Карагайского месторождения
.pdfAa
= 56,34 (10 −0,69 −2) 1+0 0 0 + 22,53 (10 −2 −0) 1+195,14 (14 −9,26 −2,8)=
−3 |
м |
2 |
0,96 10 |
|
142
0,81·10-3м2<0,96·10-3м2 – условие
прочности выполнено.
Исходные данные Элемент:
Элемент, несущий штуцер:
Тип штуцера:
Расчёт прочности узла врезки штуцера М2
М2
Обечайка цилиндрическая
Непроходящий без укрепления
Материал несущего элемента: |
09Г2С |
Толщина стенки несущего элемента, s: |
14 мм |
Сумма прибавок к стенке несущего элемента, c: |
2,8 мм |
Материал штуцера: |
09Г2С |
Внутренний диаметр штуцера, d: |
80 мм |
Толщина стенки штуцера, s1: |
8 мм |
Сумма прибавок к толщине стенки штуцера (включая коррозию), cs: |
2 мм |
Длина штуцера, l1: |
150мм |
Консорциум « Н е д р а »
143
Смещение штуцера, Lш: |
1,675∙104 мм |
|
Угол поворота штуцера, θ: |
0 |
градус |
Длина внутр. части штуцера, l3: |
0 |
мм |
Прибавка на коррозию, cs1: |
0 |
мм |
Минимальный размер сварного шва, Δ: |
6 |
мм |
Расчётные параметры размещения штуцера: |
||
Ближайший штуцер |
|
|
Название штуцера: |
|
Б2 |
Расстояние до стенки ближайшего штуцера, b: |
||
(для наклонных штуцеров |
|
817 мм |
определяется приближенно) |
|
|
Угол β: |
|
0 градус |
Коэффициенты прочности сварных швов:
Продольный шов штуцера:
φl = 1
Шов обечайки в зоне врезки штуцера:
Консорциум « Н е д р а »
Консорциум « Н е д р а »
144
φ = 1
Расчётный диаметр цилиндрической обечайки:
|
|
D |
р |
= D = 3400мм |
|
|
|
|
|
Условия нагружения: |
|
|
|
|
Расчётная температура, T: |
70 |
oC |
|
|
Расчётное внутреннее избыточное давление, p: |
1 |
МПа |
|
|
Свойства материала элемента, несущего штуцер
Допускаемые напряжения для материала 09Г2С при температуре t = 70oC (рабочие условия): [σ]70= 184 МПа
Модуль продольной упругости при температуре 70oC:
E70= 1,94∙105 МПа
Свойства материала штуцера
Допускаемые напряжения для материала 09Г2С при температуре t = 70oC (рабочие условия): [σ]701= 184 МПа
Модуль продольной упругости при температуре 70oC:
E701= 1,94∙105 МПа
Расчетную толщину стенки штуцера с учетом прибавок рассчитаем по формуле:
Консорциум « Н е д р а »
s |
= |
p(d + 2c |
s |
) |
|||
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
1 р |
|
2 |
|
|
− p |
||
|
|
1 |
|||||
|
|
1 |
|
|
|
|
|
145
(9.37)
s |
|
= |
1 (80 |
+ 2 2) |
= 0,22 мм |
|
р |
|
|
|
|||
1 |
|
2 |
184 |
1 − 0,6 |
|
|
|
|
|
|
|||
Принимаем толщину стенки штуцера s1=8мм согласно АТК 24.218.06-90.
Допускаемое внутреннее избыточное давление рассчитаем по формуле:
p = |
2 |
|
|
(s |
− c |
|
) |
|
|
1 |
|
1 |
1 |
|
s |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
d |
1 |
+ s |
+ c |
s |
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
||
p = 2 184 1 (8 − 2) = 24,53Па 80 + 8 + 2
(9.38)
24,53МПа 1МПа – условие прочности устойчивости выполняется.
Проведем расчет укрепления отверстия по ГОСТ 24755-89.
Отношения допускаемых напряжений
Условный расчетный диаметр отверстия:
d = d = 80 мм
(9.39)
Расчётный диаметр отверстия (ось штуцера совпадает с нормалью к поверхности в центре отверстия)
рассчитывается по формуле:
d |
р |
= d + 2 c |
s |
|
|
(9.40)
Консорциум « Н е д р а »
146
d |
р |
=80 +2 2 =84мм |
|
|
Расчетный диаметр одиночного отверстия, не требующего укрепления рассчитывается по формуле:
|
s − c |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
||||
d 0 |
= 2 |
|
|
− 0,8 |
|
|
D р (s − c) , |
(9.41) |
|
s |
|
||||||||
|
|
р |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
где
D |
р |
|
s
=
р – расчетная толщина стенки обечайки;
D – расчетный диаметр обечайки равный
диаметру обечайки.
