То исходная смесь находится в состоянии двухфазного равновесия

В этом случае, величины L или , лежащих в интервале (0 – 1), находят путём решения любого из эквивалентных уравнений (9), (10) или (11).

(9)

(10)

(11)

причём:

(12)

Решение ведут методом последовательного подбора, чаще всего способом деления отрезка пополам.

Расчет считают законченным, если:

5. По уравнениям (13) и (14) определяют мольные составы фаз внутри сепаратора (x_i и y_i ):

(13)

(14)

6. Если: отличаются от 1, то решение повторяют, задавшись другим давлением схождения.

Однако, при осуществлении инженерных расчетов, повторение решения при ином давлении схождения обычно заменяют на корректировку полученных результатов, что объясняется не только отсутствием необходимых справочных таблиц, но и, как правило, небольшими отклонениями, полученными при давлении схождения (69,5МПа), принятыми в РФ для нефтегазовых систем.

Поскольку, в силу неравновесности разгазирования нефти в сепараторе, фактический состав жидкости обогащен лёгкими углеводородами, а фактический состав газовой фазы обогащен тяжелыми углеводородами, в качестве компонента для корректировки выбирают исключительно метан, составляющий основную долю легких углеводородов.

Для жидкой фазы необходимую поправку (Δ) вычисляют по формуле (15) или (16):

(15)

если:

(16)

если:

.

В первом случае откорректированная доля метана в жидкой фазе в сепараторе будет найдена по формуле:

(17)

Во втором случае:

. (18)

Для газовой фазы необходимую поправку ( ) вычисляют по формуле (19) или (20):

(19)

если:

(20)

если:

.

В первом случае откорректированная доля метана в газовой фазе в сепараторе будет найдена по формуле:

(21)

Во втором случае:

(22)

7. Рассчитывают молекулярную массу отсепарированной нефти в стандартных условиях:

(23)

где:

- плотность разгазированной нефти в стандартных условиях.

При этом, молекулярную массу остатка в стандартных условиях определяют по формуле института «Гипровостокнефть»:

(24)

8. Находят молекулярные массы жидкой и газовой фаз в сепараторе:

(25)

(26)

9. Зная , по формуле (12) находят .

10. Определяют отношение массы газовой фазы к массе жидкой фазы в сепараторе в любой момент времени:

(27)

11. Зная максимальную объемную нагрузку на сепаратор по жидкости (Q_ж) и обводнённость продукции (φ_в), найдём максимальную объёмную нагрузку на сепаратор по нефти:

(28)

12. Принимая плотность нефти в сепараторе равной плотности отсепарированной нефти для создания необходимого запаса надёжности, найдём массовую нагрузку сепаратора по нефти:

. (29)

13. Найдём массовую нагрузку на сепаратор по газу:

(30)

14. Рассчитаем объёмную нагрузку на сепаратор по газу:

(31)

15. Зная , , Р_раб. и Т_раб. по любому из справочников находим марку необходимого сепаратора.

БЛОК – СХЕМА РАСЧЕТА

начало

давлением схождения (Рсх)

Рсх > 35 МПа ?

Вы неверно задались Рсх для нефтегазовых систем

Продолжить ?

конец

#2

d_min

#1

Рсх > Рраб ?

Вы неверно задались Рсх для нефтегазовых систем

Продолжить ?

конец

Рсх =68,95МПа?

Вы неверно задались Рсх для нефтегазовых систем

#3

#3

Продолжение блок-схемы

#2

Продолжить ?

конец

#2

Траб = Ттабл ?

Рраб = Ртабл ?

#4

#4

#6

Продолжение блок-схемы

#3

#3

Рраб = Ртабл ?

#5

#5

#6

#7

#8

Продолжение блок-схемы

#4

#4

Продолжение блок-схемы

#3

#4

#8

Продолжение блок-схемы

#4

#8

Продолжение блок-схемы

#7

#6

#4

#9

Продолжение блок-схемы

#8

Если

Исходная смесь является жидкостью V=0; L=1; xi=zi ; yi=0

Продолжить ?

конец

#10

#16

Продолжение блок-схемы

#9

Если

Исходная смесь является газом V=1; L=0; yi=zi ; xi=0

Продолжить ?

конец

#11

#16

Продолжение блок-схемы

#10

Если

#12

Продолжение блок-схемы

#11

#13

#13

#14

Продолжение блок-схемы

#12

#14

#12

#14

Продолжение блок-схемы

#13

#13

#12

#15

#15

#16

Продолжение блок-схемы

#14

#16

#14

#16

Продолжение блок-схемы

#15

#9

#10

#15

#14

V = 1 - L

#17

Продолжение блок-схемы

#16

Распечатать р

конец

конец

Продолжение блок-схемы

ВВОДНЫЙ ТЕСТ

Вводный тест позволяет определить минимальный уровень базовой подготовки студента, необходимый для выполнения лабораторной работы.

