Download Đồ án Tính toán tổn hao áp suất trên tuyến ống từ RP2- Mỏ Rồng về giàn CNTT số 2 mỏ Bạch Hổ miễn phí
MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU 1
CHƯƠNG 1 2
DÒNG CHẢY CỦA CHẤT LƯU TRONG ỐNG NGANG 2
VÀ NHIỆM VỤ TÍNH TOÁN CÔNG NGHỆ 2
1.1. Dòng chảy của chất lưu trong ống 2
1.1.1 Chất lỏng Newton 2
1.1.2. Chất lỏng phi Newton 3
1.2. Dòng chảy hỗn hợp dầu khí trong ống nằm ngang. 7
1.2.1. Các kiểu cấu trúc dòng chảy của hỗn hợp dầu khí. 7
1.2.2. Cấu trúc dòng chảy dạng nút. 12
1.2.3. Xung đột áp suất trong ống hỗn hợp dầu khí và phương pháp hạn chế. 14
1.3. Nhiệm vụ tính toán công nghệ. 19
1.3.1. Tính toán bền cho đường ống 19
1.3.2. Tính toán thủy lưc 22
1.3.3. Tính toán nhiệt 23
1.4. Tính toán thủy lực đường ống vận chuyển. 25
1.4.1. Ống dẫn chất lỏng Newton 25
1.4.2. Ống dẫn chất lỏng phi Newton 34
CHƯƠNG 2 42
NHỊP ĐỘ KHAI THÁC VÀ TÍNH CHẤT DẦU MỎ RỒNG 42
2.1.Nhịp độ khai thác 42
2.2. Thành phần và tính chất của dầu mỏ Rồng 46
2.2.1. Thành phần 46
2.2.2. Tính chất lưu biến 46
2.2.3. Lắng đọng parafin. 48
CHƯƠNG 3 51
ỔN ĐỊNH NHIỆT TRONG ĐƯỜNG ỐNG DẪN DẦU – KHÍ 51
3.1. Cơ chế truyền nhiệt và các yếu tố làm thay đổi nhiệt độ trong hệ thống đường ống ngầm và bề mặt. 51
3.1.1 Sự dẫn nhiệt 51
3.1.2 Trao đổi nhiệt đối lưu. 52
3.1.3 Trao đổi nhiệt bức xạ 53
3.2 Cấu tạo hệ thống ổn định nhiệt 54
3.2.1 Dòng nhiệt truyền qua ống có một lớp vật liệu ổn định nhiệt. 54
3.3 Các dạng hệ thống ổn định nhiệt áp dụng ở Việt Nam 57
3.3.1 Ống một lớp 57
3.3.2 Ống nhiều lớp vật liệu ổn định nhiệt. 58
CHƯƠNG 4 59
TÍNH TOÁN TỔN HAO ÁP SUẤT TRÊN ĐƯỜNG ỐNG VẬN CHUYỂN DẦU TỪ RP-2 MỎ RỒNG VỀ GIÀN CNTT-2- MỎ BẠCH HỔ 59
4.1.Sơ đồ tuyến ống 59
4.2. Nhiệm vụ tính toán. 60
4.3. Áp dụng tính toán tổn hao áp suất trên đường ống vận chuyển dầu từ RP-2 mỏ Rồng về giàn CNTT CTP-2 mỏ Bạch Hổ. 60
4.3.1.Tính toán cho tuyến ống từ RP-2 về đến RP-1 60
4.3.2. Tính toán cho tuyến ống từ RP-1 đến MSP-12 62
4.3.3. Tính toán cho tuyến ống từ MSP-12 về đế CTP -2 62
4.4. Áp dụng tính toán tổn hao áp suất trên đường ống vận chuyển dầu từ RP-2 mỏ Rồng về giàn CNTT CTP-2 mỏ Bạch Hổ theo hai mô hình Bingham và Newton. 63
4.4.1. Các thông số của tuyến ống từ RP-2 về đến RP-1 63
4.4.2. Vận chuyển dầu theo quy luật Newton. 64
4.4.3. Vận chuyển dầu theo quy luật phi Newton (mô hình bingham) với các thông số ở trên và số liệu riêng. 65
KẾT LUẬN 69
/tai-lieu/de-tai-ung-dung-tren-liketly-892/
++ Ai muốn tải bản DOC Đầy Đủ thì Trả lời bài viết này, mình sẽ gửi Link download cho!Tóm tắt nội dung:
LỜI NÓI ĐẦU
Ngày nay đối với nhiều quốc gia, công nghiệp dầu khí đóng một vai trò hết sức quan trọng, có ảnh hưởng lớn đến nền kinh tế quốc dân. Ở Việt Nam, tập đoàn dầu khí quốc gia Việt Nam - trong đó xí nghiệp liên doanh Vietsovpetro đóng vai trò chủ đạo - là một thành phần quan trọng, hàng năm đóng góp đáng kể vào GDP toàn quốc. Công nghệ khai thác, thu gom và vận chuyển dầu khí tại các mỏ Bạch Hổ và mỏ Rồng của xí nghiệp đang được vận hành tốt tuy nhiên vẫn còn một số vấn đề cần được giải quyết.
Điểm đặc trưng của dầu thô Việt Nam là có nhiệt độ đông đặc và hàm lượng parafin cao, điều này gây ảnh hưởng tới tốc độ dòng chảy, lưu lượng vận chuyển cũng như tăng chi phí cho quá trình bơm hút dầu. Sự lắng đọng parafin, sự có mặt đáng kể của chất gây mòn, hàm lượng nước và nhiều tạp chất cơ học gây ra hàng loạt các vấn đề liên quan đến quá trình vận hành và sự tồn tại của đường ống dẫn dầu.
Xuất phát từ thực tiễn trên và được sự đồng ý của bộ môn em đã chọn đề tài “Tính toán tổn hao áp suất trên tuyến ống từ RP2- mỏ Rồng về giàn CNTT số 2 mỏ Bạch Hổ”. Đồ án gồm 4 chương:
Chương 1: Dòng chảy của chất lưu trong ống ngang và nhiệm vụ tính toán công nghệ.
Chương 2: Nhịp độ khai thác và tính chất dầu mỏ Rồng.
Chương 3: Hệ thống ổn định nhiệt trong đường ống dẫn dầu khí. Chương 4: Tính toán tổn hao áp suất trên tuyến ống RP 2 đến CTP 2.
Mặc dù đã hết sức cố gắng, nhưng do hạn chế về kiến thức và thực tế nên cuốn đồ án không tránh khỏi những thiếu sót về nội dung và hình thức, vì vậy, em rất mong nhận được sự góp ý từ thầy cô và các bạn.
Cuối cùng, em xin chân thành Thank sự giúp đỡ của các thầy cô trong bộ môn Thiết Bị Dầu Khí và hơn nữa là thầy Lê Đức Vinh đã tận tình hướng dẫn em hoàn thành cuốn đồ án này.
Hà Nội, ngày 10 tháng 06 năm 2010
CHƯƠNG 1
DÒNG CHẢY CỦA CHẤT LƯU TRONG ỐNG NGANG
VÀ NHIỆM VỤ TÍNH TOÁN CÔNG NGHỆ
1.1. Dòng chảy của chất lưu trong ống
1.1.1 Chất lỏng Newton
Chất lỏng Newton là chất lỏng tuân theo định luật Newton.
Dòng chảy của những chất lỏng tuân theo định luật Newton được biểu diễn bằng phương trình sau:
; [2, tr 79] (1-1)
Trong đó:: Ứng suất trượt do lực nhớt gây ra
: Độ nhớt động học.
: Gradien vận tốc theo phương r thẳng góc với hướng dòng chảy, S-1
F: Lực nhớt trên bề mặt giữa hai lớp chất lỏng, xác định theo công thức:
; (1-2)
Với:
S: Diện tích tiếp xúc giữa hai lớp chất lỏng trên đó xảy ra hiện tượng nội ma sát, (m2)
Từ phương trình (1-1) ta thấy quan hệ giữa ứng suất trượt và Gradien vận tốc là quan hệ tuyến tính, đường cong chảy là đường thẳng, độ nhớt của chất lỏng Newton là hệ số góc của đường thẳng này, không phụ thuộc vào Gradien vận tốc, chỉ phụ thuộc vào loại chất lỏng, nhiệt độ và áp suất.
; (1-3)
Mô hình dòng chảy chất lỏng Newton được mô tả bằng đường II1, hình 1.1(a)
1.1.2. Chất lỏng phi Newton
Là chất lỏng có độ nhớt ( ) phụ thuộc vào Gradien vận tốc ()
1.1.2.1. Chất lỏng giả dẻo (mô hình Ostwald)
Chất lỏng giả dẻo có dòng chảy không tuân theo phương trình của Newton, độ nhớt giảm nhanh khi Gradien vận tốc tăng, chất lỏng có khả năng chảy ngay cả khi ứng suất trượt rất nhỏ.
Đường cong chảy (đường II2, hình 1.1a) của chất lỏng có xu hướng lồi về phía trục . Chất lỏng có tính chất dị thường đó gọi là giả dẻo. Sự chảy của chất lỏng này tuân theo mô hình của Ostwald.
(1-4)
Trong đó: : Ứng suất trượt, (Pa).
: độ nhớt, (Pa.S).
: Gradien vận tốc , (S-1).
n<1 : hệ số đặc trưng cho mức độ ổn định của chất lỏng.
1.1.2.2. Chất lỏng nhớt dẻo (mô hình Bingham)
Chất lỏng nhớt dẻo là hệ số cấu trúc mà trong đó pha rắn có cấu trúc mạng tinh thể dày đặc (ví dụ như mạng tinh thể Parafin) chỉ có khả năng tạo dòng chảy sau khi mạng bị phá vỡ. Sự chảy của loại này bắt đầu sau khi tác dụng lên chúng một ứng suất trượt lớn hơn ứng suất giới hạn và sau khi bị phá vỡ cấu trúc chất lỏng chảy theo định luật Newton.
Những chất lỏng đó có tính nhớt – dẻo và dòng chảy tuân theo mô hình của Bingham.
; [2, tr81] (1-5)
Mô hình Bingham được mô tả ở đường I1 (hình 1-1a)
a)
(b)
Hình 1.1. Các dạng đường cong chảy (a) và sự phụ thuộc của độ nhớt vào Gradien vận tốc (b).
II1: Chất lỏng Newton :
II2: Chất lỏng giả dẻo (mô hình Oswald): , n<1
I1: Chất lỏng nhớt dẻo (mô hình Bingham):
I3, II3: Chất lỏng có độ nhớt tăng dần.
I2. Chất lỏng có độ nhớt giảm dần.
Các nghiên cứu mô hình lưu biến của dầu mỏ chứng minh rằng ở thấp hơn nhiệt độ đông đặc Parafin, dòng chảy của dầu tuân theo mô hình của Bingham. Sử dụng mô hình Bingham trong nghiên cứu dầu nhiều Parafin, độ nhớt cao đã được trình bày trong các công trình nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm của Mizadzanzade, Gubin.
Mô hình tổng quát cho các loại chất lỏng:
(1.6)
Khi = 0, n =1 ta có mô hình Newton.
Khi =0, ta có mô hình Ostwald
Mô hình Bingham khi n = 1
Qua nghiên cứu tính chất lưu biến của dầu thô ở mỏ Rồng và mỏ Bạch Hổ nhằm xác định vùng dị thường , độ nhớt là yếu tố quan trọng để xác định vùng mà ở đó dầu chuyển từ chất lỏng Newton sang chất lỏng phi Newton, đây là yếu tố chính gây tổn thất áp suất trong quá trình vận chuyển dầu khí. Ta thấy:
Khi nhiệt độ lớn hơn 400C dầu là chất lỏng Newton, thấp hơn nhiệt độ này dầu biểu hiện tính phi Newton và khi nhiệt độ càng giảm, tính chất này thể hiện càng rõ. Ở 220C (nhiệt độ thấp hơn của nước biển ở vùng cận đáy khu vực mỏ Bạch Hổ và mỏ Rồng) ứng suất trượt đạt giá trị rất lớn.
Bảng 1.1: Ảnh hưởng nhiệt độ đến thông số lưu biến của dầu mỏ Rồng.
Nhiệt độ (T. 0C)
Ứng suất trượt (=0. Pa)
Hệ số mũ, n
30
0,100
1,0000
28
0,265
0,8121
26
0,328
0,6789
24
1,050
0,5445
22
3,595
0,4867
Bảng 1.2. Ảnh hưởng nhiệt độ đến thông số lưu biến của dầu mỏ Bạch Hổ
Nhiệt độ (T. 0C)
Ứng suất trượt (=0. Pa)
Hệ số mũ, n
30
0,10
0,050
28
1,35
0,112
26
3,70
0,203
24
5,80
0,382
22
8,90
0,659
Ảnh hưởng của nhiệt độ lên độ nhớt có thể xác định bởi công thức tổng quát:
[5, tr.30]
Trong đó: , là trị số của độ nhớt động lực ở các nhiệt độ t và t0, là hệ số tỷ lệ, đối với dầu có trị số thay đổi trong khoảng 0,02 – 0,03.
- Đối với dầu mỏ Rồng:
+ Ở điều kiện nhiệt độ lớn hơn 360C thì dầu mỏ Rồng là chất lỏng Newton, sự phụ thuộc giữa độ nhớt và nhiệt độ:
(1-6 a)
+ Ở điều kiện nhiệt độ dưới 350C thì dầu ở mỏ Rồng chuyển sang dạng nhớt dẻo (mô hình Bingham) sự phụ thuộc giữa độ nhớt dẻo và nhiệt độ:
* Khi nhiệt độ 270C < T < 350C
(1-6 b)
* Khi nhiệt độ 220C < T < 270C
(1-6 c)
+ Sự phụ thuộc giữa ứng suất trượt động và nhiệt độ:
* Khi nhiệt độ 270C < T < 350C
= 1240.103.e(-0,473.T) (1-6d)
* Khi nhiệt độ 220C < T < 270C
= e(7,0171-0,2194.T) (1-6e)
+ Sự phụ thuộc...
