油井產量計量系統(tǒng)及計量罐單元設計畢業(yè)設計論文

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文檔簡介

1、　　摘要 　　油井產量計量是掌握油井動態(tài)，分析油儲層的變化情況，科學地制定油田開發(fā)方案的重要依據。是原油生產單位的一項重要日常工作。目前中國油井產量計量在動態(tài)周期性計量的基礎上，普遍采用多井集中計量方式，對于單拉井，可采用靜態(tài)計量方式，對于開采后期的油井，針對其普遍低產少氣的特點，可采用活動計量或軟件計量方式，其中軟件計量應用最多

2、的是頁面恢復法、功圖法。20世紀末國內外研制開發(fā)的多相流量計可同時計量管道內油、氣、水的產量，是油井產量計量技術的發(fā)展方向。　　現(xiàn)有的計量方法工人勞動強度大，準確度低，可靠性差。尤其超稠、特稠原油油井產量的計量，速度非常慢。項目針對超稠原油計量準確度低、不能實時計量的現(xiàn)狀，采用稱重的方式對原油進行計量。解決了稠油計量的準確度、可靠性、耐久性及實時在線計量的問題。采用垂直計量罐，在計量罐原油進口處

3、安裝傘狀分離器，達到油氣部分分離的目的。在翻斗上安裝稱重傳感器，采用兩個翻斗輪流計量。通過稱出原油重量，得到原油產量。解決了油中含氣造成假體積帶來的計量誤差。采用對稱的兩個獨立料斗，通過稱重傳感器檢測原油重量的同時，也檢測到一條重量隨時間變化的曲線，通過計算得到累計流量，再換算成產量，采用的翻斗稱重法，即時消除油中含氣和稠油殘留造成的誤差，實現(xiàn)了超稠、特稠原油油井的實時在線計量。　　關鍵詞：油井

4、產量，計量，料斗，采集　　Abstract　　Oil well production measurement is to master the dynamic changes of the oil reservoir was a scientific program to develop an important b

5、asis for field development.Is an important crude oil production units daily.China's current oil production in the dynamic measurement based on periodic measurement, concentration measurement commonly used in multi-we

6、ll method for pulling the oil wells, the static measurement method can be used for the extraction wells later, less gas for its generally low-yieldi　　Key words: Oil production off ，Measurement，hopper

7、，Acquisition　　目錄　　1 緒論1　　1.1 方案論證1　　1.1.1國內外油井產量自動計量技術發(fā)展現(xiàn)狀1　　1.1.2幾種典型自動計量

8、方案對比分析4　　1.1.3稱重式油井計量方案的優(yōu)越性6　　1.2設計任務、過程與步驟7　　2 稱重式油井自動計量裝置總體設計8　　2.1 計量要求的參數(shù)指標8　　2.2 計量原理與總體方案論證8

9、　　2.2.1 計量原理8　　2.2.2 總體方案論證10　　2.3 計量公式與精度分析11　　3 計量罐的設計12　　3.1 計量罐總體結構設計與計算12　　3.1.1 基本設計參數(shù)12</

10、p>　　3.1.2 筒體尺寸計算與材料選擇12　　3.1.3 封頭設計14　　3.1.4 強度計算與水壓試驗15　　3.2 開孔補強16　　3.3 接管、法蘭與人孔的設計選型29　　3.4 其

11、他部件的選型29　　3.4.1 安全閥、觀察孔29　　3.4.2 支座設計30　　3.5 焊接工藝33　　3.6 密封設計34　　4 自動計量裝置中計算機數(shù)據采集系統(tǒng)設計36

12、　4.1 計算機數(shù)據采集系統(tǒng)方案比較與選擇36　　4.1.1基于ARM和CPLD的高速數(shù)據采集36　　4.1.2基于LabVIEW和PCI-5124的數(shù)據采集38　　4.2 基于工控機與PLC結構的數(shù)據采集系統(tǒng)38　　總結42

13、;　　符號說明43　　謝辭46　　參考文獻47　　油井產量計量系統(tǒng)及計量罐單元設計　　1

14、緒論　　1.1 方案論證　　1.1.1國內外油井產量自動計量技術發(fā)展現(xiàn)狀　　油井產量計量設備經過長期發(fā)展，形成了型式繁多的結構，以滿足各方面的特殊需要。準確掌握油井產量，根據產量變化及時掌握和分析油井生產工況的變化，對現(xiàn)階段石油產業(yè)發(fā)展起到重要的作用。&

15、lt;/p>　　油井產量的計量是油田生產管理中的一項重要工作，對油井產量進行準確、及時的計量，對掌握油藏狀況，制定生產方案，具有重要的指導意義。目前國內各油田采用的油井產量計量方法主要有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量方法等。隨著技術的進步，油田越來越需要功能強、自動化程度高的油井計量設備以提高勞動生產率和油田的管理水平。　?。?）油

16、井計量技術的發(fā)展方向　　為了及時掌握油井生產工況，及時制定相應治理措施，需要縮短油井計量周期，對油井進行更加頻繁和及時的計量分析，因此必須提高油井計量速度。　　隨著油田生產逐步進入開發(fā)后期，一方面需要堆新區(qū)新有產油井及時掌握精確的油井計量數(shù)據，為了油田擴大再生產提供強有力的支持。另一方面需要對老區(qū)老井準確了解油井生產狀況，為生產管理提供真實的決策依據，因

17、此對油井計量精度的要求越來越高。尤其在油井生產從井口到聯(lián)合站的上下游系統(tǒng)計量精度都能得到提高的基礎上，圍繞原油計量輸差查找和分析問題將會更為容易。　　當代油井正向自動化方向發(fā)展，油井計量自動化發(fā)展為降低勞動強度，提高勞動生產率，緩解油田企業(yè)嚴重的用工矛盾提供了可靠保證。同時，為了實現(xiàn)油井準確、快速的計量工作，發(fā)展應用操作簡單、計量精度高的自動化油井計量技術是關鍵。<

18、p>　?。?）原油的測量的現(xiàn)狀玻璃管液面計量油：在油氣分離器上安裝一根長80左右并與分離器構成連通管的玻璃管液面計。分離器內一定重要的油將水壓倒玻璃管內，根據玻璃管內水上升的高度與分離器內油量的關系得到分離器內油的重量，由此測得玻璃管內液面上升高度所需要的時間，即可折算出油井的產量。玻璃管量油是國內各油田普遍采用的傳統(tǒng)方法，約占油井總數(shù)的90%以上。該方法裝備簡單、投資

19、少，但由于采用間歇量油的方式來折算產量，導致原油系統(tǒng)誤差為10% ～20%。另外在高含水期，特別是在特高含水期，對汽液比低的油井計量后的排液十分困難，該計量操作造成很大不便電報量油：在玻璃管液面計量油的基礎上，在規(guī)定的量油高度H上、下各安裝一個電極，當水上升到下電極時，計時電表接通開始計時，水上升到上電極時，電表切斷停止走動，記錄水上升H高的時間t，則可按照玻璃管液面計量油的方法計算出

20、油井的產量。翻斗量油：翻斗量油裝置主要由量油器、計數(shù)器等組成。一個斗裝滿時翻到排油，另一個斗裝油，這樣反復循環(huán)來累積油量。這種量油裝置結構簡單，具有一定計量精度。（3）發(fā)展趨勢 ①向儀表化方向發(fā)展:　　隨著技術的進步及各種氣體和液體流量計的廣泛應用，油井產量計量中必然越來越多地使用操作簡單、讀數(shù)方便的流量計。如用于天然氣計量的旋進旋渦流量計

21、、渦街流量計等。②向高精度方向發(fā)展:　　我國油田多進入開發(fā)后期，需要準確及時的了解油井的生產狀況，為生產管理提供真實可信的數(shù)據，對于油井計量精度的要求必然越來越高。向快速化方向發(fā)展:　　為了及時掌握油井的生產狀況，需要縮短油井計量周期，對油井進行更加頻繁和及時的測量，因此必須提高油井計量速度。③向自動化方向發(fā)展:<p&

22、gt;　　自動化技術的發(fā)展為降低勞動強度和提高勞動生產率提供了可靠保證。同時，為了實現(xiàn)油井準確、快速的測量，也必須采用自動化的測量方法。三相分離計量、兩相分離計量和不分離計量的研究和應用將會得到越來越廣泛地重視。　　1.1.2幾種典型自動計量方案對比分析 　　油井計量工藝種類主要分為以下幾種：　　油井計量主要有分