Для этого, студенту предлагается три вопроса, на каждый из которых дается три ответа.

Верным является только один ответ.

Студент обязан отметить (нажатием левой кнопки мышки) правильный (с его точки зрения) ответ на каждый вопрос.

Переход к следующему вопросу осуществляется нажатием левой кнопкой мышки клавиши «Далее».

При правильных ответах на все три вопроса вводного теста студент будет пропущен на следующий этап работы.

При отрицательном результате студенту будет предложено повторное прохождение вводного теста.

Количество попыток не ограничивается.

Вопросы к вводному тесту:

1. Чем отличается схема сбора, выполненная по основному варианту технологической схемы, от схемы сбора, выполненной по дополнительному варианту технологической схемы ?

2. Начиная с какой обводнённости продукции скважин строительство УПСВ становится целесообразным ?

3. Сколько месторождений может обслуживать ЦПС ?

ОСНОВНОЙ ТЕСТ

Основной тест позволяет определить минимальный уровень профессиональной подготовки студента, необходимый для выполнения лабораторной работы.

Для этого, студенту предлагается тридцать вопросов, на каждый из которых дается пять ответов.

В памяти компьютера заложено шестьдесят вопросов, из которых методом случайных чисел и набирается основной тест.

Половина вопросов основана на конкретных профессиональных знаниях, вторая половина вопросов требует от студента умения аналитически мыслить и принимать грамотные инженерные решения.

При затруднении в ответе на любой вопрос студент имеет право обратиться за помощью, для чего следует нажать левой кнопкой мышки на клавишу «Теория», активной в течении всего времени работы. В этом случае становится полностью доступным источник [4], содержащий все необходимые сведения.

Количество обращений за помощью не регламентируется.

При прохождении теста машина периодически комментирует успехи студента с помощью подключенных звуковых колонок, может сопровождать работу музыкальным фоном, а также делать попытки отвлечения студента от достижения поставленной цели, например, предлагая ему сделать паузу и сыграть в те или иные игры.

Подобные отвлечения не запрещаются при условии, что при выполнении работы студент сумеет уложиться в установленное время.

При ответе на вопросы теста следует помнить, что верным является только один ответ.

Студент обязан отметить (нажатием левой кнопки мышки) правильный (с его точки зрения) ответ на каждый вопрос.

Переход к следующему вопросу осуществляется нажатием левой кнопкой мышки клавиши «Далее».

По окончании теста на экране появляется сообщение о том, пройден или нет основной тест.

В случае неудачи достигнутые результаты теста можно узнать путем нажатия левой кнопкой мышки клавиши «Показать результат».

При правильных ответах не менее чем на 28 вопросов основного теста студент будет пропущен на следующий этап работы.

При отрицательном результате студенту будет предложено повторное прохождение основного теста.

Количество попыток не ограничивается.

Ниже приводятся вопросы основного теста.

Вопросы основного теста:

1. Что определяют по формуле ГИПРОВОСТОКНЕФТИ ?

2. Разгазирование сероводородной нефти осуществляется в три ступени с одновременным отводом отстоявшейся воды на каждой ступени. На каком водоводе будет наблюдаться максимальная коррозия, если давление на первой ступени 16 атм., на второй 8 атм. и на третьей 1,5 атм. ?

3. Как влияет перемешивание продукции внутри сепаратора на осуществление разгазирования ?

4. Можно ли использовать в качестве печного топлива для собственных нужд газ первой ступени сепарации (Р = 18 атм.), полученный при разгазировании сероводородной нефти ?

5. Константа фазового равновесия некоторого компонента в данных условиях равна 0,5. Где этого компонента больше: в газе или нефти ?

6. Разгазирование нефти осуществляется в три ступени с давлениями 18, 8 и 1,5 атм. соответственно. Газ какой ступени нуждается в отбензинивании ?

7. Вы разгазируете продукцию скважин в четыре ступени. При каком варианте распределения давления по ступеням выход нефти максимален:

16-12-8-1,5 атм.; 16-10-6-1,5 атм.; 16-8-4-1,5 атм.; 16-6-2-1,5 атм. ?

8. Газ какой ступени сепарации может быть направлен на извлечение гелия ?

9. Что такое депульсатор ?

10. Может ли газ третьей ступени сепарации использоваться для магистрального транспорта ?

11. В каком диапазоне изменяется мольная доля газовой фазы внутри сепаратора ?

12. Что такое «КРИТИЧЕСКОЕ ДАВЛЕНИЕ» ?

13. Для какого сепаратора применяется следующая формула:

- ?

14. Почему в газе любой ступени сепарации нормируется содержание кислорода ?

15. Что такое давление схождения ?

16. Нуждается ли газ первой ступени сепарации, предназначенный для магистрального транспорта, в одоризации, если он получен при разгазировании сероводородных нефтей ?

17. Могут ли геометрические размеры сепаратора первой ступени быть меньше геометрических размеров сепаратора третьей ступени ?

