Исходные данные к задаче №3
УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС
По дисциплине
«Сооружение и эксплуатация газонефтепроводов и газонефтехранилищ»
для студентов очной и заочной формы обучения,
обучающихся по специальности 130503 «Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений»
Ухта 2010
ПРИЛОЖЕНИЕ А
Методические рекомендации для преподавателя
Последовательность изложения вопросов и их глубина может быть различной в зависимости от реально складывающейся ситуации учебного процесса. Кроме того, преподаватель имеет право выбора способ изложения того или иного вопроса.
Основные приемы изучения материала и используемый соответствующий задачный материал рассмотрен в учебниках и учебных пособиях издательства УГТУ (приведены в списках основной и дополнительной литературы).
ПРИЛОЖЕНИЕ Б
Методические указания для студентов
Б.1 Тренировочные задачи и упражнения
Задача №1
Рассчитать пропускную способность вертикального сепаратора при следующих условиях:
- диаметр сепаратора – Дс, м;
- плотность воды – ρв, кг/м3;
- плотности нефти – ρн, кг/м3;
- динамическая вязкость нефти – μн, Па·с;
- обводненность эмульсии при входе в отстойник – w, доли единицы.
Для определения пропускной способности булита – отстойника Q, м3/с, может быть использована формула
Q=1645 
где 
– динамическая вязкость эмульсии, Па·с;
– плотность эмульсии, кг/м3.
Полученное значение расхода перевести в суточный расход.
Значения параметров по вариантам приведены в таблице 1.
Табл. 1
Исходные данные к задаче №1
| Параметры | Варианты | |||||||||||||||||||
| Дс, м | 2, 2 | 2, 2 | 2, 2 | 2, 2 | 2, 2 | 2, 2 | 2, 2 | 2, 2 | 2, 2 | 2, 2 | 3, 4 | 3, 4 | 3, 4 | 3, 4 | 3, 4 | 3, 4 | 3, 4 | 3, 4 | 3, 4 | 3, 4 |
| ρн; кг/м3 | ||||||||||||||||||||
| ρв, ; кг/м3 | ||||||||||||||||||||
| μн, мПа·с | 4, 3 | 5, 6 | 7, 2 | 8, 6 | 9, 1 | 6, 5 | 4, 5 | 5, 9 | 7, 4 | 8, 1 | ||||||||||
| W, % |
| Параметры | Варианты | |||||||||
| Дс, м | 3,4 | 3,4 | 3,4 | 3,4 | 3,4 | 2, 2 | 2, 2 | 2, 2 | 2, 2 | 2, 2 |
| ρн; кг/м3 | ||||||||||
| ρв, ; кг/м3 | ||||||||||
| μн, мПа·с | 4,1 | 5,2 | 6,4 | 7,1 | 8,3 | 9,4 | 8,5 | 7,8 | 6,9 | 5,7 |
| W, % |
Задача №2
Температура нефтепродукта с номинальной плотностью r20 кг/м3 опустилась (поднялась) на T 0С. На сколько % увеличилась (уменьшилась) его плотность?
Для определения плотности может быть использована формула:
где x (1/0С) – коэффициент объемного расширения;
Т – температура (0С);
r20 – плотность жидкости при нормальных условиях (Т = 20 0С, Р0 = Рат = 0,1013 МПа).
Для нефти и нефтепродуктов значения коэффициента x представлены в таблице 2, исходные данные к расчету – в таблице 3.
Табл. 2
Коэффициент x объемного расширения
| №№ | Плотность r, кг/м3 | Коэффициент x, (1/0С) |
| 1. | 700-719 | 0,001225 |
| 2. | 720-739 | 0,001183 |
| 3. | 740-759 | 0,001118 |
| 4. | 760-779 | 0,001054 |
| 5. | 780-799 | 0,000995 |
| 6. | 800-819 | 0,000937 |
| 7. | 820-839 | 0,000882 |
| 8. | 840-859 | 0,000831 |
| 9. | 860-879 | 0,000782 |
| 10. | 880-899 | 0,000734 |
| 11. | 900-919 | 0,000688 |
| 12. | 920-939 | 0,000645 |
Табл. 3
Исходные данные к задаче №2
| Параметры | Варианты | |||||||||||||||||||
| ρн; кг/м3 | ||||||||||||||||||||
| Т, 0С |
| Параметры | Варианты | |||||||||
| ρн; кг/м3 |  795
| |||||||||
| Т, 0С |
Значения выделенных температур в таблице приведены в примере.
Например:
| Поднялась на 60С | |
| Опустилась на 60С |
Задача №3
Определить динамическую (кинематическую) вязкость нефти (ρ кг/м3), если известно, что V мл этой нефти вытекает из камеры вискозиметра, через вертикальный цилиндрический капилляр с внутренним диаметром 2 мм за Т мин.
Для выражения динамической (кинематической) вязкости может быть использована формула, для определения расхода ламинарного течения вязкой жидкости в горизонтальной трубе, происходящего под действием силы тяжести.
Объемный расход
;
m – коэффициент динамической вязкости;
n– коэффициент кинематической вязкости.
Объем нефти вытекающий из камеры вискозиметра определяется по формуле:
V = Q × T.
Исходные данные для расчета представлены в таблице 4.
Б.2 Примеры решения задач
Задача №1
Рассчитать пропускную способность вертикального сепаратора при следующих условиях:
- диаметр сепаратора – Дс, м, Дс = 2,2 м;
- плотность воды – ρв, кг/м3, ρв = 1050 кг/м3;
- плотности нефти – ρн, кг/м3, ρн = 860кг/м3;
- динамическая вязкость нефти – μн, Па·с, μн = 4 мПа·с;
- обводненность эмульсии при входе в отстойник – w, доли единицы, w = 24.
Решение
Пропускной способности булита – отстойника Q, м3/с,
Q=1645 
,
где 
– динамическая вязкость эмульсии, Па·с;
,
мПа·с,
– плотность эмульсии, кг/м3,
,
кг/м3,
Табл. 4
Исходные данные к задаче №3
| Параметры | Варианты | |||||||||||||||||||
| V, мл | ||||||||||||||||||||
| ρн; кг/м3 | ||||||||||||||||||||
| d, мм | ||||||||||||||||||||
| T, мин | 6,5 | 4,5 | 4,5 | 4,5 | 4,5 | 7,5 | 7,5 | 6,5 | 6,5 | 6,5 |
| Параметры | Варианты | |||||||||
 30
| ||||||||||
| V, мл | ||||||||||
| ρн; кг/м3 | ||||||||||
| d, мм | ||||||||||
| T, мин | 5,5 | 5,5 | 6,5 | 7,5 |
Q=1645 
=0,02599 м3/с.
Переведем полученное значение расхода в суточный расход: Q = 0,02599 м3/с = 2245,56 м3/сут.
Задача №2
Температура нефтепродукта с номинальной плотностью r20 кг/м3 поднялась на ∆T 0С. На сколько % увеличилась (уменьшилась) его плотность?
Исходные данные:
– изменение температуры ∆T, 0С, ∆T = 4 0С;
– номинальная плотность нефти r20, кг/м3, r20 = 880 кг/м3.
Решение.
Пользуясь формулами для перевода плотности:
,
,
где x – коэффициент объемного расширения, 1/0С, x = 0,000734 1/0С;
Составим уравнение:
,
.
Плотность увеличилась на 0,29 %.
Задача №3
Определить динамическую (кинематическую) вязкость нефти (ρ, кг/м3), если известно, что V, мл этой нефти вытекает из камеры вискозиметра, через вертикальный цилиндрический капилляр с внутренним диаметром 2 мм за Т мин.
Исходные данные:
– плотность нефти ρ, кг/м3, ρ = 860 кг/м3;
– объем нефти V, мл, V = 200 мл;
– радиус капилляра r0, мм, r0 = 1 мм;
– время истечения нефти Т, мин, Т = 6,5 мин.
Решение.
Объемный расход нефти, истекающей из вискозиметра Q, м3/с,
Q = V / T,
Q = 200 10-6 / 390 = 0,51 10-6 м3/с.
Коэффициент динамической вязкости m, Па·с,
,
Па·с.
Коэффициент кинематической вязкости n, м2/с,
,
м2/с.