23、離器玻璃管計量、翻斗式稱重計量、雙分離器玻璃、活動試油井計量裝置計量、“示功圖法”油井計量、單拉井單拉罐計量等方法，這些計量方法逐步向快速化、連續(xù)化、高精度化、全自動化方向發(fā)展　　（1）分離器玻璃管計量：　　油井單井計量工藝主要為傳統(tǒng)的計量站玻璃管量油方式，即在油井相對幾種區(qū)域布設計量站，單井通過生產流程進計量站，然后利用“U”型管原理在計量站內通過立式

24、兩相分離器進行單井量油。該計量工藝為傳統(tǒng)計量技術，多年來沒有大的技術改進；計量設備簡單，但地面配套建設投資較大；操作相對較為復雜；不能實現(xiàn)油井連續(xù)計量，采用間歇量油的方式來折算產量，導致原油系統(tǒng)誤差為10%～20%。目前對于高含水生產伴生氣少的油井，以及低液量、間歇出油的油井已無法達到規(guī)范所要求的計量精度，甚至無法實現(xiàn)正常計量。（2）雙分離器玻璃管計量：　　針對油井伴生氣少，利用計量站單臺分離

25、器計量油井產液量液面難壓，計量效率低等問題，在現(xiàn)有傳統(tǒng)計量分離器基礎上串聯(lián)第二臺分離器，油井計量時其中一臺分離器進液計量。進液計時完成后。利用另一臺分離器已存的氣體壓力對進液分離器進行壓液面排空，完成一次計量過程。再次計量時則由第二臺分離器進液。第一臺分離器則做為“氣體儲罐”為第二臺排壓液面使用。在計量過程中部分井存在計量誤差過大的問題。　　（3）活動式油井計量裝置計量：

26、　　針對油井混輸合走進計量站。而不能利用常規(guī)計量手段實現(xiàn)單井計量的問題，采用活動式油井計量裝置。對這部分油井實現(xiàn)井口單井計量。稱重式活動計量裝置：該裝置以適應油井井口現(xiàn)場計量為標準.　　由標準計量罐、稱重傳感器、電子秤、微型計算機、四輪拖動底盤等關鍵部件組成，利用稱重計量手段。結合自動化控制技術達到對油井產液量的連續(xù)準確計量。　　質量流

27、量計活動計量裝置：油井來液，通過氣液旋流分離器等三次氣液分離后氣、液分別匯集進入相應管道分別通過氣表、液體質量流量計實現(xiàn)對氣量、液量的準確計量。最后混合到匯管中向外輸出。PLC測控系統(tǒng)對儀表采集的信號進行處理。得到所需的各項參數(shù)，具有自動化程度高?？梢詫崿F(xiàn)油井連續(xù)計量的目標，計量誤差可以達到3％以內。　?。?）“示功圖法”油井計量技術：　　“示功圖法”油

28、井計量技術是通過測試抽油井地面示功圖，應用桿柱、液柱和油管三維振動數(shù)學模型(波動方程)求解得到井下泵功圖，依據深井泵工作狀態(tài)與油井產液量變化關系。通過對井下泵工作狀況進行診斷和各項指標的量化，確定井下泵的有效沖程、充滿系數(shù)、氣體影響程度。進而計算得出泵的有效排量。折算求出井口有效排量。它是抽油井井工況診斷理論在油井計量系統(tǒng)的應用，可以完全實現(xiàn)油井產液量的自動化計量。并可以對油井生產工況狀態(tài)進行實施跟蹤分析，而地面配套建設投資明顯降低。&

29、lt;/p>　?。?）單拉井單拉罐計量：　　該計量方式主要應用于單獨進生產系統(tǒng)生產困難的偏遠或低產能油井。主要通過計量單拉罐液位來折算單井日產液量或通過拉油車過磅統(tǒng)計計算單井產液量。　?。?）翻斗式稱重計量：　　它是在傳統(tǒng)的油井計量站分離器玻璃管量油基礎上，將普通的油井計量分離器更換為

30、翻斗量油裝置。該裝置由兩個對稱布置的獨立料斗組成，兩個料斗各自的回轉軸通過雙料斗支座與整體回轉軸相連。當原油不斷流入右料斗時，其重量不斷增加，當增加到一定量時，平衡被破壞，左右料斗圍繞軸心翻轉，右料斗下降，左料斗開始上升并對原油進行計量，右料斗開始瀉油。這樣左右料斗不斷輪流工作，從而實現(xiàn)對原油計量。該計量工藝主要由罐體、分離器、翻斗、稱重傳感器組成。并與微型計算機組成計量系統(tǒng)。原油進入罐體時首先沿傘狀分離器鋪開流入翻斗。翻斗裝置是由兩個

