Колыванского месторождения 2
.pdf
92
Будем вести расчет, используя понятие (
d |
MIN |
|
).
Будем считать время отстоя равным среднему времени движения эмульсии вдоль зоны отстоя.
Схема горизонтального отстойника
L
h |
2 |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
D |
Э |
|
Э
Водянаяподушка
h |
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Н
h1
В
Рис. 9.1
Зная
|
Н |
|
и |
|
|
К
, с помощью табл. 9.2 определяют минимальный размер.
Консорциум « Н е д р а »
93
Таблица 9.2
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Усредненное распределение дисперсной фазы по d |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
d м *10−6 |
|
3 |
|
4 |
5 |
|
10 |
|
20 |
|
30 |
|
|
40 |
|
|
50 |
60 |
|
80 |
100 |
|
|
200 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
0,05 |
0,15 |
0,2 |
|
0,18 |
|
0,15 |
0,08 |
|
0,05 |
0,03 |
0,03 |
0,02 |
0,02 |
|
0,04 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Для этого, |
вычисляют |
|
как разницу |
|
|
Н |
и |
|
В |
, двигаясь справа налево по нижней строке табл., суммируются |
||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||
указанные в ячейках величины |
|
|
до тех пор пока найденное слагаемое не станет равным (или минимальным не |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
превышая) |
|
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
d = (d |
min |
) = |
0,00004 м, |
|
(9.1) |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
Рассчитываются критерий Архимеда, заменял |
d |
r |
|
на |
(d |
m in |
) |
: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
( |
|
− |
|
|
) |
|
d |
3 |
g |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
r = |
д.ф |
д.с |
д.с |
r |
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
, |
(9.2) |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
д.с |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ar = |
4 |
· |
(835 - 1117)· 835 0,00004·3 |
= ·9,09·10-4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,0047 · |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
При r 36 , следовательно режим ламинарный. Для ламинарных условий оседания:
Консорциум « Н е д р а »
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4.7 |
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
Qн |
( д.ф − |
д.с ) g d m in |
|
1 − |
ср |
|
|
|
|
|
|
( |
д.ф |
− д.с ) g d |
|
m in |
|
|
||||||||||||||
= |
|
|
д.с 18 |
|
|
|
1 − (d |
|
) |
2 |
|
|
+ |
|
|
|
18 д.с |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
1 − |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ср |
|
|
|
m in |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4.7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 − |
ср |
|
|
|
|
|
L |
|
|
|
|
|
|
|
L |
|
|
SН |
|
1 − |
вх |
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
1 − |
|
1 − (d |
|
) |
2 |
|
(D |
0 |
− h − h ) |
|
(D |
в |
− h − h ) |
|
|
1 − 0,5( |
вх |
− |
вых |
) |
||||||||||||
|
|
ср |
|
|
m in |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
где |
S |
н |
- часть аппарата занятого нефтью. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Для горизонтального отстойника: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
S |
|
= R |
2 |
2 |
в |
|
− sin cos |
|
− R |
|
|
− sin cos |
|
|
||||||
|
|
|
н |
|
− R |
|
|
|
|
|
, |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
в |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
180 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
180 |
|
|
|
|
где |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R |
|
− h |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= arccos |
в |
|
1 |
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R |
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
, |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
в |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R |
− h |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= arccos |
|
в |
|
2 |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R |
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
в |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= |
|
н |
− |
к |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ср |
|
|
|
|
2 |
|
, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= |
|
3,4/2 - 1,45 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= 1,42 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
arccos |
3,4/2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
3,4/2 - 1,35 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
= arccos |
3,4/2 |
= 1,37 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
94
(9.3)
(9.4)
(9.5)
(9.6)
(9.7)
Консорциум « Н е д р а »
95
При
r
36
|
|
|
|
|
ср |
= |
0,65 + 0,45 |
= 0,55 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
Sн = π· |
3,42 |
- |
3,42 1,42·π |
|
|
|
3,42 1,37·π |
|
2 |
||
4 |
|
180 |
- sin 1,42·cos 1,42 · |
4 |
|
- sin 1,37·cos 1,37 |
= 9,93 м |
||||
|
|
4 |
|
|
|
180 |
|
|
|||
, следовательно режим ламинарный. Для ламинарных условий оседания:
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
4.7 |
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
Q |
= |
( д.ф − д.с ) g dm in |
|
1 − ср |
|
|
|
|
+ |
( д.ф − д.с ) g d |
|
m in |
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
н |
|
|
|
д.с 18 |
|
1 − ср |
1 − (dm in ) |
2 |
|
|
|
|
18 д.с |
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4.7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
− |
ср |
|
|
|
|
L |
|
|
|
L |
|
|
|
|
|
1 − |
вх |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
SН |
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
1 − |
|
1 − (d |
|
) |
2 |
|
D − h − h |
|
D − h − h |
|
|
|
1 − 0,5 ( |
вх |
− |
вых |
) |
|
|||||||||||
|
|
|
ср |
|
|
m in |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(9.8)
где Sн - часть аппарата занятого нефтью.
Q |
н |
|
=
( |
(1117 - 835)· 9.8 0,00004·2 |
|
1 - 0,55 |
|
|
|
4.7 |
||
18 · 0,0047 |
· |
|
|
|
|
|
|
+ |
|
|
|
2 |
|||||||
|
1- 0,55· |
1 - 0,00004 |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|||||
|
(1117 - 835)· 9.8 0,00004·2 |
|
1 - 0,55 |
|
|
4.7 |
24 |
|
24 |
|
1 - 0,65 |
|
3 |
||
+ |
18 · 0,0047 |
· |
|
|
|
|
|
|
(3,4 - 1,45 - 1,35) |
)· · |
(3,4 - 1,45 - 1,35) |
·9,93· |
|
= 0,331 |
м /сек |
|
|
2 |
|
||||||||||||
|
1- 0,55· |
1 - 0,00004 |
|
|
|
|
1- 0.5 (0,65-0,45) |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Выводы
Так как реальный объем эмульсии проходящей через отстойник, больше чем его пропускная способность,
следовательно, аппарат не справляется. Таким образом, необходимо на установке разместить еще один отстойник, что успешно применяется на практике в настоящее время.
Консорциум « Н е д р а »
96
10. Механический расчет отстойника
Расчет обечайки цилиндрической
Исходные данные: |
|
|
Материал: |
09Г2С |
|
Внутр. диаметр, D: |
3,4∙103 мм |
|
Толщина стенки, s: |
14 мм |
|
Прибавка для компенсации коррозии и эрозии, c1: |
2 мм |
|
Прибавка для компенсации минусового допуска, c2: |
0,8 мм |
|
Прибавка технологическая, c3: |
0 мм |
|
Сумма прибавок к расчётной толщине стенки, c: |
2,8 мм |
|
Длина обечайки, L: |
2,2∙104 мм |
|
Коэффициенты прочности сварных швов: |
|
|
Продольный шов: р |
=1 |
|
Окружной шов: Т =1
Допускаемые напряжения для материала 09Г2С при температуре t = 70oC (рабочие условия): [σ]70= 184 МПа
Модуль продольной упругости для материала 09Г2С при температуре 70oC:
Консорциум « Н е д р а »
97
E70= 1,94∙105 МПа
Проведем расчет на прочность и устойчивость цилиндрической обечайки по ГОСТ 14249-89 [12].
Гладкая обечайка, нагруженная внутренним избыточным давлением Расчетная толщина стенки с учетом прибавок рассчитаем по формуле:
s |
|
+ с = |
pD |
|
р |
|
|
||
|
2 |
|
||
|
|
р |
||
|
|
|
|
−
p
+
c
,
(10.1)
где p –расчетное (рабочее) внутреннее избыточное давление;
D – Внутренний диаметр сосуда или аппарата;
– допускаемое напряжение при расчетной температуре;
– коэффициент прочности продольного шва цилиндрической обечайки; р
c – сумма прибавок к расчетным толщинам стенок, которая рассчитывается по формуле:
с = с |
+ с |
2 |
+ с |
3 |
, |
(10.2) |
1 |
|
|
где c1 – прибавка для компенсации коррозии и эрозии; c2 – прибавка для компенсации минусового допуска; c3 – прибавка технологическая.
|
|
с = 2 + 0,8 + 0 = 2,8мм |
|||||
s |
|
+ с = |
1,0 3400 |
+ 2,8 |
= 12,06мм |
||
р |
2 |
184 1 −1 |
|||||
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|||
Принимаем толщину стенки обечайки s=14мм согласно сортамента листового проката по ГОСТ 5520-79 [13].
Консорциум « Н е д р а »
