天然气工程教程-第7章 管流及嘴流动态.pptVIP

本章目的：确定pws、pwf 当pR一定时，qsc由pwf直接控制，由ptf间接控制。 地层流入动态：qsc＝f(pwf)pR 油管流动动态：井口压力一定时，产量与井底压力的关系。qsc＝f(pwf)ptf 井底压力获取方法： ① 下压力计测量； ② 计算方法。 第一节 气相管流的基本方程 一、气体稳定流动能量方程 思路：流入和流出系统能量之和等于系统内部能量的变化。  注意：上式是针对单位质量流体的能量，各项单位分别是： E----内能，J／kg ρv----膨胀或压缩功，J／kg v2／2----动能，J／kg gH----位能，J／kg q----热交换，J／kg w----功交换，J／kg 二、能量方程的表达式 １、积分式 技术功 ＝ 流入和流出推动功－膨胀功 Lw----摩阻能耗，J／kg 思考题：摩阻能耗可逆否？  ２、微分式 用焓表示的微分式，用于计算井中温度分布。  3、梯度式 注意：dH＝dLsinθ，ν＝1/ρ θ----与水平方向的夹角  举升梯度: (dp/dL)el=ρgsinθ 摩阻梯度 (dp/dL)f=fρv2/2d 加速度梯度 (dp/dL)f=ρvdv/dL 三、雷诺数Re和摩阻系数f １、雷诺数Re 定义：Re＝惯性力／粘滞力＝ρgvd／μg SI单位制 思考题：怎样将SI单位转换为法定单位？  ２、摩阻系数f 定义： Moody：f＝f（Re，e／d）   分区 层流 过渡流 紊流 光滑区 混合摩阻区 完全粗糙区 实用摩阻系数公式 (1)、Colebγook公式是最基本的公式，它完全与Moody图相同。但需迭代计算f 第二节 气相管流压降计算方法 一、井底静压计算 １、思路：(SI单位制)  垂直管静止气柱的条件 ①、稳定流； ②、单相气； ③、dw＝0，不做功； ④、qsc＝0，即v=0； ⑤、θ=0，即sinθdL＝dH 2、静止气柱能量方程 由上两式得 能量分析：仅存在重力项，摩阻项和动能项为零。 3、平均温度偏差系数法 应用条件：垂直，关井或qsc＝0 思考题：怎样求解上式，获得pws＝f(pts)？ 关键：怎样对上式左边积分。 ZT／p＝f(p,T) 则静止气柱能量方程变为： 积分得：  (2)、应用举例 1) 已知pts，求pws。 思路：pws和Z都未知，用迭代法。 计算步骤： ①、赋初值。pws＝pts＋ptsH/12192. eS＝1+S ②、计算T＝(Tts+Tws)/2 ③、赋值pws0＝pws ④、计算p＝(pts+pws)/2 ⑤、计算Z＝f(p,T) 或 Z＝(Zts+Zws)/2 ⑥、计算S＝0.03415γgH/ZT ⑦、计算新pws。pws＝ptseS ⑧、判断｜pws0－pws｜＜ε？成立则结束。否则转至③ 思考题： ①、怎样绘制压力计算框图？ ②、当温度非线性升高时，采用什么计算方法才能提高精度？ 3、Cullendeγ Smith 法 (1)、公式推导 能量方程： 被积函数I＝ZT／p   对上段油管： 能量方程为: ＝曲面积A1≈梯形面积 ＝(pms－pts)(Ims＋Its)/2 pms＝pts＋0.03415γgH/(Ims＋Its)  对下段油管： 能量方程为 : ＝曲面积A2≈梯形面积 ＝(pws－pms)(Iws＋Ims)/2 pws＝pms＋0.03415γgH/(Iws＋Ims)  (2)、应用举例 已知pts，求pws 计算思路：先迭代上段油管求pms。再迭代下段油管求pws。  上段油管计算步骤： ①、赋初值pms＝pts＋ptsH/12192/2 ②、计算Zts＝f(Tts，pts) ③、计算Its＝ZtsTts/pts ④、计算Tms＝(Tts+Tws)/2 ⑤、赋值pms0＝pms ⑥、计算Zms＝f(Tms，pms) ⑦、计算Ims＝ZmsTms/pms ⑧、计算新pms。pms＝pts＋0.03415γgH/(Ims＋Its) ⑨、判断｜pms0－pms｜＜ε？不成立则转至⑤。  下段油管计算步骤： ①、赋初值pws＝pms＋pmsH/12192/2 ②、赋值pws0 ＝ pws ③、计算Zws＝f(Tws，pws) ④、计算Iws＝ZwsTws/pws ⑤、计算新pws。 pws＝pms＋0.03415γgH/(Iws＋I