Trường ĐH Mỏ Địa chất Khoa: Dầu Khí LỜI NÓI ĐẦU Ngày nhiều quốc gia, công nghiệp dầu khí đóng vai trò quan trọng, có ảnh hưởng lớn đến kinh tế quốc dân Ở Việt Nam, tập đoàn dầu khí quốc gia Việt Nam - xí nghiệp liên doanh Vietso vpetro đóng vai trò chủ đạo - thành phần quan trọng, hàng năm đóng góp đáng kể vào GDP toàn quốc Công nghệ khai thác, thu gom vận chuyển dầu khí mỏ Bạch Hổ mỏ Rồng xí nghiệp vận hành tốt nhiên số vấn đề cần giải Điểm đặc trưng dầu thô Việt Nam có nhiệt độ đông đặc hàm lượng parafin cao, điều gây ảnh hưởng tới tốc độ dòng chảy, lưu lượng vận chuyển tăng chi phí cho trình bơm hút dầu Sự lắng đọng parafin, có mặt đáng kể chất gây mòn, hàm lượng nước nhiều tạp chất học gây hàng loạt vấn đề liên quan đến trình vận hành tồn c đ ường ống dẫn dầu Xuất phát từ thực tiễn đồng ý môn em chọn đ ề tài “Tính toán tổn hao áp suất tuyến ống từ RP2- mỏ Rồng giàn CNTT số mỏ Bạch Hổ” Đồ án gồm chương: Chương 1: Dòng chảy chất lưu ống ngang nhiệm vụ tính toán công nghệ Chương 2: Nhịp độ khai thác tính chất dầu mỏ Rồng Chương 3: Hệ thống ổn định nhiệt đường ống dẫn dầu khí Chương 4: Tính toán tổn hao áp suất tuyến ống RP đến CTP Mặc dù cố gắng, hạn chế kiến thức thực tế nên đồ án không tránh khỏi thiếu sót nội dung hình thức, vậy, em mong nhận góp ý từ thầy cô bạn Cuối cùng, em xin chân thành cảm ơn giúp đỡ thầy cô môn Thiết Bị Dầu Khí thầy Lê Đức Vinh tận tình hướng dẫn em hoàn thành đồ án Hà Nội, ngày 10 tháng 06 năm 2010 SVTH: Trần Chí Công                                  1 Lớp TBDK – K50 Trường ĐH Mỏ Địa chất Khoa: Dầu Khí CHƯƠNG DÒNG CHẢY CỦA CHẤT LƯU TRONG ỐNG NGANG VÀ NHIỆM VỤ TÍNH TOÁN CÔNG NGHỆ 1.1 Dòng chảy chất lưu ống 1.1.1 Chất lỏng Newton Chất lỏng Newton chất lỏng tuân theo định luật Newton Dòng chảy chất lỏng tuân theo định luật Newton biểu diễn phương trình sau: τ= Trong đó: dν  F =µ d  ; S  r  [2, tr 79] (1-1) τ: Ứng suất trượt lực nhớt gây µ: Độ nhớt động học dν : Gradien vận tốc theo phương r thẳng góc với hướng dòng chảy, S-1 dr F: Lực nhớt bề mặt hai lớp chất lỏng, xác định theo công thức: F = µ.s dν ; dr (1-2) Với: S: Diện tích tiếp xúc hai lớp chất lỏng xảy tượng nội ma sát, (m2) Từ phương trình (1-1) ta thấy quan hệ ứng suất trượt τ Gradien vận tốc dν quan hệ tuyến tính, đường cong chảy đường thẳng, độ nhớt chất dr lỏng Newton hệ số góc đường thẳng này, không phụ thuộc vào Gradien vận tốc, phụ thuộc vào loại chất lỏng, nhiệt độ áp suất τ µ = ; (1-3) dν/ d r Mô hình dòng chảy chất lỏng Newton mô tả đường II1, hình 1.1(a) SVTH: Trần Chí Công                                  2 Lớp TBDK – K50 Trường ĐH Mỏ Địa chất Khoa: Dầu Khí 1.1.2 Chất lỏng phi Newton Là chất lỏng có độ nhớt ( µ ) phụ thuộc vào Gradien vận tốc ( dν ) dr 1.1.2.1 Chất lỏng giả dẻo (mô hình Ostwald) Chất lỏng giả dẻo có dòng chảy không tuân theo phương trình Newton, độ nhớt giảm nhanh Gradien vận tốc tăng, chất lỏng có khả chảy ứng suất trượt nhỏ Đường cong chảy (đường II2, hình 1.1a) chất lỏng có xu hướng lồi phía trục τ Chất lỏng có tính chất dị thường gọi giả dẻo Sự chảy chất lỏng tuân theo mô hình Ostwald n  dν  τ =µ'  d    r  Trong đó: (1-4) τ : Ứng suất trượt, (Pa) µ' : độ nhớt, (Pa.S) dν dr : Gradien vận tốc , (S-1) n[...]... kính ngoài ống, cm; δ : Bề dày định mức của thành ống, cm Nếu xem σ 0 là giới hạn chảy đối với vỡ ống, thì áp suất gây vỡ sẽ là: Pv = 2 0 S De - Khi tính toán phải kể đến các hệ số an toàn mà trước hết là an toàn do chế tạo, thường chấp nhận hệ số 0,875 và ngoài ra phải tính toán đến sai số khi thiết kế với hệ số 0, 72 do đó:  2 0 δ   Pv =0, 72 x 0,875  D  e   Hoặc bề dày an toàn của ống phải là:... là ống nằm ngang nên tải trọng kéo nén do trọng l ượng bản thân có thể bỏ qua 1.3.1.1 Tải trọng do áp suất trong ống Là tải trọng quan trọng nhất đối với ống vận chuyển Để tính ứng suất do áp suất trong gây ra, người ta thường dùng công thức Barlow cho tất cả các loại vật liệu và các ống có quy chuẩn khác nhau: P D σ= i e (1 -21 ) 2 Trong đó: σ : Ứng suất theo chu vi ống; Pi : Áp suất trong, KG/cm2;... 