Расчёт процессов нагнетания горячего теплоносителя при обработке призабойной зоны пласта

       3.2.2 Среднее значение коэффициента  теплопроводности (таблица 3.2):

       а) для первого слоя: 

       где                       

       б) для второго слоя: 

       где                       

       в) для третьего слоя: 

       где                       

       3.2.3 Коэффициент с: 

       3.2.4 Коэффициент d:

       _^×

       3.2.5 Новое (второе) значение t_сл2: 

       3.2.6 Новое (второе) значение t_сл1: 

       3.2.7 Если новые значения t_сл2 и t_сл1, найденные в пп. 3.2.5 и 3.2.6, отличаются от их значений, принятых в п. 3.2.1, то задаёмся значениями t_сл2 и t_сл1, соответственно из пп. 3.2.5 и 3.2.6 и повторяем расчёт по пп 3.2.2 – 3.2.6. Расчёт заканчивается, когда в последних двух приближениях практически не будут отличаться численные значения как t_сл2, так и t_сл1. 

       3.2.2 Среднее значение коэффициента  теплопроводности (таблица 3.2):

       а) для первого слоя: 

       где                       

       б) для второго слоя: 

       где                       

       в) для третьего слоя: 

       где                       

       3.2.3 Коэффициент с: 

       3.2.4 Коэффициент d:

       _^×

       3.2.5 Новое (второе) значение t_сл2: 

       3.2.6 Новое (второе) значение t_сл1: 

       3.2.7 Если новые значения t_сл2 и t_сл1, найденные в пп. 3.2.5 и 3.2.6, отличаются от их значений, принятых в п. 3.2.1, то задаёмся значениями t_сл2 и t_сл1, соответственно из пп. 3.2.5 и 3.2.6 и повторяем расчёт по пп 3.2.2 – 3.2.6. Расчёт заканчивается, когда в последних двух приближениях практически не будут отличаться численные значения как t_сл2, так и t_сл1. 

       3.2.2 Среднее значение коэффициента  теплопроводности (таблица 3.2):

       а) для первого слоя: 

       где                       

       б) для второго слоя: 

       где                       

       в) для третьего слоя: 

       где                       

       3.2.3 Коэффициент с: 

       3.2.4 Коэффициент d:

       _^×

       3.2.5 Новое (второе) значение t_сл2: 

       3.2.6 Новое (второе) значение t_сл1: 

       3.2.7 Так как новые значения t_сл2 и t_сл1, найденные в пп. 3.2.5 и 3.2.6, незначительно отличаются от их значений, принятых в п. 3.2.1, то задаёмся значениями t_сл2 и t_сл1, соответственно из пп. 3.2.5 и 3.2.6, т. е. t_сл1=457,2882 °С, t_сл2=90,2663 °С.

       3.2.8 Плотность теплового потока:

       через первый слой 

       через второй слой 
 

       через третий слой 

       3.2.9 Так как найденные значения  q₁, q₂, q₃ будут отличаться не более чем на 0,1 Вт/м², то окончательно принимаем 
 

       3.3 РАСЧЁТА ДВУХСЛОЙНОЙ ИЗОЛЯЦИИ

       Методика  расчёта двухслойной изоляции аналогична расчёту трёхслойной изоляции.

       3.3.1 В первом приближении принимаем  t_c1>t_cл1>t_c2: 

       3.3.2 Выполняется расчёт п. 3.2.2 для  двух слоёв (первого и второго), причём принимаем t_cл2>t_c2:

       а) для первого слоя: 

       где                       

       б) для второго слоя: 

       где                       

       3.3.3 Новое второе значение t_cл1: 

       3.3.4 Если новое значение t_cл1, найденное в п. 3.3.3, отличается от его значения, принятого в п. 3.3.1, то задаются значением t_cл1 из п. 3.3.3 и повторяют расчёт по пп. 3.2.2 а), б), 3.2.3.

       Расчёт  заканчивают, когда в последних  двух приближениях численные значения t_cл1 практически на (0,0001 – 0,0005) °С не будут отличаться друг от друга. 
 

       3.3.2 Выполняется расчёт п. 3.2.2 для  двух слоёв (первого и второго), причём принимаем t_cл2>t_c2:

       а) для первого слоя: 

       где                       

       б) для второго слоя: 

       где                       

       3.3.3 Новое второе значение t_cл1: 

       3.3.4 Если новое значение t_cл1, найденное в п. 3.3.3, отличается от его значения, принятого в п. 3.3.1, то задаются значением t_cл1 из п. 3.3.3 и повторяют расчёт по пп. 3.2.2 а), б), 3.2.3.

       Расчёт  заканчивают, когда в последних  двух приближениях численные значения t_cл1 практически на (0,0001 – 0,0005) °С не будут отличаться друг от друга. 