31、對稱放置的獨立料斗組成，翻斗上安裝有稱重傳感器，以檢測翻斗和油的重量，量油時翻斗量油器中—個斗裝滿時翻倒排油，另—個斗裝油。這樣反復循環(huán)來累積油量。這種量油技術已經能夠實現(xiàn)對單井的手動、自動連續(xù)計量，而且計量精度可以達到±3％。但是受目前油區(qū)綜合外部環(huán)境的影響。目前還不能擺脫單井通過進站流程到計量站計量后混合外輸?shù)牡孛媾涮捉ㄔO模式。　　1.1.3稱重式油井計量方案的優(yōu)越性</p&

32、gt;　　翻斗計量裝置是目前油井產量計量過程中應用日益普遍的一種計量裝置。翻斗式稱重計量是在傳統(tǒng)的油井計量站分離器玻璃管量油的基礎上，將普通的油井計量分離器更換為翻斗式量油裝置，它通過兩個量油料斗輪流翻轉稱重的方式實時在線計量油井原油的產量，消除了油氣分離效果差、稠油沾粘帶來的計量誤差。本文所陳述的是一種可自動控制的多井進油式的油井計量裝置，它是通過一個多通閥，并采用計算機控制電機的啟停，使多通閥對多路油井進行切換

33、，對選中的某一口油井進行產量計量，實現(xiàn)多井的全自動選井、計量。它克服了由手動選井進行原油產量的計量給工業(yè)生產帶來的不便，使得測量具有更高的效率。　　1.2設計任務、過程與步驟　　查找相應設計資料并仔細研讀，全面了解和掌握目前油井產量計量技術現(xiàn)狀及水平，完成本次設計的總體測量方案的論證與分析，闡述其計量原理及過程，根據給定的技術參數(shù)完成計量罐單元的設計及詳

34、細計算，掌握容器設計過程，同時要完成規(guī)定的外文資料翻譯，最后編寫設計任務書。　　2 稱重式油井自動計量裝置總體設計　　2.1 計量要求的參數(shù)指標　　設計壓力：工作壓力：　　設計溫度：工作溫度

35、：　　腐蝕余量：焊縫系數(shù)（筒體/封頭）：　　筒體內徑：筒體長度：3374　　介質：原油　　2.2 計量原理與總體方案論證</p&g

36、t;　　2.2.1 計量原理　　如圖2-1所示，翻斗式計量料斗裝置是由兩個對稱布置的獨立料斗組成，兩個料斗各自的回轉軸通過雙料斗支座與整體回轉軸相連。兩個翻斗上各安裝有一個稱重傳感器，以測量翻斗和其中油的重量。整個翻斗式計量料斗裝置安裝在計量罐內部。翻斗式稱重計量采用稱重的方式對流經計量罐的原油進行計量，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致在線流量計

37、計量誤　　差較大的問題。　　圖2-1翻斗計量原理圖　　要計量的目標油井中的原油經多通閥后，由計量罐頂端的原油入口管路進入計量罐，經計量罐上部的錐形分離器時進行油氣分離，液相進入下部的收集盤并經緩沖后流入翻斗，右料斗工作。當原油不斷流入右料斗時，其重量不斷增加，當增加到一定量時

38、，平衡被破壞，左右料斗圍繞軸心翻轉，右料斗下降，左料斗開始上升并對原油進行計量，右料斗開始瀉油。這樣左右料斗不斷輪流工作，對原油計量。在一定時間內計算出左右料斗翻轉的次數(shù)，即可得到該口油井在這一時間的產量。如果油井工作狀態(tài)穩(wěn)定，其它時間（未計量時間）產量與該產量必有一個對應關系。假設計量裝置對12口油井進行循環(huán)計量，在24小時內輪流計量1次，則每口井可以計量2小時。一口井2小時產量得到后，就可以計算出一天24小時的產量。假設24小時對1

39、2口井循環(huán)計量2次，每口井計量1小時，這樣對2次計量值進行平均，得到1小時的產量，也可以計算出一天24小時的產量。顯然后一種循環(huán)計量方式得到的油井產量精度要高于前一種循環(huán)計量得到的油井產量精度。　　由于翻斗裝置是由對稱的兩個獨立料斗組成，在其中一側料斗中流體質量達到一定數(shù)值時，裝置發(fā)生翻轉，同時另一側的料斗開始繼續(xù)進料，兩個料斗如此循環(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，

40、并與其他管線進油一起進入儲油罐。在整個稱量過程中，每次料斗翻轉稱重傳感器在進油前及翻轉瞬間各有一個讀數(shù)，其差值為翻轉一次的稱油量，將這些差值加和起來即可得到累計流量，即為規(guī)定測量時間的當前產量。這種稱量技術可以實現(xiàn)連續(xù)計量和對測量的自動控制，而且計量精度可以達到。　　2.2.2 總體方案論證　　計量裝置由多通閥、計量罐、氣體流量計、加熱源、泵、PLC控制

41、器以及工控機組成，如圖2-2所示。計量罐是計量裝置的主體部分，它由罐體、分離器、翻斗、稱重傳感器、液位計、加熱盤管等主要部件構成，其最核心的部件是計量料斗(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油管線中，選中所要求計量的某口油井進油管線，由計量罐頂部的入口管線進入計量罐進行稱重計量。氣體流量計用來測量計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，保證原油的流動性。泵用來保證計量罐底部的

42、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控制器與計算機組成控制系統(tǒng)，接受傳感器輸出的信號，并控制多通閥、泵、加熱源等，以達到自動控制計量的目的。　　圖2-2 計量裝置組成　　2.3 計量公式與精度分析　　翻斗翻轉的條件是：................................

43、..........................................................(2-1)　　、分別為右斗與左斗中原油質量(如圖2-1)，本設計流量約為：，料斗翻轉頻率，考慮稠油的粘度，翻斗中會殘留一定量的原油，而且這個殘留量是動態(tài)變化的，增加殘留量意味著的增加，因此也是動態(tài)變化的。本設計中、由傳感器直接測量的結果換算得到，所測量的量中已經包括了掛壁原油的重

44、量，所以無需再單獨考慮原油掛壁的影響。　　3 計量罐的設計　　3.1 計量罐總體結構設計與計算　　3.1.1 基本設計參數(shù)　　設計壓力：; 工作壓力：;

45、設計溫度：; 工作溫度：;　　腐蝕余量：; 焊縫系數(shù)（筒體/封頭）：1；　　筒體內徑：；筒體長度：3374；　　介質：原油

46、;　　3.1.2 筒體尺寸計算與材料選擇　?。?）筒體材料選擇：　　筒體是計量罐的外殼。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）下的強度、剛度外，還應考慮風力，地展、偏心載荷所引起的強度、剛度問題，以及吊裝、運輸、檢驗等的影響。&l

47、t;p>　　設計材料的選擇主要有設計溫度，設計壓力，介質特性和操作特點這幾個使用條件決定，按化學成分分，壓力容器用鋼可分為碳素鋼低合金鋼和高合金鋼。　　壓力容器用鋼主要有兩類，一類是碳素結構鋼，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鋼基礎上發(fā)展起來的，主要是對硫磷等有害元素的控制更加嚴格，對鋼板的表面質量和內部缺陷的要求也

48、很高，這類鋼強度較低，塑性和可焊性較好，價格低廉，故常用于常壓或中低壓容器的制造，也用于支座，電板等零部件的材料。　　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ip3%）具有良好的綜合力學性能。　　高合金鋼：石油化工設備中設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

49、據《GB6654—1996壓力容器用鋼板》，《GB150鋼制壓力容器》選擇16MnR計算。　　表3-1壓力容器用鋼　?。?）筒體尺寸計算：　　=1.7Mpa =1600mm　　=200℃

50、 =1.00　　查GB150得16MnR在200℃下，厚度為6~16mm。　　由鋼制壓力容器厚度計算公式得：　　設計溫度下圓筒的計算厚度按下式計算，公式的適范圍：Pc0.4　　設計要求符合該公式適用條件，所以　　=

51、=8.04mm................................................(3-1)　　設計厚度：=+=9.04mm　　名義厚度：=+△+=10mm　　檢查：=10mm，無變化，所以名義厚度為10mm　　設計溫度下圓筒的最大允許工作壓力

52、為：　　==1.91Mpa.................................................(3-2)　　3.1.3 封頭設計　　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工藝

53、條件的要求、制造的難易程度和材料的消耗等情況來確定。本設計采取的是橢圓形封頭，所以只對橢圓形封頭進行詳細描述。　　橢圓形封頭是由半個橢球面和短圓筒組成。直邊段的作用是避免封頭和圓筒的鏈接焊縫出現(xiàn)經向曲率半徑突變，以改善焊縫的受力情況。由于封頭的橢球部分經線變化平滑連續(xù)，故應力分布比較均勻，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、低壓力容器中應用最多的封頭之一。</p&g

54、t;　　設計溫度下球殼的計算厚度按下式計算，公式的適范圍：Pc0.6　　設計要求符合該公式適用條件，所以　　....................................................................................(3-3) 標準橢圓形封頭K取值1<

55、;/p>　　==8.02mm　　設計厚度：=+=9.02mm；............................................................................(3-4)　　名義厚度：=+△+=10mm。................

56、........................................................(3-5)　　3.1.4 強度計算與水壓試驗　　水壓試驗計算式　　其中：—壓力容器設計壓力　　—耐壓試驗

57、壓力　　—耐壓試驗壓力系數(shù)，對水壓試驗=1.25　　—設計溫度下材料的許用應力　　—試驗時容器壁金屬溫度下材料的許用應力　　—筒體的薄膜應力　　液壓試驗時

58、應滿足：　　有效厚度 =8.7mm　　水壓試驗：　　==2.125.........................................................(3-6)　　=196.46Mp

59、a .............................................................(3-7)　　=310.5Mpa　　水壓試驗合格　　3.2 開孔補強&

60、lt;/p>　　圖3-1 開孔方位圖　　表3-2 開孔接管與法蘭 　　(1)人孔補強：人孔一般都是為了安裝，檢修檢查的需要而設置的。根據《HG21514-21535鋼制人孔和手孔》、《HG/T21517-2005》該人孔選擇回轉蓋帶頸平焊法蘭人孔，公稱直徑DN500 (RF)。。開孔方位如圖3-1。

61、 　　補強判別：根據《過程設備設計》表4-15，允許不另行補強的最大接管外徑為=89。本開孔公稱外徑為500，故需要另行考慮補強。　　補強計算方法判別：開孔直徑　　本開孔直徑,滿足等面積法開孔補強計算的適用條件，故可用等面積法進行開孔補強計算。

62、　　開孔所需補強面積：　　先計算強度削弱系數(shù)，，接管有效厚度 .................................................................(3-8) 　　開孔所需補強面積計算按式（3-9）計算　　.................

63、.............................................(3-9)　　=　　=5198.2　　②有效補強范圍：<b&g

64、t;　　有效寬度按下式確定　　取大值，所以　　外側有效高度按式（3-10）計算：　　取較小值..............................................（3-10）

65、　　所以　　內測有效高度按式（3-11）計算　　取較小值.......................................................（3-11）　　所以　　有效補

66、強面積　　筒體有效厚度　　筒體多余金屬面積按式（3-12）計算　　.................................................（3-12）　　=</b&

67、gt;　　=　　接管計算厚度　　...........................................................................（3-13）&

68、lt;b>　　=　　接管多余金屬面積按式（3-14）計算　　...........................................................(3-14)　　=<b&

69、gt;　　接管區(qū)焊縫面積　　.........................................................................（3-15）　　所需另行補強面積　　.......................

70、.....................................................（3-16）　　=　　擬采用補強圈補強　?、垩a強圈設計

71、;　　根據公稱直徑DN500選擇補強圈參照補強圈標準JB/T 4736取補強圈外徑。因，所以補強圈在有效補強范圍內。　　補強圈厚度為：　　根據JBT4736-2002人孔坡口：　　圖3-2有補強結構的坡口　　焊接方法：全熔透

72、　?。?）觀察孔：一般都是為了觀察設備的運行而設置的。根據《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）。。　　補強判別：根據《過程設備設計》表4-15，允許不另行補強的最大接管外徑為=89。本開孔公稱外徑為2736，故需要另行考慮補強。&l

73、t;/p>　　補強計算方法判別：開孔直徑　　本凸形封頭開孔直徑,滿足等面積法開孔補強計算的適用條件，故可用等面積法進行開孔補強計算。　　①開孔所需補強面積，先計算強度削弱系數(shù)，效　　接管有效厚度：　　...

74、..............................................................(3-17) 　　開孔所需補強面積計算按式（3-18）計算　　.......................................................(3-18)&l

75、t;b>　　=　　=2146.1　?、谟行аa強范圍　　有效寬度按下式確定　　取大值，所以<

76、;/p>　　外側有效高度按式（3-19）計算：　　取較小值....................................................（3-19）　　所以　　內測有效高度按式（3-20）計算<

77、;p>　　取較小值........................................................（3-20）　　所以 　　③有效補強面積：　　筒體有效厚度

78、　　筒體多余金屬面積按式（3-21）計算　　...............................................（3-21）　　=　　=<p

79、>　　接管計算厚度：　　..........................................................................（3-22）　　=　　接管多余金屬面積按式（3-23）計算：

80、　　...........................................................(3-23)　　接管區(qū)焊縫面積　　............................................................

81、.............（3-24）　　所需另行補強面積：　　.............................................................................（3-25）　　=&

82、lt;/p>　　擬采用補強圈補強　?、苎a強圈設計　　根據公稱直徑DN250選擇補強圈參照補強圈標準JB/T 4736取補強圈外徑。因，所以補強圈在有效補強范圍內。　　補強圈厚度為：</

83、b>　　焊接結構　　根據JBT4736-2002觀察孔坡口：　　圖3-3 觀察孔坡口　?。?）公稱直徑DN=200 (電機軸口、力傳感器出線口、)開孔補強計算：　　根據《GB-T9115

84、.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）。。　　補強判別：根據《過程設備設計》表4-15，允許不另行補強的最大接管外徑為=89。本開孔公稱外徑為，故需要另行考慮補強。　　補強計算方法判別：開孔直徑　　本凸形封頭開孔直

85、徑,滿足等面積法開孔補強計算的適用條件，故可用等面積法進行開孔補強計算。　?、匍_孔所需補強面積，先計算強度削弱系數(shù)，　　接管有效厚度：　　.................................................................(3-2

86、6) 　　開孔所需補強面積計算按式（3-27）計算　　...................................................................(3-27)　　=　　=1

87、927　　②有效補強范圍:　　有效寬度按下式確定　　取大值，所以　　外側有效高度按式（3-28）計算：<p&

88、gt;　　取較小值................................................（3-28）　　所以　　內測有效高度按式（3-29）計算　　取較小值...............................................

89、......（3-29）　　所以 　　③有效補強面積：　　筒體有效厚度　　筒體多余金屬面積按式（3-30）計算　　.

90、..............................................（3-30）　　=　　=　　接管計算厚度：　　..........

91、................................................................（3-31）　　=　　接管多余金屬面積按式（3-32）計算：　　..........................................

92、.................(3-32)　　接管區(qū)焊縫面積　　.........................................................................（3-33）　　所需另行補強面積：</

93、b>　　.............................................................................（3-34）　　=　　擬采用補強圈補強<

94、p>　?、苎a強圈設計　　根據公稱直徑DN200選擇補強圈參照補強圈標準JB/T 4736取補強圈外徑。因，所以補強圈在有效補強范圍內。　　補強圈厚度為：　　焊接結構：V型坡口，全熔透　　根

95、據JBT4736-2002 ,DN200的接管坡口：　　圖3-4 DN200坡口　　(4)公稱直徑DN=150（緊急排泄口、原油出口）開孔補強計算：　　根據《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DN150 RF（型）。

96、。　　補強判別：根據《過程設備設計》表4-15，允許不另行補強的最大接管外徑為=89。本開孔公稱外徑為，故需要另行考慮補強。　　補強計算方法判別：開孔直徑　　本凸形封頭開孔直徑,滿足等面積法開孔補強計算的適用條件，故可用等面積法進行開孔補強計算。　?、匍_孔所需補強面積，先

97、計算強度削弱系數(shù)，　　接管有效厚度：　　.................................................................(3-35) 　　開孔所需補強面積計算按式（3-36）計算

98、......................................................................(3-36)　　=　　=　?、谟行аa強范圍

99、;　　有效寬度按下式確定　　取大值，所以　　外側有效高度按式（3-37）計算：　　取較小值.....................................................（3-37）<

100、/p>　　所以　　內測有效高度按式（3-38）計算　　取較小值........................................................（3-38）　　所以 </p&

101、gt;　　③有效補強面積：　　筒體有效厚度　　筒體多余金屬面積按式（3-39）計算　　...............................................（3-39）

102、　　=　　=　　接管計算厚度：　　..........................................................................

103、（3-40）　　=　　接管多余金屬面積按式（3-41）計算：　　...........................................................(3-41)　　接管區(qū)焊縫面積&l

104、t;/b>　　.........................................................................（3-42）　　所需另行補強面積：　　....................................

105、.........................................（3-43）　　=　　擬采用補強圈補強　?、苎a強圈設計　　根據公稱直徑DN1

106、50選擇補強圈參照補強圈標準JB/T 4736取補強圈外徑。因，所以補強圈在有效補強范圍內。　　補強圈厚度為：　　焊接結構：V型坡口，全熔透　　根據JBT4736-2002 ,DN150的接管坡口：　　圖3-5 DN150 坡口&

107、lt;/p>　　(5)根據《過程設備設計》表4-15，允許不另行補強的最大接管外徑為=89。所以DN80、DN50接管不需要補強。　　3.3 接管、法蘭與人孔的設計選型　　(1)人孔D=500mm查人孔標準，選DN500 PN1.6 (TG)　　法蘭：查法蘭標準，采用回轉蓋帶頸平焊法

108、蘭，　　螺栓個數(shù)及尺寸，查螺栓螺母標準：　　表3-3 人孔螺栓　　3.4 其他部件的選型　　3.4.1 安全閥、觀察孔　　(1)觀察孔D=250mm查觀察孔標準，選DN250（TG）</

109、p>　　法蘭：查法蘭標準，采用帶頸平焊法蘭，　　螺栓個數(shù)及尺寸，查螺栓螺母標準：　　表3-4觀察孔螺栓　　(2)安全閥　　根據《HG21514-21535》該觀察孔選擇

110、DN80，允許不另行補強的最大接管外徑為=89。所以安全閥不需要補強。　　圖3-6 無補強結構的坡口圖　　根據《JB1580-75》，焊接標準無補強部分的坡口焊接方式為焊接方式全熔透　　3.4.2 支座設計　　估計罐體總重估算：<

111、;/p>　　為筒體，封頭質量 2500kg　　為筒體內件、附件、平臺、扶梯、接管法蘭質量 3500kg　　為保溫層質量 300kg　　為物料質量 200kg　　(1)支座的選用：&l

112、t;p>　　由GBT4712.4—2007容器支座，容器內徑高度選擇，該部分試用條件：　?、俟Q直徑DN800~1200mm；　?、趫A筒長度與公稱直徑之比5；　?、廴萜骺偢叨?0m。　　選用B系列支座，得到尺寸：<b&

113、gt;　　表3-5支座尺寸　　(2)支撐式支座實際承受載荷計算　　支撐式支座載荷近似按下式計算：　　........................................................(3-44)　　式中：

114、　　—支座承受的載荷; —支座的安裝尺寸;　　—重力加速度； —偏心載荷；　　—水平力作用點至底板的高度； —不均勻系數(shù)；　　—設備總重量；

115、 —支座數(shù)量；　　—水平力； —水平地震力；　??； —地震影響系數(shù)；　　—水平風載荷；；<p&

116、gt;　　—容器外徑； —風壓高度變化系數(shù)；　　表3-6 對于B類地面粗糙度取值　　—設備總高度； —10m高處的基本風壓值；　　—基本偏心距；

117、　　B型支座的計算：　　計算支座承受的真實載荷　　估算設備質量=6500Kg　　地震載荷==7644N　　==4548.38N　　為與之間的較大值<

118、/p>　　所以=8781N　　==1600mm　　取3個支座，即=3　　..................................................

119、.....(3-45)　　=　　=33.3　　,所以滿足支座本體允許載荷的要求　　封頭有效厚度　　由表B.5查得 =

120、117.9kn　　,所以3個B3支座能夠滿足封頭允許垂直載荷的要求。　　3.5 焊接工藝　　罐體與封頭的焊接：查焊接標準《SH-T3520-2004》、JB4708---2000《鋼制壓力容器焊接工藝評定》、JB/T4709—2000《鋼制壓力容器焊接規(guī)程》

121、;　　壓力容器上焊縫接其受力性質可分為受壓焊縫和受力焊縫，受壓焊縫為承受因壓力而帶來的作用的焊縫，而受力焊縫則承受非壓力（如支撐力、重力等。）而產生的力作用的焊縫。對接焊縫試件合格的焊接工藝亦適用于角焊縫、，其含意為既適用于受壓角焊縫焊接工藝時，才可僅采用角焊縫試件。　　進行焊接工藝評定時，不管壓力容器是由何種形式的焊接接頭構成，只看是何種焊縫隙形式連接。只要是對接焊縫連接

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