1.3.1 Tính toán bền cho đường ống Chúng ta phải xác định được ngoại lực tác động lên đường ống khi làm việc rồi chọn vật liệu và bề dày thích hợp để ống làm việc an toàn Khi làm việc, ống sẽ chịu kéo nén do trọng lượng bản thân, do áp suất bơm, chịu áp suất của chất lưu và các ống ngầm còn chịu áp suất ngoài do nước biển, đất đá, các ngoại lực do biến đổi nhiệt độ, các mạch đập áp suất Tuy nhiên, ống. .. và lực ma sát trên thành ống sẽ cản lại sự chuyển động đó Chất lỏng tách ra từ các tuyến được chuyển qua tuyến trước vào nút lỏng và chảy qua tuyến sau y 2 1 a h Huo´ng do`ng cha? y D 2 4 3 6 5 U U a 1 11 max a A min 12 10 9 8 7 Hình 1.4: Sơ đồ một nút lỏng – khí trên ống nằm ngang 1: Lớp lỏng 2: Nút khí 3 và 5: Ranh giới vùng xoáy của tuyến sau và tuyến trước 4 và 6: Các vùng xoáy của tuyến trước và... chuyển hỗn hợp dầu – khí, trên thế giới thường áp dụng phương pháp: Nâng áp suất vận chuyển lên cao Khi nâng áp suất vận chuyển lên cao, khí bị nén lại, mặt khác lượng khí tách ra từ dầu giảm Như vậy, hàm lượng khí trong dầu (ở điều kiện áp suất vận chuyển) giảm, dẫn đến những thay đổi cấu trúc dòng chảy và cuối cùng là xung động về áp suất và khối lượng giảm Tuy nhiên, việc giảm áp suất vận chuyển đến giá... ngang từng ống trên từng đoạn Trong thực tế, việc thay đổi tiết diện ống theo từng đoạn rất khó thực hiện vì l ưu l ượng dầu – khí luôn biến đổi theo thời gian Thay đổi chế độ dòng chảy bằng nạp thêm khí sẽ làm tăng tổn hao áp lực vận chuyển, giảm công suất ống, giảm lưu lượng giếng Chuyển dòng chảy từ dạng nút sóng với lớp chắn sang dạng chảy bọt hoặc chảy lớp có thể thực hiện được trên các BK, giàn. .. những điểm mà hướng đường ống thay đổi đột ngột và những dao động đó cũng gây ra những phản lực đáng kể Sự phân nhánh ống dẫn và các thiết bị liên quan tạo thuận lợi cho sự xuất hiện các dao động riêng của từng đoạn ống riêng rẽ, mà những dao động này rất gần với dao động cộng hưởng 1 .2. 3 .2 Các biện pháp hạn chế xung động a, Lựa chọn áp suất vận chuyển: Để giảm và khử xung động áp suất, xung động khối lượng... ĐH Mỏ Địa chất Khoa: Dầu Khí A = Pmax - Pmin ω= 1 T (1-10) (1-11) Trong đó: A: Biên độ, nghĩa là hiệu số giữa giá trị cực đại và cực tiểu của áp suất tại điểm đang xét trên ống dẫn; ω : Tần số dao động áp suất; T: Chu kỳ dao động áp suất Sóng xung động của dòng dầu – khí – nước được truyền theo đ ường ống với vận tốc âm thanh Năng lượng các xung động do tác đ ộng l ẫn nhau gi ữa các dòng chảy và ống. .. 9: Tuyến trước và tuyến sau của nút lỏng 8: Nút lỏng 10: Đường chuyển động của các phần chất lỏng ngoài vùng xoáy 11: Ranh giới khí lỏng 12: Thành ống Tại tuyến sau: Chất lỏng không phân bố đều theo tiết diện ống dẫn (như trong nút nói trên) mà tạo thành một lớp Lớp chất lỏng và nút khí: Nút chất lỏng chuyển động về phía trước, để lại một lớp chất lỏng sau tuyến sau và trên lớp lỏng là nút khí Tại tuyến. .. (m3/ngđ) Dc: Đường kính côn chiết lưu, (m/m) Pm: Áp suất miệng, Psi T: Nhiệt độ miệng giếng , (0C) G: Hệ số khí dầu , (m3/T) * Công thức (1 -20 ) phù hợp với dầu có nhiệt độ cao Thay công thức (1 -20 ) vào (1-13) chúng ta dẽ dàng tìm được áp suất tới hạn (Pcr) của hốn hợp dầu – khí Để giảm các xung động áp suất dao động l ưu l ượng trước hết có thể nâng áp suất vận chuyển lên cao Tuy nhiên phải đảm bảo chế