油井产量计量系统及计量罐单元设计 毕业设计论文.doc

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1、I 摘 要 油井产量计量是掌握油井动态，分析油储层的变化情况，科学地制定油田开 发方案的重要依据。是原油生产单位的一项重要日常工作。目前中国油井产量计 量在动态周期性计量的基础上，普遍采用多井集中计量方式，对于单拉井，可采 用静态计量方式，对于开采后期的油井，针对其普遍低产少气的特点，可采用活 动计量或软件计量方式，其中软件计量应用最多的是页面恢复法、功图法。20 世 纪末国内外研制开发的多相流量计可同时计量管道内油、气、水的产量，是油井 产量计量技术的发展方向。 现有的计量方法工人劳动强度大，准确度低，可靠性差。尤其超稠、特稠原 油油井产量的计量，速度非常慢。项目针对超稠原油计量准确度低、不

2、能实时计 量的现状，采用称重的方式对原油进行计量。解决了稠油计量的准确度、可靠性、 耐久性及实时在线计量的问题。采用垂直计量罐，在计量罐原油进口处安装伞状 分离器，达到油气部分分离的目的。在翻斗上安装称重传感器，采用两个翻斗轮 流计量。通过称出原油重量，得到原油产量。解决了油中含气造成假体积带来的 计量误差。采用对称的两个独立料斗，通过称重传感器检测原油重量的同时，也 检测到一条重量随时间变化的曲线，通过计算得到累计流量，再换算成产量，采 用的翻斗称重法，即时消除油中含气和稠油残留造成的误差，实现了超稠、特稠 原油油井的实时在线计量。 关键词：油井产量，计量，料斗，采集 II Abstract

3、 Oil well production measurement is to master the dynamic changes of the oil reservoir was a scientific program to develop an important basis for field development.Is an important crude oil production units daily.Chinas current oil production in the dynamic measurement based on periodic measurement,

4、 concentration measurement commonly used in multi-well method for pulling the oil wells, the static measurement method can be used for the extraction wells later, less gas for its generally low-yielding characteristics, can bemeasured using the activity or software metering, which is the most widely

5、 used software metering page restoration method, diagram method, developed by the late 20th century domestic and Multiphase Flow Meter can simultaneously measure the oil pipes, gas and water production, oil production ismeasurement technology development. The method of measuring the existing workers

6、 in labor-intensive, low accuracy, poor reliability. In particular, ultra-thick, especially the measurement of viscous crude oil production, the speed is very slow.Difficult to discharge the gas, you need to settlement more than 4 hours, can not achieve real-time online measurement. Measured by the

7、vertical tank, the tank of crude oil imports to install umbrella separator to achieve the purpose of separation of oil and gas section.Load cell is installed in the dump, measured using two tipping rotation.Said a crude oil by weight, are crude oil production.Solve the resulting gas oil volume cause

8、d by false measurement error. Symmetrical hopper with two independent, the weight of crude oil by weighing sensor, but also detected a change III in weight with time curves obtained by calculating the cumulative flow, and then converted into production, the use of the dump weighing method, immediate

9、ly remove the oil gas and heavy oil residues in the cause of the error, to achieve the ultra-thick, viscous crude oil special real-time online measurement.Details of commonly used oil production and application of measurement methods, production management for the oil field has some significance. Ke

10、y words: Oil production off ，Measurement，hopper，Acquisition IV 目录 1 1 绪论绪论 .1 1.1 方案论证 .1 1.1.1 国内外油井产量自动计量技术发展现状1 1.1.2 几种典型自动计量方案对比分析4 1.1.3 称重式油井计量方案的优越性6 1.2 设计任务、过程与步骤7 2 2 称重式油井自动计量装置总体设计称重式油井自动计量装置总体设计 .8 2.1 计量要求的参数指标 .8 2.2 计量原理与总体方案论证 .8 2.2.1 计量原理 .8 2.2.2 总体方案论证 10 2.3 计量公式与精度分析 11 3 3 计

