Подготовка попутного газа нефтедобычи к транспорту с применением трехпоточной вихревой трубы

• Автор: Гусев, Александр Петрович
• Шифр специальности: 25.00.17, 05.02.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Тюмень
• Количество страниц: 218 с. : ил.

Основные обозначения
1. Исследования применения вихревых технических средств в технических звеньях системы сбора и подготовки скважинной продукции
1.1. Технические предпосылки использования вихревой технологии в системах сбора нефти и газа
1.2. Сущность вихревого эффекта, его параметры и характеристики и факторы влияющие на эффективность вихревых труб, основные теории
1.3. Разделение газовых смесей с применением вихревых труб
1.3.1. «Сухое» компонентное разделение газовых смесей в вихревых трубах
1.3.2. Разделение углеводородных смесей в установках, базирующихся на двухпоточных вихревых трубах
1.3.3. Трёхпоточные вихревые трубы
1.4. Оценка экономической эффективности применения ТВТ в системах промысловой подготовки нефти и попутного газа к транспорту
1.5. Выводы
2. Экспериментальное исследование термодинамических характеристик трёхпоточных вихревых труб
2.1. Постановка задачи
2.2. Экспериментальное исследование эффекта Ранка-Хилша
при высоком и низком давлениях попутного газа
2.3. Трехпоточная вихревая труба - осушитель воздуха
2.4. Выводы
3. Исследования особенностей проявления эффекта Ранка-

Хилша при работе трехпоточных вихревых труб
• 3.1. Особенности теплового баланса вихревых труб
3.2. Концепция ударно-волнового механизма температурного разделения газа в газодинамических аппаратах
3.3. Трактовка экспериментальных данных, полученных при работе вихревых труб, с позиции ударно-волновой гипотезы
3.4. Выводы
4. Исследования сепарационных характеристик конструктивных вариантов вихревой трубы
р 4.1. Анализ известных экспериментальных результатов
4.2. Описание принципиальной схемы промышленной установки и методики эксперимента
4.3. Конструкция регулируемой трёхпоточной вихревой трубы
4.4. Исследование характеристик ТВТ диаметром 75 мм при низком давлении попутного газа
4.5. Исследование характеристик ТВТ диаметром 75 мм при высоком давлении попутного газа
4.6. Выводы
Общие выводы

Список использованных источников
Приложения

Основные обозначения
А - состав газа (% об.)
Ьс - ширина сопла (мм)
Ср - удельная теплоёмкость при постоянном давлении (кДж/кг • град, ккал/кг • град)
Су - удельная теплоёмкость при постоянном объёме (кДж/кг • град, ккал/кг • град)
Дтр - внутренний диаметр вихревой трубы (мм) бд - диаметр диафрагмы (мм)
<1 = бд / Дтр - относительный диаметр диафрагмы Бс - площадь проходного сечения соплового ввода (мм2)
РС = РС/Ртр- относительная площадь проходного сечения соплового
ввода
Ртр - площадь проходного сечения вихревой трубы (мм2)
Р - частота пульсаций (гц , сек_1) в - весовой расход газа (кг/час)
§ - ускорение силы тяжести (м/сек2)
Н - высота кольцевого сепарационного зазора или перфорации (мм) Ьс - высота сопла (мм)
1 - удельная энтальпия газа (кДж/кг, ккал/кг)
К - Ср / Су - показатель адиабаты Ътр - длина вихревой трубы (мм)
А,шк - показания шкалы хвостовика регулирующего штока ВТ (мм) а) п - показатель политропы Р - давление газа (МПа)
Ох - холодопроизводительность вихревой трубы (кДж/кг, ккал/кг)
основание для использования ВСПГ как составной части комплекса подготовки и утилизации попутного нефтяного газа». К сожалению авторы [70] не привели ни одного режима экспериментальных исследований, чтобы подтвердить свою словесную декларацию.
В заключении данного раздела отметим работу авторов [17], хотя она несколько выпадает из контекста. Речь идёт о разделении т.н. кислого газа (примерно 50 % Н28 и 50 % С02 образующегося в процессе абсорбционной очистки природного газа Оренбургского месторождения. В указанном исследовании реализован низкотемпературный метод разделения с применением ТВТ, который позволил получить фракцию, содержащую до 90 % Н28, причём с меньшими энергозатратами и с незначительными капитальными вложениями по сравнению с ректификационной колонной.
Таким образом, одним из перспективных направлений такого совершенствования может явиться использование низкотемпературных схем с трехпоточными вихревыми трубами. Принципиально они чрезвычайно просты и содержат минимальное количество аппаратов: рекуперационный теплообменник и ТВТ. Поэтому целесообразно провести экономическую оценку данной технологии на конкретном примере, а именно для условий промысла, где по ряду объективных причин, в том числе и финансовых, реализация существующих методов осушки нефтяного газа не представлялась возможным. Такая оценка сделана для дожимной насосной станции (ДНС) «Загорская», на которой была смонтирована, исследована и введена в эксплуатацию промышленная вихревая установка с регулируемой ТВТ.