Автор работы: Пользователь скрыл имя, 31 Октября 2013 в 10:21, курсовая работа
В данной курсовой работе рассматривается установившееся движение жидкости и газа в пористых средах, разные виды течения жидкости, фильтрация жидкости, газа и их смесей в природных пластах. Так же приведены расчеты характеристик одномерных фильтрационных потоков. Прилагаемые задачи показывают практическое применение данного метода.
Аннотация
Введение
Схемы одномерных фильтрационных потоков 5
Расчет основных характеристик одномерных фильтрационных потоков жидкости и газа 9
Установившееся движение газированной жидкости в пористой среде 15
Одномерное установившееся движение газов по линейному закону 21
Установившиеся безнапорные течения 29
Одномерные безнапорные фильтрационные потоки жидкости 32
Задачи 36
Выводы
Список литературы
q= Wx/h*l= kфhdh/dx
Из этой формулы найдем уравнение свободной поверхности. Разделив переменные и проинтегрировав, получим:
Здесь постоянная интегрирования С находится из граничного условия h = Н1 при х = 0 и равна kф Н12/2. Тогда уравнение свободной поверхности принимает вид:
qx= kф(H12-h2)/2.
Отсюда легко найти глубину потока h в любом сечении х. Предварительно найдем расход жидкости q. Подставив в (6.3) второе граничное условие h = H 2 при х = l, получим:
q= kф(H12- H22)/(2l).
и расход жидкости Q через плотину шириной В будет равен:
Q=Bkф(H12- H22) )/(2l)=Bkpq(H12- H22)/(2ηl) (6.5)
Форму депрессионной поверхности (пьезометрической линии АС) найдем из формулы (6.3). Подставив в нее выражение (6.4) для расхода q, получим:
(6.6)
Таким образом, согласно гидравлической теории безнапорного движения, пьезометрическая линия АС является параболой, что, строго говоря, не отражает реальную картину течения.
Это ясно из следующих соображений. Из формулы (6.6) при Н2 = 0
у выхода в нижний бьеф (при х = l) получим h = 0 и, следовательно,
бесконечную скорость фильтрации Wx = q/h, что физически невозможно.
Следовательно, в действительности должно быть h (l) > H2, т. е. должен
существовать промежуток высачивания ВС и пьезометрическая кривая
будет иметь вид ABC, а не АС.
Формула же для дебита (6.5), хотя и выведена на основании
приближенных допущений, тем не менее является точной, как было
доказано И. А . Чарным.
Рассмотрим теперь схему установившегося безнапорного притока
жидкости к совершенной скважине (или колодцу) (рисунок 6.2). Пусть на расстоянии Rk уровень грунтовых вод постоянен и равен Нк, в скважине установлен постоянный уровень Hс.
Рисунок 6.2: Схема безнапорного притока к совершенной скважине
Скорость фильтрации на расстоянии r от оси скважины:
Wr=- kфdh/dr,
а расход жидкости через боковую поверхность цилиндра:
Q=|W| 2πrh=kф2πrhdh/dr.
Разделив в (6.7) переменные и проинтегрировав, получим:
Q ln r = π kф h2 + С,
где постоянная интегрирования С находится из граничного условия на контуре питания: Н = Hk. или r = Rk.
Тогда имеем:
Q ln (Rk/r) = π kф (Hk2- h2),
откуда найдем дебит жидкости подставив второе граничное условие на забое скважины: Н = Нс при r= rс.
В результате получим:
(6.9)
Разрешив уравнение (6.8) относительно h, найдем уравнение
депрессионной кривой АС:
(6.10)
Формулы (6.5) и (6.9) называются формулами Дюпюи.
№66
Для возведения фундамента требуется понизить уровень грунтовых вод на 1,5м на площади 10х10 м2 при помощи дренирования. Уровень грунтовых вод находится на глубине 0,5 м от поверхности земли. Вырыт колодец радиусом 20 см на глубину 6,5 м (рисунок 7.1). Определить:
Решение:
Рисунок 7.1
Как видно из чертежа, .
Определим необходимый уровень грунтовых вод на расстоянии r1=7.05м, отсчитывая его от дна колодца: h1=6-1,5=4,5м.
Уровень воды в колодце найдем по формуле:
Подсчитаем подачу насоса
Если подачу насоса увеличить на 10%, то она составит Q’=1.1, Q=0.163*10-3 м3/с.
Определим уровень воды в колодце, соответствующий значению Q’,
Найдем расстояние r', на котором понижение уровня воды равно 1,5м, т.е. h’=4.5 м.
или
откуда
№ 34
Скважина радиусом rc=10 см расположена в центре кругового пласта радиусом Rk=350 м. Коэффициент проницаемости пласта k=0,8 Д, мощность h=12м, динамический коэффициент вязкости нефти µ=5сП. Определить дебит скважины, считая, что залежь по контуру радиуса Rk частично непроницаема (рисунок 7.2). Контур питания представляет собой в плане дугу окружности радиусом Rk с центральным углом α=120о. Давление на контуре питания pk=27,9 МПа (285 кгс/см2), давление на забое скважины pc=7,84 МПа (80 кгс/см2).
Рисунок 7.2
Решение:
Выводы
В курсовой работе были рассмотрены одномерные установившиеся потоки жидкости и газа в пористой среде, схемы фильтрационных потоков и их описание, приведены расчеты основных характеристик одномерных фильтрационных потоков жидкости и газа, по полученным данным построены графики зависимостей фазовых проницаемостей от насыщенности жидкостью парового пространства песков. В заключении предложены решенные задачи, показывающие практическое применение данных методов.
Список литературы:
Информация о работе Одномерные установившиеся потоки жидкости и газа в пористой среде