Автоматическая замерная установка ”Спутник"

1.cdw

Сталь 25Л ГОСТ 380-94
Изготовление и поставка по
Установочное положение на трубопроводе -
Герметичность в затворе по классу
Направление подачи рабочей среды - любое
Управление ручное (от маховика)
Перед сборкой резьбовые соединения и места
не соприкасающиеся с рабочей средой
смазать смазкой ВНИИНП-232 по ГОСТ14068-79
необходимое для закрытия
задвижки n=23 оборота.
Присоединительные размеры по ГОСТ12815-80
Консервация поверхностей по ГОСТ9014-78
Опрессовать задвижку под давлением Р=6 МПа
течь не допускается.
ТУ3741-005-00218116-95

2.cdw

Прибавка на коррозию
Материал основных деталей аппарата Сталь 09Г2С-6
Вход нефтегазовой смеси
Выход нефтегазовой смеси
Для предохранительного
Для установки датчика
Для регулятора уровня
Сепаратор нефтегазовый
Техническая характеристика:

3.cdw

(расчет расхода газа по ДИКТ)
Место установки счетчика
расхода газа ДРГМ-800
Временная газовая линия

4.cdw

5.cdw

спецификация СПР.cdw

Сепаратор.docx

Принимаем для дальнейших расчетов сепаратор НГС-II-П-63-1200 со следующими параметрами:
рабочее давление Р=63 МПа;
рабочая температура среды t=200 С;
внутренний диаметр обечайки D=1200 мм;
внутренний диаметр люка нижней обечайки D=410 мм;
внутренний диаметр нижнего днища D=1100 мм;
скорость коррозии 035.
1. Обечайка нагруженная внутренним избыточным давлением
Расчетная толщина стенки обечайки на прочность
где С – прибавка к расчетным толщинам конструктивных элементов для компенсации коррозии мм
где vкор – скорость коррозии 035 ммгод;
T – срок службы мерной емкости лет.
Р – рабочее давление МПа;
D – внутренний диаметр обечайки (внутренний диаметр люка обечайки) мм;
φр=1 – коэффициент прочности сварных швов;
[] – допускаемое напряжение при расчетной температуре t МПа.
Преобразуя формулы получим
Допускаемое внутреннее избыточное давление
Значение [Р] должно удовлетворять условию прочности [Р]>Р.
Если при расчете окажется [Р]≤ Р то необходимо конструктивно выбрать более прочную сталь рассчитываемой детали сепарационной емкости.
Либо рассчитать допускаемое напряжение по предельным нагрузкам сосудов и аппаратов
где в – временное сопротивление разрыву МПа определяется в зависимости от толщины проката S;
nв=24 – коэффициент запаса прочности при рабочих условиях.
Выбираем для стенки нижней обечайки Ст16ГС ([]=136 МПа).
Расчетная толщина стенки обечайки
Конструктивно принимаем S2=25 мм.
Условие прочности выполнено.
Расчетная толщина люка обечайки
Конструктивно принимаем S3=25 мм.
2. Эллиптические днища нагруженные внутренним избыточным давлением
Расчетная схема эллиптического днища представлена на рисунке 2.1.
Рисунок 2.1 – Эллиптическое днище
Расчетная толщина стенки днища на прочность
где R – радиус кривизны в вершине эллиптического днища мм
где D –внутренний диметр днища мм.
R = D – для эллиптических днищ с Н=025·D.
При расчетной температуре t=200 °С принимаем для нижнего днища из Ст17ГС []=148 МПа.
Расчетная толщина стенки днища
Конструктивно принимаем S5=25 мм.
Условие прочности не выполнено.
Выбираем для стенки днища Ст09Г2 (в=440 МПа при S=11 мм).
На основании данного расчета на прочность обечайки и днища из углеродистых и низколегированных сталей работающих при однократных статических нагрузках под внутренним избыточным давлением подобраны толщины стенок элементов сепарационной емкости обеспечивающих безопасность работы установок типа АГЗУ.

Труба.docx

1 Определение толщины стенки труб
Определим толщину стенки трубы по формуле
гдеDнар – наружный диаметр трубы м;
р – рабочее давление в трубопроводе МПа;
n – коэффициент надежности по нагрузке от внутреннего давления;
R1 – расчетное сопротивление (растяжению) МПа.
гдеR1н – временное сопротивление металла труб МПа.
m – коэффициент условий работы трубопровода;
k1 – коэффициент надежности по материалу;
kн – коэффициент надежности по назначению
Принимаем стандартную величину стенки – 4 мм.
Проверка на осевые сжимающие напряжения
Проверяем на осевые сжимающие напряжения
где α – коэффициент линейного расширения металла труб
Е – модуль упругости металла МПа;
Δt – расчетный температурный перепад.
Т.к. пр.N > 0 то сжимающие осевые напряжения в трубопроводе отсутствуют и величина корректировки не требует.
Расчет допустимого давления в трубе
Внутренний диаметр трубы
Суммарная прибавка к толщине стенки трубы
Расчетная толщина стенки трубы по внутреннему давлению
Расчетная толщина трубы с учетом прибавок
Условие выполняется.
Допустимое рабочее давление в трубе

Фланцы.docx

3.1 Расчет фланцевых соединений (два фланца линейки)
Принимаем следующие исходные данные для расчета:
рабочее давление – р = 25 МПа;
материал фланцев – сталь 40Х с закалкой в масле и высоким отпуском;
материал прокладки – сталь 08 КП;
материал шпилек – сталь 35Х;
средний диаметр уплотнений фланцев:
Расчетные схемы представлены на рисунках 1 и 2.
Расчетная нагрузка на фланцевое соединение складывается из усилия на шпильки при их предварительной затяжке и усилий возникающих в процессе эксплуатации. Также учитываются изгибающий момент от массы и влияние разности температур между проходящей жидкостью или газом и окружающей средой.
Рисунок 1 – Фланцевое соединение
Нагрузка на шпильки от их предварительной затяжки
где Dср – средний диаметр прокладки фланцевого соединения м;
bэфф – ширина уплотняющего пояска прокладки м;
qn – удельное давление смятия прокладки зависит от материала прокладки МПа.
Рисунок 2 – Сопряжение прокладки
Таблица 1 – Технические параметры прокладки
Конструкция прокладки
Минимальное удельное давление прокладки qП МПа
Металлическая овального или восьмигранного сечения
Сталь 08кп ГОСТ 2050-60
Сталь ОХ13 ГОСТ 5632-61
Сталь ОХ18Н10Т ГОСТ 5632-61
Нагрузка действующая на шпильки по первому фланцу
Нагрузка действующая на шпильки по второму фланцу
Эксплуатационная нагрузка складывается из cилы давления перекачиваемой среды Р0 силы давления на прокладку Рост силы изгибающего момента от массы боковых отводов РМ от усилия при температурных деформациях Рt.
Сила давления перекачиваемой среды
где р – рабочее давление Па
Сила давления перекачиваемой среды по первому фланцу
Сила давления перекачиваемой среды по второму фланцу
Сила давления на прокладку для обеспечения герметичности соединения (остаточное усилие затяжки)
где m – эмпирический прокладочный коэффициент учитывающий материал уплотненных элементов физические свойства рабочей среды
Величина коэффициента m для жидкостей выбирается по таблице 1 в зависимости от материала и формы прокладки.
Для работы на газовой и газожидкостной смесях его увеличивают в 2 раза.
Сила давления на прокладку для обеспечения герметичности по первому фланцу
Сила давления на прокладку для обеспечения герметичности по второму фланцу
Масса оборудования подсоединяемого к ним и оборудованного несколькими задвижками бывает весьма значительной.
При этом не всегда трубопроводы имеют надежную опору и поэтому часть их силы тяжести передается арматуре что создает момент который нельзя не учитывать в расчетах.
Получается рычаг к которому приложена сила в центре тяжести отвода между тройником и опорой отвода.
Рычаг опирается о прокладку фланца и растягивает часть шпилек.
Это шпильки наиболее удаленные.
Так как расстояние до центра тяжести отвода от оси линейки измеряется обычно метрами а от опоры фланца до шпилек – сантиметрами существенный вес отвода создает значительную нагрузку на шпильки.
Сила от изгибающего момента в этом случае равна
где М – изгибающий момент от массы Нм;
Dб – диаметр окружности центров отверстий под болты (шпильки) м
Изгибающий момент М (при определении усилий) равен произведению расстояния от центра тяжести отвода до оси линейки l=9000 мм на силу тяжести отвода Fотв=75 кг тогда
Усилие от температурных деформаций возникает из-за того что при повышенной разнице в температуре перекачиваемой (пластовый флюид и др.) и окружающей среды внутренние и наружные элементы подвержены разным деформациям что создает дополнительные нагрузки
где Δt – превышение температуры прокладки и фланцев по сравнению с температурой шпилек. При расчетах полагают что фланцы приваренные встык нагреваются до температуры среды в трубопроводе а температура шпилек составляет около 095 температуры фланца для неизолированных фланцев и 097 – для изолированных;
α – коэффициент линейного расширения (принимается для фланцев и шпилек одинаковым);
Еш Епр – модули упругости шпилек и прокладки Па;
Fш Fпр – площади поперечного сечения шпилек (на участке без резьбы) и прокладки м2;
H = 15 мм – конструктивная высота прокладки м;
D = 2141 мм – внешний диаметр прокладки м;
D1 = 2086 мм – диаметр фаски прокладки м;
γ – угол наклона стенки канавки под прокладку (γ = 67º)
В итоге эксплуатационная нагрузка равна
По величине данного усилия определяется (проверяется) число шпилек (болтов) фланцевого соединения.
где qш – допускаемая нагрузка на одну шпильку (болт) Н
где do = 0028376 м – внутренний диаметр резьбы шпилек м;
доп – допускаемое напряжение определяется через предел текучести материала шпилек при коэффициенте запаса nш = 35
Допускаемая нагрузка на одну шпильку
Число шпилек фланцевого соединения
Полученное число шпилек (болтов) округляется до числа кратного 4. Таким образом принимаем 8 шпилек.
Для создания расчетного удельного контактного давления на уплотняющей поверхности прокладки необходимо чтобы шаг между осями шпилек (болтов) был равен t ≤ 5d где d – наружный диаметр шпильки (болта). При больших давлениях шпильки ставят с шагом t = (3÷25)d.
Определение напряжения в наиболее опасном сечении фланца
Фланец считают по наиболее опасным сечениям таковым является сечение АС для фланцев с овальной и восьмигранной прокладкой (рисунок 3).
Для расчета фланец представляется в виде консольной балки с заделкой в указанных сечениях и рассматривается изгиб от силы РЭ.
Момент сопротивления опасного сечения
Напряжение в опасном сечении
Допустимое напряжение [] определяется по пределу текучести и составляет 52 МПа для материала фланца сталь 40Х с закалкой в масле и высоким отпуском.
Рисунок 3.4 – Фланец
Коэффициент запаса прочности фланца стволовой части
что является приемлемым при рекомендуемом запасе 25.