天然氣工程ppt課件(已修改)
2025-01-31 09:11 本頁面
【正文】 本 章 主 要 內(nèi) 容 第一節(jié) 氣相管流的基本方程 第二節(jié) 氣相管流壓降計算方法 第三節(jié) 氣液兩相管流簡介 第四節(jié) 氣體通過油嘴的流動 第五節(jié) 產(chǎn)水采氣井兩相管流壓降優(yōu)化模型 本章目的：確定 pws、 pwf 當 pR一定時 ， qsc由 pwf直接控制 ， 間接由 ptf控制 。 地層流入動態(tài)： qsc＝ f(pwf)pR 油管流動動態(tài)：井口壓力一定時 ， 產(chǎn)量與井底壓力的關(guān)系 。 qsc＝ f(pwf)ptf 方法：井下壓力計測量，計算方法 第一節(jié) 氣相管流的基本方程 一 、 氣體穩(wěn)定流動能量方程 – 思路：流入和流出系統(tǒng)能量之和等于系統(tǒng)內(nèi)部能量的變化 。 ? ? 022?????????????????? qwHgvE ?? 注意：上式是針對單位質(zhì)量流體的能量 ， 各項單位是怎樣得到的 ？ 式中： E內(nèi)能 ， J／ kg ρ v膨脹或壓縮功 ， J／ kg v2／ 2動能 ， J／ kg gH位能 ， J／ kg q熱交換 ， J／ kg w功交換 ， J／ kg 二、能量方程的表達式 １ 、 積分式 技術(shù)功 ＝流入和流出推動功－膨脹功 Lw摩阻能耗 ， J／ kg 思考題：摩阻能耗可逆否 ？ 02221???????????????? WLHgvd w????? ? ?? ??? 2121 ?????????? dd ２ 、 微分式 – 用焓表示的微分式 ， 用于計算井中溫度分布 。 0????? wdLdwgdHv d vd ??0????? dwdqg d Hv d vdi 梯度式 ?注意： dH＝ dLsinθ ， ν ＝ 1/ρ θ 與水平方向的夾角 ac cfeldLdpdLdpdLdpdLdp??????????????????????????? ?(dp/dL)總梯度 ， Pa／ m ?(dp/dL)el舉升梯度 ， Pa／ m ?(dp/dL)f摩阻梯度 ， Pa／ m ?(dp/dL)acc加速度梯度 ， Pa／ m ?f摩阻系數(shù) 舉升梯度 : ?(dp/dL)el=ρ gsinθ 摩阻梯度 ?(dp/dL)f=fρ v2/2d 加速度梯度 ?(dp/dL)f=ρ vdv/dL 三、雷諾數(shù) Re和摩阻系數(shù) f １ 、 雷諾數(shù) Re ?定義： Re＝慣性力／粘滯力＝ ρ gvd／ μ g SI單位制 ?思考題：怎樣將 SI單位轉(zhuǎn)換為法定單位 ？ ?實用式 – 關(guān)鍵： v(m/s)→ qsc(sm3/d), μ g:()→(mPa .s) – 思路： v＝ qscBg/(86400π d2/4), ρ g=Mgp/ZRT – Re＝ 102γ gqsc/μ gd ２ 、 摩阻系數(shù) f ?定義： ?Moody： f＝ f（ Re， e／ d） 2/4/4/2vf w????單位體積動能管壁剪應(yīng)力 Moody 摩阻系數(shù) 分區(qū)： 層流 過渡流 紊流 : – 光滑區(qū) – 混合摩阻區(qū) – 完全粗糙區(qū) 實用摩阻系數(shù)公式： (1)、 Colebγ ook公式是最基本的公式 ， 它完全與Moody圖相同 。 但需迭代計算 f ????????????fRed edl og2f1e(2)、 Jain公式 ， 不需迭代計算 f。 與 Colebγ ook公式相比 ， 誤差 1％ ???????????1eRdef第二節(jié) 氣相管流壓降計算方法 一 、 井底靜壓計算 １ 、 思路： (SI單位制 ) 02s i n2????? dwdLdfvdLgv dvdp?? 垂直管靜止氣柱的條件 ① 、 穩(wěn)定流； ② 、 單相氣； ③ 、 dw＝ 0， 不做功； ④ 、 qsc＝ 0， 即 v=0； ⑤ 、 θ =0， 即 sinθ dL＝ dH 0?? gdHdp? Z R TMp?? 靜止氣柱能量方程 – 由上兩式得 – 能量分析：僅存在重力項 ， 摩阻項和動能項為零 。 ?? ?HgppdHdppZTwsts 0 ?gdHRMdppZT?– 應(yīng)用條件：垂直 ， 關(guān)井或 qsc＝ 0 – 思考題：怎樣求解上式 ， 獲得 pws＝ f(pts)？ – 關(guān)鍵：怎樣對上式左邊積分 。 ZT／ p＝ f(p,T) 平均溫度偏差系數(shù)法 (1)、 公式推導 – 假設(shè)： T和 Z都用平均值 ， 即 T＝常數(shù) ， Z＝常數(shù) 。 具體值?。?T＝ (Tts+Tws)/2, p＝ (pts+pws)/2 Z＝ f(p,T) 或 Z＝ (Zts+Zws)/2 – 則靜止氣柱能量方程變?yōu)椋? – 積分得： ZTHdpp g
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