ЛАБОРАТОРНИЙ ПРАКТИКУМ
|
|
Скачати 0.92 Mb.
|
|
Івано-Франківський національний технічний Університет нафти і газу Р.М.Кондрат, О.Р.Кондрат ТЕХНОЛОГІЯ ВИДОБУВАННЯ ГАЗУ. РОЗРОБКА ТА ЕКСПЛУАТАЦІЯ ГАЗОВИХ І ГАЗОКОНДЕНСАТНИХ РОДОВИЩ ЛАБОРАТОРНИЙ ПРАКТИКУМ2008 МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ Івано-Франківський національний технічний університет нафти і газу Кафедра розробки та експлуатації нафтових і газових родовищ Р.М.Кондрат, О.Р.Кондрат ТЕХНОЛОГІЯ ВИДОБУВАННЯ ГАЗУ. РОЗРОБКА ТА ЕКСПЛУАТАЦІЯ ГАЗОВИХ І ГАЗОКОНДЕНСАТНИХ РОДОВИЩ ЛАБОРАТОРНИЙ ПРАКТИКУМдля студентів спеціальності „Видобування нафти і газу” Рекомендовано методичною радою університету від 26.01.09 р., №3 Івано-Франківськ 2008 МВ 02070855 – 2263 – 2008 Кондрат Р.М., Кондрат О.Р. Технологія видобування газу. Розробка та експлуатація газових і газоконденсатних родовищ: Лабораторний практикум. – Івано-Франківськ: Факел, 2008. - 79 с. Лабораторний практикум містить методичні вказівки для проведення лабораторних занять з дисциплін „Технологія видобування газу”, „Розробка та експлуатація газових і газоконденсатних родовищ”. Розроблено відповідно до робочої програми навчальних дисциплін та навчального плану підготовки фахівців за спеціальністю „Видобування нафти і газу”. Може використовуватись студентами денної та заочної форм навчання. Рецензент: канд. техн. наук, доцент кафедри розробки та експлуатації нафтових і газових родовищ ІФНТУНГ Марчук Ю.В. Дане видання – власність ІФНТУНГ. Забороняється тиражування та розповсюдження. МВ 02070855 – 2263 – 2008 Кондрат Р.М., Кондрат О.Р. Технологія видобування газу. Розробка та експлуатація газових і газоконденсатних родовищ: Лабораторний практикум. – Івано-Франківськ: Факел, 2008. - 79 с. Лабораторний практикум містить методичні вказівки для проведення лабораторних занять з дисциплін „Технологія видобування газу”, „Розробка та експлуатація газових і газоконденсатних родовищ”. Розроблено відповідно до робочої програми навчальних дисциплін та навчального плану підготовки фахівців за спеціальністю „Видобування нафти і газу”. Може використовуватись студентами денної та заочної форм навчання. Рецензент: кандидат технічних наук, доцент кафедри розробки та експлуатації нафтових і газових родовищ ІФНТУНГ Марчук Ю.В. Голова навчально-методичного об'єднання спеціальності „Видобування нафти і газу” Я.С.Коцкулич Завідувач кафедри розробки та експлуатації нафтових і газових родовищ Р.М.Кондрат Член експертно-рецензійної комісії університету А.І.Волобуєв Нормоконтролер О.Є.Шевчук Коректор Н.Ф.Будуйкевич Технік І категорії Н.В.Мирка Дане видання – власність ІФНТУНГ. Забороняється тиражування та розповсюдження. З М І С Т С.
