井口温度压力未知一炉一注注汽管网井口蒸汽干度计算法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106703770A(43)申请公布日2017.05.24(21)申请号201611099927.0(22)申请日2016.12.02(71)申请人中国石油天然气股份有限公司地址100007北京市东城区东直门北大街9号(72)发明人何金宝朱静杨清玲胡铭邹杨冯紫微乔沐冷冰周轶青霍艳皎(74)专利代理机构北京三友知识产权代理有限公司11127代理人姚亮沈金辉(51)Int.Cl.E21B43/24(2006.01)权利要求书9页说明书11页(54)发明名称井口温度压力未知一炉一注注汽管网井口蒸汽干度计算法(57)摘要本发明提供了一种井口温度压力未知一炉一注注汽管网井口蒸汽干度计算法，该方法包括以下步骤：以实际注汽管网中的管道连接处为作为节点对注汽管网进行分段；获取锅炉出口参数和各段注汽管线的基础参数；以锅炉出口处为起点，采用迭代计算法逐段计算各段注汽管线出口处的温度、压力、蒸汽干度以及热损失，直到最后一根管段，最终获得出一炉一注注汽管网井口的蒸汽干度。该方法能够综合保温层导热系数的差别、垂直管段的影响、表面外表面温度的差异、局部环境温度的差异、局部风速的差异，因此获得的井口蒸汽干度数据与实际情况更接近，对获得较准确的井下的蒸汽干度分布数据具有重要意义。CN106703770ACN106703770A权利要求书1/9页1.一种井口温度压力未知一炉一注注汽管网井口蒸汽干度计算法，其特征在于，该方法包括以下步骤：以实际注汽管网中的管道连接处为作为节点对注汽管网进行分段；获取锅炉出口参数和各段注汽管线的基础参数；以锅炉出口处为起点，采用迭代计算法逐段计算各段注汽管线出口处的温度、压力、蒸汽干度以及热损失，直到最后一根管段，最终获得出一炉一注注汽管网井口的蒸汽干度。2.根据权利要求1所述的井口温度压力未知一炉一注注汽管网井口蒸汽干度计算法，其特征在于，所述锅炉出口参数包括：每个锅炉的出口温度Tb、每个锅炉的出口压力Pb、每个锅炉的出口蒸汽干度Fb和每个锅炉的注汽量G。3.根据权利要求1所述的井口温度压力未知一炉一注注汽管网井口蒸汽干度计算法，其特征在于，所述各段注汽管线的基础参数包括：每根管段管段类型、每根管段是否有保温层、每段管线处的空气温度Ta(i)、每段管线处的风速νa(i)、每段管线/阀门的导热系数λp(i)、每段管线/阀门内径ri(i)、每段管线/阀门外径ro(i)、每段管线/阀门长度z(i)、每段管壁/阀门外黑度ε(i)、每段管线内壁表面粗糙度Ra(i)、每段管线倾角θ(i)、每段管线修正系数、每段管线热阻修正系数、每段管线/阀门保温层导热系数λil(i)和每段管线保温层厚度Pipe(i,20)。4.根据权利要求1-3任一项所述的井口温度压力未知一炉一注注汽管网井口蒸汽干度计算法，其特征在于，所述以锅炉出口处为起点，采用迭代计算法逐段计算各段注汽管线出口处的温度、压力、蒸汽干度以及热损失，直到最后一根管段，最终获得出一炉一注注汽管网井口的蒸汽干度的步骤包括：步骤一：以锅炉出口为计算起点，计算第i段管线的相关参数；其中，与锅炉出口相连的管线编号为1，依次类推，管线编号i＝1-n，锅炉出口的注汽参数即为第1段管线的入口参数，按照管线的连接顺序依次计算，i＝1时开始计算；步骤二：迭代计算第i段管线压力损失，同时计算第i段管线局部阻力损失；迭代计算第i段管线外表面温度和热损失；迭代计算第i段管线末端的蒸汽干度；输出第i段末端的相关参数，所述相关参数包括温度、压力、蒸汽干度、热损失；步骤三：按照计算第i段管线的蒸汽干度的方法计算后续管线的蒸汽干度，直到最后一根管段，计算出的最后一根管段出口的蒸汽干度参数即为一炉一注注汽管网井口的蒸汽干度。5.根据权利要求4所述的井口温度压力未知一炉一注注汽管网井口蒸汽干度计算法，其特征在于，所述相关参数还包括累计长度、热流密度和绝热层热阻。6.根据权利要求3-5任一项所述的井口温度压力未知一炉一注注汽管网井口蒸汽干度计算法，其特征在于，所述步骤二的具体计算过程包括：(1)假定干度降Δxi，压力降△pi；(2)计算第i段管线的出口处压力pi、出口处温度Ti和出口处蒸汽干度xi：pi＝pi-1-△pi，0.225Ti＝195.94pi-17.8，xi＝xi-1-△xi，上述公式中，pi为第i段管线的出口处压力；Ti为第i段管线的出口处温度；xi为第i段管2CN106703770A权利要求书2/9页线的出口处蒸汽干度；pi-1为第i-1段管线的出口处压力；Ti-1为第i-1段管线的出口处温度；xi-1为第i-1段管线的出口处蒸汽干度；(3)计算第i段管线的平均压力pavi、平均温度Tavi和平均蒸汽干度xavi：pavi＝(pi-1+