Киньзякского месторождения
.pdf
|
|
|
|
|
|
|
|
|
63 |
В |
первом |
случае |
откорректированная |
мольная |
доля |
метана |
находится |
по |
формуле: |
XiOTK = Xi − ∆ XiOTK = −0.26
6. Рассчитаем молярную массу отсепарированной нефти:
Мн |
= 0,2 |
|
|
0,11 |
(2.16) |
|
|||||
|
|
н |
|
н |
|
МН = 0,2∙810∙10,20,11 =209,2
7. Молекулярную массу остатка определяют по формуле института «Гипровостокнефть»:
М =1,011 М +60 0 н
8. Зная максимальную нагрузку на сепаратор
максимальную нагрузку на сепаратор по нефти:
М0 =271,5
по жидкости (
G
) и обводненность продукции
н
, найдем
Q |
= Qж (1 − ) |
н |
н |
QH =2100 ∙(1-0,85) =315 м3/сут
11. Принимая плотность нефти в сепараторе равной плотности отсепарированной нефти (для необходимого запаса надежности), найдем массовую нагрузку сепаратора по нефти:
(2.17)
создания
G |
Н |
= Q |
|
(2.18) |
|
н |
н |
|
GH =315∙ 810=255150 кг/сут =2,95 кг/с
Консорциум « Н е д р а »
64
Результаты расчета.
Qрасч = 315 м3/сут >Qреал = 2100 м3/сут.
Сепаратор перегружен, необходимо установить дополнительные сепараторы. Механический расчет
Нефтегазоосепаратор предназначен для сепарации нефти и попутного газа в промысловых установках подготовки нефти к транспорту.
Условное (расчетное) давление в аппарате – 6 кгс/см2 (0,6 Мпа).
Расчетная температура стенки – +100С (373К).
Рабочая среда – газ. Характеристика среды взрывоопасная, высокотоксичная.
Максимальная производительность сепаратора 5000 тыс.нм3/год.
Рабочий объем аппарата – 180 м3. Номинальный – 200 м3.
Расчет обечайки, работающей под избыточным внутренним давлением:
Материал обечайки сталь 16ГС ГОСТ 5520-79;
Температура стенки расчетная 100 С;
D= 1600 мм - внутренний диаметр сосуда или аппарата;
P=1,6 МПа |
- избыточное расчетное внутреннее давление; |
|
|
||
[σ ]= 160 МПа |
- допустимое напряжение при расчетной температуре; |
|
|
|
|
р=1,0 – коэффициент прочности продольного сварного шва;
Расчет:
Исполнительная толщина стенки обечайки:
Консорциум « Н е д р а »
S≥
где
Sr+C
C=2,8 мм
65
- сумма прибавок к расчетной толщине стенки
Принимаем
С=С +С |
2 |
+С |
3 |
1 |
|
где |
С = 2 |
мм |
- прибавка к расчетной толщине обечайки для компенсации коррозии и эрозии; |
|
1 |
|
|
||
|
|
|
|
|
С = 0,8 мм |
- прибавка для компенсации минусового допуска; |
|||
2 |
|
|
||
|
|
|
|
|
С = 0 мм |
- прибавка технологическая. |
|||
3 |
|
|||
|
|
|
|
|
С = 2+ 0,8 = 2,8 мм |
||||
Sr=8,04 мм
- расчетная толщина стенки обечайки;
Sr = |
P D |
|
|
|
|
|
|
|
|||
2 σ p − P |
|
|
|||
Sr = |
1,6 1600 |
|
= 8,04 мм |
||
2 160 1−1,6 |
|||||
|
|
|
|||
Принимаем |
S=12 |
мм |
|||
|
|
|
|||
Допускаемое избыточное внутреннее давление:
P = |
2 σ |
P |
(S − C ) |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
||
|
D + (S − C ) |
|
|||
P = |
2 160 |
1 (12 − 2,8 ) |
= 1,829 МПа |
||
1600 + (12 − 2,8 ) |
|||||
|
|
||||
Формулы применимы при выполнении условия:
Консорциум « Н е д р а »
66
S − C |
≤ |
0,1 |
|
D |
|||
|
|
||
12− 2,8 |
= 0,005≤ 0,1 |
||
1600 |
|
||
|
|
||
Расчет выполнен по ГОСТ 14249-80.
Расчет эллиптических днищ, работающих под избыточным внутренним давлением.
Днище по ГОСТ 6533-78, материал днища сталь 09Г2С ГОСТ 5520-79, температура стенки расчетная 100 С.
D= 1600 мм |
|
- внутренний диаметр сосуда; |
||||||
P=1,6 МПа |
- избыточное расчетное внутреннее давление; |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
||
[σ ]= 160 МПа |
- допустимое напряжение при расчетной температуре; |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
H= 400 мм |
- высота выпуклой части днища без учета цилиндрической части; |
|||||||
R= 1600 мм |
- радиус кривизны в вершине днища равен: |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
D |
2 |
|
|
|
||
R = |
|
(5) |
|
|||||
4 |
|
H |
|
|||||
|
|
|
|
|
||||
где R=D - для эллиптических днищ с H = 0,25 D ; |
||||||||
U=1,0 |
|
- коэффициент прочности сварного шва. |
||||||
|
|
|
|
|
||||
Расчет: |
|
|
|
|||||
Исполнительная толщина стенки: |
||||||||
S |
≥ S |
1r |
|
+C |
|
|
||
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Консорциум « Н е д р а »
Консорциум « Н е д р а »
где |
S |
1r |
= 8,02 |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
C=2,8 мм |
- |
|||
|
|
|
|
|
67
мм |
- расчетная толщина стенки днища; |
|
сумма прибавок к расчетной толщине стенки:
С=С +С |
2 |
+С |
3 |
1 |
|
где |
С = 2 |
мм |
- прибавка к расчетной толщине обечайки для компенсации коррозии и эрозии; |
|||||||
|
1 |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
С = 0,8 мм |
- прибавка для компенсации минусового допуска; |
|||||||||
2 |
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
С = 0 мм |
- прибавка технологическая. |
|||||||||
3 |
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
С = 2+ 0,8 = 2,8 мм |
|
|||||||||
S |
= |
|
|
P R |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
||||
1r |
|
2 σ − 0,5 P |
|
|||||||
|
|
|
||||||||
S |
|
|
1,6 1600 |
|
= 8,02 мм |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
||||
1r |
2 1 160 |
− 0,5 1,6 |
|
|||||||
|
|
|||||||||
S |
8,02 + 2,8 = 10,82 мм |
|||||||||
1r |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Принимаем |
|
S = 12 мм |
||||||||
|
1 |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Допускаемое внутреннее избыточное давление: |
||||||||||
|
|
2 |
(S −C) |
σ |
|
|||||
P = |
|
|
1 |
|
|
|
|
|
||
R+0,5 (S |
−C) |
|
||||||||
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
P = |
2 (12 − 2,8 ) 1 160 |
= 1,834 МПа |
||||||||
1600 + 0,5 |
(12 − 2,8 ) |
|||||||||
|
|
|
||||||||
Формулы применимы при выполнении условия:
Консорциум « Н е д р а »
|
S |
− C |
|
|
0,002≤ |
1 |
|
≤ 0,1 |
|
D |
||||
|
|
|||
68
12 − 2,8 |
= 0,005 |
< 0,1 |
|
1600 |
|||
|
|
0,2≤ |
H |
≤ 0,5 |
|
D |
|||
|
|
400 |
= 0,25 < 0,5 |
|
1600 |
||
|
Расчет выполнен по ГОСТ 14249-80. Расчет отстойника
2.4 Технологический расчет отстойника
Отстойник стоит на УПСВ Богатыревская. Отделение в сепараторе осуществляется до остаточной обводненности
60%. Точный расчет отстойника с подачей эмульсии под водяную подушку.
Исходные данные:
Характеристика |
Значения |
|
|
|
|
|
|
||||||
1. |
Реальный расход эмульсии |
Q = 800 |
м |
3 |
/ сут |
|
|
||||||
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
2. |
Длина отстойника |
L = 19,8 |
м |
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
3. |
Радиус отстойника |
RB |
|
= 1,5 |
м |
|
|
|
|
|
|
||
4. |
Высота водяной подушки |
h1 |
= 1,25 м |
|
|
|
|
|
|||||
5. |
Максимальный взлив |
h2 |
= 1м |
|
|
|
|
|
|
|
|||
6. |
Минимальный взлив |
h3 = 0,3 м |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
7. |
Объемная доля дисперсной фазы до отстоя |
Н |
|
= 0,6 |
|
|
|
|
|
|
|||
8. |
Объемная доля дисперсной фазы после отстоя |
К |
|
= 0,3 |
|
|
|
|
|
|
|
||
9. |
Плотность дисперсной среды |
|
|
|
=1170кг / м |
3 |
|||||||
С |
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10. Плотность дисперсной фазы |
|
|
|
= 810 кг / м |
3 |
||||||||
Ф |
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
11. Вязкость дисперсной среды |
|
|
|
|
=10,2 *10 |
−3 |
Па * с |
||||||
С |
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Чертеж отстойника представлен на рисунке 2.1
РАСЧЕТ:
Консорциум « Н е д р а »
69
Расчет базируется на ряде следующих положений, качественно описывающих реальную картину гравитационного
осаждения полидисперсной эмульсии в типа В/Н в стесненных условиях в двигающей жидкости.
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 »
70
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 Н и К , с помощью таблице удаляются в данном отстойнике.
2.1. определяют минимальный размер капель дисперсной фазы (
d
m
in |
), которые |
Таблица 2.1
Консорциум « Н е д р а »
71
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 »