18. Можно ли компримировать газ первой ступени сепарации с помощью центробежных компрессоров ?

19. При каком способе разгазирования: дифференциальном, контактном, одноступенчатом или многоступенчатом выход нефти максимален ?

20. Где плотность жидкой фазы больше: до сепаратора, в сепараторе или после сепаратора ?

21. Что вычисляется по формуле:

?

22. Где вязкость жидкой фазы больше: до сепаратора, в сепараторе или после сепаратора ?

23. При сжигании 1 кг углеводородного газа какой ступени сепарации выделится максимальное количество тепла ?

24. Газ какой ступени сепарации наиболее обогащен углекислым газом ?

25. Для какой ступени сепарации предназначен сепаратор конструкции ЦКБН ?

26. Газ какой ступени сепарации имеет максимальную плотность ?

27. По какому компоненту ведут корректировку расчетов составов жидкой и газообразной фазы ?

28. Газ какой ступени имеет максимальную вязкость ?

29. Можно ли на различных ступенях сепарации устанавливать аппараты различных марок ?

30. Где температура жидкой фазы больше: до сепаратора, в сепараторе или после сепаратора ?

31. В попутном газе некоторого нефтяного месторождения содержится свыше 80 % об. азота. Газ какой ступени сепарации гореть не будет ?

32. Что лучше для разгазирования: иметь в сепараторе полированные стенки или шершавые ?

33. Существуют ли сепараторы, в которых не происходит снижения давления по сравнению с подводящим трубопроводом ?

34. Что легче разгазировать: чистую нефть или нефть с песочком?

35. На аппаратах какой ступени сепарации устанавливаются предохранительные клапана ?

36. Сепаратор третьей ступени, работающий при атмосферном давлении, не справляется с работой, в результате, часть выделившихся пузырьков не смотря на нагрев и добавку ПАВ уносится жидкостным потоком. Как исправить сложившуюся ситуацию ?

37. При разгазировании сероводородной продукции скважин в газе какой ступени сепарации содержание сероводорода будет максимально ?

38. Что необходимо знать, чтобы рассчитать константу фазового равновесия сероводорода ?

39. Разгазирование обводненной продукции скважин осуществляется в три ступени. На какой газовой линии будет наблюдаться максимальное гидратообразование, если давление на первой ступени 16 атм., на второй 8 атм. и на третьей 1,5 атм. ?

40. Может ли масса газа в сепараторе быть больше массы нефти в сепараторе ?

41. Как влияет толщина стенки аппарата на осуществление процесса разгазирования ?

42. Перед какой ступенью сепарации нагрев продукции наиболее эффективен ?

43. Какие реагенты следует использовать при сепарации нефти с большим газовым фактором ?

44. До какого давления расчет разгазирования можно вести по уравнению Рауля – Дальтона ?

45. Рационально ли подключать шесть сепараторов первой ступени сепарации к раздаточному коллектору ?

46. Может ли сепарационная установка состоять из нескольких одинаковых аппаратов, соединённых параллельно ?

47. Как зависит константа фазового равновесия метана от температуры ?

48. Изменяется ли число Авогадро по ступеням сепарации ?

49. Как зависит константа фазового равновесия метана от давления ?

50. При каком способе разгазирования выход газа максимален ?

51. Как зависит константа фазового равновесия углеводородов от их молекулярного веса ?

52. Возможно ли собрать в одну газосборную сеть попутный газ различных ступеней сепарации без применения компрессоров?

53. Можно ли с помощью сепарации разделить на компоненты попутный газ ?

54. Как влияет обводненность эмульсии типа В/Н на её разгазирование в диапазоне давлений 1 – 16 атм. ?

55. Газ какой ступени сепарации используется как коммунально – бытовое топливо ?

56. Влияет ли высота водяной подушки в горизонтальном сепараторе на его пропускную способность по жидкости ?

57. Газ какой ступени сепарации является наиболее калорийным топливом ?

58. По каким параметрам подбирается сепаратор ?

59. Можно ли использовать газ первой ступени сепарации в САЙКЛИНГ процессе ?

60. Можно ли использовать газ третьей ступени сепарации для магистрального транспорта ?

ТЕКСТ ЗАДАНИЯ НА РАСЧЕТ

Раздел представляет собой текстовую часть задачи с буквенным обозначением необходимых исходных параметров.

После введения варианта (по последней цифре зачетки) студент левой кнопкой мышки нажимает клавишу «Параметры задачи», в результате чего происходит автоматическое заполнение исходных окон в размерностях, указанных в тексте задачи.

Помещая левой кнопкой мышки курсор в соответствующее окно исходных данных студент производит их заполнение строго в системе СИ.

При введении дробных величин проставление точки (вместо запятой) не допускается.

При возможных затруднениях в заполнение окон левой кнопкой мышки нажимается клавиша «Теория».

При переводе исходных величин в систему СИ необходимо вызывать на экран стандартную программу «Калькулятор».

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

Таблица 13