В газовому потоці одночасно проходять процеси дроблення і коагуляції крапель. Краплі роздрібнюються під впливом турбулентних пульсацій і зіткнення частинок. При зіткненні частинок проходить і укрупнення краплинок в результаті встановлюється деякий рівноважний діаметр крапель , величину якого можна визначити з рівняння :

( 8.25 );

де - динамічний коефіцієнт в’язкості , Па*с ;

- густина рідини , кг/м3 ;

- густина газу , кг/м3 ;

D – діаметр вхідного січення підвідної труби , м ;

- швидкість потоку газу в розширювальній камері , м/с ;

- поверхневий натяг рідини , Н/м ;

Густину газу знаходимо за формулою :

( 8.26 );

;

Проекція траєкторії частинки на вісь X розраховуємо за формулою :

( 8.27 );

де Ds—внутрішній діаметр „розширювальної камери” , м ;

Визначивши S , конструктивно вибирають повну довжину

водозбірника L ;

Приймаємо співвідношення , тоді

( 8.28 ) ;

;м

Визначимо швидкість руху краплинки рідини в розширювальній камері за формулою ( 8.13 ) :

м/с ;

Діаметр краплини буде рівний :

м ;

Визначаємо траєкторію частинки :

м ;

Приймаємо L=13 м.

8.3. Обґрунтування заходів по підвищенню ефективності підготовки вуглеводневої продукції і зменшенню втрат газу, вуглеводневого конденсату та інгібітору гідратоутворення на УКПГ.

Первинне очищення газу від води і твердих домішок на Більче-Волицького газовому родовищу відбувається на УКПГ , де встановлено вертикальні гравітаційні сепаратори діаметром 1000 мм , з яких очищений газ поступає на очищення від залишкової вологи в абсорбер ; очищення газ поступає на блок заміру , після чого надається в магістральний газопровід.

Для підвищення ефективності підготовки газу я пропоную встановити на сепараторах додаткову сітчасту насадку—це призведе до додаткового вилучення рідини і покращення підготовки газу (зменшення вологості ) до осушення в абсорбері.

8.4. Технологічні розрахунки запропонованої технології

підготовки газу.

Технологічний розрахунок сепараторів з насадками полягає у визначенні швидкості набігання потоку газу при якій не відбувається зриву та подріблення крапель рідини яка осіла в насадці.

Критичну ( максимальну ) швидкість газу визначаємо за формулою :

( 8.29 );

де -- коефіцієнт поверхневого натягу на межі розділу „газ-вода” в

умовах сепарації , Н/м ;

К – коефіцієнт , який характеризує порушення режиму сепарації ;

-- густина відповідно рідини і газу в сепараторі , кг/м3.

Густина газу в умовах сепарації визначається за формулою :

( 8.30 ) ;

-- густина газу при стандартних умовах , кг/м3 ;

-- тиск сепарації , МПа ;

-- температура сепарації , К ;

, -- стандартна температура і нормальний атмосферний тиск ,

К МПа .

-- коефіцієнт стисливості газу в умовах сепарації.

У промислових умовах сепаратори експлуатують при швидкостях газу менших ніж критична швидкість , тобто :

( 8.31 ) ;

Пропускну здатність сепараторів з насадками для газу визначають за формулою :

( 8.32 ) ;

де -- швидкість руху газу в насадці , м/с.

При відомій витраті газу через сепаратор , площу сітчастої насадки Fн визначають з формули ( 8.32 ) :

( 8.33 ) ;

Для розрахунку сітчастої насадки Fн в сепараторі необхідні наступні дані :

Витрата газу через сепаратор ( сумарний дебіт 13 свердловин ) Qг=144,8 тис. м3/добу ;

Відносна густина газу ;

Густина рідини (води ) кг/м3 ;

Температура сепарації Тс=276,55 К ;

Тиск сепарації Рс=1,2 МПа ;

Міжфазний поверхневий натяг на межі розділу „газ-вода” в умовах сепарації;

Коефіцієнт ,який характеризує порушення режиму сепарації для горизонтальної сітчастої насадки К=0,6 .

Визначимо коефіцієнт стисливості газу в умовах сепарації за формулою :

. ( 8.34 )

Для середьокритичні параметри становлять Ркр=4,661 МПа , Ткр=192,073 К.

За формулами ( 8.4 ) і ( 8.5 ) визначаємо приведені параметри газу в умовах сепарації :

;

Густину газу в умовах сепарації визначаємо за формулою ( 8.30 ):

кг/м3 ;

Знаючи густину газу в умовах сепарації , за формулою ( 8.29 ) знаходимо критичну швидкість газу :

м/с ;

м/с ;

За формулою ( 8.33 ) знайдемо площу фільтрації :

м2.

Отже , для заданої витрати газу 144,8 тис.м3/добу і умов сепарації Рс=1,2МПа Тс=276,55 К необхідна сітчаста насадка площею 0,1 м2.

8.5. Розрахунок технологічних апаратів та установок

комплексної підготовки газу.

Важливе місце в технологічній схемі підготовки газу на Більче-Волицькому газовому родовищі займають вертикальні гравітаційні сепаратори , на яких відбувається первинна очистка газу від вологи і твердих домішок. діаметр вертикальних гравітаційних сепараторів встановлених на УКПГ Більче-Волицького газового родовища рівний 1000 мм. Розрахуємо пропускну здатність вертикального гравітаційного сепаратора Dу=1000 мм за формулою :

( 8.35 );

Qг—пропускна здатність сепаратора для газу при стандартних умовах ( К МПа) , тис.м3/добу ;

Dвн—внутрішній діаметр сепаратора , м ;

Рс—тиск у сепараторі , МПа ;

Тс—температура у сепараторі , К ;

Zс—коефіцієнт стисливості газу при Рс і Тс ;

-- швидкість руху газу у сепараторі , м/с ;

( 8.36 ) ;

-- швидкість осідання сферичної крапельної рідини ( твердої частинки) у газовому потоці , м/с.

Швидкість визначаємо за формулою :

( 8.37 ) ;

де -- діаметр крапельної рідини , яким задаються ,м ;

-- динамічний коефіцієнт в’язкості газу при Рс і Тс мПа*с ;

-- густина газу в умовах сепаратора , кг/м3 ;

-- критерій Рейнольдса який визначають через критерій Архімеда :

( 8.38 );

де -- густина крапельної рідин у сепараторі , кг/м3

g—прискорення вільного падіння , м/с2 ;

Критерій Рейнольдса знаходять за формулами :

для ()

( 8.39 ) ;

для

(8.40 ) ;

для

. ( 8.41 ) ;

Швидкість осідання сферичної крапельної рідини визначати за