2.3. Расчет стальных резервуаров на прочность

2.3.1. Теоретическая часть

2.3.1. Резервуары. Теоретическая часть

---

Резервуар – вместилище (наземное или подземное) для хранения жидкостей и газов.

Резервуары служат:

• 
  для учета нефти;
  
• 
  для достижения требуемого качества нефти (отстаивание от воды и мехпримесей, смешение и др.)
  
• 
  для компенсации неравномерности приема-отпуска нефти на границах участков транспортной цепи.
  

Цилиндрические резервуары представляют собой сварную конструкцию из стальных листов. Наиболее распространенные размеры листов: 1000×2000 и 1250×2500 мм при толщине   4 мм; 1500×6000 мм при толщине  > 4 мм.

Применяют вертикальные и горизонтальные резервуары.

Резервуары бывают подземные и наземные. Подземными называются резервуары, у которых наивысший уровень взлива не менее чем на 0,2 м ниже наинизшей отметки прилегающей площадки. Остальные резервуары относятся к наземным.

Вертикальные стальные цилиндрические резервуары со стационарной крышей (типа РВС) – наиболее распространенные. Они представляют собой цилиндрический корпус, сваренный из стальных листов размером 1,5×6 м, толщиной 4÷25 мм, со щитовой конической или сферической кровлей. Длинная сторона листов расположена горизонтально.

Резервуары типа РВС сооружаются объемом от 100 до 50 000 м³. Они рассчитаны на избыточное давление 2000 Па и вакуум 200 Па.

Для сокращения потерь нефти от испарения вертикальные цилиндрические резервуары оснащают понтонами и плавающими крышами.

Горизонтальные стальные цилиндрические резервуары (типа РГС) изготавливают, как правило, на заводе и поставляют в готовом виде. Их объем составляет от 3 до 100 м³.

2.3.2. Порядок расчета резервуара

Все металлические резервуары по форме представляют тела вращения и для них справедливо уравнение Лапласа:

, (2.13)

где – кольцевое усилие; – радиус резервуара; – избыточное (газовое) давление; – высота столба жидкости в рассматриваемом сечении резервуара (принимается равным расстоянию от максимального уровня до расчетного уровня пояса, который на 300 мм выше нижней кромки пояса).

---

Кольцевое усилие на единицу длины окружности связано с напряжением и толщиной стенки корпуса  формулой:

(2.14)
Тогда согласно (2.13) и (2.14) формула для определения толщины стенки корпуса резервуара будет выглядеть так:
, (2.15)
где – расчетное напряжение растяжения в Па:

; (2.16)
– коэффициент условий работы резервуаров ( = 0,8);

– коэффициент однородности металла ( = 0,9);

– коэффициент перегрузки, учитывающий возможность повышения эксплуатационного давления ( = 1,1);

– предел текучести материала.

Если толщина стенки   4 мм, то такие резервуары строятся с постоянной толщиной стенки всех поясов.

Резервуары средней и большой емкости в целях экономии металла изготовляются с переменной толщиной стенки по высоте при значениях  > 4 мм.




2.4. Выполните индивидуальную работу по теме «Расчет труб и емкостей» в рабочей тетради.
Вопросы для самопроверки:

1. Укажите существующие типы резервуаров и их назначение.

2. Назовите достоинства и недостатки горизонтальных и вертикальных газосепараторов.



ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 3. ОБОРУДОВАНИЕ ФОНТАННОЙ СКВАЖИНЫ

Цель: изучение оборудования устья фонтанных скважин (колонная головка, трубная головка, фонтанная елка) и его обслуживание
Порядок работы

---

:
3.1. Теоретическая часть

Оборудование фонтанной нефтяной скважины включает наземное оборудование – фонтанную арматуру (рис. 3.1) и подземное – насосно-компрессорные трубы.

У стье скважины оснащают колонной головкой (колонная обвязка). Колонная головка предназначена для обвязки обсадных труб, разобщения межколонных пространств и контроля за давлением в них. Ее устанавливают на резьбе или посредством сварки на кондукторе. Промежуточные и эксплуатационные колонны подвешивают на клиньях или муфте.

Для обозначения колонных обвязок принята система шифрования (пример 3.1). Фонтанная арматура устанавливается на верхний фланец колонной головки.

Фонтанная арматура включает трубную обвязку (головку) и фонтанную елку с запорными и регулирующими устройствами.

Трубная обвязка – часть фонтанной арматуры, устанавливаемая на колонную обвязку, предназначенная для обвязывания одного или двух скважинных трубопроводов (колонн НКТ), контроля и управления потоком скважинной среды в затрубном (межтрубном) пространстве. Схемы трубных обвязок приведены на рис. 3.2.



Рис. 3.2. Схемы трубных обвязок фонтанной арматуры:

1 – ответный фланец; 2 – запорное устройство; 3 – трубная головка; 4 – манометр с запорно-разрядным устройством
Фонтанная арматура выпускается: на рабочее давление – 14, 21, 35, 70, 105 и 140 МПа, сечением ствола – от 50 до 150 мм, по конструкции фонтанной елки – крестовые и тройниковые, по числу спускаемых в скважину рядов труб – однорядные и двухрядные и оборудованы задвижками или кранами.

Фонтанная елка – часть фонтанной арматуры, устанавливаемая на трубную обвязку, предназначена для контроля и регулирования потока скважинной среды в скважинном трубопроводе и направления его в промысловый трубопровод. Типовые схемы фонтанных елок приведены на рис. 3.3.



Рис. 3.3. Типовые схемы фонтанных елок:

тройниковые – схемы 1,

---

2, 3 и 4; крестовые – схемы 5 и 6 (1 – переводник к трубной головке; 2 – тройник; 3 – запорное устройство; 4 – манометр с запорно-разрядным устройством; 5 – дроссель; 6 – ответный фланец; 7 – крестовина)
При оборудовании скважины двумя концентрическими колоннами НКТ (двухрядная конструкция подъемника) трубы большего диаметра подвешиваются на резьбовом соединении нижнего тройника (крестовины), который устанавливается на крестовину, герметизирующую затрубное пространство. Трубы меньшего диаметра подвешиваются на резьбе переводника, размещаемом над тройником (крестовиком).



Пример обозначения фонтанной арматуры:
Подъем жидкости и газа на поверхность происходит по специальным трубам НКТ, спускаемым в скважины перед началом эксплуатации. Предельная глубина спуска НКТ определяется по формуле:
, (3.1)
где – максимальная глубина спуска НКТ, м;

– наружный радиус НКТ, см;

– внутренний радиус НКТ, см;

= 1,5 – коэффициент запаса;

– масса 1 м труб НКТ, кг;

– предел текучести труб, кгс/см².
3.2. Изучите на макетах конструкцию фонтанной арматуры, назначение ее элементов.
3.3. Выполните индивидуальное задание по теме «Оборудование фонтанной скважины» в рабочей тетради.
Вопросы для самопроверки:

1. Укажите наземное оборудование фонтанных скважин.

2. Сформулируйте требования к арматуре фонтанных скважин.

3. Как выполняется регулирование режима фонтанных скважин?

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 4. ОБОРУДОВАНИЕ УСТАНОВКИ ШТАНГОВОГО СКВАЖИННОГО НАСОСА (УШСН)

---

Смотрите также файлы

• Никобанк.pdf

• Методические указания по выполнению дипломной работы по специальности.docx

• Таырыбы Мыты отбасы мыты мемлекет. Масаты Отбасы мшелеріні арасындаы бауырмалды.docx

• Сценарий летнего корпоративаВместе будем отдыхать, вместе будем зажигать.docx

• Контрольные вопросы и задания для проведения текущего контроля.docx