Курманаевского месторождения
.pdf
73
0.0643 ∙ 6,52 = 1 + 6,5 ∙ (1 − 1) = 0,418
Таблица 2.4
Мольные составы фаз внутри сепаратора.
Xi |
Yi |
0,0487 |
0,093 |
0,0048 |
0,014 |
0,2211 |
0,419 |
0,0643 |
0,418 |
0,0767 |
0,138 |
0,0220 |
0,018 |
0,0386 |
0,025 |
0,0190 |
0,005 |
0,0002 |
0,000 |
0,0366 |
0,003 |
0,2856 |
0,005 |
∑X = 0,84 |
∑Y =1,138 |
|
|
5. Вследствие приближенности решения уравнений и некоторой неравновесности разгазирования нефти в сепараторах фактический состав жидкости обогащен легкими углеводородами, а фактический состав газовой фазы обогащен тяжелыми углеводородами, в результате суммы значений Xi и Yi, как правило, отличаются от единицы, что требует перед проведением дальнейших расчетов осуществления соответствующей корректировки. Поскольку основным компонентом газовой фазы, как правило, является метан, он же составляет основную долю легких углеводородов, оставшихся в жидкости, то корректировку (для упрощения задачи) проводят исключительно по метану (
=
1
).
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»
74
Для жидкой фазы необходимую поправку вычисляют по формуле:
= Уi −1,000
если
Xi 1
по формуле:
= 1,000 − Уi
Впервом случае откорректированная мольная доля метана находится по формуле:
|
= − ∆ |
|
XiOTK = −0.138
6. Рассчитаем молярную массу отсепарированной нефти:
Мн |
= 0,2 |
0 |
,11 |
(2.16) |
н |
н |
|
|
МН = 0,2∙823∙13,10,11 =218,4 7. Молекулярную массу остатка определяют по формуле института «Гипровостокнефть»:
М =1,011 М +60 0 н
М0 =280,84
8. Зная максимальную нагрузку на сепаратор по жидкости ( G ) и обводненность продукции максимальную нагрузку на сепаратор по нефти:
н
, найдем
Консорциум « Н е д р а »
Q |
= Qж (1 − ) |
н |
н |
QH =10000 ∙(1-0,7) =3000 м3/сут
75
(2.17)
11. Принимая плотность нефти в сепараторе равной плотности отсепарированной нефти (для создания необходимого запаса надежности), найдем массовую нагрузку сепаратора по нефти:
|
= Q |
|
G Н |
н |
н |
|
GH =3000∙ 823=2469000 кг/сут =28,56 кг/с
Результаты расчета.
(2.18)
Qрасч = 3000 м3/сут <Qреал = 12000 м3/сут.
Сепаратор перегружен, необходимо установить дополнительно 3 сепаратора, и обвязать их параллельно.
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»
76
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: S≥ Sr+C
Консорциум « Н е д р а »
77
где C=2,8 мм - сумма прибавок к расчетной толщине стенки
Принимаем
С=С1 +С 2 +С3
где С1= 2 мм - прибавка к расчетной толщине обечайки для компенсации коррозии и эрозии;
С2= 0,8 мм - прибавка для компенсации минусового допуска;
С3= 0 мм - прибавка технологическая.
С= 2+ 0,8 = 2,8 мм
Sr=8,04 мм
- расчетная толщина стенки обечайки;
Sr = |
P D |
|
|
||
σ |
|
− P |
|
||
2 |
p |
|
|||
|
|
|
|
||
Sr = |
1,6 1600 |
= 8,04 мм |
|||
160 1−1,6 |
|||||
2 |
|
||||
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 »
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»
78
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:
S1≥ S 1r +C
Консорциум « Н е д р а »
где
C=2,8 мм
79
-расчетная толщина стенки днища;
-сумма прибавок к расчетной толщине стенки:
С=С +С |
2 |
+С |
3 |
1 |
|
где
С |
= |
2 |
|
С3=
С = 2 мм |
- прибавка к расчетной толщине обечайки для компенсации коррозии и эрозии; |
|
1 |
|
|
|
|
|
0,8 мм |
- прибавка для компенсации минусового допуска; |
|
|
||
0 мм - прибавка технологическая.
С = 2 + 0,8 = 2,8 мм
S |
= |
P R |
|
|
σ − 0,5 P |
||||
1r |
2 |
|||
|
||||
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 S1= 12 мм
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 »