       3.3.2 Выполняется расчёт п. 3.2.2 для  двух слоёв (первого и второго), причём принимаем t_cл2>t_c2:

       а) для первого слоя: 

       где                       

       б) для второго слоя: 

       где                       

       3.3.3 Новое второе значение t_cл1: 

       3.3.4 Если новое значение t_cл1, найденное в п. 3.3.3, отличается от его значения, принятого в п. 3.3.1, то задаются значением t_cл1 из п. 3.3.3 и повторяют расчёт по пп. 3.2.2 а), б), 3.2.3.

       Расчёт  заканчивают, когда в последних  двух приближениях численные значения t_cл1 практически на (0,0001 – 0,0005) °С не будут отличаться друг от друга. 

       3.3.2 Выполняется расчёт п. 3.2.2 для  двух слоёв (первого и второго), причём принимаем t_cл2>t_c2:

       а) для первого слоя: 

       где                       

       б) для второго слоя: 

       где                       

       3.3.3 Новое второе значение t_cл1: 

       3.3.4 В последних двух приближениях численные значения t_cл1 практически (на (0,0001 – 0,0005) °С) не отличаются друг от друга, то принимаем его значение t_cл1=447,77 °С. 

       3.3.5 Плотность теплового потока:

       а) через первый слой 

       б) через первый слой 

       3.3.6 Так как найденные значения  q₁ и q₂ не отличаются друг от друга, то окончательно принимается 
 

       3.4 ПРОВЕРКА РЕЗУЛЬТАТОВ РАСЧЁТА ТЕПЛОВОЙ ИЗОЛЯЦИИ

       3.4.1 Разность температур:

       для двухслойной изоляции: 

       для трёхслойной изоляции: 
 

       3.4.2 По известным Δt₂ и скорости ветра w по графику (рисунок ) находим α₂:

       для двухслойной изоляции: 

       для трёхслойной изоляции: 

       3.4.3 По формуле  получается:

       для двухслойной изоляции: 

       Рисунок 3.2 – Зависимость внешнего коэффициента теплоотдачи от скорости ветра и  перепада температур между наружной стенкой изоляции и воздухом (числа  у кривых – скорость ветра) 

для трёхслойной  изоляции: 

       3.4.4 Так как значения внешнего коэффициента теплоотдачи α₂, найденные в пп. 3.4.2 и 3.4.3, отличаются друг от друга (более чем на 0,5 – 1 Вт/(м²·К)), то необходимо задаться новым значением t_с2,  отличающимся  от  исходного на  20 °С и повторить расчёты. Уточнение температуры  наружной стенки парогенератора t_с2 проводится с использованием компьютера.

3.4.5 Результаты расчета программы

Таблица 3.3 – Результаты расчёта программы

 

     3.5 РАСЧЁТ ЭКОНОМИИ ТОПЛИВА ПОСЛЕ ЗАМЕНЫ СТАРОЙ ИЗОЛЯЦИИ НОВОЙ 

     Замена  старой изоляции новой, выполненной  из современных теплоизоляционных  материалов, позволяет в несколько  раз снизить теплопотери  через  обмуровку парогенератора, получить экономию топлива. 

     3.5.1 Коэффициент, учитывающий отличие теплопотерь в окружающую среду при новой и старой изоляции: 

     где q_C и q_Н соответственно плотности теплового потока через старую (например, двухслойную) и новую (например, трёхслойную) изоляции.

     3.5.2 Разность в плотностях теплового потока: 

     3.5.3 Время работы печи в течение года – 300 дней или 

     3.5.4 Площадь изоляции: 

     где h=1,65 м – высота изолированной поверхности парогенератора; d₀=0,3 м – диаметр дымовой трубы.

     3.5.5 Годовая экономия топлива за счёт установки на котле эффективной изоляции: 

     3.5.6 Годовая экономия топлива за счёт замены старой изоляции: 

     3.5.7 Экономия топлива в денежном выражении: 
 
 

     3.6 ВЫВОД:

     В результате замены старой двухслойной изоляции на новую трёхслойную получили годовую экономию теплоты кДж, годовую экономию топлива  кг. 

 

     СПИСОК  ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 

     1 Новосёлов И.В., Молчанова Р.А. Расчет процессов нагнетания горячего теплоносителя при обработке призабойной зоны пласта: учебное пособие.- Уфа: Издательство УГНТУ , 2008.-53 с.

     2 Симаков В. А., Кузнецова В. В. Методические указания и контрольные задания к расчётно-графической работе с применением ЭВМ по разделу «Теплосиловые установки» для студентов специальностей 17.02 «Машины и оборудования нефтяных и газовых промыслов и 09.08 «Технология и комплексная механизация разработки нефтяных и газовых скважин: Уфа - УНИ , 1990.-24 с.