Семеновского месторождения
.pdf
82
1.За время прохождения эмульсии от входа до выхода отстойника концентрация дисперсной фазы изменяется как вдоль аппарата, так и по его высоте.
2.За время прохождения эмульсии от входа до выхода отстойника ее вязкость изменяется как вдоль аппарата,
так и по его высоте.
3.За время прохождения эмульсии от входа до выхода отстойника ее линейная скорость изменяется как
вдоль аппарата, так и по его высоте.
Такой сложный характер поведения реальной эмульсии в аппарате неизбежно требует ряда упрощений:
Консорциум Н е д р а
83
Пренебрежем толщиной входного слоя, который образуется между нефтью и водяной подушкой.
Будем вести расчет, используя понятие ( |
d |
MIN |
). |
|
Будем считать время отстоя равным среднему времени движения эмульсии вдоль зоны отстоя.
Схема горизонтального отстойника L
h2
DЭ
Э
Водянаяподушка
h3
В
Н
h1
Зная
удаляются
Н и К , с помощью таблице в данном отстойнике.
2.1. определяют минимальный размер капель дисперсной фазы (
d
m
in |
), которые |
Таблица 2.1
Консорциум Н е д р а
Макет космического корабля «Восток-1» в павильоне «Космос» на ВДНХ. За ним — цитата К. Э. Циолковского:
«Сначала неизбежно идут: мысль, фантазия, сказка. За ними шествует научный расчёт. И уже в конце концов исполнение венчает мысль»
Консорциум Н е д р а
84
Усредненное распределение дисперсной фазы по d
d м *10 |
−6 |
|
|
|
|
3 |
4 |
5 |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
60 |
80 |
100 |
0,05 |
0,15 |
0,2 |
0,18 |
0,15 |
0,08 |
0,05 |
0,03 |
0,03 |
0,02 |
0,02 |
200
0,04
Для этого, вычисляют |
|
как |
|
указанные в ячейках величины |
|
||
превышая) . |
|
|
|
разницу |
Н |
до тех пор
и В , двигаясь справа налево по нижней строке табл., суммируются пока найденное слагаемое не станет равным (или минимальным не
Консорциум Н е д р а
Рассчитываются критерий Архимеда, заменял
|
r |
r = |
(1170 |
|
d = (d |
|
) = 5 *10 |
−6 |
; |
|
m in |
|
||||
|
|
|
|
||
d r |
на (d m in ) |
: |
|
|
|
=( д.ф − д.с ) * д.с * dr 3 * g
д.с 2
−823) *823* (5 *10−6 )3 *9.81 (8.2 *10−3 )
85
;
= 0,0368
При
Для
r 36, следовательно режим Ламинарный.
Ламинарных условий оседания:
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4.7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Qн |
( |
д.ф − |
д.с ) * g * d m in |
* |
1 − ср |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
( д.ф − д.с ) * g * d |
|
m in |
* |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||
= |
|
|
|
|
|
*18 |
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
+ |
|
|
18 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
д.с |
|
|
|
|
1 |
− (d |
|
|
) |
|
|
|
|
|
|
|
д.с |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 − |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ср |
|
|
|
m in |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4.7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 − |
ср |
|
|
|
|
|
|
|
|
L |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
L |
|
|
|
|
|
|
|
1 − |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
* |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
* |
|
|
|
* |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
* S Н |
* |
|
вх |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
− h − h ) |
|
|
|
|
− h |
|
|
|
− 0,5( |
|
|
− |
|
|
) |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
1 − (d |
|
|
) |
2 |
|
(D |
0 |
|
(D |
в |
|
− h ) |
1 |
вх |
вых |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||
1 − |
ср |
m in |
|
|
|
|
1 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
(1170 − 823) ∙ 9,81 ∙ (5 ∙ 10−6)2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
1 − 0,45 |
|
|
|
|
|
|
|
|
4,7 |
(1170 − 823) ∙ 9,81 ∙ (5 ∙ 10−6)2 |
|
|||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||
|
= { |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
∙ |
[ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
] + |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
8.2 ∙ 10−3 |
∙ 18 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
18 ∙ 8.2 ∙ 10−3 |
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 − 0,45 ∙ √1 − (5 ∙ 10−6)2 |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 − 0,45 |
|
|
|
|
|
|
|
|
4,7 |
|
|
19,8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
19,8 |
|
|
1 − 0,9 |
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
∙ [ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
] |
∙ |
|
|
|
|
} ∙ |
|
|
|
|
|
∙ 4,43 ∙ |
= |
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(3 − 1,25 − 1) |
(3,6 − 1,25 − 1) |
1 − 0,45(0,8 − 0,1) |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 − 0,45 ∙ √1 − (5 ∙ 10−6) |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= 0,013 |
|
м3 |
= 1123 |
|
м3 |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
с |
|
сут |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
Консорциум Н е д р а
где |
S н - часть аппарата занятого нефтью. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
Для горизонтального отстойника: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
S |
|
= R |
2 |
− R |
2 |
|
|
|
|
|
|
− R |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
н |
|
в |
− sin * cos |
|
− sin * cos |
; (2.10) |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
180 |
|
|
|
|
|
|
в |
180 |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
S |
|
= 3.14*1.52 |
−1.52 |
8,41*3,14 |
|
|
|
|
|
−1,52 |
80*3,14 |
− sin 80* cos80 |
|
= 4,3 |
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
H |
|
180 |
|
− sin 8,41* cos8,41 |
|
180 |
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
где |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R |
− h |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= arccos |
в |
1 |
; |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
в |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= arccos |
1,5 −1,25 |
= 8,41 |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1,5 |
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
R |
− h |
|
|
|
= arccos |
в |
2 |
|
|||
|
|
R |
; |
|||||
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
в |
|
= arccos |
1,5 − 0,28 |
= 80 |
|
|
|
|
|
|
1,5 |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ср |
= |
н − к |
; |
|
||
|
|
|
2 |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
||
86
(2.11)
(2.12)
(2.13)
Консорциум Н е д р а
87
|
|
= |
0,8 + 0,1 |
= 0,45 |
|
||
ср |
2 |
|
|||||
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
||
расч = 1123 |
м3 |
|
< реал = 1300 |
м3 |
|||
с |
сут |
||||||
|
|
|
|||||
Вывод по технологическому расчету:
Так как реальный объем эмульсии проходящей через отстойник, больше чем его расчетная способность,
следовательно, аппарат не справляется, он перегружен. Требуется установка дополнительного отстойника. На УПН имеется 3 отстойника первой ступени, необходимо все их запустить в работу.
Консорциум Н е д р а
88
Механический расчет отстойника
Расчет отстойника на прочность.
|
|
|
Исходные данные: |
|
|
|
|
|
|
|
Характеристика |
|
|
Значения |
|
|
|
||
1. |
Основной материал, применяемый в |
Сталь 0,9Г2С-6 ГОСТ 5520-79 |
||
изделии |
|
|
|
|
|
|
|
||
2. |
Гайки |
Сталь 25 ГОСТ 1050-88 |
||
|
|
|
||
3. |
Шпильки |
Сталь 35ГОСТ 10-50-88 |
||
|
|
|
||
4. |
Диаметр аппарата |
3000 мм |
||
|
|
|
||
5. |
Давление |
1 МПа |
||
|
|
|
|
|
6. |
Температура |
70 |
0 |
С |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Расчет толщины стенки обечайки корпуса, работающей под внутренним давлением.
|
S |
|
= |
|
PD |
||
|
p |
|
|
|
|
||
|
|
2 Э |
|
− Р |
|||
|
|
|
р |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
S = S |
p |
+C |
; |
|
|
|
|
|
|
|
||
где - допускаемое напряжение при t = 20 C, для стали 0,9Г2С |
|||||||
принимается равной =196МПа; |
|
|
|
|
|
|
|
|
р - коэффициент прочности для продольного и кольцевого швов, |
||||||
|
|||||||
принимается равной фр =1;
;
Консорциум Н е д р а
С1 - прибавка к расчетной толщине для компенсации коррозии, |
|
принимается равной С1 = 2мм ; |
|
С2 -прибавка к расчетной толщине на минусовой допуск по толщине листа, принимается равной |
|
С |
- сумма прибавок к расчетным толщинам стенок; |
Р |
- расчетное давление, Р =1МПа; |
D |
- внутренний диаметр корпуса, мм |
С |
2 |
|
89
= 0,8мм ;
|
|
|
C = C |
+ C |
2 |
; |
|||
|
|
|
1 |
|
|
|
|||
|
|
|
С = 2 + 0,8 = 2,8 |
||||||
|
|
|
3000 *1*10 |
6 |
|
|
|
||
S |
|
= |
|
|
= 11,2мм |
||||
p |
2 *196 *1 −1*10 |
6 |
|||||||
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
||||
S = 2,8 +11,2 = 14мм
;
Принимается S = 16 мм.
Проверим условия применения формул:
S − C |
0,1 |
|
D |
||
|
||
16 − 2.8 |
0,1 |
|
3000 |
||
|
0.0044 < 0,1 - Условие прочности выполняется.
Допускаемое внутреннее избыточное давление:
Консорциум Н е д р а
|
|
|
|
|
|
|
90 |
|
|
Р |
= |
2 p * (S −C) |
; |
||||
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
D + (S + C) |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
||
|
2 196*10 |
6 |
*1(14 − 2.8) |
|
|
|||
P = |
|
=1.8МПа |
||||||
3000 + |
(14 − 2.8) |
|||||||
|
|
|
||||||
Т.к
Р
P
, т.е 1<1.8, то условие прочности обечайки по внутреннему давлению – Выполняется.
Расчет толщины стенки эллиптического днища, работающего под |
внутренним давлением. |
S |
1 p |
= |
|
|
P * R 2 − 0.5 * P
;
|
|
|
S |
= S |
|
+C |
|
|
|||
|
|
|
1 |
|
1p |
|
1 |
|
|
||
|
|
C = C1 + C2 + C3 = 2 + 0,8 + 3 = 5,8мм |
|||||||||
|
|
|
1*10 |
6 |
* 3000 |
|
|
||||
S |
|
= |
|
|
= 11.2мм |
||||||
1 р |
2 *1*196 |
− 0.5 *1*10 |
6 |
||||||||
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
S = 11.2+5.8 = 17 мм. |
||||||||
|
|
|
Принимаем |
S1 |
= 18 мм . |
||||||
Проверим условие применения формул:
0,2 HD 0,5
0.002 S1 − C 0,1
D
Консорциум Н е д р а