3 ВСТУП Лабораторний практикум призначений для студентів спеціальності ”Видобування нафти і газу” при вивченні дисциплін „Технологія видобування газу”, ”Розробка та експлуатація газових і газоконденсатних родовищ” і включає 10 лабораторних робіт. Кожна лабораторна робота містить мету роботи, коротку теоретичну частину, опис приладів, установок та їх схеми, завдання для самостійної роботи студентів, порядок виконання роботи та методичні вказівки з оформлення результатів, контрольні питання для самоперевірки знань студентів по темі роботи та рекомендовані джерела інформації. Всі лабораторні роботи базуються на наявному обладнанні кафедри ”Розробка та експлуатація нафтових і газових родовищ”, що встановлене в навчальних лабораторіях. Виконання лабораторних робіт є невід’ємною частиною вивчення та засвоєння отриманих знань з дисциплін „Технологія видобування газу” і „Розробка та експлуатація газових і газоконденсатних родовищ”. Тому перед виконанням роботи необхідно насамперед засвоїти її теоретичні аспекти, а вже потім познайомитись зі змістом роботи, обладнанням, порядком виконання роботи, методикою обробки отриманих результатів та їх аналізом і тлумаченням. Під час проведення лабораторних робіт студент повинен дотримуватись правил з техніки безпеки, охорони праці і протипожежної безпеки. За їх порушення студент може бути усунений викладачем від подальшого виконання роботи. За результатами виконаної лабораторної роботи складається звіт, в якому обов’язково зазначаються назва роботи, її мета, основні теоретичні положення, схема приладу (установки), порядок виконання роботи, одержані результати, їхня обробка та висновки. Самостійна робота студента полягає в опрацюванні методичних вказівок до лабораторної роботи, теоретичного матеріалу стосовно теми роботи, набутті знань за контрольними питаннями та підготовці звіту по роботі. Допуск до лабораторної роботи, рівень її виконання та захист оцінюються викладачем за рейтинговою системою згідно з кредитно-модульною системою і робочим планом відповідної дисципліни. Захист студентом лабораторної роботи проводиться після оформлення звіту. 4 ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 1 ОЗНАЙОМЛЕННЯ З ОБЛАДНАННЯМ І ТЕХНІКОЮ ВІДБИРАННЯ І ЗБЕРІГАННЯ ПРОБ ПРИРОДНОГО ГАЗУ І ГАЗОВОГО КОНДЕНСАТУ 1.1 Мета роботи Вивчення конструкції пристроїв для відбирання і контейнерів для зберігання проб природного газу і газового конденсату. Ознайомлення з методикою відбирання проб природного газу і газового конденсату. Набуття навичок відбирання проб природного газу і газового конденсату. 1.2 Теоретична частина Відбирання проб природного газу і газового конденсату проводять на свердловинах, з апаратів і технологічних ліній промислових установок комплексного підготовляння газу, з газопроводів і конденсатопроводів. Проби транспортують в газохімічні лабораторії, де проводять їх аналіз. Результати аналізу проб природного газу і газового конденсату використовують для:
Проба – частина речовини, відібраної на аналіз із досліджуваної маси речовини. Представницька проба – це проба, яка за своїми властивостями і складом повністю характеризує досліджувану масу речовини в момент її відбирання. Середня проба – сукупність представницьких проб за заданий інтервал часу. Проби відбирають з однофазових (газ або конденсат) і двофазових (газоконденсатних, газоводяних, газоводоконденсатних) потоків. Для відбирання проб застосовують пробовідбірні системи, в склад яких входять пробовідбірні пристрої, пробовідбірні лінії, контейнери-пробовідбірники. Пробовідбірні пристрої конструюють і створюють, використовуючи в основному три принципові типові схеми: пробовідбірні зонди (рисунок 1.1 а); змішувачі і стабілізатори (рисунок 1.1 б); комплекси «змішувач+зонд» (рисунок 1.1 в).  а – пробовідбірні зонди: 1 – багатоканальний; 2 – одноканальний; б – змішувачі і стабілізатори: 3,5 – профіль швидкостей руху газорідинного потоку до і після змішувача; 4 – змішувач (набір трубок); в – комплекси: «змішувач+зонд»; 6 - сопло Рисунок 1.1 – Пробовідбірні пристрої У науково-технічному огляді [32] систематизовано матеріал понад 600 публікацій з питань відбирання проб. Кількість винаходів по пробовідбірних пристроях є досить великою, що зумовлено потребою промисловості, особливо газової. Перевага надається багатоканальним ізокінетичним зондам. Студентам рекомендується ознайомитись з вищенаведеним оглядом. Крім конструкції пробовідбірних пристроїв, важливою умовою відбирання проб є дотримування певних правил відбирання проб. Головне з них – підтримування рівності швидкостей руху газорідинного потоку в трубопроводі Wтр і на вході в пробовідбірний наконечник зонда Wпр: Wтр=Wпр. Такі ізокінетичні умови відбирання дають можливість відбирати представницькі проби як з однофазових, так і з двофазових потоків. Інколи припускають, що з однофазового потоку будь-яким способом і пристроєм можна відбирати представницьку пробу. Нерідко відбирають проби через штуцер манометра. Це невірно. Однофазові потоки неоднорідні по перерізу трубопроводів і в різних точках перерізу можливі відмінності в складі і властивостях газу або конденсату. Двофазові потоки ще більш неоднорідні за складом потоку в різних перерізах трубопровода. Розрізняють понад 20 структур (режимів) течії двофазових потоків, три з яких, найбільш характерні, зображені на рисунку 1.2.  