Рыбкинского месторождения
.pdf
Рб
= Qд
+
R |
, |
n |
|
,
102
(8.24)
Рб = 5000902 + 247271 = 5248173 Н |
|
|
Площадь поперечного сечения шпильки по внутреннему диаметру резьбы, б |
=160мм |
; |
|
2 |
|
Допускаемое напряжение для материала шпилек при t=100 0С. Материал: Сталь 35Х, = 230
Принятое количество шпилек, n=48.
Условие прочности шпилек:
МПа;
р = |
Рб |
, |
(8.25) |
|
|||
|
n б |
|
|
Коэффициент:
= |
Р |
, |
|
б |
|||
|
|
||
|
Q |
|
|
|
д |
|
р |
= |
5248173 |
= |
143,9 |
МПа |
|||
48 |
160 |
|||||||
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
р |
=143,9 |
< 230 |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
||
(8.26)
= |
5248173 |
= 1,05 |
|
5000902 |
|||
|
|
Коэффициент:
Консорциум « Н е д р а »
|
|
|
D |
|
|
К |
|
= 0,8 |
|
б |
−1, |
2 |
D |
|
|||
|
|
|
|
||
|
|
|
cп |
|
|
|
|
|
|
|
|
103
(8.27)
К |
|
= 0,8 |
1385 |
−1 |
= 0,25 |
|
2 |
1262 |
|||||
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
Коэффициент ослабления, К0=1,0.
Расчетная толщина в сечении «а-б». Материал: Сталь
S |
I |
= K |
K |
|
D |
|
Р |
+ С |
, |
|
Т |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
R |
1 |
|
0 |
сп |
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
16ГС, Сталь 09Г2С:
(8.28)
S |
I |
|
R |
||
|
= 0,447 1,0 1262 |
4,0 |
|
160 |
||
|
+ 5,0
=
94,2
мм
Расчетная толщина в месте уплотнения.
|
|
|
|
|
|
|
P |
|
|
|
|
S |
|
= max |
|
K |
|
|
б |
;0,6 |
|
|
|
nR |
2 |
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Материал: Сталь
Р |
|
+ С , |
б |
|
|
|
|
|
D |
|
|
сп |
|
|
16ГС, Сталь 09Г2С:
(8.29)
S |
nR |
|
|
|
5248173 |
;0,6 |
|
5248173 |
|
+ 2,8 |
= |
= max 0,25 |
|
|
|
|||||
|
|
230 |
|
|
230 1262 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
48,1
мм
Расчетная толщина вне зоны уплотнения. Материал: Сталь 16ГС, Сталь 09Г2С:
Консорциум « Н е д р а »
S1R
=
max K2
|
P |
|
|
Р |
|
|
|
б |
|
;0,6 |
б |
|
+ С |
|
|
|
||||
|
|
D |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
,
104
(8.30)
S1R
=
|
|
5248173 |
;0,6 |
|
5248173 |
|
+ 2,8 |
= |
max 0,25 |
|
|
|
|||||
|
|
230 |
|
|
230 1262 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
48,1
мм
Максимальная расчетная толщина крышки:
S |
|
= max S |
I |
;S |
|
+ C ; S |
+ C , |
||
R |
R |
nR |
|||||||
|
|
|
1 |
1R |
1 |
||||
(8.31)
S |
R |
|
= max 94,2;48,1 + 5,0;48,1
+ 5,0 =
94,2
мм
Принятая толщина крышки, S=95,0 мм.
Консорциум « Н е д р а »
105
Расчет узла плавающей головки Узел плавающей головки изображен на рис. 8.3.
Узел плавающей головки
Рис. 8.3
Расчет фланца крышки
Средний диаметр прокладки:
|
DI |
+ D |
|
|
Dсп = |
Н |
В |
, |
(8.32) |
|
2 |
|||
|
|
|
|
|
где DНI – наружный диаметр прокладки, мм;
Консорциум « Н е д р а »
106
DВ – внутренний диаметр прокладки, мм.
Dсп
= |
1189 +1162 |
|
2 |
||
|
=
1175,5
мм
Полная ширина прокладки:
b = |
D |
− D |
, |
|
Н |
В |
|||
|
|
|||
|
|
2 |
|
(8.33)
b = 1189 −1162 = 13,5 мм 2
Внутренний диаметр фланца, D=1100 мм;
Диаметр болтовой окружности, Dб=1280 мм;
Наружный диаметр фланца, DН=1340 мм;
Плечи: l1=0мм, l2=90,0мм, l3=52,25 мм;
Прокладочный коэффициент, m=2,5;
Необходимое удельное давление на прокладку, q=20,0 МПа;
Принятое количество и диаметр шпилек, n=44, d=40 мм;
Площадь поперечного сечения шпильки, fб=760 мм2;
Допускаемое напряжение для шпилек при t=100 oC. Материал: Сталь 18Х12ВМБФР, Сталь 35Х0,19, [σ]б=230 МПа.
Равнодействующая внутреннего давления:
Консорциум « Н е д р а »
Q |
= 0,785 D |
2 |
P |
, |
|
||||
q |
сп |
T |
|
|
107
(8.34)
2 |
4,0 = |
= 0,785 1175,5 |
4338853
Н
Реакция прокладки в рабочих условиях:
R |
= 2 D |
b |
m P |
, |
n |
cn |
0 |
T |
|
(8.35)
Rn
= 2 3,14 1175 ,5 6,75 2,5 4,0 = 498294
,5
Н
Расчетное болтовое усилие в условиях монтажа:
P |
= Q + R , |
(8.36) |
б1 |
q n |
P |
= 1,157 |
4338853 + 498294 ,5 = 5518347 |
б1 |
|
|
Н
Расчетное болтовое усилие в рабочих условиях: |
|
Рб2=Qg+Rn,, |
(8.37) |
Рб2=4338853+498294,5=4837148Н
Все геометрические размеры назначаются с учетом снятия прибавок на коррозию со стороны трубного и межтрубного пространства.
Расчет высоты стяжного полукольца
Диаметр расчетный, DZ=1177мм;
Консорциум « Н е д р а »
108
Плечи: r=7,5мм, r1=50,0мм, r2=51,5мм.
Коэффициент:
|
|
|
t |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
0,9 max Pб ; |
|
; Pб2 |
|
|
|
|
|
|
|||
20 |
|
|
|
|
|
(8.38) |
||||||
Х = |
|
|
|
|
, |
|
|
|
|
|
||
(DZ |
+ 2r) доп |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
0,9 max |
|
|
160 |
;4837148 |
|
|
|
|
|
|
|
|
5518347; |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
183 |
|
|
|
|
|
|
Х = |
|
|
|
|
|
|
= 22,8 |
||
|
|
|
(1177 + 2 |
7,5) 160 |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||
Высота опасного сечения «б» полукольца. Материал:
|
r |
|
|
r |
|
|
|
h = X |
|
2 |
+1,2 |
tg +1,6 |
|
|
, |
|
|
||||||
1 |
r |
|
|
X |
|
||
|
|
|
|
|
|
||
|
1 |
|
|
|
|
||
Сталь 16ГС, Сталь 09Г2С:
(8.39)
h1
|
51,5 |
+1,2 0,21256 +1,6 |
7,5 |
|
= 22,8 |
|
|
|
|
|
50,5 |
|
22,8 |
|
|
|
|
=
50,2
мм
Полная высота полукольца: |
|
hR=h1+h2+2C, |
(8.40) |
|
hR=50,2+62+2·2,0=116,2мм |
Принята h=120мм. |
|
|
Расчет днища крышки |
Консорциум « Н е д р а »
Высота эллиптической части днища, Нвн=1100мм.
Радиус кривизны в вершине днища:
|
|
D2 |
|
|
|
|
R = |
|
|
, |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
4 |
Hвн |
|
|
|
||
|
|
|
|
1100 |
2 |
|
|
|
|
R = |
|
||
|
|
|
4 |
275 |
||
|
|
|
|
|||
109
(8.41)
= 1100 |
мм |
Коэффициент, Кэ=0,9;
Коэффициент запаса устойчивости, nу=2,4;
Модуль упругости при расчетной температуре, Е=1,91·105 МПа.
Расчетная толщина стенки от действия внутреннего давления:
SR = |
P R |
+ 2 |
С, |
|
T |
||||
|
2 доп − РТ |
|
|
|
|
|
|
S |
R |
|
|
|
|
|
=
4,0 1100 |
|
2 177 1,0 − |
4,0 |
+ 2 2,8
= 17,4
(8.42)
мм
Расчетная толщина стенки от действия наружного давления:
|
|
|
|
|
R |
n |
Р |
|
Р |
|
|
|
|
|
S |
|
K |
|
у |
|
М |
; |
R |
+ 2 |
С, |
||||
R |
= max |
|
э |
|
|
−6 |
|
М |
|
|
||||
|
|
510 |
10 |
Е |
|
2 |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
доп |
|
|
(8.43)
S |
R |
|
=
|
0,9 1100 |
|
2,4 4,0 |
|
|
max |
510 |
10 |
−6 |
5 |
; |
|
|
1,91 10 |
|
||
|
|
|
|
|
|
4,0 1100 |
|
+ 2 2,8 |
2 177 |
|
|
|
|
|
|
|
= 18,6
мм
Консорциум « Н е д р а »
110
Принята толщина днища равная 25,0 мм. Материал: Сталь 16ГС, Сталь 09Г2С.
Допускаемое избыточное внутреннее давление:
Р /Р = |
2 (S − 2 C) доп |
РТ , |
|
(8.44) |
|
|
|||
|
R + 0,5 (S- 2 C) |
|
|
|
|
Р /Р = |
2 (25 − 2 2,8) 177 |
= 6,44 МПа |
|
|
1100 + 0,5 (25 − 2 − 2,8) |
|||
|
|
|
|
|
Допускаемое давление из условия устойчивости:
|
|
26 10 |
−5 |
Е |
|
100 (S − 2 C) |
2 |
|||||
|
|
|
|
|||||||||
Р |
= |
|
|
, |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
доп |
|
n |
|
|
|
|
К |
|
R |
|
||
|
|
у |
|
|
|
э |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
(8.45)
Р доп
|
26 10 |
−6 |
5 |
100 (25 − 2 2,8) |
|
2 |
|
= |
|
1,91 10 |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2,4 |
|
0,9 1100 |
|
||
|
|
|
|
|
|||
=
8,61
МПа
Допускаемое давление из условия прочности:
Р |
= |
2 (S − 2 С) |
, |
|
|
|
|||
Р |
|
R |
+ (S- 2 C) 0,5 |
|
|
|
|
||
(8.46)
Р Р
= |
2 |
230 (25 − 2 2,8) |
||
1100 + (25- 2 2,8) |
0,5 |
|||
|
||||
=
6,44
МПа
Вывод:
Механический расчет теплообменника показал что, фактические максимальные нагрузки меньше допустимых,
условие прочности выполняется.
Консорциум « Н е д р а »
111
7. Технологический расчет сепаратора
Исходные данные для расчета по методике [13] нефтегазового сепаратора НГС (С-1), установленного на УКПНГ
«Загорская».
Исходные данные для расчёта
1.Реальный расход жидкости, QЖ =1080 м3/сут;
2.Рабочее давление, Ррасч=0,06 МПа;
3.Рабочая температура, Траб=90 0С;
4.φв=0,40 д.е.;
5.Газонасыщенность жидкости, Го=41 м3/т;
6.Плотность нефти, ρн=868,0 кг/м3;
7.Вязкость нефти, μн=12,5×10-3Па·с.
8.Объемный состав газа однократного разгазирования нефти
Таблица 9.1
yi0
СО2 |
N2 |
СН4 |
С2Н6 |
С3Н8 |
i- |
н- |
i- |
н- |
|
С4Н10 |
С4Н10 |
С5Н12 |
С5Н12 |
||||||
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
0,13 |
0,26 |
0,16 |
0,08 |
0,038 |
0,089 |
0,038 |
0,032 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Консорциум « Н е д р а »