Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Сбор, транспорт и хранение нефти на промыслах. Практикум
.pdf
генерировалась в автоматическом режиме с разбиением на оболочечные конечные элементы типа Shell 181. При моделировании
процесса деформации днища резервуара под действием неравномерной осадки варьировался радиус просадочной зоны от о до 3,6 м
(для листов полотнища днища толщиной 6 мм) и от 0 до 4,8 м (для
листов полотнища днища толщиной 9 мм), поскольку уже при конечных (максимальных) значениях приведенных интервалов в
днище возникают напряжения, превышающие предел текучести
стали. Для моделирования зон просадки был выбран грунт с коэффициентом просадки К
=3 МН/м3, что обосновано необходимо-
п
стью получения реальных значений деформаций днищ резервуаров, возведенных на территории Западной Сибири. Так, на рис.
18.4 представлена эпюра прогиба центральной части днища РВС
толщиной 9 мм.
121
Рис. 18.4. Эпюра перемещений днища
По результатам постпроцессинга в ПК ANSYS были получены
аналитические зависимости между вертикальной и радиальной составляющими зоны просадки для днищ толщиной 6 и 9 мм для случая, когда под днищем РВС залегает грунт с Кп = 3 МН/м3 (рис. 18.3).
В ходе анализа зависимостей, полученных по результатам
аналитического и численного расчетов, и требований нормативной
документации РФ и США, установлено, что их авторы использовали примерно одинаковый подход – зона возможных деформаций
днища увеличиваетсявплоть до значения, при котором появляются
недопустимые напряжения: точки А (РФ) и соответствующая ей
В (США) с радиусом прогиба соответственно 1,26 и 1,34 м (рис.
18.3, а). Следует отметить, что для рассматриваемых радиусов до-
пустимые прогибы существенно различаются – соответственно 180
и 40,9 мм. Желтые линии на рис. 18.3 определяют, согласно аналитическому решению С.П. Тимошенко, область возможных деформаций днища при полном отсутствии основания и заданных проектных нагрузках. Видно, что они хорошо коррелируются с требованиями API
. При наличии грунтового основания зона деформаций вы-
ше желтой кривой возможна лишь при приложении дополнительных нагрузок выше проектных. Как следует из рис. 18.3, а, б точки
А находятся в зоне действия пластических деформаций и не отражают действительное положение, поскольку проектные нагрузки
таких деформаций вызвать не смогут даже при полном отсутствии
основания. Подобными нормативами можно оправдать, например,
появление на полотнище днища глубоких вмятин и гофров от воздействия тяжелой строительной техники, хотя в условиях эксплуатации – это невозможно. По мнению авторов, в отечественных
стандартах не следует ограничивать допустимый радиус, а допустимая глубина просадки должна находиться в окрестностях желтой
кривой. В этом смысле требования
APIболее рациональны. Резуль-
таты диагностики показывают, что локальные просадки имеют более пологую форму по сравнению с ограничениями нормативов,
а их площадь часто существенно превышает 5 м.
Требования отечественных стандартов имеют ограничения по
допустимому радиусу (R = 1,26 м). Радиус зоны локальной про-
садки ограничен областью, где напряжения в металлоконструкциях достигают расчетного сопротивления стали 09Г2С – точка А на
рис. 3, а, б. Величина же вертикальной составляющей просадочной
зоны в отечественных нормативах существенно завышена: для полотнища днища толщиной 6 и 9 мм – соответственно на 52 и 65 %,
так как при максимальной эксплуатационной нагрузке прогиб
днища РВС даже в самом неблагоприятном случае не превысит
значения, соответствующего точкам В на рисунке 18.3, а, б. Стандарт
API-653 в свою очередь предъявляет более жесткие требова-
ния к допустимым размерам осадок днищ резервуаров и не имеет
ограничений на максимально допустимый размер просадочной
зоны. Из рис. 18.3, а, б видно, что при увеличении толщины центральной части днища резервуара до 9 мм интервал допускаемых
радиальных размеров локальных просадок увеличивается на 37 %
относительно максимально возможного по нормативно-техни-
122
ческой документации (НТД) РФ. Координаты точек С на рис. 18.3,
а, б соответствуют размерам просадочных зон днищ (API), при
превышении которых листовая конструкция днища будет находиться в зоне пластических деформаций. Отечественные нормативные документы требуют гармонизации с международными
стандартами в части требований к допустимым геометрическим
размерам локальных просадок центральной части днища РВС.
Задание. Определить предельную допустимую величину вер-
тикальной составляющей локальной просадки резервуара, характер распределения контактных напряжений под днищем, максимальный прогиб локальных зон просадок, а также значения растягивающих напряжений для следующих условий:
Минимальный радиус вписанной окружности, построенной
для зоны локальной осадки r=0,9 м; Коэффициент Пуассона v=0,3;
Коэффициент Пуассона
=9,47 МПа; Радиус днища R=20 м; Толщина днища резервуара
=0,27; Модуль деформации грунта
гр
h=0,008 м; радиус зоны локальной просадки днища a=0,1 м; Рав-
номерно распределенная нагрузка по площади днища =93,4 кПа;
Модуль упругости стали днища резервуара =2,110
МПа.
Вопросы
1. От чего зависит просадка днища резервуара?
2. Виды и типы резервуаров?
3. Основные рассчитываемые параметры при просадке днища
резервуара?
123
Заключение
Дисциплина «Сбор, транспорт и хранение нефти на промыс-
лах» является базовой дисциплиной в высококвалифицированной
подготовке будущих бакалавров. В практикуме рассмотрены основные расчеты элементов системы сбора, транспорта, подготовки
и хранения углеводородов на промыслах.
Развитие нефтяной и газовой промышленности в последние
десятилетия характеризуется рядом новых тенденций.
Для нефтяной промышленности характерно последовательное
вступление многих залежей нефти в сложную позднюю фазу разработки, когда более половины запасов из них уже отобрано и извлечение оставшихся запасов требует значительно больших усилий. Объективно становится все менее благоприятной характеристика добываемых флюидов. Получаемая продукция является высоковязкой, сильно обводненной, загрязненной механическими
примесями и т. д. Таким образом, и на старых и на новых залежах
возрастает доля трудноизвлекаемых запасов нефти. Соответственно усложняются системы сбора, транспорта и хранения нефти на
промыслах.
По мере «старения» нефтегазовой промышленности страны и
расширения ее географии задачи «нефтяников», как и родственных
служб, все более усложняются; с каждым годом совершенствуется
оборудование. Поэтому требования к службе обслуживания оборудования непрерывно возрастают. Будущие бакалавры направления подготовки 21.03.01 Нефтегазовое дело, профиль «Эксплуатация и обслуживание объектов добычи нефти» должны обладать
большой научно-технической эрудицией, достаточными знаниями
в областях сбора, подготовки, транспорта, хранения нефти на промыслах и др.
Практикум призван способствовать формированию навыка у
студента осуществлять контроль качества всех видов работ в области сбора, транспорта и хранения нефти на промыслах.
124
Литература и Интернет-ресурсы
1. Белая Ф. И. Водоподготовка: (расчеты, примеры, задачи).
М.: Энергия, 1980.
2. Ривкин С. Л., Александров А. А. Теплофизические свой-
ства воды и водяного пара. М.: Энергия, 1980.
3. Дунюшкин И. И., Мищенко И, Т. Расчет основных свойств
пластовых нефтей при добыче и подготовке нефти. М.: МИНХиГП,
1982.
4. Требин Г. Ф., Чарыгин Н. В., Обухова Т. М. Нефти место-
рождений Советского Союза. М.: Недра, 1980.
5. Антипьев В. Н. Утилизация нефтяного газа. М.: Недра,
1983.
6. Андриасов Р. С. Физико-химические свойства нефти. Тр.
МИНХ и ГП им. И. М. Губкина. Вып. 99. М.: Недра, 1972. С. 180–
219.
7. Викторов М. М. Методы вычисления физико-химических
величин и прикладные расчеты. Л.: Химия, 1977.
8. Ширковский А. И. Разработка и эксплуатация газовых и га-
зоконденсатных месторождений. М.: Недра, 1979.
9. Цимринг Ш. Е. Специальные функции. Программа для
микрокалькулятора «Электроника БЗ-21». М.: Радио и связь, 1983.
10. Цветков А. Н. Прикладные программы для микро-ЭВМ
«Электроника БЗ-21». М.: Финансы и статистика, 1982.
11. Гороян В. И. Изучение процессов разгазирования нефти.
М.: Гостонтех-издат, 1963.
12. Сбор, транспорт и хранение природных углеводородных
газов /А. И. Гужов, В- Г. Титов, В. Ф. Медведев, В. А. Васильев.
М.: Недра, 1978.
13. Коган В. Б. Теоретические основы типовых процессов хи-
мической технологии. Л.: Химия, 1977.
125
Учебное издание
СБОР, ТРАНСПОРТ И ХРАНЕНИЕ НЕФТИ
НА ПРОМЫСЛАХ
ПРАК
ТИКУМ
Авто
ры-составители:
Зиновьева Лариса Михайловна
Вержбицкий Вячеслав Владимирович
Верисокин Александр Евгеньевич
Издается в авторской редакции
Компьютерная верстка Н. Неговора
_________________________________________________________
Подписано в печать 18.08.2017
Формат 60х84 1/16 Усл. п. л. 7,32 Уч.-изд. л. 6,71
Бумага офсетная Заказ 84 Тираж 20 экз.
_________________________________________________________
Отпечатано в издательско-полиграфическом комплексе
ФГАОУ ВО «Северо-Кавказский федеральный университет»
355029 г. Ставрополь, пр-т Кулакова, 2
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]