Методические указания утверждаю директор игнд тпу а. К. Мазуров Основы нефтегазопромыслового дела Методические указания по выполнению лабораторных работ для студентов направления 130500 специальностей (стр. 4 из 10)
Dвн. –внутренний диаметр газосепаратора;
С – коэффициент прочности сварных швов (принимается равным 2-3мм)
- допускаемое напряжение на разрыв, МПа 
, где 
- нормативное допускаемое напряжение ( 
- сталь Д), а к – коэффициент условий (для газосепараторов принимается 1¸0,9; 
= 0,95 (для сварных корпусов).Стальные эллиптические днища изготовляют (ГОСТ 9617 76) диаметром от 159 до 4000 мм; отношение высоты эллиптической части днища к диаметру принято
.Толщина стенки эллиптических днищ определяется
,где R – радиус кривизны в вершине днища, равный
.Для стандартных днищ при отношении высоты днища к его диаметру, равном 0,25 мм, R=D.
Днища стальные диаметром до 1600 мм, изготавливают из цельного листа, для них
Толщина днища принимается не меньше, чем у цилиндрической оболочки.
3. Расчет стальных резервуаров
Резервуар – вместилище (наземное или подземное) для хранения жидкостей и газов.
Резервуары служат:
- для учета нефти;
- для достижения требуемого качества нефти (отстаивание от воды и мехпримесей, смешение и др.)
- для компенсации неравномерности приема-отпуска нефти на границах участков транспортной цепи.
Применяют вертикальные и горизонтальные, а также железобетонные резервуары.
Резервуары бывают подземные и наземные. Подземными называются резервуары, у которых наивысший уровень взлива не менее чем на 0,2 м ниже наинизшей планировочной отметки прилегающей площадки. Остальные резервуары относятся к наземным.
Вертикальные стальные цилиндрические резервуары со стационарной крышей (типа РВС) – наиболее распространенные. Они представляют собой цилиндрический корпус, сваренный из стальных листов размером 1,5x6 м, толщиной 4…25 мм, со щитовой конической или сферической кровлей. Длинная сторона листов расположена горизонтально. Один горизонтальный ряд сваренных между собой листов называется поясом резервуара. Пояса соединяются между собой ступенчато, телескопически или встык.
Щитовая кровля опирается на фермы и (у резервуаров большой емкости) на центральную стойку.
Резервуары типа РВС сооружаются объемом от 100 до 50 000 м3. Они рассчитаны на избыточное давление 2000 Па и вакуум 200 Па.
Для сокращения потерь нефти от испарения вертикальные цилиндрические резервуары оснащают понтонами и плавающими крышами.
Горизонтальные стальные цилиндрические резервуары (типа РГС) изготавливают, как правило, на заводе и поставляют в готовом виде. Их объем составляет от 3 до 100 м3. На нефтеперекачивающих станциях такие резервуары используют как емкости для сбора утечек.
Резервуары средней и большей емкости в целях экономии металла изготовляются с переменной толщиной стенки по высоте.
Стенки вертикальных цилиндрических резервуаров при отсутствии избыточного давления над поверхностью жидкости испытывают давление, зависящее от высоты столба уровня жидкости до рассматриваемого пояса. Например, на глубине “h” стенки испытывают внутреннее давление, рассчитываемое по формуле
.Толщина стенки S определяется из уравнения
где P – внутреннее давление, которое испытывают стенки резервуара на определенной высоте;
Dвн. –внутренний диаметр резервуара, мм;
С – коэффициент прочности сварных швов (принимается равным 2-3мм)
- допускаемое напряжение на растяжение, МПаТолщину днища резервуара принимают не более 5 мм. Крышу резервуара изготавливают из стали толщиной не более 2,5 мм.
Контрольные вопросы:
1. Принцип расчета стальных вертикальных резервуаров.
2. Типы резервуаров и их назначение.
3. Что представляет собой опрессовка труб?
4. Горизантальные и вертикальные газосепараторы.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №4. НАСОСЫ И КОМПРЕССОРЫ В НЕФТЕДОБЫЧЕ
Цель: изучение принципов работы, конструкций и области применения насосов и компрессоров
Отчетность: конспект, включающий:
1) классификацию насосов по принципу действия и область их применения;
2) эскиз объемного насоса (бурового) с описанием его конструкции и принципиальной схемы действия, а также его основных параметров;
3) эскиз центробежного насоса типа ЦНС или НМ с описанием его конструкции, принципа действия и основных характеристик;
4) схему и краткое описание компрессора, применяемого при производстве работ в нефтегазодобыче.
