СОДЕРЖАНИЕ 

ВВЕДЕНИЕ           3

1 РАСЧЁТ ПРОЦЕССОВ НАГНЕТАНИЯ ГОРЯЧЕГО

ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ ПРИ ОБРАБОТКЕ 

ПРИЗАБОЙНОЙ ЗОНЫ ПЛАСТА        4

1.1 Исходные  данные          4

1.2 Расчет циклической паротепловой обработки     10

1.3 Вывод            12

2 ТЕПЛОВОЙ  РАСЧЁТ РАБОЧЕГО ЦИКЛА ПОРШНЕВОГО 

ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

С ГАЗОТУРБИННЫМ  НАДДУВОМ       13

2.1 Исходные данные          14

2.2 Расчет рабочего цикла четырёхтактного двигателя с наддувом  16

2.3 Вывод            24

3 РАСЧЁТ  ЭФФЕКТИВНОСТИ ЗАМЕНЫ ТЕПЛОВОЙ 

ИЗОЛЯЦИИ  ПАРОГЕНЕРАТОРА ППУ       26

3.1 Исходные  данные          26

3.2 Расчёт  двухслойной изоляции        29

3.3 Расчёт трёхслойной изоляции     39

3.4 Проверка результатов расчёта тепловой изоляции     42

3.5 Расчёт экономии топлива после замены старой изоляции новой  45

3.6 ВЫВОД           46

СПИСОК  ИСПОЛЬЗОВАНЫХ ИСТОЧНИКОВ     47

ПРИЛОЖЕНИЕ  А          48 
 

 

     ВВЕДЕНИЕ

     Энергетика  – основа экономики и существования  любого цивилизованного государства. Одной из ведущих отраслей топливно-энергетического  комплекса России является нефтяная и газовая промышленность. Она  же является и одним из крупнейших потребителей топливно-энергетических ресурсов в стране. Расход топлива  на собственные энергетические нужды  в добыче нефти и газа составляет около 13% от общего расхода топлива  отрасли.

     Одним из путей интенсификации добычи нефти  является тепловая обработка пласта, в частности циклическая паротепловая обработка. В этом случае термическую  обработку пласта, скважины и наземного  оборудования осуществляют с помощью  передвижной парогенераторной установки (ППУ), смонтированной на шасси автомобиля ЗИЛ-130 или КрАЗ. Потребителем топлива  в установке является парогенератор, двигатель автомобиля и силового привода. В данной работе рассматриваются  методы расчета основных параметров тепловых установок, входящих в состав ППУ (поршневого двигателя внутреннего  сгорания, парогенератора), эффективности  термической обработки пласта, тепловой изоляции котла и др. Эти расчеты  позволят будущему специалисту-нефтянику  рационально подойти к решению  топливно-энергетической проблемы в  своей работе. 
 

 

      

     1 РАСЧЁТ ПРОЦЕССОВ НАГНЕТАНИЯ  ГОРЯЧЕГО ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ ПРИ ОБРАБОТКЕ  ПРИЗАБОЙНОЙ ЗОНЫ ПЛАСТА

1. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

 

     Определить  технологические показатели циклической  паротепловой обработки, исходя из необходимости создания паровой зоны в пласте на расстоянии от оси скважины r_τ=r_а, с радиусом дренажа r_е, радиусом скважины r_c, дебитом скважины до обработки q₀ (таблица 1.1).

     Характеристика  пласта: мощность h=10 м; пористость m; объёмные теплоёмкости скелета пласта c’_ск=с_ск·ρ_ск=1970 кДж/(м³·К), насыщенного пласта c’_п=2500 кДж/(м³·К) и жидкости c’_ж=3360 кДж/(м³·К).

     Для обработки имеется установка  типа ППУ производительностью q_ПГ влажного насыщенного пара при давлении нагнетания P_ППУ с температурой t_ППУ. Степень сухости пара на забое - х, температура конденсации водяного пара (при начальном пластовом давлении P_ПЛ) t_К, пластовая температура t_ПЛ; минимально допустимая пластовая температура, при которой эксплуатация может еще проводится при повышенном дебите, t_Н.