d |
|
14 − 2,8 |
|
|
3400 (14 − 2,8) =159,6мм |
|
0 |
= 2 |
9,26 |
− 0,8 |
|||
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|||
Расчетная длина внешней части штуцера рассчитывается по формуле:
l |
= min l |
;1,25 |
(d + 2c |
s |
) (s |
− c |
s |
) |
1р |
1 |
|
|
1 |
|
|
(9.42)
l |
= min 150;1,25 |
(80 + 4) (8 − 2) = 28,06мм |
1 р |
|
|
Для внешней части штуцера:
|
|
|
|
|
1 |
= min 1.0; |
1 |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
184 |
=1 |
1 |
= min 1.0; |
|
||
|
|
|
||
|
|
|
184 |
|
Ширина зоны укрепления рассчитывается по формуле:
(9.43)
Консорциум « Н е д р а »
L |
0 |
= |
D |
р |
(s − c) |
|
|
|
|
Расчетная ширина зоны укрепления:
l |
р |
= L |
|
0 |
147
(9.44)
L |
= |
3400 (14 −2,8) =195,14мм |
0 |
|
|
(9.45)
lр = L0 =195,14мм
Расчетный диаметр:
d |
0 р |
= 0,4 |
D |
р |
(s − c) |
|
|
|
|
(9.46)
d |
0 р |
= 0,4 |
3400 (14 − 2,8) = 78,05мм |
Найдем коэффициент понижения прочности по формуле:
|
|
l |
(s |
− c |
) |
|
1 |
+ l |
2 р |
s |
2 |
|
2 |
+ l |
3 р |
|
(s |
3 |
− c |
s |
− c |
s1 |
) |
3 |
|
||||||
|
1 + |
1 р |
1 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
l р (s − c) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
V = min 1; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
d р |
− d 0 р |
|
|
|
|
|
|
d + 2cs |
|
|
|
l1 р |
|
|
|
||||||||||
|
|
|
1 + 0,5 |
+ K |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
l |
|
|
D |
|
|
|
|
l |
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
р |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
р |
|
|
|
|
1 |
|
|
р |
|
|
|
|
(9.47)
|
1 + |
28,06 (8 − 2) 1 + 0 0 0 + 0 |
(0 − 2 − 0) 1 |
|
|
|||||||||||||
|
|
195,14 (14 − 2,8) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
V = min 1; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= 1,05 |
= 1 |
|
|
84 − 78,05 |
|
80 + 2 |
2 |
|
1 |
|
28,06 |
|
|
|||||||
|
1 + 0,5 |
+1 |
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
195,14 |
|
3400 |
|
|
1 |
|
195,14 |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Консорциум « Н е д р а »
148
Расчетное внутреннее избыточное давление определим по формуле:
p |
|
= |
2 K |
1 |
(s − c) |
|
V |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
р |
|
D |
|
+ (s − c) V |
|
|
|
|
|
Р |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
(9.48)
p |
|
= |
2 1 (10 − 2,8) 1 184 |
1 |
= 1,2МПа |
||
р |
3400 |
+ (14 − 2,8) 1 |
|||||
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|||
Отверстие считается одиночным, если ближайшее к нему отверстие Б2 не оказывает на него влияния, т.е.
расстояние между наружными поверхностями соответствующих штуцеров удовлетворяет условию:
|
|
|
|
b |
D |
|
(s − c) + |
D |
|
(9.49) |
|
|
|
|
р |
р (s − c), |
|||||
где |
|
и |
|
– расчетные внутренние диаметры укрепляемых элементов, т.е. в данном случае внутренний диаметр |
||||||
Dр |
Dр |
|||||||||
обечайки. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
b 3400 (14 −2,8)+ |
3400 (14 − 2,8) = 390,28мм |
817мм>390,28мм – условие выполняется. Следовательно дальнейших расчетов укреплений не требуется.
Допускаемое давление p р =1,2МПа > 1МПа. Условие прочности и устойчивости выполнено.
Площадь, необходимая для укрепления отверстия рассчитывается по формуле:
A = 0,5 (d |
р |
− d |
0 р |
) s |
р |
(9.50) |
|||
r |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
A |
= 0,5 (84 − 78,05) 9,26 = 0,27 10 |
−4 |
м |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
r |
|
|
|
|
Располагаемая площадь укрепления отверстия рассчитывается по формуле:
Консорциум « Н е д р а »
Консорциум « Н е д р а »
A = l |
(s |
− s |
−c |
) +l |
2 р |
s |
2 |
+l |
3 р |
(s |
−c |
s |
−c |
s1 |
) |
3 |
+l |
р |
(s − s |
р |
−c) |
|
a |
1р |
1 |
1р |
s |
1 |
2 |
|
3 |
|
|
|
|
|
|
||||||||
149
(9.51)
Aa
=
−3 |
м |
2 |
28,06 (8 −0,22 −2) 1+0 0 0 +0 (0 −2 −0) 1+195,14 (14 −9,26 −2,8)= 0,53 10 |
|
0,50,27·10-4м2<0,53·10-3м2 – условие
прочности выполнено.
8. Технологический расчет сепаратора
Исходные данные для газосепаратора ГС-1, установленного на УПСВ «Горбатовская».
Исходные данные
1.Реальный расход аэрозоли, Q =0,145 м3/с;
2.Высотагазосепаратора, H=5,5 м;
3.Радиус газосепаратора, RB=0,8 м;
4.Высота нефтяной подушки, h1=0,8 м;
5.Максимальный взлив, h2=4,0м;
6.Минимальный взлив, h3=0,5м;
7.Объемная доля дисперсной фазы до отстоя, φН=0,1;
8.Объемная доля дисперсной фазы после отстоя, φК=0,02;
9.Плотность дисперсной фазы, ρф=875 кг/м3;
10.Плотность дисперсной среды, ρс=1,211 кг/м3;
11.Вязкость дисперсной среды, μс=0,89×10-6 Па×с.
Консорциум « Н е д р а »