Порядок работы:
2.1. Преподаватель дает представление студентам об основынх типах насосов и компрессоров. Рассматривается принципиальная гидродинамическая характеристика насоса и характеристика внешней сети.
2.2. Демонстрируется оборудование и его элементы:
- компрессор поршневой воздушного охлаждения;
- вентиляторы осевой и центробежный;
- насос центробежный УЭЦН в сборе 2 секции и его фрагменты;
- фрагменты консольного центробежного насоса;
- насос плунжерный (не комплект);
- насос струйный;
- насос шестеренный;
- ротор насоса центробежного двустороннего действия;
- насос штанговый в действующем электрофицированном макете УШСН.
2.3. Изучение теоретического материала по комплекту каталогов “Нефтегазопромысловое оборудование”, 1999г. (каталоги № 2, 3, 6, 9), а также по учебному пособию “Насосы в нефтедобыче” (Крец В.Г., Федина О.В.), 2004г.
2.4. Отчет по лабораторной работе согласно требованиям отчетности.
Контрольные вопросы:
1. Принцип работы центробежных насосов.
2. Объемные насосы.
3. Работа турбомашины на внешнюю сеть.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №5. ЛИКВИДАЦИЯ ПЕСЧАННОЙ ПРОБКИ В НЕФТЯНОЙ СКВАЖИНЕ
Цель: изучение и выбор оборудования для ликвидации песчаных пробок нефтяных скважин промывкой
Отчетность: отчет по лабораторной работе, включающий титульный лист, оформленный в соответствии с требованиями (приложение 16), цель работы, обоснование и расчеты, эскизы схем промывки и оборудования, перечень выбранного оборудования и его технические характеристики, вывод.
Порядок работы:
Вводная часть
Песок (частицы породы) выносится из пласта в ствол скважины в результате разрушения пород, обычно рыхлых, слабосцементированных. Песок, поступающий в скважину, осаждаясь на забое, образует пробку, которая существенно снижает текущий дебит скважины.
Ликвидацию песчаных пробок относят к операциям по подземному (текущему) ремонту скважины и проводят промывкой скважин водой, различными жидкостями, газожидкостными смесями, пенами, продувкой воздухом и т.д.
Для выполнения лабораторной работы необходимо знание следующих терминов:
· пласт;
· ствол скважины;
· дебит скважины;
· забой скважины;
· текущий ремонт скважины;
· наружный, внутренний, условный диаметры труб;
· эксплуатационные трубы, насосно-компрессорные трубы.
В работе приводятся следующие сокращения и обозначения
НКТ – насосно-компрессорные трубы
h – гидравлические потери
λ – коэффициент гидравлических сопротивлений
м. вод. ст. – метры водяного столба
! - знак “обратить внимание”
Для индивидуальной работы предложено 16 вариантов заданий (табл. 5.4.).
В алгоритме расчета приведен полный расчет промывки для первого варианта.
Теоретическая часть
Выделяют прямую (рис. 5.1) и обратную (рис. 5.2) промывки скважин от песчаной пробки.
Прямая промывка - процесс удаления из скважины песка путем нагнетания промывочной жидкости внутрь спущенных труб (НКТ) и выноса размытой породы жидкостью через затрубное (кольцевое) пространство. Для повышения эффективности рыхления пробок на конец колонны НКТ иногда навинчивают различные приспособления – насадки.
Обратная промывка скважин от песчаных пробок - процесс удаления песка из скважин с нагнетанием промывочной жидкости в затрубное (кольцевое) пространство и направлением входящего потока жидкости через промывочные трубы.
Расчет промывки ствола скважины состоит в определении гидравлических потерь напора в процессе движения жидкости. К потерям относятся потери напора в трубах, потери жидкости при движении в кольцевом пространстве, потери напора для уравновешивания разности плотностей жидкости в промывочных трубах и в кольцевом пространстве, потери напора в шланге и вертлюге, потери в насадке.
Алгоритм расчета
1) Выбор варианта задания по таблице 5.4.
2) Выбор насоса для промывки скважины (приложение 3). Необходимая подача (производительность) насоса – Q может быть выбрана из следующих условий: