Красноярского месторождения
.pdf83
Расстояние до стенки ближайшего штуцера, b: |
|
|
(для наклонных штуцеров |
257 мм |
|
определяется приближенно) |
|
|
Угол β: |
0 градус |
|
Коэффициенты прочности сварных швов: |
|
|
Продольный шов штуцера: |
|
|
|
φl |
= 1 |
Шов обечайки в зоне врезки штуцера: |
|
|
|
φ |
= 1 |
Расчётный диаметр цилиндрической обечайки:
Dр = D = 3200мм |
|
|
Условия нагружения: |
|
|
Расчётная температура, T: |
25 |
oC |
Расчётное внутреннее избыточное давление, p: |
1 |
МПа |
Свойства материала элемента, несущего штуцер
Допускаемые напряжения для материала 09Г2С при температуре t = 25oC (рабочие условия): [σ]25= 194,5 МПа
Консорциум « Н е д р а »
84
Модуль продольной упругости при температуре 25 oC:
E25= 1,985∙105 МПа
Свойства материала штуцера
Допускаемые напряжения для материала 09Г2С при температуре t =25oC (рабочие условия): [σ]251= 194,5 МПа
Модуль продольной упругости при температуре 25 oC:
E251= 1,985∙105 МПа
Расчетную толщину стенки штуцера с учетом прибавок рассчитаем по формуле:
s |
= |
p(d + 2c |
s |
) |
|||
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
1 р |
|
2 |
|
|
− p |
||
|
|
1 |
|||||
|
|
1 |
|
|
|
|
|
(7.38)
s |
|
= |
1 (200 + 2 2) |
= 0,52 мм |
|
р |
|
|
|||
1 |
|
2 |
194 ,5 1 −1 |
|
|
|
|
|
|
||
Принимаем толщину стенки штуцера s1=10мм согласно АТК 24.218.06-90.Допускаемое внутреннее избыточное давление рассчитаем по формуле:
p = |
2 1 |
1 (s1 − cs ) |
|
|
|
(7.39) |
|
d1 |
+ s1 + cs |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|||
|
|
p = |
2 194,5 1 (10 − 2) |
= 14,67МПа |
|||
|
|
200 |
+10 |
+ 2 |
|||
|
|
|
|
|
|||
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»
85
14,67МПа 0,6МПа
– условие прочности и устойчивости выполняется.Проведем расчет укрепления отверстия по
ГОСТ 24755-89.
Отношения допускаемых напряжений |
|
Условный расчетный диаметр отверстия: |
|
d = d = 200 мм |
(7.40) |
Расчётный диаметр отверстия (ось штуцера совпадает с нормалью к поверхности в центре отверстия)
рассчитывается по формуле:
d |
р |
= d + 2 c |
s |
|
|
(7.41)
d |
р |
= 200+ 2 2 = 204мм |
|
|
Расчетный диаметр одиночного отверстия, не требующего укрепления рассчитывается по формуле:
где |
s р |
|
D |
р |
= D |
|
|
|
d |
|
s − c |
|
D |
|
(s − c) |
|
||
0 |
= 2 |
|
|
− 0,8 |
р |
, |
|||
|
|
s |
|
|
|
|
|||
|
|
|
р |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
–расчетная толщина стенки обечайки;
–расчетный диаметр обечайки равный диаметру обечайки.
