Пропускная способность сепаратора по нефти


 

Для расчёта пропускной способности сепаратора по жидкости используется взаимосвязь количества газа и количества нефти через газовый фактор Го:

 

 

В данном случае Го – это отношение объёма газа, выделившегося из нефти при давлении и температуре в сепараторе к объёму нефти (объём газа приведён к нормальным условиям).

Если в нефти есть пластовая вода, объёмный расход нефти можно выразить через объёмный расход жидкости (нефть с водой):

 

 

где В – доля обводнённости нефти.

Тогда максимальная пропускная способность сепаратора по безводной нефти в м3/с:

 

 

Максимальная пропускная способность сепаратора по безводной нефти в м3/сутки:

 

 

Максимальная пропускная способность сепаратора по жидкости (нефть с водой) в м3/с:

 

 

Максимальная пропускная способность сепаратора по жидкости (нефть с водой) в м3/сутки:

Из последних уравнений выразим минимальную необходимую площадь поперечного сечения сепаратора S2) для прохода газа (чтобы скорость потока газа была не выше vопт). При расходе жидкости в м3/с:

 

 

При расходе жидкости в м3/сутки:

 

 

где VЖ – расход в м3/сутки.

При заданном диаметре сепаратора D минимально необходимая доля сечения аппарата, занятая потоком газа:

 

 

где Sсеп – площадь поперечного сечения сепаратора, м2.

 

 

При расходе жидкости в м3/с:

 

 

При расходе жидкости в м3/сутки:

 

 

Очевидно, что для вертикальных сепараторов fГ=1, для горизонтальных 0<fГ<1.

Пропускную способность сепаратора по жидкости можно также определить другим путём. Контроль пропускной способности по жидкости вызван необходимостью существенного уменьшения или сведения к нулю степени уноса газа КГ. Количество увлекаемых пузырьков газа зависит от трёх факторов: вязкости нефти, давления в сепараторе и скорости подъёма уровня нефти в сепараторе, иными словами, от времени пребывания этой нефти в сепараторе. При одновременном увеличении вязкости нефти, поступающей в сепаратор, скорости её подъёма и давления в сепараторе, число уносимых пузырьков газа из сепаратора будет увеличиваться.

Всплывание пузырьков газа из нефти в сепараторе в основном происходит за счёт разницы в плотностях этих фаз и определяется формулой Стокса:

 

 

где vГ – скорость всплывания окклюдитированных пузырьков газа, м/с;

d – диаметр пузырьков газа, м;

ρН и ρГ – соответственно плотность нефти и плотность газа при рабочих условиях в сепараторе, кг/м3;

μН – динамическая вязкость нефти, Па∙с.

В технологических расчётах диаметр пузырьков газа принимают d = 1,55∙10-3 м.

Для гравитационных сепараторов необходимым условием эффективного отделения нефти от газа в секции сбора нефти является следующее соотношение:

 

vН<vГ

 

где vН – скорость подъёма уровня нефти в пределах секции сбора, м/с.

Из уравнения расхода можно выразить:

 

 

где F – площадь зеркала нефти, м2.

Используя уравнение Стокса, соотношение vН<vГ можно представить следующим образом:

 

 

Отсюда пропускная способность сепаратора по нефти в м3/с должна быть не более:

 

 

Пропускная способность сепаратора по нефти в м3/сутки:

 

 

Для горизонтальных сепараторов площадь зеркала нефти зависит от уровня жидкости в сепараторе и определяется математическим путём.

В общем случае, максимальная пропускная способность горизонтального сепаратора по нефти в м3/сутки определяется по формуле:

 

 

В большинстве случаев в сепаратор поступает не чистая нефть, а эмульсия нефти с водой. Поэтому в последнем уравнении в этом случае необходимо использовать плотность и вязкость эмульсии:

 

 

где ρЭМ – плотность эмульсии при рабочих условиях в сепараторе, кг/м3;

μЭМ – динамическая вязкость эмульсии при рабочих условиях, Па∙с.

Для вертикальных сепараторов площадь зеркала нефти зависит только от диаметра сепаратора, поэтому максимальная пропускная способность вертикального сепаратора по входящей эмульсии в м3/с:

 

 

Максимальная пропускная способность вертикального сепаратора по эмульсии в м3/сутки:

 



Дата добавления: 2019-09-30; просмотров: 1000;


Поиск по сайту:

Воспользовавшись поиском можно найти нужную информацию на сайте.

Поделитесь с друзьями:

Считаете данную информацию полезной, тогда расскажите друзьям в соц. сетях.
Poznayka.org - Познайка.Орг - 2016-2024 год. Материал предоставляется для ознакомительных и учебных целей.
Генерация страницы за: 0.014 сек.