11、量罐的设计计量罐的设计 12 3.1 计量罐总体结构设计与计算 12 3.1.1 基本设计参数 12 3.1.2 筒体尺寸计算与材料选择 12 3.1.3 封头设计 14 3.1.4 强度计算与水压试验 15 V 3.2 开孔补强 16 3.3 接管、法兰与人孔的设计选型 29 3.4 其他部件的选型 29 3.4.1 安全阀、观察孔 29 3.4.2 支座设计 30 3.5 焊接工艺 33 3.6 密封设计 34 4 4 自动计量装置中计算机数据采集系统设计自动计量装置中计算机数据采集系统设计 36 4.1 计算机数据采集系统方案比较与选择 36 4.1.1 基于 ARM 和 CPLD 的高

12、速数据采集36 4.1.2 基于 LabVIEW 和 PCI-5124 的数据采集38 4.2 基于工控机与 PLC 结构的数据采集系统 38 总结总结 42 符号说明符号说明 43 谢谢 辞辞 46 参考文献参考文献 47 1 油井产量计量系统及计量罐单元设计 1 绪论 1.1 方案论证 1.1.1 国内外油井产量自动计量技术发展现状 油井产量计量设备经过长期发展，形成了型式繁多的结构，以满足各方面的 特殊需要。准确掌握油井产量，根据产量变化及时掌握和分析油井生产工况的变 化，对现阶段石油产业发展起到重要的作用。 油井产量的计量是油田生产管理中的一项重要工作，对油井产量进行准确、 及时的计量

13、，对掌握油藏状况，制定生产方案，具有重要的指导意义。目前国内 各油田采用的油井产量计量方法主要有玻璃管量油孔板测气、翻斗量油孔板测气、 两相分离密度法和三相分离计量方法等。随着技术的进步，油田越来越需要功能 强、自动化程度高的油井计量设备以提高劳动生产率和油田的管理水平。 （1）油井计量技术的发展方向 为了及时掌握油井生产工况，及时制定相应治理措施，需要缩短油井计量周 期，对油井进行更加频繁和及时的计量分析，因此必须提高油井计量速度。 随着油田生产逐步进入开发后期，一方面需要堆新区新有产油井及时掌握精 确的油井计量数据，为了油田扩大再生产提供强有力的支持。另一方面需要对老 区老井准确了解油井生

14、产状况，为生产管理提供真实的决策依据，因此对油井计 2 量精度的要求越来越高。尤其在油井生产从井口到联合站的上下游系统计量精度 都能得到提高的基础上，围绕原油计量输差查找和分析问题将会更为容易。 当代油井正向自动化方向发展，油井计量自动化发展为降低劳动强度，提高 劳动生产率，缓解油田企业严重的用工矛盾提供了可靠保证。同时，为了实现油 井准确、快速的计量工作，发展应用操作简单、计量精度高的自动化油井计量技 术是关键。 （2）原油的测量的现状 玻璃管液面计量油： 在油气分离器上安装一根长 80 左右并与分离器构成连通管的玻璃管液面计。 分离器内一定重要的油将水压倒玻璃管内，根据玻璃管内水上升的高度

15、与分离器 内油量的关系得到分离器内油的重量，由此测得玻璃管内液面上升高度所需要的 时间，即可折算出油井的产量。 玻璃管量油是国内各油田普遍采用的传统方法，约占油井总数的 90%以上。 该方法装备简单、投资少，但由于采用间歇量油的方式来折算产量，导致原油系 统误差为 10% 20%。另外在高含水期，特别是在特高含水期，对汽液比低的油 井计量后的排液十分困难，该计量操作造成很大不便 电报量油： 在玻璃管液面计量油的基础上，在规定的量油高度 H 上、下各安装一个电极， 当水上升到下电极时，计时电表接通开始计时，水上升到上电极时，电表切断停 止走动，记录水上升 H 高的时间 t，则可按照玻璃管液面计量