а – крапельний; б – плівковий; в – пробковий. 1 – штуцер; 2 – проба непредставницька Рисунок 1.2 – Схема режимів течії двофазового потоку При відбиранні через штуцер манометра проба з двофазового потоку буде значно відрізнятись від середніх характеристик потоку. Тому слід твердо засвоїти, що навіть найдосконаліший аналізатор не дає бажаних результатів, якщо неправильно відібрана проба. Більше того, такий аналіз дезорієнтує експериментатора. Для відбирання проб як із двофазового, так і з однофазового потоків необхідно суворо дотримуватись принципів відбирання, викладених вище, а також керуватися в кожному випадку методичними вказівками по відбиранню проб. Газоконденсатна суміш, яка поступає із пласта на поверхню через свердловини, знаходиться, як правило, у двофазовому газорідинному стані. Під час руху двофазового потоку по стовбуру свердловини і промислових комунікаціях газова і рідинна фази не завжди рівномірно перемішані між собою по причині їх гравітаційного розділення, зміни швидкості руху газорідинного потоку по площі перерізу трубопроводів і напрямків руху струменів газу і рідини (вертикального або горизонтального). Тому навіть у випадку рівності в кожному перерізі трубопоровода або свердловини сумарної кількості вуглеводнів, що містяться в газовій і рідинній частинах потоку, їх кількості в пластовому газі неможливо відібрати представницьку пробу газорідинної суміші із любого вентиля на трубопроводі. Суміш, що відібрана із вентиля на верхній частині трубопровода, буде характеризуватись підвищеним вмістом газу, а суміш із вентиля в нижній частині трубопровода – підвищеним вмістом рідинної фази. Для правильного відбирання середньої проби газоконденсатної суміші потрібно враховувати особливості руху двофазової суміші по вертикальних і горизонтальних трубах. Існує декілька способів відбирання представницьких проб, які можна розділити на дві групи. Способи першої групи ґрунтуються на роздільному відбиранні проб газової і рідинної фаз із усього потоку суміші. Способи другої групи передбачають роздільне відбирання проб газу і рідини із невеликої частини газоконденсатного потоку, який відводиться із попередньо підготовленої всієї суміші в різних точках поперечного перерізу трубопровода. Схема відбирання проби із усього потоку (рисунок 1.3 а) така: трубопровід – промисловий газосепаратор – контейнери (один для газової фази, інші – для рідинної фази). У цьому випадку вся суміш із свердловини поступає в промисловий стаціонарний або пересувний газосепаратор, в якому вона розділяється на газ сепарації і нестабільний (сирий) газовий конденсат. Проби газу і газового конденсату окремо поступають у сталеві контейнери, в яких вони під тиском доставляються в лабораторію для аналізу. Другий спосіб відбирання проб може здійснюватись за двома схемами.  І – суміш із свердловини; фаза: ІІ – газова, ІІІ – рідинна; ІV - суміш 1 – промисловий газосепаратор; 2 – контейнер високого тиску (газовий); 3 – контейнер високого тиску (рідинний); 4 – вентиль; 5 – трубопровід; 6 – пробовідбірні трубки; 7 – малогабаритний газосепаратор; 8 – газорідинний змішувач; 9 – пробовідбірний пристрій Рисунок 1.3 – Схема відбирання проб пластового газу Перша схема: трубопровід – змішувач – пробовідбірні трубки – малогабаритний сепаратор – контейнери високого тиску (рисунок 1.3 б). Друга схема: трубопровід – пробовідбірні трубки різної конструкції для відбирання проб суміші з різних точок перерізу труби – малогабаритний газосепаратор – контейнери високого тиску (рисунок 1.3 в). Метод відбирання представницьких проб із частини потоку газорідинної суміші під час дослідження газоконденсатних свердловин має значні переваги перед методом відбирання проб із усього потоку: зменшення габаритів і маси установок; скорочення термінів дослідження свердловин; збільшення об'єму досліджень. На рисунку 1.4 зображені схеми відомих пробовідбірних пристроїв, які застосовуються під час дослідження газоконденсатних свердловин.  