Файл: Курсовая работа по дисциплине Теплотехника Студент гр. Гр2011 М. Н. Осокин.docx

ВУЗ: Не указан

Категория: Курсовая работа

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 11.04.2024

Просмотров: 29

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

6) температура пара на устье,t= 250 °С;

7) среднее давление пара, Рср = 7,2 МПа;

8) средняя температура пара, tп = 190 °С;

9) внутренний диаметр трубы НКТ,d0 = 79 мм;

10) толщина стенки трубы НКТ, δнкт = 4,5 мм;

11) коэффициент теплопроводности материала трубы НКТ,

λнкт = 45 Вт/(м·°С);

12) толщина изоляции трубы НКТ, δиз = 1,5 мм;

13) коэффициент теплопроводности изоляции трубы НКТ,
λиз
= 0,21 Вт/(м·°С);

14) коэффициент эффективности теплопроводности среды кольцевого пространства, λэф = 18 Вт/(м·°С);

15) внутренний диаметр обсадной колонны,dз = 194 мм;

16) наружный диаметр обсадной колонны,d4 = 234 мм;

17) коэффициент теплопроводности материала обсадной колонны,

λок = 50 Вт/(м·°С);

18) толщина цементного камня, δц = 22 мм;

19) коэффициент теплопроводности породы, λп = 1,37 Вт/(м·°С);

20) коэффициент температуропроводности породы,an = 11,5710-7 м2/с;

21) коэффициент теплопроводности цементного камня,

λц = 0,36 Вт/(м·°С).



3.2 Схема оборудования скважины для нагнетания пара
При расчете тепловых потерь в стволе скважинынужно знать, что при нагнетании высокотемпературных теплоносителей в нефтяной пласт наиболее напряженный тепловой режим характерен для нагнетательных скважин. Нагнетательная скважина (рисунок 3.1) конструктивно представляет собой многослойную цилиндрическую систему, состоящую из насосно-компрессорной трубы 1 с изоляцией 2, обсадной колонны 4, цементного камня 5 и горной породы 6. Кольцевое пространство 3 между трубой НКТ и обсадной колонной может быть заполнено воздухом, жидкостью или другой средой. При нагнетании теплоносителя в пласт значение толщины прогретого слоя горной породы прямо пропорционально коэффициенту температуропроводности породы и времени нагнетания теплоносителя.

При подаче высокотемпературного теплоносителя (водяного пара или горячей воды) в скважину теплота передается (рисунок 3.2):

– от однородного теплоносителя квнутренней поверхности трубы НКТ вынужденной конвекцией (характеризуется коэффициентом теплоотдачи α1);

– через стенку трубы НКТ теплопроводностью (характеризуется коэффициентом теплопроводности λнкт);

– через изоляцию стенки трубы НКТ теплопроводностью (характеризуется коэффициентом теплопроводности λиз);

– через среду кольцевого пространства – теплопроводностью и конвекцией, если среда – жидкость, или теплопроводностью, конвекцией и излучением, если среда – газ (характеризуется коэффициентом теплопроводности λэф);

– через стенку обсадной колонны, цементную оболочку и горную породу – теплопроводностью (характеризуется коэффициентами теплопроводности λок., λц, λn).


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 3.1 – Схема оборудования скважины для нагнетания пара


Водяной пар






1

6

2

3

4







d0 = 79 мм

d1 = 88 мм

d2 = 91 мм

d3 = 194 мм

d4 = 234 мм

d5 = 278 мм
1 – трубы НКТ; 2 – изоляция; 3 – среда кольцевого пространства;
4 – обсадная колонна; 5 – цементный камень; 6 – горная порода


Рисунок 3.2 – Схема участка нагнетательной скважины
3.3 Изменение температуры теплоносителя на участке скважины

(200-600) м
Температура пара в любом сечении скважины определяется по формуле



где – температура нейтрального поля Земли (исходные данные), ;

– температура пара на устье нагнетательной скважины (исходные данные), ;

– осевая координата сечения скважины (исходные данные),
;


– геотермический градиент (исходные данные), ;



где – коэффициент теплопередачи (расчетные данные);

– диаметр трубы НКТ, по которой осуществляется нагнетание пара (исходные данные), ;

– расход пара (исходные данные), ;

– изобарная теплоемкость пара, выбирается по таблице А.3 приложения в зависимости от средней температуры пара (расчетные данные), .
Коэффициент теплопередачи, для данного случая рассчитывается по упрощенной формуле вида



где коэффициент теплоотдачи от пара к площади внутренней поверх-ности трубы НКТ, по которой осуществляется нагнетание (расчетные данные), ;

– толщина i-го слоя многослойной цилиндрической стенки нагнетательной скважины (исходные, расчетные данные), м;

– толщина разогретого слоя породы (расчетные данные), м;



где –коэффициент температуропроводности породы (исходные данные), ;

– время закачки пара (исходные данные), ;