровода, соответственно, Па;

 - коэффициент гидравлического сопротивления;

R_г - газовая постоянная, Дж/(кг*К);

R – универсальная газовая постоянная, равная 8314 Дж/(кмоль*К);

T – абсолютная температура газа, К;

L – длина газопровода, м;

 - линейная скорость газа, м/с;

_г – плотность газа, кг/м³.

По уравнению состояния для газа и воздуха имеем:

R_г_г = R_в_в или R_г = R_в_в/_г = R_в/, (139)

где  = _г/_в – относительная плотность газа по воздуху.

Объемный расход газа, приведенный к стандартным условиям:

V_г = G/_су = G/*_в , (140)

где _су – плотность газа при С.У.

Подставив в (138) значения R_г и G, получим:

V_г = k₀(P₁² – P₂²)d⁵/zTL, (141)

где k₀ = /4 * 1/_вR_В.

При стандартных условиях (t=20С, Р=760 мм рт. ст.) плотность воздуха _В=1.205 кг/м³ и , ₀=3.8710^-2.

Тогда (142)

При нормальных условиях (t =0С, Р=760 мм рт. ст.) плотность воздуха _В=1.293 кг/м³ и R_B=287 Дж/кгК, ₀=3.5910^-2.

• 
  
  жүктеу/скачать 3.83 Mb.
  
  Достарыңызбен бөлісу: