量的計(jì)量教學(xué)設(shè)計(jì)

1、遼寧石油化工大學(xué)順華能源學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 0 油井產(chǎn)量計(jì)量系統(tǒng)及計(jì)量罐單元設(shè)計(jì) 摘 要 油井產(chǎn)量計(jì)量是掌握油井動(dòng)態(tài)，分析油儲層的變化情況，科學(xué)地制定油田開 發(fā)方案的重要依據(jù)。是原油生產(chǎn)單位的一項(xiàng)重要日常工作。目前中國油井產(chǎn)量計(jì) 量在動(dòng)態(tài)周期性計(jì)量的基礎(chǔ)上，普遍采用多井集中計(jì)量方式，對于單拉井，可采 用靜態(tài)計(jì)量方式，對于開采后期的油井，針對其普遍低產(chǎn)少氣的特點(diǎn)，可采用活 動(dòng)計(jì)量或軟件計(jì)量方式，其中軟件計(jì)量應(yīng)用最多的是頁面恢復(fù)法、示功圖法。20 世紀(jì)末國內(nèi)外研制開發(fā)的多相流量計(jì)可同時(shí)計(jì)量管道內(nèi)油、氣、水的產(chǎn)量，是油 井產(chǎn)量計(jì)量技術(shù)的發(fā)展方向。 本文針對超稠原油計(jì)量準(zhǔn)確度低、不能實(shí)時(shí)計(jì)量的現(xiàn)狀，

2、采用稱重的方式對 原油進(jìn)行計(jì)量。解決了稠油計(jì)量的準(zhǔn)確度、可靠性、耐久性及實(shí)時(shí)在線計(jì)量的問 題。設(shè)計(jì)中采用垂直計(jì)量罐，在計(jì)量罐原油進(jìn)口處安裝傘狀分離器，進(jìn)行油氣分 離。氣體通過罐上部的接管流出，液體進(jìn)入到計(jì)量翻斗內(nèi)。在翻斗上安裝稱重傳 感器，采用兩個(gè)翻斗輪流計(jì)量。通過稱出每斗的原油重量，得到原油產(chǎn)量。解決 了油中含氣造成假體積帶來的計(jì)量誤差。采用對稱的兩個(gè)獨(dú)立料斗，分別設(shè)置兩 個(gè)稱重傳感器，得到每個(gè)料斗的空斗和滿斗的重量。再將滿斗的重量減去空斗重 量得到一斗原油的重量。在一個(gè)確定的計(jì)量時(shí)間內(nèi)，根據(jù)料斗的翻轉(zhuǎn)次數(shù)，進(jìn)而 得到該時(shí)間內(nèi)的原油產(chǎn)量。 文中對計(jì)量系統(tǒng)的計(jì)量罐進(jìn)行了設(shè)計(jì)，完成了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，計(jì)

3、算并校核了罐體 強(qiáng)度，確定了接管位置和尺寸，繪制了較完整的計(jì)量罐圖。 關(guān)鍵詞：油井產(chǎn)量，計(jì)量，計(jì)量罐，料斗 遼寧石油化工大學(xué)順華能源學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 oil well production metering system and metering tank unit design abstract oil well production metering is grasped well dynamic, analysis of oil reservoir changes, making oilfield development plan important basis, crude o

4、il production units is an important daily work. at present, chinese oil well production metering in dynamic periodic measurement based on multi well, generally adopt the centralized metering mode, for a single pull well, can be used for static measurement, late stage of production wells, for its gen

5、eral low gas characteristics, can adopt movable metering or software measurement method, which is the most widely used software measurement page recovery method, dynamometer diagram method. at the end of twentieth century domestic and foreign research and development of the multiphase flow meter can

6、 simultaneously measure the pipeline oil, gas, water yield, is the oil well production metering technology development direction. in this paper, ultra-thick crude oil measurement accuracy is low, not real-time measurement of the status quiet, measured using weighing on crude oil. to solve the proble

7、m of heavy oil measurement accuracy, reliability, durability, and real-time online 遼寧石油化工大學(xué)順華能源學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 measurement. design used in the vertical measurement of cans, umbrella separator installed in the measuring tank of crude oil imports, oil and gas separation. the gas flow through the tank upp

8、er part of the takeover, the liquid into the metering dump. installation in the dump on the load cell, two dump rotation measurement. said the weight of crude oil per bucket, crude oil production. solve the measurement error of gas oil caused by the false volume brought. symmetrical two separate hop

9、per, set the two load cell, each hopper empty bucket and the weight of the full bucket. then heaped the weight minus the weight of the empty bucket to get the weight of a bucket of crude oil. a certain measurement time, according to the number of turns of the hopper, and then get the time crude oil

10、production. the metering system for metering tank was designed, completed the structural design, calculation and check of the strength of the tank body, identified over the position and size, rendering a more complete metering tank chart. key words: oil production, measurement, measuring tank, hoppe

11、r 遼寧石油化工大學(xué)順華能源學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 目 錄 1 緒論緒論.1 1.1. 油井產(chǎn)量計(jì)量技術(shù)現(xiàn)狀 .1 1.1.1 原油的測量方法.1 1.1.2 天然氣的計(jì)量方法.2 1.1.3 原油含水率的測定.3 1.2 其他計(jì)量方法.5 1.2.1 軟件計(jì)量方式.5 1.2.2 靜態(tài)計(jì)量方式.6 1.2.3 多相流量計(jì)的計(jì)量方式.6 1.3 本次設(shè)計(jì)任務(wù)、過程與步驟.6 2 稱重式油井自動(dòng)計(jì)量裝置總體設(shè)計(jì)稱重式油井自動(dòng)計(jì)量裝置總體設(shè)計(jì).6 2.1 計(jì)量要求的參數(shù)指標(biāo).7 2.2 計(jì)量原理與總體方案論證.7 2.2.1 計(jì)量原理.7 2.2.2 總體方案論證.9 2.3 計(jì)量公式與精度分析

12、.10 3 計(jì)量罐的設(shè)計(jì)計(jì)量罐的設(shè)計(jì).11 3.1 計(jì)量罐總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算 .11 3.1.1 基本設(shè)計(jì)參數(shù).11 遼寧石油化工大學(xué)順華能源學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 3.1.2 筒體尺寸計(jì)算與材料選擇.11 3.1.3 封頭設(shè)計(jì).13 3.1.4 強(qiáng)度計(jì)算與水壓試驗(yàn).14 3.2 開孔補(bǔ)強(qiáng) .16 3.3 接管、法蘭與人孔的設(shè)計(jì)選型 .29 3.4 其他部件的選型 .29 3.4.1 安全閥、觀察孔.29 3.4.2 支座設(shè)計(jì).30 3.5 焊接工藝 .33 3.6 密封設(shè)計(jì) .34 4 自動(dòng)計(jì)量裝置中計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)自動(dòng)計(jì)量裝置中計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì).36 4.1 計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系

13、統(tǒng)方案比較與選擇 .36 4.1.1 基于 arm 和 cpld 的高速數(shù)據(jù)采集.36 4.1.2 基于 labview 和 pci-5124 的數(shù)據(jù)采集.38 4.2 基于工控機(jī)與 plc 結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng).38 總結(jié)總結(jié).41 符號說明符號說明.42 謝謝 辭辭.45 參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn).46 遼寧石油化工大學(xué)順華能源學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 0 油井產(chǎn)量計(jì)量系統(tǒng)及計(jì)量罐單元設(shè)計(jì) 1 緒 論 1.1. 油井產(chǎn)量計(jì)量技術(shù)現(xiàn)狀 油井產(chǎn)量的計(jì)量是油田生產(chǎn)管理中的一項(xiàng)重要任務(wù)，對油井產(chǎn)量精確、及時(shí) 的計(jì)量，對掌握油藏情況，制定生產(chǎn)方案，具有重要的指導(dǎo)意義。目前國際上各 油田采用的油井產(chǎn)量計(jì)量辦法主要有

14、玻璃管量油孔板測氣、翻斗量油孔板測氣、 兩相分離密度法和三相分離計(jì)量辦法等。隨著技術(shù)的進(jìn)步，油田越來越需求功用 強(qiáng)、自動(dòng)化程度高的油井計(jì)量設(shè)備以提高油田的管理水平。 .1 原油的測量方法原油的測量方法 （1）玻璃管液面計(jì)量油是在油氣分離器上安裝 1 根與分離器構(gòu)成連通管的 玻璃管液面計(jì)，分離器內(nèi)一定質(zhì)量的油將水壓到玻璃管內(nèi)，根據(jù)玻璃管內(nèi)水上升 的高度與分離器內(nèi)油量的關(guān)系得到分離器內(nèi)油的質(zhì)量，由此測得玻璃管內(nèi)液面上 升一定高度所需要的時(shí)間，即可折算出油井的產(chǎn)量。玻璃管量油是國內(nèi)各油田普 遍采用的傳統(tǒng)方法，約占油井總數(shù)的 90%以上。該方法的優(yōu)點(diǎn)是裝備簡單、投資 少，缺點(diǎn)是人工操作

15、自動(dòng)化水平低、原油經(jīng)常會附著在玻璃管內(nèi)壁上，造成讀數(shù) 困難。由于采用間歇量油的方式來折算產(chǎn)量導(dǎo)致原油系統(tǒng)測量誤差較大。另外在 高含水期特別是在特高含水期，對于氣液比低的油井計(jì)量后的排液十分困難，給 計(jì)量操作造成很大不便。 （2）電極量油是在玻璃管液面計(jì)量油的基礎(chǔ)上，在規(guī)定的量油高度上下界 限各安裝 1 個(gè)電極，當(dāng)水上升到下電極時(shí)，計(jì)時(shí)電表接通開始計(jì)時(shí)，水上升到上 電極時(shí)電表切斷停止走動(dòng)，記錄水位升高的時(shí)間，則可按照玻璃管液面計(jì)量油的 遼寧石油化工大學(xué)順華能源學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 方法計(jì)算出油井的產(chǎn)量。 （3）翻斗量油裝置主要由量油器、計(jì)數(shù)器等組成，一個(gè)斗裝滿時(shí)翻倒排油， 另一個(gè)斗裝油。這樣

16、反復(fù)循環(huán)來累積油量，這種量油裝置結(jié)構(gòu)簡單，具有一定計(jì) 量精度。 .2 天然氣的計(jì)量方法天然氣的計(jì)量方法 （1）氣體流量計(jì)測氣。隨著技術(shù)的發(fā)展，氣體流量計(jì)在天然氣測量中的應(yīng) 用越來越多，常用的有氣體渦輪流量計(jì)、旋進(jìn)旋渦流量計(jì)、氣體渦街流量計(jì)、羅 茨流量計(jì)等。 氣體渦輪流量計(jì)、旋進(jìn)旋渦流量計(jì)、渦街流量計(jì)是速度式流量測量儀表。氣 體渦輪流量計(jì)主要由渦輪導(dǎo)流器、磁電轉(zhuǎn)換器等組成，具有精度高、重復(fù)性好、 反應(yīng)快、測量范圍寬等優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)是運(yùn)動(dòng)部件容易磨損從而影響測量的精度。 渦街流量計(jì)是基于“卡門”渦街原理研制成的一種流量計(jì)，在管道中插入一 個(gè)旋渦發(fā)生體，當(dāng)管道中有流體流過時(shí)，在旋渦發(fā)生體

17、的兩側(cè)將交替產(chǎn)生旋渦， 在下游交替排列的旋渦列被稱為渦街。單位時(shí)間內(nèi)通過某一點(diǎn)的渦街的數(shù)量與流 體的流速成正比，渦街由壓力傳感器檢測，檢測得到的微弱電信號經(jīng)處理，轉(zhuǎn)換 為流量進(jìn)行顯示或者遠(yuǎn)傳。 旋進(jìn)旋渦流量計(jì)工作原理：進(jìn)入流量計(jì)的流體通過旋渦發(fā)生器產(chǎn)生旋渦流， 旋渦流在文丘里管中旋進(jìn)，到達(dá)收縮段突然節(jié)流使旋渦流加速，當(dāng)旋渦流進(jìn)入擴(kuò) 散段后，因回流的作用強(qiáng)迫進(jìn)入旋進(jìn)式二次旋轉(zhuǎn)。旋渦流的頻率與介質(zhì)速度成正 比并且為線性關(guān)系。由壓力傳感器檢測，檢測的微弱電信號經(jīng)處理，可轉(zhuǎn)換為流 量信號。 遼寧石油化工大學(xué)順華能源學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 旋進(jìn)旋渦流量計(jì)和渦街流量計(jì)都具有結(jié)構(gòu)簡單、準(zhǔn)確度高、測量范圍大

18、、無 機(jī)械可動(dòng)件、安裝使用方便、不受介質(zhì)的密度、粘度等影響的優(yōu)點(diǎn)。 氣體羅茨流量計(jì)是一種容積式流量計(jì)，計(jì)量精度較高，適用于精密的體積測 量。廣泛用于貿(mào)易和精密儲運(yùn)計(jì)量管理，但是在油井計(jì)量中分離出的天然氣含有 較多的液滴，這會影響流量計(jì)轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的潤滑，容易出現(xiàn)卡堵事故，所以一般不 宜采用此類流量計(jì)。 （2）孔板測氣是傳統(tǒng)的氣體計(jì)量方法。用節(jié)流孔板與波紋管壓差計(jì)配套進(jìn) 行測量，根據(jù)氣體流經(jīng)孔板節(jié)流時(shí)前后的壓差來計(jì)算氣體流量，這種計(jì)量方法裝 置結(jié)構(gòu)簡單、安裝方便，但量程較小，計(jì)量精度受孔板加工安裝精度的影響。 （3）分離器排液測氣。在計(jì)量用油氣分離器量完油以后，關(guān)閉分離器的天 然氣出口閥門，根據(jù)排液

19、的時(shí)間計(jì)算天然氣的產(chǎn)量。這種方法不需要專門的測量 裝置，原理簡單，但操作工作量大、且精度不高。 .3 原油含水率的測定原油含水率的測定 按原油乳狀液的類型、含水率的高低和計(jì)量自動(dòng)化的程度，可采用儀表在線 連續(xù)測定或人工取樣測定原油含水率。 (1)儀表在線連續(xù)測定。在原油管線上安裝在線含水分析儀表，目前在油田上 使用的原油含水分析儀按原理大致可分為直接測量法和間接測量法兩類。 直接測量法包括電容法、微波法、超短波法等。此類原油含水分析儀表是根 據(jù)乳化原油電化學(xué)特性不同，測量中，低含水原油連續(xù)相的乳化原油的電導(dǎo)率， 當(dāng)未出現(xiàn)油水轉(zhuǎn)相時(shí)，其含水率的測量可以控制在3. 0%以內(nèi)。當(dāng)含水

20、原油有明 顯的游離水出現(xiàn)時(shí)，這類原油含水分析儀只有與二相分離器配套使用，將游離水 遼寧石油化工大學(xué)順華能源學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 除去后方可以使用。 電容法測量低含水原油的含水率多采用同軸桶形電容傳感器，利用原油乳化 液的介電常數(shù)與含水率有關(guān)的原理來實(shí)現(xiàn)對原油含水率的測量。微波法依據(jù)原油 和水對微波的吸收程度不同檢測油水混合液的含水率。超短波法包括 g 射線和 c 射線吸收法，當(dāng)射線穿過物質(zhì)時(shí)射線強(qiáng)度會發(fā)生衰減，由于原油和水對射線的吸 收系數(shù)不同，通過測量射線強(qiáng)度就可以計(jì)算出油水混合液的含水率。 間接測量法包括振動(dòng)管式液體密度計(jì)、放射性測密度法等。此類原油含水分 析儀表用實(shí)際生產(chǎn)中某區(qū)塊純油

21、、純水的密度值相對穩(wěn)定的特點(diǎn)，測量含水原油 的密度，通過計(jì)算間接測得含水率。該方法在理論上可用于 0 100%的原油含水 率的測量范圍，并且不受油水轉(zhuǎn)相的影響，從而避免了高含水原油由于油水轉(zhuǎn)相 的不確定性造成的不可控的原油含水率測量準(zhǔn)確度，其含水率測量誤差可以控制 在1. 0%以內(nèi)。 （2）人工取樣測定。操作人員取一定數(shù)量的油樣，使用蒸餾法、電脫法等 測定油樣的含水量，從而獲得油井的含水量參數(shù)。這是目前國內(nèi)油田采用的主要 檢測方法，人工采取油樣具有隨機(jī)性、代表性不強(qiáng)、增大了原油含水率測量的誤 差。 遼寧石油化工大學(xué)順華能源學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 1.2 其他計(jì)量方法 .1 軟

22、件計(jì)量方式軟件計(jì)量方式 （1）液面恢復(fù)法(動(dòng)液面法)。根據(jù)試井理論，油井關(guān)井后，液面上升率起 初與關(guān)井時(shí)間成正比.然后越來越慢。動(dòng)液面法就是利用這個(gè)理論，采用井口回 升記錄儀測量油井停產(chǎn)時(shí)及開井生產(chǎn)一段時(shí)間后油井油、套管環(huán)形空間內(nèi)的液位 高度，根據(jù)靜液面和動(dòng)液面的高差，求得單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)入井內(nèi)的產(chǎn)液量。 （2）示功圖法。從理論上講，示功圖可以表示每次抽油的產(chǎn)液量。深井泵 的示功圖直接反映泵的工作情況，反映泵內(nèi)流體的充滿程度。因此，用儀器采集 每個(gè)沖程的功圖數(shù)據(jù)，根據(jù)功圖數(shù)據(jù)的變化，分析每個(gè)沖程中泵內(nèi)液體的充滿程 度，把泵筒作為計(jì)量容器，計(jì)算出每個(gè)沖程的抽汲量，即可折算單井的產(chǎn)液量。 式(1-1)

23、可以算出油井產(chǎn)液量。 （1-1） b dsn q 4 2 式中 q油井產(chǎn)量； 混合液密度； b體積系數(shù)； d泵徑； s有效沖程； n抽油機(jī)的沖次。 液面恢復(fù)法和示功圖法適用于密度大，產(chǎn)量低的油井，其配套設(shè)施少，計(jì)量 方法簡單。缺點(diǎn)是對于間歇出油、氣量較大的油井使用效果不理想，在技術(shù)上還 有待繼續(xù)提高。 遼寧石油化工大學(xué)順華能源學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 .2 靜態(tài)計(jì)量方式靜態(tài)計(jì)量方式 拉油的油井可采用靜態(tài)計(jì)量方式，即采用計(jì)量分離器、高架油罐或槽罐容器 計(jì)量，這幾種計(jì)量方式的原理是通過儀器或人工測定在一定時(shí)間內(nèi)流入容器的油 井產(chǎn)物的體積變化量來計(jì)算油井的產(chǎn)量，這種計(jì)量方法簡單，投資

24、少，但自動(dòng)水 平低，計(jì)量誤差較大，一般應(yīng)用在油井比較分散，對計(jì)量精度要求較低的場所。 .3 多相流量計(jì)的計(jì)量方式多相流量計(jì)的計(jì)量方式 20 世紀(jì)末國內(nèi)外研制開發(fā)的多相流量計(jì)可同時(shí)計(jì)量管道內(nèi)油氣水流量，無需 將油井產(chǎn)物通過分離器分成氣液兩相后進(jìn)行計(jì)量，是油井產(chǎn)量計(jì)量技術(shù)的發(fā)展方 向。典型的測試方法:相關(guān)法、容積法、孔板節(jié)流法、激光多普勒法等。 由于油井采出液中的油氣水一般不是均勻混合的，它們以不同的速度流動(dòng)形 成復(fù)雜的流態(tài)，目前多相流量計(jì)對復(fù)雜井流的適應(yīng)性不強(qiáng)，計(jì)量精度不高，并且 儀表價(jià)格昂貴，使得多相流量計(jì)的使用范圍受到了很大的限制。但是由于其占地 而積小、自動(dòng)化水平高、可移動(dòng)

25、計(jì)量等有很大的優(yōu)越性，將是未來油井產(chǎn)量計(jì)量 技術(shù)的發(fā)展方向。 1.3 本次設(shè)計(jì)任務(wù)、過程與步驟 查找相應(yīng)設(shè)計(jì)資料并仔細(xì)研讀，全面了解和掌握目前油井產(chǎn)量計(jì)量技術(shù)現(xiàn)狀 及水平，完成本次設(shè)計(jì)的總體測量方案的論證與分析，闡述其計(jì)量原理及過程， 根據(jù)給定的技術(shù)參數(shù)完成計(jì)量罐單元的設(shè)計(jì)及詳細(xì)計(jì)算，掌握容器設(shè)計(jì)過程，同 時(shí)要完成規(guī)定的外文資料翻譯，最后編寫設(shè)計(jì)任務(wù)書。 遼寧石油化工大學(xué)順華能源學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 2 稱重式油井自動(dòng)計(jì)量裝置總體設(shè)計(jì) 2.1 計(jì)量要求的參數(shù)指標(biāo) 設(shè)計(jì)壓力： 工作壓力：1.7pcmpa1.6pmpa 設(shè)計(jì)溫度： 工作溫度：200tc50 150 c 腐蝕余量： 焊縫系數(shù)（筒

26、體/封頭）：1mm1 筒體內(nèi)徑： 筒體長度：33741600mmmm 介質(zhì)：原油 2.2 計(jì)量原理與總體方案論證 2.2.1 計(jì)量原理 如圖2-1所示，翻斗式計(jì)量料斗裝置是由兩個(gè)對稱布置的獨(dú)立料斗組成，兩個(gè) 料斗各自的回轉(zhuǎn)軸通過雙料斗支座與整體回轉(zhuǎn)軸相連。兩個(gè)翻斗上各安裝有一個(gè) 稱重傳感器，以測量翻斗和其中油的重量。整個(gè)翻斗式計(jì)量料斗裝置安裝在計(jì)量 罐內(nèi)部。翻斗式稱重計(jì)量采用稱重的方式對流經(jīng)計(jì)量罐的原油進(jìn)行計(jì)量，解決了 由于原油表面張力較大，普通的油氣分離難以分離干凈而導(dǎo)致在線流量計(jì)計(jì)量誤 差較大的問題。 遼寧石油化工大學(xué)順華能源學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 圖2-1翻斗計(jì)量原理圖 要計(jì)量的目標(biāo)油

27、井中的原油經(jīng)多通閥后，由計(jì)量罐頂端的原油入口管路進(jìn)入 計(jì)量罐，經(jīng)計(jì)量罐上部的錐形分離器進(jìn)行油氣分離，液相進(jìn)入下部的收集盤并經(jīng) 緩沖后流入翻斗（右料斗工作）。當(dāng)原油不斷流入右料斗時(shí)，其重量不斷增加， 當(dāng)增加到一定量時(shí)，平衡被破壞，左右料斗圍繞軸心翻轉(zhuǎn)，右料斗下降，左料斗 開始上升并對原油進(jìn)行計(jì)量，右料斗開始瀉油。這樣左右料斗不斷輪流工作，對 原油計(jì)量。在一定時(shí)間內(nèi)計(jì)算出左右料斗翻轉(zhuǎn)的次數(shù)，即可得到該口油井在這一 時(shí)間的產(chǎn)量。如果油井工作狀態(tài)穩(wěn)定，其它時(shí)間（未計(jì)量時(shí)間）產(chǎn)量與該產(chǎn)量必 有一個(gè)對應(yīng)關(guān)系。假設(shè)計(jì)量裝置對12口油井進(jìn)行循環(huán)計(jì)量，在24小時(shí)內(nèi)輪流計(jì)量 1次，則每口井可以計(jì)量2小時(shí)。一口井2

28、小時(shí)產(chǎn)量得到后，就可以計(jì)算出一天24 小時(shí)的產(chǎn)量。假設(shè)24小時(shí)對12口井循環(huán)計(jì)量2次，每口井計(jì)量1小時(shí)，這樣對2次 計(jì)量值進(jìn)行平均，得到1小時(shí)的產(chǎn)量，也可以計(jì)算出一天24小時(shí)的產(chǎn)量。顯然后 遼寧石油化工大學(xué)順華能源學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 一種循環(huán)計(jì)量方式得到的油井產(chǎn)量精度要高于前一種循環(huán)計(jì)量得到的油井產(chǎn)量精 度。 由于翻斗裝置是由對稱的兩個(gè)獨(dú)立料斗組成，在其中一側(cè)料斗中流體質(zhì)量達(dá) 到一定數(shù)值時(shí)，裝置發(fā)生翻轉(zhuǎn)，同時(shí)另一側(cè)的料斗開始繼續(xù)進(jìn)料，兩個(gè)料斗如此 循環(huán)工作。翻斗倒出的油在氣體的壓力與輸油泵的作用下流入輸油管線，并與其 他管線進(jìn)油一起進(jìn)入儲油罐。在整個(gè)稱量過程中，每次料斗翻轉(zhuǎn)稱重傳感器在進(jìn)

29、 油前及翻轉(zhuǎn)瞬間各有一個(gè)讀數(shù)，其差值為翻轉(zhuǎn)一次的稱油量，將這些差值加和起 來即可得到累計(jì)流量，即為規(guī)定測量時(shí)間的當(dāng)前產(chǎn)量。這種稱量技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)連 續(xù)計(jì)量和對測量的自動(dòng)控制，而且計(jì)量精度可以達(dá)到。3% .2 總體方案論證總體方案論證 計(jì)量裝置由多通閥、計(jì)量罐、氣體流量計(jì)、加熱源、泵、plc控制器以及工 控機(jī)組成，如圖2-2所示。計(jì)量罐是計(jì)量裝置的主體部分，它由罐體、分離器、翻 斗、稱重傳感器、液位計(jì)、加熱盤管等主要部件構(gòu)成，其最核心的部件是計(jì)量料 斗(其中稱重傳感器是本裝置的核心部件)。多通閥的作用是從多路進(jìn)油管線中， 選中所要求計(jì)量的某口油井進(jìn)油管線，由計(jì)量罐頂部的入口管線進(jìn)入

30、計(jì)量罐進(jìn)行 稱重計(jì)量。氣體流量計(jì)用來測量計(jì)量罐中分離出來的氣體流量。加熱源是給原油 加熱，使罐體底部原油維持一定的溫度，保證原油的流動(dòng)性。泵用來保證計(jì)量罐 底部的液位保持在一定高度，使原油中被分離出的氣體從罐體上部出口流出。 plc控制器與計(jì)算機(jī)組成控制系統(tǒng)，接受傳感器輸出的信號，并控制多通閥、泵、 加熱源等，以達(dá)到自動(dòng)控制計(jì)量的目的。 遼寧石油化工大學(xué)順華能源學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 圖2-2 計(jì)量裝置組成 2.3 計(jì)量公式與精度分析 翻斗翻轉(zhuǎn)的條件是：.(2-bgwcgw 12 1) 、分別為右斗與左斗中原油質(zhì)量(如圖2-1)，本設(shè)計(jì)流量約為： 1 w 2 w ，料斗翻轉(zhuǎn)頻率 ，考慮稠油的

31、粘度，翻斗中dm /7060q 3 分）次（/51f 會殘留一定量的原油，而且這個(gè)殘留量是動(dòng)態(tài)變化的，增加殘留量意味著的增 1 w 加，因此也是動(dòng)態(tài)變化的。本設(shè)計(jì)中、由傳感器直接測量的結(jié)果換算得 2 w 1 w 2 w 到，所測量的量中已經(jīng)包括了掛壁原油的重量，所以無需再單獨(dú)考慮原油掛壁的 影響。 遼寧石油化工大學(xué)順華能源學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 3 計(jì)量罐的設(shè)計(jì) 3.1 計(jì)量罐總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算 3.1.1 基本設(shè)計(jì)參數(shù) 設(shè)計(jì)壓力：; 工作壓力：;1.7pcmpa1.6pmpa 設(shè)計(jì)溫度：; 工作溫度：;200tc50 150 c 腐蝕余量：; 焊縫系數(shù)（筒體/封頭）：1；1mm 筒體內(nèi)徑

32、：； 筒體長度：3374；1600mmmm 介質(zhì)：原油 3.1.2 筒體尺寸計(jì)算與材料選擇 （1）筒體材料選擇： 筒體是計(jì)量罐的外殼。常見的筒體是由等直徑，等壁厚的圓筒和作為頭蓋和 底蓋的橢圓形封頭所組成。筒體除滿足工藝條件（如溫度、壓力、直徑和高度等） 下的強(qiáng)度、剛度外，還應(yīng)考慮風(fēng)力，地展、偏心載荷所引起的強(qiáng)度、剛度問題， 以及吊裝、運(yùn)輸、檢驗(yàn)等的影響。 設(shè)計(jì)材料的選擇主要依據(jù)有設(shè)計(jì)溫度，設(shè)計(jì)壓力，介質(zhì)特性和操作特點(diǎn)這幾 個(gè)使用條件決定，按化學(xué)成分分，壓力容器用鋼可分為碳素鋼、低合金鋼和高合 金鋼。 遼寧石油化工大學(xué)順華能源學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 壓力容器用鋼主要有兩類，一類是碳素結(jié)構(gòu)鋼

33、，如 q235-c 鋼板，10，20 鋼 鋼管，20，35 鋼鍛件；另一類是壓力容器專用鋼板，如 20r，20r 是在 20 鋼基 礎(chǔ)上發(fā)展起來的，主要是對硫磷等有害元素的控制更加嚴(yán)格，對鋼板的表面質(zhì)量 和內(nèi)部缺陷的要求也很高，這類鋼強(qiáng)度較低，塑性和可焊性較好，價(jià)格低廉，故 常用于常壓或中低壓容器的制造，也用于支座，墊板等零部件的材料。 低合金鋼：是一種低碳合金鋼，合金元素含量較少（總量一般不超過 3%） 具有良好的綜合力學(xué)性能。 高合金鋼：石油化工設(shè)備中設(shè)用的高合金鋼主要指不銹鋼和耐熱鋼。高合金 鋼大多是耐腐蝕、耐高溫鋼。 根據(jù)gb66541996 壓力容器用鋼板 ， gb150 鋼制壓力容

34、器選擇 16mnr 計(jì)算。 表 3-1 壓力容器用鋼 常溫強(qiáng)度 指標(biāo) 在下列溫度下的許用應(yīng)力，mpa鋼號鋼板 標(biāo)準(zhǔn) 使 用 狀 態(tài) 厚 度 m m b mpa s mpa 20 10 0 15 0 20 0 25 0 30 0 35 0 400 6 16 51034517 0 17 0 17 0 17 0 15 6 14 4 13 4 125 16 3 6 49032516 3 16 3 16 3 15 9 14 7 13 4 12 5 119 16m nr gb66 54 熱 軋 正 火 36 6 0 47030515 7 15 7 15 7 15 0 13 8 12 5 11 6 109

35、遼寧石油化工大學(xué)順華能源學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 （2）筒體尺寸計(jì)算： =1.7mpa =1600mmpcdi =200 =1.00t 查 gb150 得 16mnr 在 200下，厚度為 616mm。 170 t mpa 由鋼制壓力容器厚度計(jì)算公式得： 設(shè)計(jì)溫度下圓筒的計(jì)算厚度按下式計(jì)算，公式的適范圍：pc0.4 t 設(shè)計(jì)要求符合該公式適用條件，所以 =8.04mm.(3-1) 2 t pcdi pc 1.7 1600 2 170 1 1.7 設(shè)計(jì)厚度：=+=9.04mm d 2 c 名義厚度：=+=10mm n d 1 c 檢查：=10mm，無變化，所以名義厚度為 10mm n t 設(shè)計(jì)

36、溫度下圓筒的最大允許工作壓力為： =1.91mpa.(3-2) 2 t e w p die 2 9.3 170 1 16009 .3 封頭設(shè)計(jì)封頭設(shè)計(jì) 壓力容器封頭的種類較多，分為凸形封頭、錐殼、變徑段、平蓋及緊縮口等， 其中凸形封頭包括半球形封頭、橢圓形封頭、碟形封頭和球冠形封頭。采用什么 樣的封頭要根據(jù)工藝條件的要求、制造的難易程度和材料的消耗等情況來確定。 本設(shè)計(jì)采取的是橢圓形封頭，所以只對橢圓形封頭進(jìn)行詳細(xì)描述。 遼寧石油化工大學(xué)順華能源學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 橢圓形封頭是由半個(gè)橢球面和短圓筒組成。直邊段的作用是避免封頭和圓筒 的連接焊縫出現(xiàn)徑向曲率半徑突變，以改善

37、焊縫的受力情況。由于封頭的橢球部 分經(jīng)線變化平滑連續(xù)，故應(yīng)力分布比較均勻，且橢圓形封頭深度較半球形封頭小 得多，易于沖壓成型，是目前中、低壓力容器中應(yīng)用最多的封頭之一。 設(shè)計(jì)溫度下球殼的計(jì)算厚度按下式計(jì)算，公式的適范圍：pc0.6 t 設(shè)計(jì)要求符合該公式適用條件，所以 .(3-3) 20.5 t kpcdi pc =8.02mm （標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭 k 取值 1） 1.7 1600 2 170 1 0.5 1.7 設(shè)計(jì)厚度： =+=9.02mm；.(3-4) d 2 c 名義厚度： =+=10mm。.(3-5) n d 1 c .4 強(qiáng)度計(jì)算與水壓試驗(yàn)強(qiáng)度計(jì)算與水壓試驗(yàn) 水壓試驗(yàn)

38、計(jì)算式 tt pp 其中：壓力容器設(shè)計(jì)壓力p 耐壓試驗(yàn)壓力 t p 耐壓試驗(yàn)壓力系數(shù)，對水壓試驗(yàn)=1.25 遼寧石油化工大學(xué)順華能源學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 設(shè)計(jì)溫度下材料的許用應(yīng)力 t 試驗(yàn)時(shí)容器壁金屬溫度下材料的許用應(yīng)力 筒體的薄膜應(yīng)力 t 液壓試驗(yàn)時(shí)應(yīng)滿足： t 0.9 t el r 有效厚度 =8.7mm e 水壓試驗(yàn)： =2.125.(3-6) tt pp 170 1.25 1.7 170 =196.46mpa .(3-7) 2 t t e e pdi =310.5mpa0.9 el r 水壓試驗(yàn)合格0.9 t el r 遼寧石油化工大學(xué)順華能源學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 3.2

39、開孔補(bǔ)強(qiáng) 圖 3-1 開孔方位圖 表 3-2 開孔接管與法蘭 名 稱 數(shù)量pndn法蘭 型式 密封面型式 油氣出口、 安全閥口 15.080so 緊急泄壓口15.080so 緊急排泄口15.0150970so 壓差計(jì)測口15.050970so 電機(jī)軸口15.0200970so 罐頂壓力測 口 15.050970so 罐頂溫度測 口 15.050970so 遼寧石油化工大學(xué)順華能源學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 16 (1)人孔補(bǔ)強(qiáng)：人孔一般都是為了安裝，檢修檢查的需要而設(shè)置的。根據(jù) hg21514-21535 鋼制人孔和手孔 、 hg/t21517-2005 ，該人孔選擇回轉(zhuǎn)蓋帶 頸平焊法蘭人孔，公稱直

40、徑 dn500 (rf)。開孔方位如圖 3-1。 530 8 w ds 補(bǔ)強(qiáng)判別：根據(jù)過程設(shè)備設(shè)計(jì)表 4-15，允許不另行補(bǔ)強(qiáng)的最大接管外徑為 =89。本開孔公稱外徑為 500，故需要另行考慮補(bǔ)強(qiáng)。mmmm 補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算方法判別：開孔直徑25462 1548 i ddcmm 本開孔直徑,滿足等面積法開孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算的適用條件，故548/ 2800ddimm 可用等面積法進(jìn)行開孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算。 開孔所需補(bǔ)強(qiáng)面積： 先計(jì)算強(qiáng)度削弱系數(shù)，接管有效厚度fr 113 0.66 170 t n r fr .(3-8) 8 17 etnt cmm 調(diào)試觀察口15.0250970so 人孔15.05001080so 力傳

41、感器出 線孔 15.0200970so 盤管入口15.050970so 盤管出口15.050970so 原油出口15.0501200so 排污口15.080so 罐底溫度測 口 150970so 壓差計(jì)測口15.050970so 罐底壓力測 口 15.050970so 浮子調(diào)節(jié)器 出口 15.0250970so 遼寧石油化工大學(xué)順華能源學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 開孔所需補(bǔ)強(qiáng)面積計(jì)算按式（3-9）計(jì)算 .(3-9) 1 et adfr =548 8.022 8.02 7 (1 0.66) =5198.2 2 mm 有效補(bǔ)強(qiáng)范圍： 有效寬度按下式確定b 取大值，所以 22 5481096 225

42、482 102 8584 nnt bdmm bdmm 1096bmm 外側(cè)有效高度按式（3-10）計(jì)算： 1 h 取較小值 .（3-10） 1 1 64.2 200() nt hdmm hmm 實(shí)際外伸高度 所以 1 64.2hmm 內(nèi)測有效高度按式（3-11）計(jì)算 2 h 取較小值 .（3-11） 2 2 64.2 0() nt hdmm hmm 實(shí)際內(nèi)伸高度 所以 2 0hmm 有效補(bǔ)強(qiáng)面積 筒體有效厚度9 e mm 筒體多余金屬面積按式（3-12）計(jì)算 1 a .（3-12） 1 21 eete abdfr = 109654898.022 798.02 1 0.66 遼寧石油化工大學(xué)順華

43、能源學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 18 = 2 532.26mm 接管計(jì)算厚度 .（3-13） 2 ci t c t pd p = 1.7 500 3.8 2 113 1.7 mm 接管多余金屬面積按式（3-14）計(jì)算 2 a .(3-14) 2122 22() ettet ahfrhcfr = 2 2 64.2 (73.8) 0.660271.2mm 接管區(qū)焊縫面積 .（3-15） 2 3 1 110 1050 2 amm 所需另行補(bǔ)強(qiáng)面積 .（3-16） 4123 ()aaaaa = 2 4145.74mm 擬采用補(bǔ)強(qiáng)圈補(bǔ)強(qiáng) 補(bǔ)強(qiáng)圈設(shè)計(jì) 根據(jù)公稱直徑 dn500 選擇補(bǔ)強(qiáng)圈，參照補(bǔ)強(qiáng)圈標(biāo)準(zhǔn) jb/

44、t 4736 取補(bǔ)強(qiáng)圈外徑 。因，所以補(bǔ)強(qiáng)圈在有效補(bǔ)強(qiáng)范圍內(nèi)。 840dmm 520dmm 1032bd 補(bǔ)強(qiáng)圈厚度為： 4 12 a mm dd 根據(jù) jbt4736-2002 人孔坡口： 遼寧石油化工大學(xué)順華能源學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 圖 3-2 有補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)的坡口 焊接方法：全熔透 （2）觀察孔：一般都是為了觀察設(shè)備的運(yùn)行而設(shè)置的。根據(jù)gb-t9115.1-2000 平面、凸面對焊鋼制管法蘭 、 hg21514-21535 、 hg/t21517-2005 ，觀察孔 公稱直徑 dn250 rf（型） 。273 6 w ds 補(bǔ)強(qiáng)判別：根據(jù)過程設(shè)備設(shè)計(jì)表 4-15，允許不另行補(bǔ)強(qiáng)的最大接

45、管外徑 為=89。本開孔公稱外徑為 273 6，故需要另行考慮補(bǔ)強(qiáng)。mmmm 補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算方法判別：開孔直徑22852 1287 i ddcmm 本凸形封頭開孔直徑,滿足等面積法開孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算的適用287/ 2800ddimm 條件，故可用等面積法進(jìn)行開孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算。 開孔所需補(bǔ)強(qiáng)面積，先計(jì)算強(qiáng)度削弱系數(shù)，fr 113 0.66 170 t n r fr 接管有效厚度： .(3-17) 6 15 etnt cmm 開孔所需補(bǔ)強(qiáng)面積計(jì)算按式（3-18）計(jì)算 .(3-18)1 et adfr 遼寧石油化工大學(xué)順華能源學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 20 =287 8.022 8.02 5 (1 0.66) =214

46、6.1 2 mm 有效補(bǔ)強(qiáng)范圍 有效寬度按下式確定b 取大值，所以 22 287574 222872 102 6319 nnt bdmm bdmm 574bmm 外側(cè)有效高度按式（3-19）計(jì)算： 1 h 取較小值.（3-19） 1 1 40.5 200() nt hdmm hmm 實(shí)際外伸高度 所以 1 40.5hmm 內(nèi)側(cè)有效高度按式（3-20）計(jì)算 2 h 取較小值.（3-20） 2 2 40.5 0() nt hdmm hmm 實(shí)際內(nèi)伸高度 所以 2 0hmm 有效補(bǔ)強(qiáng)面積： 筒體有效厚度9 e mm 筒體多余金屬面積按式（3-21）計(jì)算 1 a . .（3-21） 1 21 eete

47、 abdfr = 57428798.022 598.02 1 0.66 = 2 278.6mm 接管計(jì)算厚度： 遼寧石油化工大學(xué)順華能源學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 .（3-22） 2 ci t c t pd p = 1.7 261 1.98 2 113 1.7 mm 接管多余金屬面積按式（3-23）計(jì)算： 2 a .(3-23) 2122 22() ettet ahfrhcfr 2 2 40.5 (5 1.98) 0.660161.4mm 接管區(qū)焊縫面積 .（3-24） 2 3 1 110 1050 2 amm 所需另行補(bǔ)強(qiáng)面積： .（3-25） 4123 ()aaaaa = 2 1607.1

48、mm 擬采用補(bǔ)強(qiáng)圈補(bǔ)強(qiáng) 補(bǔ)強(qiáng)圈設(shè)計(jì) 根據(jù)公稱直徑 dn250 選擇補(bǔ)強(qiáng)圈參照補(bǔ)強(qiáng)圈標(biāo)準(zhǔn) jb/t 4736，取補(bǔ)強(qiáng)圈外徑 。因，所以補(bǔ)強(qiáng)圈在有效補(bǔ)強(qiáng)范圍內(nèi)。 480dmm 300dmm 526bd 補(bǔ)強(qiáng)圈厚度為： 4 8 a mm dd 焊接結(jié)構(gòu) 根據(jù) jbt4736-2002 觀察孔坡口： 遼寧石油化工大學(xué)順華能源學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 22 圖 3-3 觀察孔坡口 （3）公稱直徑 dn=200 (力傳感器出線口)開孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算 根據(jù)gb-t9115.1-2000 平面、凸面對焊鋼制管法蘭 ， hg21514-21535 ， hg/t21517-2005 ，觀察孔公稱直徑 dn200 rf（型）

49、 。219 7.5 w ds 補(bǔ)強(qiáng)判別：根據(jù)過程設(shè)備設(shè)計(jì)表 4-15，允許不另行補(bǔ)強(qiáng)的最大接管外徑 為=89。本開孔公稱外徑為，故需要另行考慮補(bǔ)強(qiáng)。mm219 7.5mm 補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算方法判別：開孔直徑22342 1236 i ddcmm 本凸形封頭開孔直徑,滿足等面積法開孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算的適用236/ 2800ddimm 條件，故可用等面積法進(jìn)行開孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算。 開孔所需補(bǔ)強(qiáng)面積，先計(jì)算強(qiáng)度削弱系數(shù)，fr 113 0.66 170 t n r fr 接管有效厚度： .(3-26) 7.5 16.5 etnt cmm 開孔所需補(bǔ)強(qiáng)面積計(jì)算按式（3-27）計(jì)算 .(3-27)1 et adfr =236 8

50、.022 8.02 6.5 (1 0.66) =1927 2 mm 遼寧石油化工大學(xué)順華能源學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 23 有效補(bǔ)強(qiáng)范圍: 有效寬度按下式確定b 取大值，所以 22 236472 222362 102 7.5271 nnt bdmm bdmm 472bmm 外側(cè)有效高度按式（3-28）計(jì)算： 1 h 取較小值.（3-28） 1 1 42 200() nt hdmm hmm 實(shí)際外伸高度 所以 1 42hmm 內(nèi)測有效高度按式（3-29）計(jì)算 2 h 取較小值.（3-29） 2 2 42 0() nt hdmm hmm 實(shí)際內(nèi)伸高度 所以 2 0hmm 有效補(bǔ)強(qiáng)面積： 筒體有效厚度9

51、 e mm 筒體多余金屬面積按式（3-30）計(jì)算 1 a .（3-30） 1 21 eete abdfr = 47223698.022 6.598.02 1 0.66 = 2 347.6mm 接管計(jì)算厚度： .（3-31） 2 ci t c t pd p = 1.7 261 1.98 2 113 1.7 mm 遼寧石油化工大學(xué)順華能源學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 24 接管多余金屬面積按式（3-32）計(jì)算： 2 a .(3-32) 2122 22() ettet ahfrhcfr 2 2 42 (6.5 1.98) 0.660251.8mm 接管區(qū)焊縫面積 .（3-33） 2 3 1 110 1050

52、 2 amm 所需另行補(bǔ)強(qiáng)面積： .（3-34） 4123 ()aaaaa = 2 1279.1mm 擬采用補(bǔ)強(qiáng)圈補(bǔ)強(qiáng) 補(bǔ)強(qiáng)圈設(shè)計(jì) 根據(jù)公稱直徑 dn200 選擇補(bǔ)強(qiáng)圈，參照補(bǔ)強(qiáng)圈標(biāo)準(zhǔn) jb/t 4736 取補(bǔ)強(qiáng)圈外徑 。因，所以補(bǔ)強(qiáng)圈在有效補(bǔ)強(qiáng)范圍內(nèi)。 400dmm 240dmm 526bd 補(bǔ)強(qiáng)圈厚度為： 4 8 a mm dd 焊接結(jié)構(gòu)：v 型坡口，全熔透 根據(jù) jbt4736-2002 ,dn200 的接管坡口： 圖 3-4 dn200 坡口 遼寧石油化工大學(xué)順華能源學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 25 (4)公稱直徑 dn=150（緊急排泄口、原油出口）開孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算 根據(jù)gb-t9115.1-

53、2000 平面、凸面對焊鋼制管法蘭 ， hg21514-21535 ， hg/t21517-2005觀察孔公稱直徑 dn150 rf（型） 。159 12.5 w ds 補(bǔ)強(qiáng)判別：根據(jù)過程設(shè)備設(shè)計(jì)表 4-15，允許不另行補(bǔ)強(qiáng)的最大接管外徑 為=89。本開孔公稱外徑為，故需要另行考慮補(bǔ)強(qiáng)。mm159 12.5mm 補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算方法判別：開孔直徑21842 1186 i ddcmm 本凸形封頭開孔直徑,滿足等面積法開孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算的適用186/ 2800ddimm 條件，故可用等面積法進(jìn)行開孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算。 開孔所需補(bǔ)強(qiáng)面積，先計(jì)算強(qiáng)度削弱系數(shù)，fr 113 0.66 170 t n r fr 接管有效厚度：

54、 .(3-35) 12.5 111.5 etnt cmm 開孔所需補(bǔ)強(qiáng)面積計(jì)算按式（3-36）計(jì)算 .(3-36)1 et adfr =186 8.022 8.02 11.5 (1 0.66) = 2 1552.6mm 有效補(bǔ)強(qiáng)范圍 有效寬度按下式確定b 取大值，所以 22 186372 221862 102 11.5229 nnt bdmm bdmm 372bmm 外側(cè)有效高度按式（3-37）計(jì)算： 1 h 遼寧石油化工大學(xué)順華能源學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 26 取較小值.（3-37） 1 1 46.2 200() nt hdmm hmm 實(shí)際外伸高度 所以 1 46.2hmm 內(nèi)測有效高度按式

55、（3-38）計(jì)算 2 h 取較小值.（3-38） 2 2 46.2 0() nt hdmm hmm 實(shí)際內(nèi)伸高度 所以 2 0hmm 有效補(bǔ)強(qiáng)面積 筒體有效厚度9 e mm 筒體多余金屬面積按式（3-39）計(jì)算 1 a .（3-39） 1 21 eete abdfr = 372 18698.022 11.598.02 1 0.66 = 2 174mm 接管計(jì)算厚度： .（3-40） 2 ci t c t pd p = 1.7 261 1.98 2 113 1.7 mm 接管多余金屬面積按式（3-41）計(jì)算： 2 a .(3-41) 2122 22() ettet ahfrhcfr 2 2 46

56、.2 (11.5 1.98) 0.660580mm 接管區(qū)焊縫面積 遼寧石油化工大學(xué)順華能源學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 27 .（3-42） 2 3 1 110 1050 2 amm 所需另行補(bǔ)強(qiáng)面積： .（3-43） 4123 ()aaaaa = 2 348mm 擬采用補(bǔ)強(qiáng)圈補(bǔ)強(qiáng) 補(bǔ)強(qiáng)圈設(shè)計(jì) 根據(jù)公稱直徑 dn150 選擇補(bǔ)強(qiáng)圈參照補(bǔ)強(qiáng)圈標(biāo)準(zhǔn) jb/t 4736 取補(bǔ)強(qiáng)圈外徑 。因，所以補(bǔ)強(qiáng)圈在有效補(bǔ)強(qiáng)范圍內(nèi)。 300dmm 200dmm 526bd 補(bǔ)強(qiáng)圈厚度為： 4 6 a mm dd 焊接結(jié)構(gòu)：v 型坡口，全熔透 根據(jù) jbt4736-2002 ,dn150 的接管坡口： 圖 3-5 dn1

57、50 坡口 (5)根據(jù)過程設(shè)備設(shè)計(jì)表 4-15，允許不另行補(bǔ)強(qiáng)的最大接管外徑為=89。mm 所以 dn80、dn50 接管不需要補(bǔ)強(qiáng)。 遼寧石油化工大學(xué)順華能源學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 28 3.3 接管、法蘭與人孔的設(shè)計(jì)選型 (1)人孔 d=500mm，查人孔標(biāo)準(zhǔn)，選 dn500 pn1.6 (tg) 法蘭：查法蘭標(biāo)準(zhǔn)，采用回轉(zhuǎn)蓋帶頸平焊法蘭， 螺栓個(gè)數(shù)及尺寸，查螺栓螺母標(biāo)準(zhǔn)： 表 3-3 人孔螺栓 螺栓螺母 螺栓螺柱螺母螺柱 數(shù)量直徑 長度 數(shù)量直徑 長度 2030 2 110m 204030 2 140m 3.4 其他部件的選型 .1 安全閥、觀察孔安全閥、觀察孔 (1)觀察

58、孔 d=250mm 查觀察孔標(biāo)準(zhǔn)，選 dn250（tg） 法蘭：查法蘭標(biāo)準(zhǔn)，采用帶頸平焊法蘭， 螺栓個(gè)數(shù)及尺寸，查螺栓螺母標(biāo)準(zhǔn)： 表 3-4 觀察孔螺栓 螺栓螺母 螺栓螺柱螺母螺柱 數(shù)量直徑 長度 數(shù)量直徑 長度 1224 90m122424 115m (2)安全閥 根據(jù)hg21514-21535該觀察孔選擇 dn80，允許不另行補(bǔ)強(qiáng)的最大接管 外徑為=89。所以安全閥不需要補(bǔ)強(qiáng)。mm 遼寧石油化工大學(xué)順華能源學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 29 圖 3-6 無補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)的坡口圖 根據(jù)jb1580-75 ，焊接標(biāo)準(zhǔn)無補(bǔ)強(qiáng)部分的坡口焊接方式為全熔透。 .2 支座設(shè)計(jì)支座設(shè)計(jì) 估計(jì)罐體總重估算

59、： 1234 6500zwwwwkg 為筒體，封頭質(zhì)量 2500kg 1 w 為筒體內(nèi)件、附件、平臺、扶梯、接管法蘭質(zhì)量 3500kg 2 w 為保溫層質(zhì)量 300kg 3 w 為物料質(zhì)量 200kg 4 w (1)支座的選用： 由 gbt4712.42007 容器支座，容器內(nèi)徑高度選擇，該部分試用條件： 公稱直徑 dn8001200mm； 圓筒長度與公稱直徑之比5； 容器總高度10m。 選用 b 系列支座，得到尺寸： 遼寧石油化工大學(xué)順華能源學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 30 表 3-5 支座尺寸 (2)支撐式支座實(shí)際承受載荷計(jì)算 支撐式支座載荷近似按下式計(jì)算： .(3-44) 30 4 10 n

60、phgesem gge q knd 式中： 支座承受的載荷; 支座的安裝尺寸;qd 重力加速度； 偏心載荷；gge 水平力作用點(diǎn)至底板的高度； 不均勻系數(shù)；hk 設(shè)備總重量； 支座數(shù)量； 0 mn 水平力； 水平地震力；p e p ； 地震影響系數(shù)； 0 pem ga 水平風(fēng)載荷； ；pw 6 000 1.210 i pwf q d h 允許載 荷 公稱直 徑 高度 底板 鋼管 墊板 2501600350 b 1 2 d 2 3 d 3 210161594.52208 地腳螺栓 r d 支座質(zhì)量 高度上限 4 d 5 d 規(guī)格1050 13.8 750 23524m20 遼寧石油化工大學(xué)順華能