(7.42)
d |
|
12 − 2,8 |
|
|
3200 (12 − 2,8) =108,26мм |
|
0 |
= 2 |
8,24 |
− 0,8 |
|||
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|||
Расчетная длина внешней части штуцера рассчитывается по формуле:
Консорциум « Н е д р а »
86
l |
= min l |
;1,25 |
(d + 2c |
s |
) (s |
− c |
s |
) |
1р |
1 |
|
|
1 |
|
|
(7.43)
l |
= min 200;1,25 |
(200 + 4) (10 − 2) = 50,49мм |
1р |
|
|
Расчетная длина внутренней части
l |
3 р |
= min l |
;0,5 |
(d + |
|
3 |
|
|
штуцера рассчитывается по формуле:
2c |
|
) (s |
3 |
− c |
s |
− с |
s1 |
) |
(7.44) |
|
s |
|
|
|
|
|
|||||
l |
3 р |
= min 60;0,5 |
(200 + 2 2) (10 −2 −0) = 20,19мм |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Для внешней части штуцера:
|
|
|
|
|
1 |
= min 1.0; |
1 |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
(7.45)
|
|
|
194,5 |
=1 |
|
1 |
= min 1.0; |
|
|
||
|
|
194,5 |
|
||
|
|
|
|
|
|
Ширина зоны укрепления рассчитывается по формуле:
L |
0 |
= |
D |
р |
(s − c) |
|
|
|
|
(7.46)
L |
= |
3200 (12 − 2,8) =171,58мм |
0 |
|
|
Расчетная ширина зоны укрепления: |
|
|
l р = L0 |
|
(7.47) |
l |
р |
= L =171,58мм |
|
0 |
Расчетный диаметр:
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»
87
d |
0 р |
= 0,4 |
D |
р |
(s − c) |
|
|
|
|
(7.48)
d |
0 р |
= 0,4 |
3200 (12 − 2,8) = 68,63мм |
|
|
|
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 |
|
|
|
|
(7.49)
|
1 |
+ |
50,49 (10 − 2) 1 + 0 0 0 + 20,19 (10 − 2 − 0) 1 |
|
|
|
|||||||
|
|
174,58 (12 − 2,8) |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
= 0,96 |
|
= 0,96 |
|||
V = min 1; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
204 − 68,63 |
|
200 + 2 2 |
|
1 |
|
50,49 |
|
|
|
|
|
1 + 0,5 |
+1 |
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
171,58 |
|
3200 |
|
1 |
|
171,58 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Расчетное внутреннее избыточное давление определим по формуле:
p |
|
= |
2 K |
1 |
(s − c) |
|
V |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
р |
|
D |
|
+ (s − c) V |
|
|
|
|
|
Р |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
p р = 2 1 (12(− 2,8) 1)194 ,5 3200 + 12 − 2,8 0,96
(7.50)
0,96 = 1,07 МПа
Отверстие считается одиночным, если ближайшее к нему отверстие Б не оказывает на него влияния, т.е. расстояние
между наружными поверхностями соответствующих штуцеров удовлетворяет условию:
b |
D |
|
(s − c) + |
D |
|
(s − c), |
(7.51) |
р |
р |
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»
88
где Dр
обечайки.
и |
|
– расчетные внутренние диаметры укрепляемых элементов, т.е. в данном случае внутренний диаметр |
Dр |
||
|
|
b 3200 (12 − 2,8)+ 3200 (12 − 2,8) = 343,16мм |
257мм<343,16мм – условие не выполняется, т.е. отверстие Б и отверстие Р не считаются одиночными,
следовательно отверстие укрепляем наличием внутренней части штуцера.
Допускаемое давление |
p р |
=1,07МПа > 1МПа. Условие прочности и устойчивости выполнено. Площадь, |
необходимая для укрепления отверстия рассчитывается по формуле:
A = 0,5 (d |
р |
− d |
0 р |
) s |
р |
r |
|
|
(7.52)
A |
= 0,5 (204 − 68,63) 8,27 = 0,55 10 |
−3 |
м |
2 |
|
|
|||
r |
|
|
|
|
Располагаемая площадь укрепления отверстия
A = l |
(s |
− s |
−c |
) +l |
2 р |
s |
2 |
+l |
3 р |
(s |
−c |
s |
−c |
s1 |
|
a |
1р |
1 |
1р |
s |
1 |
2 |
|
3 |
|
|
|||||
рассчитывается по формуле:
) |
3 |
+l |
р |
(s − s |
р |
−c) |
(7.53) |
|
|
|
|
Aa
−3 |
м |
2 |
= 50,49 (10 −0,52 −2) 1+0 0 0 + 20,19 (10 −2 −0) 1+171,58 (12 −8,24 −2,8)= 0,7 10 |
|
0,55·10-3м2<0,70·10-3м2 – условие
прочности выполнено.
8. Технологический расчет сепаратора
Исходные данные для нефтегазового сепаратора НГС (ТФС), установленного на УПН «Красноярская».
Исходные данные для расчёта
1. Реальный расход жидкости, QЖ =0,0125 м3/сек;
Консорциум « Н е д р а »
89
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 8.1
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 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Схема горизонтального сепаратора
Консорциум « Н е д р а »