Целесообразность последовательной перекачки. Приближенная теория смесеобразования. Прием и реализация смеси на конечном пункте трубопровода, страница 22

г) кольцевая (пленочная, пленочно-дисперсная), характеризующаяся течением основной массы жидкости по стенке трубы в виде жидкостного кольца, внутри которого с высокой скоростью движется газовое ядро, содержащее капли жидкости.

Поток со взвешенными в нем пузырьками наблюдается при    небольших b. При малых скоростях смеси пузырьки расположены, в основном, вблизи верхней образующей трубы.

С увеличением скорости происходит дробление и перемешивание пузырей, и при скорости более 2 м/с они равномерно распределяются в жидкости. Такая структура называется эмульсионной.

При скоростях смеси менее 0,2 м/с и больших газосодержаниях в результате слияния пузырей друг с другом образуется непрерывная газовая фаза, т.е. раздельный поток, расслоенная структура.

Если скорости перекачки небольшие, то граница раздела фаз гладкая. Увеличение скорости смеси приводит к образованию гравитационных волн на границе раздела фаз. Амплитуда волн увеличивается пропорционально росту скорости смеси. При определенных условиях волны полностью перекрывают сечение трубы, а поток переходит в пробковый, когда газовые и жидкостные пробки чередуются друг с другом. С увеличением газосодержания смеси  при постоянной скорости размеры газовых пробок увеличиваются, а жидкостных - уменьшаются. В конце концов жидкостные пробки как бы размазываются по стенке трубы, а газовая фаза, содержащая капли жидкости, движется в центре, т.е. формируется кольцевая структура газожидкостного потока.

Нетрудно видеть, что различные структуры  взаимосвязаны и переходят одна в другую при изменении условий течения (за счет выделения растворенного газа по мере падения давления в трубопроводах, изменения площади сечения труб и их наклона к горизонту и т.д.). На рис. 3.2 в качестве примера приведены карты распределения структур газожидкостной смеси в горизонтальных трубах диаметром  0,05...0,3 м (по А.И. Гужову), иллюстрирующие отмеченные выше закономерности.

32. Трубопроводный транспорт газонасыщенных нефтей

При обычном способе перекачки (рис. 3.6) после извлечения из пласта 1, обезвоживания и обессоливания нефть проходит дегазацию в несколько ступеней (на схеме их три). На первой ступени сепарации 3 поддерживается давление около 2 МПа. Выделяющийся при этом газ состоит в основном из метана.  На   второй  ступени  сепарации  4  поддерживается  давление  0,6...0,8 МПа, а газ состоит не только из метана,  но и его гомологов, хотя и в относительно небольшом количестве.

На последней (а данном случае - третьей) ступени сепарации 5 поддерживается давление, лишь немного превышающее атмосферное (0,105 МПа). При этом из нефти выделяется практически весь растворенный газ, на 30 ... 40 % по массе состоящий из пропана и более тяжелых углеводородов.

Транспортирование газа последней ступени сепарации представляет наибольшую трудность так как при компримировании он частично конденсируется, образуя двухфазный поток. Далее разгазированная нефть самотеком поступает в резервуар 7, откуда насосом 8 откачивается на головную перекачивающую станцию (ГНС) магистрального нефтепровода.

Принципиальная схема получения и перекачки газонасыщенных нефтей по магистральным трубопроводам выглядит следующим образом    (рис. 3.6).

При перекачке газонасыщенных нефтей (с целью предотвращения потерь нефтяного газа последней ступени сепарации) жидкая фаза после 2-й ступени сепарации насосом 9 через счетчик 10 подается на площадку головной перекачивающей станции. Подпора, создаваемого насосом 9, достаточно для  устойчивой работы магистральных насосов 13. Ими газонасыщенная нефть закачивается в магистральный трубопровод 14. Перекачка ведется по системе “из насоса в насос”, таким образом, чтобы ни в одной точке трубопровода давление не опускалось ниже давления насыщения, при котором газ начинает выделяться из нефти. Для этого служат регуляторы давления 11 типа “до себя”. На конечном пункте (КП) магистрального трубопровода нефть полностью разгазируется на концевой сепарационной установке 15, после чего газ сдается потребителям, а нефть самотеком поступает в резервуары 16. Здесь производится ее коммерческий учет.