Целесообразность последовательной перекачки. Приближенная теория смесеобразования. Прием и реализация смеси на конечном пункте трубопровода, страница 20

Выбор того или иного способа прогрева системы “труба-грунт” должен быть обоснован технико-экономическими расчетами и технической возможностью его осуществления, например, все способы за исключением прямого прогрева, осуществимы только в том случае, если технологическая обвязка насосных агрегатов и оборудование позволяют вести обратную перекачку.

30. Замещение высоковязких нефтей маловязкой жидкостью при остановках горячей перекачки в трубопроводах

Для ускорения процесса вытеснения высоковязкой нефти из трубопровода целесообразно обеспечить максимально возможный  расход вытесняющей жидкости. Ограничением в этом случае являются максимально допустимый из условия прочности нефтепровода и оборудования напор на выходе насосной станции .

Рассмотрим сначала качественный характер вытеснения высоковязкой жидкости маловязкой с помощью центробежных насосов (рис. 2.24).

Пока мы ограничиваем развиваемый напор величиной  расход, с которым происходит вытеснение (рис. 2.24, а), не остается постоянным. Это связано с характером изменения положения рабочей точки на совмещенной характеристике трубопровода и насосной станции   (рис. 2.24, б).

 

Рис. 2.24. Изменение параметров при вытеснении высоковязкой 

жидкости маловязкой

Определим время вытеснения высоковязкой жидкости из участка трубопровода длиной l. Для первого этапа уравнение баланса давлений запишем в виде  ,                (2.52)

где    r₁, r₂, r_ср - плотность соответственно вытесняющей и вытесняемой жидкости, а также их полусумма;  гидравлический уклон при единичном расходе, определяемый по формуле Дарси – Вейсбаха, ;    х - длина участка, заполненного вытесняющей жидкостью.

Из (2.52) получаем, что расход вытесняемой жидкости равен

.           (2.53)

Для определения продолжительности первого этапа вытеснения воспользуемся уравнением неразрывности , где F – площадь сечения трубопровода, .

Отсюда с учетом (2.53) получаем .                         (2.54)

Продолжительность первого этапа вытеснения найдем, интегрируя левую часть уравнения (2.54) от 0 до , а правую от 0 до , что дает .                                  (2.55)

Для решения этого интеграла прибегнем к замене переменной, обозначив . Отсюда      и     .

Новый нижний предел интегрирования  равен  , а новый верхний предел .

Итак, формула (2.55) принимает вид

.                (2.56)

Величину х_I найдем из условия, что в момент окончания 1-го этапа вытеснения напор насосной станции точно равен максимально допустимому напору, т.е.                .

Откуда           .                         (2.57)

С другой стороны, согласно формуле (2.53), в момент времени

t = t_I                           .                         (2.58)

Так как левые части данных выражений равны, то следовательно равны и правые, т.е.        

Отсюда                                                (2.59)

Подставляя данное выражение в формулу (2.56), получим

.             (2.60)

Второй этап вытеснения осуществляется уже с переменным напором. Поэтому уравнение баланса давлений (2.53) примет вид

             (2.61)

Отсюда величина расхода в трубопроводе, соответствующая удалению границы раздела от насосной станции на расстояние х, равна

           (2.62)

Решая аналогично, находим продолжительность 2-го этапа вытеснения

.(2.63)

Общее время вытеснения высоковязкой нефти из трубопровода равно сумме продолжительностей обоих этапов                                              (2.64)

В формулах (2.60), (2.63) величины коэффициентов  вычисляются для среднего расхода во время каждого этапа.

31. Трубопроводный транспорт нефти и газа в двухфазном состоянии

При движении газожидкостного потока абсолютные скорости фаз не равны. На горизонтальных и восходящих участках трассы скорость газовой фазы выше, чем у жидкой, а на нисходящих - наоборот.

Различают приведенную и истинную скорости фаз. Под приведенной скоростью понимается отношение объемного расхода данной фазы (Q_ж, Q_г) к площади сечения трубопровода F, т.е.