а – пробовідбірна трубка із вертикального потоку; б – пробовідбірна трубка із вертикального потоку із змішувальною сіткою; в – пробовідбірна трубка із горизонтального потоку; г – багатоканальний пробовідбірник із вертикального потоку; д – змішувачі газорідинного потоку Рисунок 1.4 – Схеми пробовідбірних пристроїв для відбирання представницьких проб газорідинної суміші із свердловини Проби з пробовідбірних пристроїв по транспортних лініях, зазвичай металічними трубками невеликого діаметру, направляють у контейнери-пробовідбірники. Контейнери-пробовідбірники призначені для транспортування, зберігання і подавання проби в аналізатори. Їх виготовляють з міцних інертних і корозійностійких матеріалів: скла, пластмас, нержавіючої сталі. Контейнери-пробовідбірники класифікують за наступними ознаками: за тиском: низького – 0,1-0,2 МПа; середнього – 1-3 МПа; високого – до 20 МПа і більше; за способом заповнення пробою: продуванням; витісненням; заміною («прополіскуванням») за об’ємом проби: малого (мікрооб'єму) – декілька см3; середнього – до 1000 см3; великого – до 60000 см3. Контейнери-пробовідбірники різної конструкції зображені на рисунку 1.5.  1 – низького тиску, скляний, середнього об’єму (100 см3), заповнюється продуванням за витісненням; 2 – низького тиску, скляний (пляшка), середнього об’єму (500 см3), заповнюється витісненням; 3 – середнього тиску, пластмасовий, середнього об’єму (70 см3), заповнюється витісненням; 4 – високого тиску (35,0 МПа), металевий (нержавіюча сталь) середнього об’єму (100см3), заповнюється витісненням або продуванням; 5 – високого тиску, металевий, середнього об’єму (1000 см3), заповнюється витісненням або продуванням Рисунок 1.5 – Контейнери – пробовідбірники Важливу роль відіграє транспортування в лабораторію відібраних на промислі проб газу і газового конденсату. У процесі транспортування контейнера з пробою газу потрібно, щоб важкі вуглеводні не конденсувались в контейнері. Це досягається створенням у процесі відбирання проб такої температури сепарації, яка була би нижчою максимально можливої температури під час транспортування контейнерів. Інакше при зниженні температури навколишнього середовища важкі вуглеводні, які знаходяться в газі, будуть конденсуватися, тобто осідати на стінках контейнера і не попадуть на аналіз, що призведе до зниження вмісту важких вуглеводнів у складі пластової газоконденсатної суміші. Під час транспортування проб газового конденсату необхідно забезпечити збереження в контейнері тиску відбирання (тиску сепарації), що досягається надійною герметизацією контейнера. Проби газу і газового конденсату повинні бути відібрані одночасно при однакових умовах сепарації. Тільки в цьому випадку можна отримати за результатами їх аналізу достовірний склад пластової газоконденсатної суміші. У процесі проведення лабораторних аналізів проб газу і газового конденсату використовуються: установка для дегазації газонасиченого газового конденсату, доставленого в контейнерах високого тиску; лабораторна скляна ректифікаційна колонка; хроматографи; стандартні прилади для визначення густини, в'язкості, температури застигання, групового хімічного складу та інших фізико-хімічних властивостей газу і конденсату. 1.3 Обладнання і прилади Пробовідбірні пристрої, контейнери-пробовідбірники. 1.4 Методика проведення досліду Лабораторна робота полягає в заповненні контейнерів-пробовідбірників азотом з ліній низького і середнього тиску (рисунок 1.6). Пробовідбірники заповнюють методом продування або витіснення. Спочатку переконуються в тому, що тиск в пробовідбірних лініях не перевищує допустимих значень, відповідно, 0,2 і 3,0 МПа.  1 – балон з азотом; 2 – редуктор; 3 – регулятор тиску; 4 – манометр водяний; 5 – манометр зразковий; 6 – лінія газова; 7 – пробовідбірні лінії Рисунок 1.6 – Схема лабораторної установки по проведенню відбирання проб газу низького (0,1 МПа) і середнього тиску (1,0 МПа) При методі продування пробовідбірник однієї із зображених на рисунку 1.6 конструкцій підключають до пробовідбірної лінії. Як правило, пробовідбірники ставлять вертикально. Пробовідбірна лінія підключається до нижнього вентиля пробовідбірника. Перевіряють герметичність з’єднань (наприклад намилюванням). Потім повільно відкривають нижній вентиль пробовідбірника, після невеликої паузи відкривають, також повільно, верхній вентиль пробовідбірника. Переконавшись в усталеному потоці газу через пробовідбірник (на слух або по кольору струменю, але ні в якому випадку не підставляючи руку під струмінь), витримують 2-3 хвилини струмінь в такому положенні. Після цього енергійно, але не різко, закривають верхній вентиль і потім після невеликої паузи – і нижній. Пробовідбірник-контейнер від’єднують від відбірної лінії і занурюють в ємність з водою. На герметичність контейнера вказує відсутність бульбашок газу на його штуцерах. Якщо контейнер не герметичний, то проба непридатна для аналізу. Тому газ випускають із контейнера, перевіряють роботу вентилів, усувають причину пропускання і знову відбирають пробу. 