Исходные данные к заданию 3

Для интенсификации отдачи нефтяного пласта по теплоизолированным трубам НКТ в течение времени Ζ нагнетается насыщенный водяной пар. Рассчитать и начертить график изменения температуры теплоносителя на участке нагнетательной скважины х₁ – х₂ (показать не менее 4 точек ).

Конструкция скважины представлена на рисунке 5.1.

Температура невозмущенной породы равна: τ = τ₀+ Г× х, °С.

Избыточная температура между температурой стенки трубы НКТ и средней температурой пара Δ t₀= 10 °С.

Коэффициент теплопроводности цементного камня: λ_ц = 0,36 Вт/(м×°С).

Температура нейтрального поля Земли: τ₀= 6 °С.

Таблица 5.1 - Исходные данные по вариантам к заданию 3

Предпоследняя цифра шифра
Расход пара, т/ч	G					4,5	4,5	4,5		4,5	4,5
Скорость пара по стволу скважины, м/с	w
Время закачки пара, ч	z
Координаты исследуемого участка скважины, м		-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
Геотермический градиент, °С/м	Г	0,0137	0,0141
Температура пара на устье, °С		Для всех вариантов 250
Последняя цифра шрифта
Среднее давление пара, МПа			7,1	7,2	7,3	7,4	7,5	7,6	7,7	7,8	7,9
Средняя температура пара, °С
Внутренний диаметр трубы НКТ, мм
Толщина стенки трубы НКТ, мм		4,5		4,5		4,5		4,5		4,5
Последняя цифра шрифта
Коэффициент теплопроводности материала трубы НКТ, Вт/м °С		Для всех вариантов 45
Толщина изоляции трубы НКТ, мм		1,5		1,5		1,5		1,5		1,5
Коэффициент теплопроводности материала изоляции трубы НКТ, Вт/м °С		Для всех вариантов 0,21
Коэффициент эффективной теплопроводности среды кольцевого пространства Вт/м °С
Внутренний диаметр обсадной колонны, мм
Наружный диаметр обсадной колонны, мм
Коэффициент теплопроводности материала обсадной колонны, Вт/м °С		Для всех вариантов 50
Толщина цементного камня, мм
Коэффициент теплопроводности породы Вт/м °С		2,2	2,36	1,37	2,28	2,2	2,36	1,7	2,28	2,2	2,36
Коэффициент температуропроводности породы, м²/ с	×10^-7	9,6	8,6	11,57	12,54	9,6	8,6	1,57	2,54	9,6	8,6

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 5.1 – Схема оборудования скважины для нагнетания пара

d₀

d₁

d₂

d₃

d₄

d₅

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

Рисунок 5.2 – Схема участка нагнетательной скважины. Водяной пар.

Приложение

Таблица 1 – Характеристика теплоизоляционных материалов

Наименование теплоизоляции	Формула для вычисления коэффициента теплопроводности в зависимости от температуры
Совелит А	0,065 + 0,00009 , Вт/(м×К)
Совелит В	0,068 + 0,00016 , Вт/(м×К)
Ньювель	0,07 + 0,00006 , Вт/(м×К)
Стекловолокно	0,036 +0,00031 t , Вт/(м×К)
Вермикулит А	0,074 +0,00023 , Вт/(м×К)
Вермикулит В	0,062 +0,00017 , Вт/(м×К)

Таблица 2 – Значения удельных энтальпий i, кДж/м³ для 1 м³ газов и влажного воздуха

t, ⁰С

Таблица 3 – Физические свойства водяного пара в состоянии насыщения

t, ⁰С	с_р, кДж/(кг×К)	l×10², Вт/(м×град)	n×10⁶, м²/с	Рr
	2,395	2,884	5,47	1,16
	2,479	3,012	4,39	1,18
	2,583	3,128	3,57	1,21
	2,709	3,268	2,93	1,25
	2,856	3,419	2,44	1,3
	3,023	3,547	2,03	1,36

Таблица 4 – Значения удельных объемов u м³/кг, удельных энтальпий i, кДж/кг, удельных энтропий s, кДж/(кг×К), для перегретого пара при различных значениях температуры t, ⁰С и давления Р, МПа

Р, МПа Параметры 240 ⁰С 300 ⁰С 360 ⁰С 400 ⁰С

1,0 u 0,2271 0,2578 0,2871 0,3065

i

s 6,877 7,116 7,330 7,461

1,6 u 0,1384 0,1585 0,1775 0,1899

i

s 6,662 6,877 7,098 7,233

2,0 u 0,1084 0,1255 0,1410 0,1511

i

s 6,491 6,757 6,985 7,122

6,0 u – 0,03620 0,04334 0,04742

i –

s – 6,060 6,371 6,535

7,0 u – 0,02948 0,03630 0,03997

i –

s – 5,925 6,270 6,442

8,0 u – 0,02429 0,03098 0,03438

i –

s – 5,788 6,177 6,358

9,0 u – – 0,02678 0,03001

i – –

s – – 6,089 6,280

10,0 u – – 0,02337 0,02646

i – –

s – – 6,002 6,207

Таблица 5 – Физические свойства сухого воздуха при В = 760 мм.рт.ст.

t, ⁰С r, кг/м³ с_р, кДж/(кг×К) l×10², Вт/(м×К) а ×10⁶, м²/с m×10⁶, Н×с/м² n×10^-6, м²/с Рr

