Оценка эффективности подготовки газа на Заполярном месторождении

где Н_ном=0,55 м - номинальный уровень жидкости на тарелке.

Допустимое время пребывания жидкости на тарелке [τ]=3 мин.

Необходимое условие

τ >[τ] 44>3

Внутренний диаметр переливной трубы с нижней ситчатой тарелки  на глухую тарелку

d_cл=1,13

(F_сл)^1/2=1,13 (2,449 10^-3)^1/2=0,05м,

где F_сл - необходимая площадь слива, м²,

F_сл=Q_д/(3600[W_CЛ])=1,763/(3600

0,2)=2,449 10^-3 м²,

где W_CЛ =0,2 м/с - скорость слива по трубам.

Принимаем трубу d=50 мм.

Высота слоя светлой жидкости в переливном устройстве нижней ситчатой тарелки

h_ж3=Н_mах+(ΔР_с+ΔР_н+ΔР_жн)/ρ_ж=700+(97,082+56,69+0,306)/1.12=837,5 мм,

где Н_mах=700 мм - расстояние от верхнего предельного уровня до верхней образующей штуцера выхода НДЭГа.

Высота слоя вспененной жидкости в переливном устройстве

h_п3=h_ж3/ρ_п=837,5/0.55=1577 мм.

Для нормальной работы глухой тарелки необходимо соблюдать условия 

h_п3<Н₅+Н_mах+ h_п

1577<(1200+700+50)=1950;

h_п3<0.95

(Н₅+Н_mах+Н₁-Н₃),

1577<0,95

(1200+700+700-90)=2385

где H₅=1200 мм - расстояние от верхнего предельного уровня до ситчатой тарелки.

 

11) Расчёт труб для переливного устройства

Необходимая площадь для  перетока РДЭГа

F_p=Q_д,/(3600

W_c)=1,763/(3600 0,2)=2,449 10^-3 м²,

где W_c=0,2 м/с - скорость движения жидкости самотёком.

Площадь трубы перетока РДЭГа

F_п=0,785

d_п²=0,785*0,052=1,96 10^3 м2,

где d_n=0,05 м - диаметр трубы перетока РДЭГа.

Необходимое количество труб для перетока РДЭГа

n_п=F_p/F_п=2,449

10^-3/(1,96 10^-3)=0,949 шт.

Принимаем количество труб =1 шт.

 

 

Количество РДЭГа на сепарационной  тарелке под фильтрующими патронами

G_д=e₀

Q_HOM/(24 10⁶)=4 15,945 /(24 1)=2,65 м3/ч,

где е_о=4 см³/м³ - содержание РДЭГа в газе на сепарационной тарелке под фильтрующими патронами.

Диаметр трубы перетока РДЭГа  с сепарационной тарелки под  фильтрующими патронами

d_c=1,13

[G_д(3600 W_c)]^1/2=1,13 [2,65/(3600 0,2)]^l/2=0,048м.

Принимаем диаметр трубы  перетока d_c=0,050 м.

12) Расчёт сепарационной секции

Конструктивно принято: количество сепарационных элементов n_с=204 шт.

Действительная скорость газа в сепарационных элементах

W_д.сеп=q_сек/(f_эл^с

n_с)=0,710/(0,002826 204)=1,231M/c,

где f_эл^с - площадь сечения сепарационного элемента, м²,

f_эл^с=0,785

(d_эл^с)² =0,785 0,062²=0,002826 м2,

где d_эл^с=0,06 м - диаметр контактно-сепарационного элемента.

Гидравлическое сопротивление  сепарационной секции

ΔР_сеп=ξ₁

W_д.сеп² ρ_г/(2g)=18 1,231² 97,001/(2 9.81)=134 мм.вод.ст

где ξ₁=18 - коэффициент гидравлического сопротивления сепарационной секции.

 

13) Проверка высоты кубовой  части аппарата

Скорость движения жидкости

W_ж'=Q_ж/(0,785

D² 3600)=0,1107/(0,785 1,8² 3600)=0,012*10^-3м/c,

где Q_ж - количество жидкости, поступающее с газом в МФА, м³/ч,

Q_ж=Q_номW₁/(24

10⁶)=l5,95 10⁶ 0,1667/(24 10⁶)=0,1107 м³/ч.

Время пребывания жидкости в кубовой части МФА

τ=h_ЖK/(W_Ж^'

60)=0,043/(0,012 10^-3 60)=59,7мин,

где h_ЖK - высота слоя жидкости в кубовой части МФА, м,

h_ЖK=Q_жt/(0,785

D²)=0,1107 1/(0,785 1,8²)=0,043 м,

где t=l ч.

Допустимое время пребывания жидкости в кубовой части аппарата [т]=3 мин. Необходимое условие

τ>[τ], 59,7>3.

 

14) Расчёт штуцеров аппарата

Допустимая скорость газа в штуцерах

W_г.доп=15...25м/c.

Действительная скорость газа в штуцерах входа (выхода)

W_г=q_ceк/(0.785

d_г²)=0,710/(0,785 0,35²)=7,38м/c,

где d_г=0,35 м - диаметр штуцера входа (выхода) газа.

Допустимая скорость ДЭГа в штуцерах

W_ж.доп=1...2м/с

Действительная скорость ДЭГа в штуцерах входа и выхода

W_ж =Q_д/(0,785

d_ж² 3600)=1,763/(0,785 0,05² 3600)=0,249м/с,

где d_ж =0,05 м - диаметр штуцера входа (выхода) ДЭГа.

Действительная скорость воды в штуцере выхода

W_в=Q_ж/(0,785

d_в² 3600)=0,1107/(0,785 0,05² 3600)=0,015м/c,

где =0.05 м - диаметр штуцера выхода воды.

Гидравлическое сопротивление  газа в штуцерах входа (выхода)

ΔP_ш.г=(ξ_вх+ξ_вых)

W_г² ρ_г/(2 g)=(1,2+0,5) 7,38² 97,001/(2 9,81)=457мм.вoд.cт.,

где ξ_вх=1,2; ξ_вых=0,5 - коэффициенты гидравлического сопротивления узла входа и выхода газа.

 

15) Суммарное гидравлическое  сопротивление аппарата

ΔР=к [(ΔР_с+ΔР_н) n_т+ΔР_кс n_т+ΔР_гл+ΔР_сеп+ΔР_ш.г+ΔР_ф];

ΔР=1,1 [(97,082+56,69) 3+78,86 3+17,29+134+457+218,9]=1677 мм вод.ст.,

где к=1,1 - коэффициент неучтённых потерь.

16) Расчёт сливной трубы с контактно-сепарационной тарелки и гидрозатвора

Количество жидкости, стекающей  с контактно-сепарационной тарелки,

q_ж=e₀

Q_г 10^-6/86400=4 7,416 1 /86400=0,34 10^-3м³/с.

Диаметр сливной трубы

d_сл=1,13

(q_ж/[W_сл])^1/2 =1,13 (0,34 10^-3/0,2)^1/2=0,046 м.

Принимается диаметр сливной  трубы =0,054 м.

Столб жидкости в сливной  трубе, необходимой для предотвращения проскока газа,

h_сл=к_п

ΔР_кс/ρ_д=2 78,86/1120=0,14 м,

где к_п=2,0 - коэффициент пульсации.

Необходимая высота столба жидкости в приёмном стакане

h_пр=d_сл.в² h_сл/(d_пр.в²-d_сл.н²)=0,052² 0,14/(0,12²-0,052²)=0,032м,

где d_пp.в=0,1 м - внутренний диаметр приёмного стакана;

d_сл.н=0,05 м - внутренний диаметр сливной трубы.

Высота приёмного стакана Н_пр=0,16 м.

 

Зазор между нижним обрезом  сливной трубы и днищем стакана =0,04 м. Необходимое условие нормальной работы гидрозатвора

H_np-a₁>h_пp

0,16-0,04>0,032, 0,12>0,032.

 

Полученные результаты расчета  гидравлического сопротивления  сепарационной, фильтрующей секций и абсорбера в целом соответствуют  данным ревизии абсорберов, что говорит  о их надежной работе и соответствии проектным характеристикам. Можно  сделать вывод что данные методика весьма приемлема для расчета  на производстве.

 

 

Заключение

В курсовом проекте был  проведён анализ работы системы сбора и подготовки природного газа сеноманской залежи Заполярного газаконденсатного месторождения на примере УКПГ-3С.

Приведён гидравлический и тепловой расчёт газопромысловых шлейфов. Для расчёта были использованы данные куста № 201.

По результатом расчёта  видно, в зимнее время  (Тос=-35 ) эксплуатации шлейфа гидраты образуются на расстоянии 2,4 км. Расход метанола на предотвращение гидратообразования составляет 0,025 кг/1000м³.

Был рассчитан многофункциональный  аппарат ГП-502.

Построением ступенчатой  ломаной линии между рабочей  и равновесной линиями получил  число теоретических тарелок  n'_Т=2. С учётом надёжности принято 5 тарелок.

Необходимое количество регенерированного  ДЭГа для необходимой осушки газа составило 1,411м³/ч. м. Суммарное гидравлическое сопротивление аппарата составило 1677 мм вод.ст.

 

 

 

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

 

1. Технологический регламент УКПГ-3С, 2008 г., 216 с.;

2. Геологический отчёт по ЯГКМ, 2003 г., 67 с.;

3.  Проект разработки сеноманской залежи Ямбургского газоконденсатного месторождения, 1985 г., 284 с.;.

4. Чеботарев В.В., Расчёты основных показателей технологических процессов при сборе и подготовке скважинной продукции: учеб. пособие. – 3-е изд., перераб. и доп. – Уфа: УГНТУ, 2007 г., 408 с.