1.5 Оформлення звіту У звіті вказати мету роботи, навести схеми відбирання проб газу і пробовідбірних пристроїв, описати методику відбирання проб газу та особливості наповнення газом контейнерів-пробовідбірників. 1.6 Контрольні питання 1.6.1 Мета відбирання проб газу і конденсату. 1.6.2 Охарактеризуйте поняття „проба”, „представницька проба”, „середня проба”. 1.6.3 Склад і конструкція пробовідбірної системи. 1.6.4 Вплив фазового стану вуглеводнів на відбирання проб газу і конденсату. 1.6.5 Основні умови відбирання проб газу і конденсату. 1.6.6 Класифікація контейнерів-пробовідбірників. 1.6.7 Послідовність операцій з відбирання проб газу і конденсату. 1.6.8 Перевірка герметичності контейнера-пробовідбірника. 1.7 Рекомендовані джерела інформації /1, 2, 8, 14, 22-25, 32, 33/ ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 2 ВИЗНАЧЕННЯ ГУСТИНИ ПРИРОДНИХ ВУГЛЕВОДНЕВИХ ГАЗІВ 2.1 Мета роботи Вивчити та засвоїти методику визначення густини вуглеводневих газів з допомогою ефузіометра. 2.2 Теоретична частина Визначення густини газів проводять у промислових і науково-дослідних лабораторіях нафтогазовидобувних підприємств і науково-дослідних інститутів. Густина газів входить до багатьох розрахункових формул, які використовуються в газовій справі: при підрахунках запасів газу в покладі і кількості видобутого газу; при визначенні за аналітичними залежностями пластових і вибійних тисків; при розрахунках процесів фільтрації газу в пласті, руху його у свердловинах і в газозбірних мережах і т.д. Ще більше значення має знання точної величини відносної густини газу при розрахунку критичних параметрів газу (псевдокритичних тиску і температури), для визначення коефіцієнта стисливості і динамічного коефіцієнта в’язкості та інших характеристик природних вуглеводневих газів, оскільки для цього використовуються графічні та аналітичні залежності характеристик газу від його відносної густини. Таким чином, випускники нафтогазових спеціальностей у практичній роботі будуть постійно оперувати величинами густини газів, самостійно визначати густину газу або використовувати результати її визначень. Тому мета лабораторної роботи полягає в тому, щоб студенти отримали необхідні теоретичні знання і практичні навички з визначення густини газу. Для цього в лабораторному практикумі наведено теоретичні основи і виконано огляд методів визначення густини газів, описано стандартний і спрощений методи визначення густини газів і наведено приклади і необхідні таблиці. Для самостійної роботи студентів наведено контрольні питання і джерела інформації. Густина газу – це один з основних параметрів газу, що залежить від його складу, тиску і температури. Природні гази за складом і вмістом окремих компонентів поділяються на три групи: 1) гази, які видобувають із суто газових родовищ (сухі гази) і складаються в основному з метану (82-98 % об.); 2) гази, які видобувають із газоконденсатних родовищ і є сумішшю сухого газу та рідкого газового (вуглеводневого) конденсату, що складається з бензинових, гасових, лігроїнових фракцій, а іноді й важких масляних фракцій (солярового масла) – цей газ також містить значну кількість метану (70-85 % об. і більше); 3) гази, які видобувають разом з нафтою із нафтових родовищ, – це супутні нафтові гази, які представляють собою суміші сухого газу, пропан-бутанової фракції і газового бензину і містять тільки 30-70 % об. метану. Густина природного вуглеводневого газу  це маса одиниці об’єму газу при певних тиску і температурі і визначається як відношення маси газу М до об’єму V, який він займає,: . (2.1)Густина газу залежить від його складу, тиску і температури. При відомому складі густину газу (кг/м3) визначають як відношення молярної маси газу Мг (кг/моль) до об'єму одного моля (м3/моль) за формулами: - за нормальних умов (тиск Р0=0,1013 МПа, температура Т0=273 К або t0=0 0С):  (2.2)- за стандартних умов (тиск Рст=0,1013 МПа, температура Тст=293 К або tст=20 0С):  , (2.3)де  (2.4)уі – об'ємна (молярна) частка і-ого компонента в газі; Мі – молекулярна маса і-того компонента; n – кількість компонентів у газовій суміші; 22,4141; 24,055 – об'єм, який займає один моль газу відповідно за нормальних і стандартних умов. У газовій промисловості облік газу проводиться при стандартних фізичних умовах. Густину газу при заданих тиску Р і температурі Т можна визначити, використовуючи рівняння стану газу, наприклад, рівняння Клапейрона-Менделеєва:  , (2.5)де Z – коефіцієнт стисливості газу відповідного складу при заданих тиску Р і температурі Т. У нафтогазовій справі для практичних розрахунків часто використовують відносну густину газу, під якою розуміють відношення густини газу до густини повітря при однакових умовах (тиску і температурі). Відносна густина повітря за нормальних умов становить  кг/м3, за стандартних умов -  кг/м3. Відносна густина газу зручна тим, що вона є сталою величиною і не залежить від тиску і температури, якщо нехтувати різницею в коефіцієнтах стисливості газу при нормальних і стандартних умовах. або  ; (2.6) або  . (2.7)За обома формулами отримують однакові значення відносної густини газу. Відносну густину газу можна також визначити, як відношення молекулярної маси газу МГ до молекулярної маси повітря Мп (Мп= 28,979 кг/моль) за формулою:  . (2.8)Вираз (2.8) для визначення відносної густини газу  можна також отримати і спільного розв'язку рівнянь (2.2) і (2.6), (2.3) і (2.7): ; (2.9) . (2.10)Ефузіометричний метод визначення густини газу ґрунтується на вимірюванні швидкості (часу) витікання через вузький отвір (капіляр) однакових об'ємів двох різних газів, густина одного з яких відома. Фізична суть ефузіометричного методу вимірювання густини газу полягає в наступному. Газ, знаходячись в посудині під тиском P1, витікає з неї через вузький отвір площею S у простір, де є тиск P2. Позначимо лінійну швидкість витікання газу через W, а густину газу через . Тоді за одиницю часу через отвір протікає маса газу: . (2.11)Робота А, яка витрачається при цьому, дорівнює:  . (2.12)За законом збереження енергії:  . (2.13)Підставимо в рівняння (2.13) вираз для маси газу з рівняння (2.11). Отримаємо:  . (2.14)Звідси отримуємо наступний вираз для швидкості витікання газу через вузький отвір:  . (2.15)З виразу (2.15) слідує, що швидкість витікання газу через вузький отвір, обернено пропорційна квадратному кореню із його густини. Якщо через вузький отвір будуть витікати послідовно рівні об’єми різних газів при однакових тисках P1 і P2 і температурах, то з рівняння (2.15) можна отримати наступне співвідношення:   . (2.16)Наведене співвідношення (2.16) називається законом Грема. Швидкість витікання певного об'єму газу через вузький капіляр обернено пропорційна часу витікання. Тому співвідношення (2.16) можна записати у вигляді:  . (2.17)Із закону Генрі витікає, що співвідношення густин різних газів обернено пропорційне співвідношенню квадратів швидкостей витікання однакових об'ємів цих газів через вузькі отвори і прямо пропорційне співвідношенню квадратів часу витікання цих газів. Тому, знаючи густину одного газу і визначивши час витікання кожного з них, можна визначити густину іншого (досліджуваного) газу. В основному в якості відомого газу береться повітря. 2.3 Обладнання та прилади Ефузіометр призначений для визначення густини вуглеводневих газів. Схема приладу зображена на рисунку 2.1. Прилад складається з вимірювальної ємності (посудини) 1 з двома мітками „а” і „б”, триходового крана 2, діафрагми (капілярного відводу) 3, відводу 4 для заповнення вимірювальної ємності досліджуваним газом, двоходового крана 5, зрівнювальної склянки 6. 2.4 Порядок виконання роботи 2.4.1 Вимірювальну склянку 1 при верхньому положенні зрівнювальної склянки 6 заповнюють розсолом - насиченим розчином повареної солі (кран 5 відкритий, кран 2 в положенні ”в”). Відвідні трубки, які йдуть до джерела досліджуваного газу, також повинні бути заповнені розсолом. 2.4.2 Відвідну трубку з’єднують із джерелом газу, зрівнювальну склянку 6 опускають і засмоктують газ у вимірювальну посудину 1 так, щоб рівень води був нижче мітки “а”.   1 – вимірювальна ємність з двома мітками “а” і “б”; 2 – триходовий кран; 3 – капілярний відвід (діафрагма); 4 – відвід для заповнення ефузіометра газом, що досліджується; 5 – двоходовий кран; 6 – зрівнювальна склянка Рисунок 2.1 – Прилад для вимірювання густини вуглеводневих газів 2.4.3 Закривають крани 5 і 2, зрівнювальну склянку 6 піднімають у верхнє положення, потім відкривають кран 5, а кран 2 ставлять у положення “г”. При цьому рівень рідини (розсолу) у вимірювальній склянці почне підніматися. Коли рівень розсолу співпаде з міткою „а”, включають секундомір, а при досягненні рівнем розсолу мітки “б” секундомір виключають. Таким чином визначають час витікання tГ заданого об’єму газу від мітки “а” до мітки „б”. Вимірювання часу витікання газу повторюють три рази і вираховують його середнє значення. Результати вимірювань заносять у таблицю 2.1. таблиця 2.1 – Результати дослідів та обчислень
2.4.4 Від'єднують джерело досліджуваного газу, заповнюють вимірювальну ємність 1 повітрям і повторюють дослідження по п.2.4.3 з повітрям. Результати вимірювання заносять у таблицю 2.1. 2.5 Обробка результатів Густину газу  за умов досліду визначають за формулою: , (2.17)де  - густина повітря за умов досліду , кг/м3.tг- середнє значення часу витікання газу, с. tП- середнє значення часу витікання повітря, с. В основному визначають густину газу за стандартних умов, при яких густина повітря дорівнює =1,205 кг/м3.Відносну густину газу визначають за формулою:  . (2.18)За результатами досліджень необхідно визначити абсолютну та відносну похибки вимірювання густини газу (часу витікання газу). Абсолютна похибка вимірювання – це абсолютне значення різниці між середнім значенням вимірюваної величини і значенням окремих вимірів. Наприклад, в результаті вимірювань густини газу отримано такі значення: ρ1=0,683 кг/м3; ρ2=0,690 кг/м3; ρ3=0,685 кг/м3. Середнє значення густини газу дорівнює ρср=0,686 кг/м3. Абсолютна похибка дорівнює Δ ρ1=|0,686-0,083|=0,003 кг/м3; Δ ρ2=|0,686-0,690|=0,004 кг/м3. Δ ρ3=|0,686-0,665|=0,0001 кг/м3. Середня абсолютна похибка Δ ρcр – це середнє арифметичне абсолютних похибок кількох вимірів:  , (2.19)Δ ρcр=0,00266 кг/м3. Відносна похибка – це відношення середньої абсолютної похибки до середнього значення вимірюваної величини :  , =0,39 %.Вимоги, яких необхідно дотримуватись під час проведення роботи для отримання точних результатів : 1) рівність тиску і температури в ефузіометрі при витіканні повітря і газу; 2) забезпечення чистоти каліброваного отвору в діафрагмі; 3) багаторазове промивання ефузіометра гасом перед початком вимірювань; 4) забезпечення точності проведення вимірювань. 2.6 Контрольні питання 2.6.1 Що розуміють під густиною природного вуглеводневого газу? 2.6.2 З якою метою визначають густину природного вуглеводневого газу? 2.6.3 Запишіть основні залежності для визначення густини газу. 2.6.4 Охарактеризуйте методи визначення густини газу. 2.6.5 Охарактеризуйте поняття „відносна густина газу”, як її визначають? 2.6.6 В чому полягає закон Грема? 2.6.7 Охарактеризуйте порядок визначення густини газу з допомогою ефузіометра. 2.6.8 Як обробляють результати досліду з визначення густини газу за допомогою ефузіометра? 2.6.9 На які основні показники розробки газових і газоконденсатних родовищ впливає густина вуглеводневого газу? 2.6.10 Охарактеризуйте схему приладу для визначення густини газу ефузіометричним методом і методику вимірювання. 2.6.11 Як визначають абсолютну і відносну похибки вимірювань? 2.7 Рекомендовані джерела інформації /1-3, 7, 8, 15, 21-25, 29/ ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 3 ВИЗНАЧЕННЯ КІНЕМАТИЧНОЇ В’ЯЗКОСТІ СТАБІЛЬНОГО ВУГЛЕВОДНЕВОГО КОНДЕНСАТУ 3.1 Мета роботи Вивчити та засвоїти методику визначення кінематичної в’язкості стабільного вуглеводневого (газового) конденсату за допомогою віскозиметра. 3.2 Теоретична частина Значна кількість родовищ природних газів належить до числа газоконденсатних родовищ. Пластові гази цих родовищ містять в розчиненому стані велику кількість важких вуглеводнів від пентану і вище, які при зниженні тиску і температури частково виділяються із газу у вигляді газового (вуглеводневого) конденсату. Вуглеводневий конденсат складається із суміші бензинових, гасових, лігроїнових і більш важких масляних фракцій (солярового масла) і є цінною сировиною для нафтохімічної промисловості. У процесі розробки газоконденсатних родовищ продукція свердловин по шлейфах поступає на установки комплексного підготовляння газу і конденсату, де відбувається розділення газу і вільного конденсату та їх подальше підготовляння до дальнього транспортування шляхом вилучення з газу несконденсованих важких вуглеводнів методами низькотемпературної сепарації, абсорбції та адсорбції. Сконденсована в промисловому сепараторі при тиску і температурі сепарації рідина не є товарним продуктом і являє собою нестабільний (сирий) конденсат, який містить значну кількість легких вуглеводнів (метану, етану, пропану, бутану). Стабілізація конденсату є основним етапом його підготовляння до транспортування і зберігання. Вона полягає у вилученні з конденсату легких вуглеводнів, які за стандартних умов (тиск – 0,1013 МПа, температура – 293 К або 20 0С) знаходяться в газоподібному стані. Стабільним вважається конденсат, який за стандартних умов містить суміш рідких вуглеводнів (пентан+вищі). Пропан-бутанова фракція, яку отримують у процесі стабілізації конденсату, є цінною сировиною для нафтохімічної промисловості. Для розрахунку технологічних процесів і апаратів промислового підготовляння конденсату і проектування конденсатопроводів необхідно знати в’язкість конденсату при різних температурах. 3.3 Обладнання та прилади Прилад для визначення кінематичної в’язкості стабільного вуглеводневого конденсату показано на рисунку 3.1. Він складається з водяної бані 1, віскозиметра типу Пінкевича 2, електромішалки 3, електроконтактного термометра 4, електронагрівника 5, панелі управління 6, гумової груші 7, триходового крана 8. Віскозиметр 2 затискується в держаку 9 штатива 10. Електронагрівник 5 і електромішалка 3 монтуються на покришці 11. Панель управління має два тумблери. Лівий служить для включення електронагрівника, правий – для включення електромішалки.  1 - водяна баня; 2 - віскозиметр типу Пінкевича; 3 - електромішалка; 4 - електроконтактний термометр; 5 - електронагрівник; 6 - панель управління; 7 - гумова груша; 8 - триходовий кран; 9 - держак; 10 - штатив; 11 - покришка. Рисунок 3.1 – Прилад для вимірювання кінематичної в’язкості стабільного конденсату 3.4 Порядок виконання роботи Перед початком досліду віскозиметр ретельно промивають послідовно бензином, етиловим спиртом і просушують продуванням чистим підігрітим повітрям або в сушильній шафі. Для набирання проби конденсату на відвідну трубку В одягають гумову трубку з грушею. Потім, затиснувши пальцем коліно Б, перевертають віскозиметр і опускають коліно А в посудину з конденсатом. За допомогою гумової груші засмоктують конденсат у віскозиметр до мітки М2. При цьому необхідно слідкувати, щоб у капілярі і в розширеннях Д не утворились бульбашки повітря, розриви і плівки. В той момент, коли рівень конденсату доходить до мітки М2, віскозиметр виймають із посудини з конденсатом і швидко ставлять у нормальне положення. Знімають резинову трубку з відвідної трубки. Витирають зовнішню сторону коліна А і одягають на нього гумову трубку з грушею. Підготовлений віскозиметр з пробою конденсату за допомогою штатива і затискувача встановлюють у строго вертикальне положення у водяній бані таким чином, щоб верхнє розширення Д знаходилося під рівнем рідини в термостаті (бані). Для проведення досліду підключають вилку приладу до розетки живлення, задають (за допомогою електроконтактного термометра) необхідне значення температури і включають в роботу електронагрівник і мішалку. Після встановлення необхідної температури знімають виміри. Для цього при відкритому триходовому крані запомповують грушею конденсат в коліно А, приблизно до однієї третьої висоти верхнього розширення Д. Потім за допомогою триходового крана з’єднують коліно А віскозиметра з атмосферою. Під дією власної ваги конденсат починає перетікати із коліна А через капіляр в коліно Б. Точно в момент, коли рівень конденсату досягне мітки М1, включають секундомір і зупиняють його в той момент, коли рівень конденсату досягне мітки М2. Час, який зафіксовано секундоміром, записують. Визначення часу витікання конденсату через капіляр повторюють кілька разів. Згідно з ГОСТ 33-66, число паралельних вимірів встановлюється залежно від часу витікання конденсату: п’ять вимірів при часі витікання від 200 до 300 секунд, чотири – при часі витікання від 300 до 600 секунд, три – при часі витікання понад 600 секунд. Аналогічні виміри проводять при семи-восьми різних температурах. |
Схожі:
|
ЛАБОРАТОРНИЙ ПРАКТИКУМ З ГЕНЕТИКИ Афанасьєва К. С, Рушковський С. Р., Безруков В. Ф., Демидов С. В. Лабораторний практикум з генетики. Посібник для студентів біологічного... |
Лабораторний практикум Курс «Геологорозвідувальна справа» має на меті ознайомлення студентів з геологічними умовами, технічними засобами і методичними прийомами... |
|
СУПУТНИКОВА Пилип’юк Р. Г., Пилип’юк Р. Р. Супутникова геодезія: лабораторний практикум. – Івано-Франківськ: Факел. 2009. – 67 с |
Доцент кафедри розробки та експлуатації нафтових і газових родовищ Ю. В. Марчук ЗМІСТ Стор Бойко В. С., Тарко Я. Б., Вольченко Д. О., Соломчак Я. В., Псюк М. О. Лабораторний практикум з технології видобування нафти. Частина... |
|
Практикум Укладач : Пуценко Світлана Іванівна Ольшаниця Розв’язування задач з економіки: практикум/уклад. С.І. Пуценко. – Ольшаниця: Ольшаницька ЗОШ І-ІІІ ступенів, 2014. – 48 с |
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ Івано-Франківський національний... Зоріна Н. О., Стельмахович Г. Д. Основи екології: Практикум. – Івано-Франківськ: ІФНТУНГ, 2010 – 36 с |
|
ПРАКТИКУМ до курсу “Цивільне право. Особлива частина”. Зміст За цим практикумом передбачено вивчення другої (особливої) частини курсу “Цивільне право”. Практикум включає в себе такі розділи:... |
ІІ Розділ. Практикум з використання комп’ютерної техніки та інформаційних технологій Розділ. Практикум з використання комп’ютерної техніки та інформаційних технологій |
|
Тема : Добування кисню Обладнання і реактиви: лабораторний штатив, спиртівка, сірники, пробірка, корок з газовідвідною трубкою, хімічний стакан, кристалізатор,... |
Тема 1 «Початкові хімічні поняття» Обладнання і матеріали: лабораторний штатив, мірний циліндр, лійка, порцелянова чашка, фільтрувальний папір, магніт, дистилятор,... |
При копіюванні матеріалу обов'язкове зазначення активного посилання © 2013
звернутися до адміністрації
bibl.com.ua
звернутися до адміністрації
bibl.com.ua