– 50 1,584 1,013 2,04 12,7 14,6 9,23 0,728

– 40 1,515 1,013 2,12 13,8 15,2 10,04 0,728

– 30 1,453 1,013 2,20 14,9 15,7 10,80 0,723

– 20 1,395 1,009 2,28 16,2 16,2 12,79 0,716

– 10 1,342 1,009 2,36 17,4 16,7 12,43 0,712

1,293 1,005 2,44 18,8 17,2 13,28 0,707

1,247 1,005 2,51 20,0 17,6 14,16 0,705

1,205 1,005 2,59 21,4 18,1 15,06 0,703

1,165 1,005 2,67 22,9 18,6 16,00 0,701

1,128 1,005 2,76 24,3 19,1 16,96 0,699

1,093 1,005 2,83 25,7 19,6 17,95 0,698

1,060 1,005 2,90 27,2 20,1 18,97 0,696

1,029 1,009 2,96 28,6 20,6 20,02 0,694

1,000 1,009 3,05 30,2 21,1 21,09 0,692

0,972 1,009 3,13 31,9 21,5 22,10 0,690

0,946 1,009 3,21 33,6 21,9 23,13 0,688

0,898 1,009 3,34 36,8 22,8 25,45 0,686

0,854 1,013 3,49 40,3 23,7 27,80 0,684

0,851 1,017 3,64 43,9 24,5 30,09 0,682

0,779 1,022 3,78 47,5 25,3 32,49 0,681

0,746 1,026 3,93 51,4 26,0 34,85 0,680

0,674 1,038 4,27 61,0 27,4 40,61 0,677

0,615 1,047 4,60 71,6 29,7 48,33 0,674

0,566 1,059 4,91 81,9 31,4 55,46 0,676

0,524 1,068 5,21 93,1 33,0 63,09 0,678

0,456 1,093 5,74 115,3 36,2 79,38 0,687

0,404 1,114 6,22 138,3 39,1 96,89 0,699

Таблица 6 –Элементарный состав рабочей массы некоторых жидких топлив, %

Топливо Марка W^р A^р S^р_к S^р_л C^P H^р N^р O^р

Мазут малосернистый MC 3,0 0,05 0,3 84,7 11,7 – 0,3

Мазут сернистый C 3,0 0,1 1,4 83,8 11,2 – 0,5

Мазут высокосернистый BC 3,0 0,1 2,8 83,0 10,4 – 0,7

Таблица 7 – Типы топок, рекомендуемые для котельных агрегатов

Вид топлива Паропроизводительность D, т/ч Топка

Бурый уголь (W^п £4,7, т.е. кроме сильновлажных) £ 10 15...35 35...75 > 75 С забрасывателем и неподвижным слоем С забрасывателем и цепной решеткой Шахтно-мельничная Пылеугольная

Мазут и газы при всех значениях Камерная

Таблица 8 – Основные расчетные характеристики камерных топок с твердым шлакоудалением

Тип топлива Наименование топлива Коэффициент избытка в топке a_т Потери теплоты

от химической неполноты сгорания q₃, % от механической неполноты сгорания q₄, %

Котлы D < 75, т/ч котлы D ≥ 75, т/ч котлы D < 75, т/ч котлы D ≥ 75, т/ч

Камерные для сжигания жидких и газообразных топлив; Мазут, газ (смесительные горелки) 1,1 0,5 0,5 – –

Экранирован-ные Газ (безфакельные горелки при D£ 20 т/ч) 1,1 0,5 0,5 – –

Список литературы

1 Луканин В.Н. Теплотехника. – М.: Высшая школа, 2002

2 Баскаков А.П. Теплотехника. – М.: Высшая школа, 1991

3 Арнольд Л.В., МихайловскийГ.А., Селиверстов В.М. Техническая термодинамика и теплопередача. – М.: Высшая школа, 1979

4 ПоршаковБ.П, Бикчентай Р.Н., Романов Б.А. Термодинамика и теплопередача (в технологических процессах нефтяной и промышленности). – М.: Недра, 1987

5 Проселков Ю.М. Теплопередача в скважинах. – М.: Недра, 1985

6 Михеев М.А., Михеева И.М. Основы теплопередачи. – М.: Энергия, 1973

7 Панкратов Г.Н. Сборник задач по теплотехнике. – М.: Высшая школа, 1986

8 Рабинович О.М. Сборник задач по технической термодинамике. – М.: Машиностроение, 1969.

9 Учебно-методическое пособие для выполнения курсовой работы студентами по направлению 650700 «Нефтегазовое дело», 2011.

Содержание

с.:

	Введение
	Общие указания
	Содержание расчетно-пояснительной записки
	Задание 1 Составление теплового баланса прямоточного парового котла передвижной парогенераторной установки
3.1	Теоретические основы и порядок расчета
3.2	Исходные данные к заданию 1
3.3	Вопросы к заданию 1
	Задание 2 Расчет тепловых потерь наземного паропровода
4.1	Теоретические основы и порядок расчета
4.2	Исходные данные к заданию 2
	Задание 3 Расчет тепловых потерь в стволе скважины при закачке горячего теплоносителя
5.1	Теоретические основы и порядок расчета
5.2	Исходные данные к заданию 3
	Приложение
	Список литературы

Рекомендовано Методическим советом ГОУ ВПО УГНТУ в г. Октябрьский

Редактор А.А. Синилова

Подписано в печать х.х.х Бумага офсетная. Формат 60х84 1/16.

Гарнитура «Таймс». Печать трафаретная. Усл.-печ. л. 1,6. Уч.-изд. л. 1,4

Тираж 100. Заказ

Издательство Уфимского государственного нефтяного технического университета

Адрес издательства:

450062, г. Уфа, ул. Космонавтов, 1