Теплопередача при нагнетании в пласт горячей воды. Відділ пропаганди спортивно-патріотичного руху «Карпатська Січ»

Відділ пропаганди спортивно-патріотичного руху «Карпатська Січ»

Микола Гайовий

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное агентство по образованию

РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

НЕФТИ И ГАЗА имени И.М. Губкина

 

Кафедра термодинамики и тепловых двигателей

курсовая работа

по дисциплине «тЕплотехника»:

Теплопередача при нагнетании в пласт горячей воды

Вариант - 17

 

 

Выполнила: ст.гр. МО-08-10

Щеглова Н.Е.

Проверил: Купцов С.М.

 

Москва 2011

Содержание

 

Постановка задач……………………………………………………………………………………………….3

 

Расчет………………………………………………………………………………………………………………….5

 

Вывод………………………………………………………………………………………………………………..17

 

Список использованной литературы ………………………………………………………………18

 

 

Постановка задачи

Горячая вода нагнетается в скважину глубиной по колонне НКТ с наружным диаметром и толщиной стенки . Температура воды на устье скважины составляет , а её объемный расход равен . НКТ концентрично установлены в ОК с наружным диаметром и толщиной стенки . Наружный диаметр цементного камня равен . Кольцевое пространство межу ОК и НКТ заполнено флюидом.

Определить температуру горячей воды на забое скважины через суток с начала нагнетания.

Построить графики изменения температуры горячей воды, геотермической температуры по глубине скважины и радиальное распределение температуры в середине скважины.

 

Исходные данные

Вар		,оС	,оС/м	,сут	Флюид в КЗ	Месторождение
7	470	88	0,037	18	Нефть III	Каражанбас (Алевролиты и глина)

Вар	,м	,мм	,мм	,мм	,мм	,мм
17	2500	168	10,0	114	9,0	243

Рис.1. Схема нагнетательной скважины

1 – кондуктор; 2 – цементный камень; 3 – обсадная колонна; 4 –флюид (нефть III); 5 – НКТ; 6 – пакер; 7 – порода; 8 – продуктивный пласт;

 

 

Последовательность передачи теплоты от теплоносителя (закачиваемой воды) к горной породе:

1 – вынужденная конвекция в теплоносителе;

2 – теплоотдача от теплоносителя к стенкам колонны насосно-ком­прес­сорных труб (НКТ);

3 – теплопроводность через стенки колонны НКТ;

4 – теплоотдача от стенок колонны НКТ к флюиду (нефти) в затрубном пространстве;

5 – свободная конвекция флюида и теплообмен излучением в затрубном про­странстве;

6 – теплоотдача от флюида в затрубном пространстве к стенкам колонны об­садных труб (ОК);

7 – теплопроводность через стенки ОК;

8 – теплопроводность через цементный камень (ЦК);

9 – теплопроводность в горной породе.

Совокупность этих процессов называется теплопередачей в скважине.

 

Теплопроводность представляет собой форму распространения теплоты путем непосредственного соприкосновения отдельных частиц тела, имеющих различную температуру. При этом процесс теплообмена происходит вследствие передачи энергии микродвижения одних элементарных частиц другим.

 

Конвективным теплообменном называется форма переноса теплоты, в пространстве, осуществляемая перемещающимися частицами жидкости (капельная жидкость или газ). При перемещении в пространстве различно нагретых частиц жидкости происходит непосредственное их соприкосновение, поэтому здесь имеет место теплопроводность. Следовательно конвективный теплообмен представляет собой совокупное действие двух процессов – конвекции и теплопроводности.

 

Лучистым теплообменом, или тепловым излучением называется форма передачи теплоты излучением между телами, который включает последовательное превращение внутренней энергии тела в энергию излучения, распространение ее в пространстве и превращение энергии излучения во внутреннюю энергию другого тела.

 

Теплопередача – процесс переноса теплоты от горячей текучей среды к холодной через разделяющую твердую поверхность.

Расчет