no-img
پارس یونی

شبیه سازی جریان دوفازی در پمپ ها - پارس یونی


پارس یونی
گزارش خرابی لینک
اطلاعات را وارد کنید .

ادامه مطلب

DOC
شبیه سازی جریان دوفازی در پمپ ها
امتیاز 1.00 ( 2 رای )شبیه سازی جریان دوفازی در پمپ ها">
doc
۲۹ دی ۱۳۹۶
7.9 مگابایت
۲۵,۰۰۰ تومان
۲۵,۰۰۰ تومان – خرید
107صفحه

شبیه سازی جریان دوفازی در پمپ ها


چکیده:
به کار گیری تلمبه های چند فاز که منجر به کاهش تجهیزات میدانی (field installations) مورد نیاز می شوند. با افزودن انرژی مورد نیاز نفت خام استخراج شده، ارسال این مواد را به نقاط دور دست بدون نیاز به جدا سازی گاز از نفت در محل، امکان پذیر می سازد.
شرکت ملی مناطق نفت خیز جنوب برای اولین بار در کشور استفاده از فناوری جدید تلمبه های چند فازی را جهت افزایش تولید بر روی ده حلقه چاه در میدان نفتی اهواز تجربه کرده است. در این مقاله ساختار سیستم استخراج نفت و گاز توسط تلمبه های چند فازی نصب شده در مناطق نفت خیز جنوب شامل ساختار تلمبه، سیستم تامین انرژی الکتریکی، مبدل فرکانس متغیر (VFD) و سیستم کنترل آن ارائه خواهد شد.

مقدمه:

خوشبختانه در کشور عزیزمان ایران مخازن نفتی (Oil Reservoir) به طور طبیعی و گاهی در اثر تزریق گاز دارای فشار بوده و استخراج نفت از اعماق زمین (حدوداً بین ۳ تا ۴ هزار متری) تا سطح چاه (Well Surface) و از آن جا تا واحدهای بهره برداری (Production Units) بدون بهره گیری از هر گونه مکانیزمی صورت می گیرد.
ولی به تدریج و با سپری شدن عمر بهره برداری از مخازن و در صورت عدم تامین انرژی مورد نیاز (در بعضی از مخازن به طور طبیعی انرژی رانشی از دیگر منابع تامین گردیده و بعضاً) با تزریق گاز، آب و … که با هزینه های هنگفتی نیز همراه است به این مهم دست می یابند. فشار چاه ها کاهش یافته به طوری که امکان ارسال نفت تولیدی از سر چاه ها به واحد های بهره برداری میسر نبوده و به همین علت چاه های مزبور بسته (Plug) شده و با این عمل استمرار تولید با وقفه مواجه می شود.
شرکت ملی مناطق نفت خیز جنوب از دیر باز (قبل از تکنولوژی تلمبه های چند فازی) این مشکل را به وسیله نصب تفکیک گر سر چاهی مجهز به تلمبه های برقی (Wellhead Booster Pump)تجربه کرده است. ولی پیش نیاز استفاده از تلمبه های مزبور، نصب تفکیک گر و جداسازی گاز از نفت، احداث خطوط انتقال جداگانه برای گاز و دیگر تجهیزات فرآیندی مورد نیاز بوده و با توجه به کاهش دبی متوسط چاه ها، توسعه این سیستم را که با هزینه های هنگفتی همراه است از لحاظ اقتصادی با چالش جدی مواجه می سازد. امروزه استفاده از فن آوری های ساده تر و اقتصادی تر ازجمله بکارگیری تلمبه های چندفازی موردتوجه کلیه شرکت های بزرگ نفتی جهان قرار داشته، بطوریکه با گذشت بیش از دو دهه از بهره مندی از این تکنولوژی در صنایع نفتی، بطور فزاینده ای در حال توسعه می باشد.

 

عنوان فهرست مطالب صفحه
چکیده: ۱
مقدمه: ۲
فصل اول ۳
پمپ ها ۳
۱-۱ تاریخچه: ۴
۱-۱-۱-کشیدن آب توسط سطل: ۴
۱-۱-۲-بالابر یا الاواتور لودی: ۱۰
۱-۱-۳-چرخ آبی کوچک: ۱۱
۱-۱-۴- پمپ های پیستونی و پمپ های پیستونی مستغرق: ۱۵
۱-۲-تعریف پمپ ۱۷
۱-۳-طبقه بندى پمپ ها ۱۸
۱-۳-۱-پمپ هاى پیوسته (با جابه جایى غیرمثبت یا دینامیکى): ۱۸
۱-۳-۲- پمپ هاى گسسته (با جابه جایى مثبت یا جابه جایى): ۱۸
۱-۴- کاربرد پمپ ها ۱۸
۱-۴-۱-کاربرد پمپ هاى پیوسته ۱۸
۱-۴-۲- کاربرد پمپ هاى گسسته: ۲۱
۱-۵- تقسیم بندى پمپ ها ۲۴
۱-۶-پمپ هاى پیوسته ۲۴
۱-۶-۱- پمپهاى جریان شعاعى ( گریز از مرکز یا سانتریفوژ « centrifucal pumps ») ۲۴
۱-۶-۱-۱- اصول کار پمپ هاى گریز از مرکز: ۲۵
۱-۶-۱-۲- ساختمان پمپ هاى گریز از مرکز: ۲۵
۱-۶-۱-۳- انواع پمپ هاى گریز از مرکز: ۲۷
۱-۶-۱-۳-۱- تقسیم بندى پمپ هاى سانتریفوژ از نظر نوع پوسته: ۲۷
۱-۶-۱-۳-۲-تقسیم بندى پمپ ها از نظر وضعیت دهانه مکش و رانش: ۳۰
۱-۶-۱-۳-۳- تقسیم بندى پمپ ها از نظر پروانه: ۳۱
۱-۶-۱-۳-۴- تقسیم بندى پمپ هاى گریز از مرکز ازنظر تعداد طبقات: ۳۷
۱-۶-۱-۳-۵- تقسیم بندى پمپ ها از نظر فشار و دبى: ۴۰
۱-۶-۲-پمپ هاى ملخى (Propeller pumps) 41
۱-۶-۲-۱- پمپ هاى جریان محورى: ۴۲
۱-۶-۲-۲-پمپ هاى جریان مختلط: ۴۳
۱-۶-۲-۳-پمپ هاى خاص: ۴۳
فصل دوم ۴۵
پمپ مارپیچی دو فازی و پارامترهای موثر بر عملکرد آن ۴۵
۲-۱-مقدمه: ۴۶
۲-۲-تاریخچه کویل پمپ ۴۷
۲-۳- ساختمان، نحوه کار و پارامترهای موثر بر عملکرد پمپ مارپیچی دو فازی ۴۷
۲-۳-۱- ساختمان پمپ مارپیچی ۴۷
۲-۳-۲- نحوه کار ۴۹
۲-۴- ویژگی های پمپ مارپیچی ۴۹
۲-۴-۱- پمپاژ سیال دو فازی گاز – مایع ۴۹
۲-۴-۲-سرعت دورانی کم ۵۰
۲-۴-۳- ساخت ، نصب و راه اندازی آسان و هزینه کم ۵۰
۲-۴-۴- مواد مورد استفاده در ساخت پمپ مارپیچی ۵۰
۲-۵- مقایسه پمپ مارپیچی با دیگر پمپ ها ۵۰
۲-۶- پارامترهای موثر بر عملکرد پمپ مارپیچی ۵۱
۲-۷-نحوه تاثیر هر یک از پارامترها بر عملکرد پمپ مارپیچی ۵۲
۲-۷-۱ نسبت آب و هوای ورودی ( γ ) ۵۲
۲-۷-۲- سرعت دورانی ۵۴
,۲-۸- زاویه محور استوانه پمپ مارپیچی با افق (β) ۵۶
۲-۹- گام لوله مارپیچ (P) 56
۲-۱۰- تعداد دور لوله مارپیچ (تعداد کویل ها n) 57
۲-۱۱- قطر لوله مارپیچ (d) 58
۲-۱۲- قطر استوانه (D) 59
۲-۱۳- رابطه تئوری دبی پمپ مارپیچی ۵۹
۲-۱۴- نتیجه گیری ۶۰
فصل سوم ۶۱
انتقال جریان چند فازی از طریق تلمبه های سانتریفیوژ ۶۱
۳-۱- مقدمه: ۶۲
۳-۲-الگوهای جریان در خطوط لوله قائم ۶۲
۳-۲-۱-جریان حبابی:Bubbly flow 63
۳-۲-۲-جریان لخته ای :Slug flow 63
۳-۲-۳-جریان کف آلود:Churn flow 63
۳-۲-۴-جریان قطره ای:Annular flow 63
۳-۳-الگوی جریان در خطوط لوله افقی ۶۴
۳-۳-۱-جریان حبابی:Bubbly flow 64
۳-۳-۲-جریان توپی یا قالبی: ۶۴
۳-۳-۳-جریان لایه ای: ۶۴
۳-۳-۴-جریان موجی: ۶۴
۳-۳-۵-جریان لخته ای: slug flow 65
۳-۳-۶-جریان حلقوی:Annular flow 65
۳-۳-۷-جریان قطره ای: ۶۵
۷-۴-جریان چند فازی از طریق تلمبه های سانتریفوژ ۶۵
۷-۴-۱-کارهای پیشین ۶۶
۷-۴-۱-۱-مطالعات تجربی: ۶۶
۷-۴-۱-۲-مدل های تجزیه وتحلیل : ۶۷
۷-۴-۱-۳-لی و بیردن : ۶۷
۷-۴-۱-۴-تارپلی: ۶۷
۷-۴-۲-فرمول بندی مدل ۶۷
۷-۴-۳-توسعه یک مدل ساده ۶۸
۷-۴-۴- فرمول بندی کردن یک مدل چندفازی ، یک بعدی مشابه ۶۸
۷-۴-۵-منحنی چند فازی ایده آل ۶۸
۷-۴-۶-معادلات پیوستگی ۶۸
۷-۴-۷-معادلات شتاب ۶۹
۷-۴-۸-حل مدل ۷۱
۷-۴-۹-نتایج مدل دینامیکی ۷۲
۷-۴-۱۰-مدل همبستگی(مدل ۲): ۷۳
۷-۴-۱۱-طراحی(محوری برحسب شعاعی) و مختصات تلمبه ۷۳
فصل چهارم ۸۴
استخراج نفت خام توسط تلمبه های چند فازی در مناطق نفت خیز جنوب ۸۴
۴-۱-مقدمه: ۸۵
۴-۲- ساختار کلی سیستم ۸۶
۴-۳- تلمبه چندفازی ۸۷
۴-۴- تأمین انرژی و سیتم کنترل سرعت ۸۸
۴-۵- کنترل سرعت تلمبه با استفاده از مبدل فرکانس متغیر (VFD) 89
۴-۶- سیستم کنترل ۹۱
۴-۷-۱- وضعیت راه اندازی ۹۱
۴-۷-۲- وضعیت کار ۹۲
۴-۷-۳- وضعیت توقف ۹۲
۴-۸- نتیجه گیری ۹۲
منابع و مراجع: ۹۶
Abstract: 97

عنوان فهرست اشکال صفحه
شکل۱-۱-کشیدن آب ازچاه ۵
شکل ۱-۲- دلو یا سیفون ۶
شکل ۱-۳ شادوف ۷
شکل ۱-۴ – نوریا ۸
شکل ۱-۵ نوریای پیشرفته ۹
شکل ۱-۶ چرخ آبکشی ۱۰
شکل ۱-۷ الواتور لومر ۱۱
شکل ۱-۸ چرخ آبی کوچک ۱۲
شکل ۱-۹ ساکیه ۱۳
شکل ۱-۱۰ پیچ ارشمیدس ۱۴
شکل ۱-۱۱ پمپ های پیستونی ۱۶
شکل ۱-۱۲ پمپ سانتریفیوژ ۱۷
شکل ۱-۱۳ پمپ های سانتریفوژ پیشرفته ۱۷
شکل۱-۱۴ پمپ ۱۹
شکل ۱-۱۵ پمپ تحت فشار ۱۹
شکل ۱-۱۶ پمپ زهکش در حال کار ۲۰
شکل ۱-۱۷ پمپ سیرکولاتور ۲۰
شکل ۱-۱۸ پمپ در جک هیدرولیکى ۲۱
شکل ۱-۱۹ کاربرد پمپ در مدار روغن کارى موتور ۲۲
شکل ۱-۲۰ پمپ روغن کش دستى ۲۲
شکل ۱-۲۱ پمپ آب دستى ۲۳
شکل ۱-۲۲ سیستم سوخت رسانى انژکتوری ۲۳
شکل ۱-۲۳ مسیر حرکت سیال در پمپ گریز از مرکز ۲۵
شکل ۱-۲۴ شماتیک جریان سیال در پمپ گریز از مرکز ۲۶
شکل ۱-۲۵ ساختمان پمپ گریز از مرکز ۲۶
شکل ۱-۲۶ اجزاى داخلى پمپ گریز از مرکز ۲۷
شکل ۱-۲۷ پوسته حلزونى پمپ افقى ۲۸
شکل ۱-۲۸ پوسته حلزونى دوجداره ۲۸
شکل ۱-۲۹ جریان مایع در پمپ گریز از مرکز ۲۹
شکل ۱-۳۰ پمپ یک تکه ۳۰
شکل ۱-۳۱ پمپ دو تکه باز شده ۳۰
شکل ۱-۳۲ وضعیت هاى مختلف دهنۀ رانش پمپ گریز از مرکز ۳۰
شکل ۱-۳۳ پروانه بسته ۳۱
شکل ۱-۳۴ پروانه نیمه باز ۳۲
شکل ۱-۳۵ پروانه باز ۳۲
شکل۱-۳۶ پروانه هاى مخصوص ۳۲
شکل ۱-۳۷ پمپ گریز از مرکز با مکش یک طرفه ۳۳
شکل ۱-۳۸ پمپ گریز از مرکز با پروانه دومکشى ۳۴
شکل ۱-۳۹ جهت نسبى جریان سیال از پروانه ۳۵
شکل ۱-۴۰ پروانه با جریان شعاعى ۳۶
شکل ۱-۴۱ پروانه مختلط ۳۶
شکل ۱-۴۲ پروانه جریان محورى ۳۷
شکل ۱-۴۳ پمپ چند طبقه محور افقى ۳۸
شکل ۱-۴۴ پمپ چند طبقه محور عمودى ۳۸
شکل ۱-۴۵ نحوه عبور آب از محل ورود تا محل خروج در پمپ چند طبقه ۳۹
شکل ۱-۴۶ پوسته و پروانه یک نوع پمپ گریز از مرکز ۴۰
شکل ۱-۴۷ مسیر جریان سیال در پمپ توربینى ۴۱
شکل ۱-۴۸ پروانه پمپ توربینی ۴۱
شکل ۱-۴۹ پمپ جریان محورى ۴۲
شکل ۱-۵۰ جهت جریان در پمپ محورى ۴۲
شکل ۱-۵۱ پمپ جریان مختلط ۴۳
شکل ۱-۵۲ ساختمان پمپ کف کش ۴۴
شکل ۱-۵۳ پمپ لجن کش و پروانه بدون پره ۴۴
شکل ۲-۱ نمایه ای از پمپ مارپیچی دو فازی ۴۸
شکل ۲-۲ زاویه آب و هوا در سطح مقطع استوانه ۵۳
شکل ۲-۳ اثر تغییر نسبت مایع به گاز ورودی γ بر دبی خروجی ۵۳
شکل ۲-۴ اثر تغییر نسبت مایع به گاز ورودی γ بر ارتفاع خروجی ۵۴
شکل ۲-۵ تغییرات دبی با سرعت دورانی در H و γ ثابت ۵۴
شکل ۲-۶ تغییرات دبی بر حسب سرعت دورانی با ثابت نگه داشتن ارتفاع خروجی. ۵۵
شکل ۲-۷ رابطه سرعت دورانی و ارتفاع خروجی پمپ مارپیچی ۵۵
شکل ۲-۸ مقایسه دبی پمپ مارپیچی در دو زاویه β ۵۶
شکل ۲-۹ تاثیر گام مارپیچ بر دبی ۵۶
شکل ۲-۱۰ تاثیر گام مارپیچ بر ارتفاع ۵۷
شکل ۲-۱۱ تاثیر تعداد کویلها بر دبی ۵۷
شکل ۲-۱۲ تاثیر تعداد کویلها بر ارتفاع خروجی ۵۸
شکل ۲-۱۳ تاثیر قطر لوله مارپیچ بر دبی ۵۸
شکل ۲-۱۴ تاثیر قطر لوله مارپیچ بر ارتفاع پمپاژ ۵۹
عکس ۳-۱ اثر لغزشی در سرعت خروجی ۷۵
عکس ۳-۲ فرمولاسیون مدل دینامیکی ۷۵
عکس ۳ -۳ نام گذاری ۷۶
عکس ۳-۴ هندسه پمپ ۷۷
عکس ۳-۵ پیش بینی مدل دینامیکی (k-70): Pin=60 , 9.92% Gas 77
عکس ۳-۶ پیش بینی مدل دینامیکی (k-70): Pin=308 , 19.83% Gas 78
عکس ۳-۷ پیش بینی مدل دینامیکی (k-70): Pin=200 , 29.75% Gas 78
عکس ۳-۸ پیش بینی مدل دینامیکی (k-70): Pin=350 , 49.58% Gas 79
عکس ۳-۹ پیش بینی مدل دینامیکی (C-72): Pin=55 , 9.92% Gas 79
عکس ۳-۱۰ پیش بینی مدل دینامیکی (C-72): Pin=300 Psig , 19.83% Gas 80
عکس ۳-۱۱ پیش بینی مدل دینامیکی (C-72): Pin=220 Psig , 29.75% Gas 80
عکس ۳-۱۲ پیش بینی مدل دینامیکی (C-72): Pin=410 Psig , 49.58% Gas 81
عکس ۳-۱۳ پیش بینی مدل دینامیکی (I-42B): Pin=60 Psig , in=5.67% Deisel-Co2 81
عکس ۳-۱۴ پیش بینی مدل دینامیکی (I-42B): Pin=95 Psig , in=30% Deisel-Co2 82
عکس ۳-۱۵ پیش بینی مدل دینامیکی (I-42B): Pin=280 Psig , in=30% Deisel-Co2 82
عکس ۳-۱۶ پیش بینی مدل دینامیکی (I-42B): Pin=280 Psig , in=39.94% Deisel-Co2 83
عکس ۳-۱۷ رفتار پمپ چند مرحله ای ۸۳
شکل ۴-۱ بلوک دیاگرام مبدل الکترونیکی فرکانس متغیر کنترل سرعت تلمبه ۸۹
شکل ۴-۲ مقایسه هارمونیک های ترانی ۶ پالسه و ۱۲ پالسه ۹۰
شکل ۴-۳: شکل موج ولتاژ خروجی مبدل DC-AC 90
شکل ۴-۴: شکل موج فیلتر شده اعمالی به موتور ۹۰

عنوان فهرست جداول صفحه

جدول ۱-۱ تقسیم بندى پمپ ها ۲۴
جدول ۲-۱ تاثیر پارامترها ۶۰
جدول ۳-۱ مقایسه خطاها برای دینامیک ۷۴
جدول ۴-۱ ۸۸
جدول ۴-۲ ۸۸



دیدگاه ها


دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *