Физико-географический очерк Западно-Могутлорского месторождения нефти, страница 37

.                                                                                                   (5.10)

В формулах (5.8), (5.9) и (5.10) обозначены: ρ_в иρ_н — соответственно плотности воды и  нефти, кг/м³; μ—динамическая вязкость  дисперсионной среды, Па·с; d—диаметр капелек осаждающейся воды или  капель поднимающейся нефти, м; g— ускорение свободного падения, м/с².

Отстойная аппаратура обычно рассчитывается  без учета влияния отдельных  капелек друг на друга, т. е. считается, что капли поднимаются (нефть) или опускаются (вода) в гравитационном нестесненном поле за счет только разности плотностей  и архимедовых сил.

       При расчётескорости осаждения или подъема капель жидкости необходимо знать высоту слоя дисперсионной среды h (рис. 5.6), в которой перемещаются капельки дисперсной фазы. Тогда, зная высоту h и скорость осаждения капель воды в нефти или

Рис. 5.6. Расчетная схема разделения нефти от воды в цилиндрическом отстойнике: 1-раздаточный коллектор (маточник); 2-ввод смеси нефти с водой; 3-отвод обезвоженной нефти; 4-исполнительный механизм сброса воды;  5-линия сброса воды; h-дисперсионная среда (вода).

подъема капель нефти в воде, нетрудно определить время полного разделения нефти от воды τ=h/υ_н, где υ_н - скорость капель дисперсной фазы, определяемая по одной из выше приведенных формул, м/с.

Порядок  расчета  пропускной способности  отстойников для горячей смеси  (нефти с водой) с  использованием известных величин τ и  υ_н может быть различным. Если известны, например, размеры отстойника Dи L (м), время отстоя τ (ч), то при общей  производительности УПН, равной Gv(м³/ч), необходимое число отстойников  будет paвно

,                                                                                                              (5.11)

где G₀ —объем отстойника, м³.

При последовательном соединении отстойников и вводе нефтеводяной смеси со стороны  эллиптического днища скорость потока  (м/с) будет

.                                                                                                                  (5.12)

При параллельном соединении отстойников

.                                                                                                             (5.13)

                       Нефть  и Вода.     

            А                     Б                     В    

Рис. 5.7. Схемы соединений параллельно работающих отстойников.

Полученные скорости не должны превышать допустимых скоростей осаждения υ_ж для данной нефти при заданных условиях, которые определяются из  соотношения

,                                                                                                                          (5.14)

или

,                                                                                                                         (5.15)

где L —длина отстойникам в м, обеспечивающая осаждение или всплытие капель одной жидкости в другой.

Если нефтяная эмульсия вводится в отстойник через маточник, то такие отстойники рассчитываются на пропускную способность по формуле

.                                                                                                                (5.16)

Здесь G_ν - количество эмульсии, проходящей  через отстойник, м³/сут.; s – максимальная  площадь сечения  горизонтального  отстойника по длине, м²;  υ — скорость, определяемая по (5.8), (5.9) или (5.10).

Параллельное соединение отстойников на УПН часто приводит к неравномерной их загрузке нефтью и водой, в результате чего нарушается технологический режим работы          УПН и использование становится весьма  неэффективным.

Если подсоединение трубопроводов (рис. 5.7, А), идущих от отстойников к сборному коллектору С, выполнено по схеме а, то в отстойник 1, расположенный первым по ходу эмульсии, посту­пит практически  чистая нефть, в отстойник 2— частично обводненная, а в отстойник 3 может поступать даже «чистая» вода. Если подсоединение трубопроводов к сборному коллектору выполнено по схеме в, то, наоборот, в отстойник  1 поступит «чистая» вода, а в отстойник 3 —чистая нефть. Подсоединение трубопроводов к сборному коллектору, выполненное по схеме б, также не обеспе­чит равномерное поступление нефти и воды в данные отстойники.