     Известны  также:

     производительность  установок по пару q_п; удельные объемы кипящей воды и сухого насыщенного пара v’ и v”, соответственно; плотность водяного конденсата на забое ρ_в=1000 кг/м³; плотность скелета пласта ρ_ск; коэффициент теплопроводности коллектора - песчаника λ Вт/(м·К); коэффициент теплопроводности окружающих пород λ₀ Вт/(м·К); объёмная теплоёмкость окружающих пород c’₀ кДж/(м³·К); объёмная теплоёмкость водяного конденсата с’_в кДж/(м³·К); теплота парообразования r; остаточная водонасыщенность в паровой зоне s_в.

 

     

     Таблица 1.1 – Задания по расчёту нагнетания в пласт горячего теплоносителя

     Продолжение таблицы 1.1

 

         

     1-обсадная  колонна; 2-нагнетательная колонна; 3-устьевой сальник; 4-лубрикатор; 5-разгрузочная  стойка; 6-паровая передвижная установка  (ППУ); 7-центрирующая шайба; 8-сальниковая  муфта; 9-термостойкий пакер; 10-нефтеносный  пласт

     Рисунок 1.1 - Схема оборудования скважины для нагнетания пара 
 
 

     Рисунок 1.2 – Номограмма для определения  продолжительности нагнетания пара

 

     

     Рисунок 1.3 – Номограмма для определения  среднего дебита скважины после паротепловой обработки 

 

2. РАСЧЁТ  ЦИКЛИЧЕСКОЙ ПАРОТЕПЛОВОЙ ОБРАБОТКИ

 

     1.2.1 Удельный расход сухого пара: 

     1.2.2 Число парогенераторов: 

     1.2.3 Удельные объёмы кипящей воды (v’) и сухого насыщенного пара (v’’) определяются из таблицы П.2.1 приложения 2 по р_пл 
 

     1.2.4 Плотность влажного насыщенного  пара ρ_нп: 

     где v_нп – удельный объём влажного насыщенного пара: 

     1.2.5 Коэффициент, характеризующий удельную энтальпию пласта: 
 
 
 

     1.2.6 Продолжительность нагнетания пара τ_п в скважину находят из номограммы (рисунок 1.2) по рассчитанным данным q’_п, φ и заданному радиусу прогретой зоны r_τ (в начале, соединив прямой точки a и b, находят на нейтральной оси точку с, затем, соединив точки d и с прямой, на её продолжении находят точку е):

        

     1.2.7 Продолжительность выдержки (конденсации  пара): 

     (здесь  t_ППУ – температура пара, вырабатываемого ППУ, ºС; t_к – температура конденсации (насыщения пара при пластовом давлении Р_пл, ºС).

       1.2.8 

       1.2.9 

     1.2.10 Коэффициент находим из графика (рисунок 1.3) по численным значениям _{и .}

     1.2.11 Средний дебит жидкости после  паротепловой обработки: 

     1.2.12 Продолжительность работы скважины на повышенном дебите, полученном в результате паротепловой обработки скважины:

     а) по [2]: 

     б) по [3]: 

     где _;

     в) среднее значение:  

     1.2.13 Эффективность паротепловой обработки: 
 

     

3. ВЫВОД:

 

     В результате циклической парообработки призабойной зоны пласта дебит скважины увеличился с 4,7 м³/ч до 8,46 м³/ч. При этом продолжительность работы скважины с пониженным дебитом скважины составит 17,41 сут., что приводит к получению дополнительной 1863,433 м³ жидкости.

 

     2 ТЕПОВОЙ РАСЧЁТ РАБОЧЕГО ЦИКЛА  ПОРШНЕВОГО ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО  СГОРАНИЯ С ГАЗОТУРБИННЫМ НАДДУВОМ 

       

     1 – поршневая часть двигателя; 2 – впускной коллектор; 3 – выпускной  коллектор; 5 – компрессор; 6 – газовая  турбина; 7 – холодильник; 8 – муфта  связи двигателя с компрессором; 9 – коленчатый вал; 10 – маховик.

     Рисунок 2.1 – Схема двигателя с газотурбинным наддувом 
 

 

     2.1 ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ 

     Таблица 2.1 – Исходные данные, взятые по последней цифре варианта