16、油的方法计算出油 井的产量。 3 翻斗量油： 翻斗量油装置主要由量油器、计数器等组成。一个斗装满时翻到排油，另一 个斗装油，这样反复循环来累积油量。这种量油装置结构简单，具有一定计量精 度。 （3）发展趋势 向仪表化方向发展: 随着技术的进步及各种气体和液体流量计的广泛应用，油井产量计量中必然 越来越多地使用操作简单、读数方便的流量计。如用于天然气计量的旋进旋涡流 量计、涡街流量计等。 向高精度方向发展: 我国油田多进入开发后期，需要准确及时的了解油井的生产状况，为生产管 理提供真实可信的数据，对于油井计量精度的要求必然越来越高。 向快速化方向发展: 为了及时掌握油井的生产状况，需要缩短油井计

17、量周期，对油井进行更加频 繁和及时的测量，因此必须提高油井计量速度。 向自动化方向发展: 自动化技术的发展为降低劳动强度和提高劳动生产率提供了可靠保证。同时， 为了实现油井准确、快速的测量，也必须采用自动化的测量方法。三相分离计量、 两相分离计量和不分离计量的研究和应用将会得到越来越广泛地重视。 4 1.1.2 几种典型自动计量方案对比分析 油井计量工艺种类主要分为以下几种： 油井计量主要有分离器玻璃管计量、翻斗式称重计量、双分离器玻璃、活动 试油井计量装置计量、 “示功图法”油井计量、单拉井单拉罐计量等方法，这些 计量方法逐步向快速化、连续化、高精度化、全自动化方向发展 （1）分离器玻璃管计

18、量： 油井单井计量工艺主要为传统的计量站玻璃管量油方式，即在油井相对几种 区域布设计量站，单井通过生产流程进计量站，然后利用“U”型管原理在计量 站内通过立式两相分离器进行单井量油。该计量工艺为传统计量技术，多年来没 有大的技术改进；计量设备简单，但地面配套建设投资较大；操作相对较为复杂； 不能实现油井连续计量，采用间歇量油的方式来折算产量，导致原油系统误差为 10%20%。目前对于高含水生产伴生气少的油井，以及低液量、间歇出油的油井 已无法达到规范所要求的计量精度，甚至无法实现正常计量。 （2）双分离器玻璃管计量： 针对油井伴生气少，利用计量站单台分离器计量油井产液量液面难压，计量 效率低等

19、问题，在现有传统计量分离器基础上串联第二台分离器，油井计量时其 中一台分离器进液计量。进液计时完成后。利用另一台分离器已存的气体压力对 进液分离器进行压液面排空，完成一次计量过程。再次计量时则由第二台分离器 进液。第一台分离器则做为“气体储罐”为第二台排压液面使用。在计量过程中 部分井存在计量误差过大的问题。 5 （3）活动式油井计量装置计量： 针对油井混输合走进计量站。而不能利用常规计量手段实现单井计量的问题， 采用活动式油井计量装置。对这部分油井实现井口单井计量。称重式活动计量装 置：该装置以适应油井井口现场计量为标准. 由标准计量罐、称重传感器、电子秤、微型计算机、四轮拖动底盘等关键部

20、件组成，利用称重计量手段。结合自动化控制技术达到对油井产液量的连续准确 计量。 质量流量计活动计量装置：油井来液，通过气液旋流分离器等三次气液分离 后气、液分别汇集进入相应管道分别通过气表、液体质量流量计实现对气量、液 量的准确计量。最后混合到汇管中向外输出。PLC 测控系统对仪表采集的信号进 行处理。得到所需的各项参数，具有自动化程度高。可以实现油井连续计量的目 标，计量误差可以达到 3以内。 （4） “示功图法”油井计量技术： “示功图法”油井计量技术是通过测试抽油井地面示功图，应用杆柱、液柱 和油管三维振动数学模型(波动方程)求解得到井下泵功图，依据深井泵工作状态 与油井产液量变化关系。

21、通过对井下泵工作状况进行诊断和各项指标的量化，确 定井下泵的有效冲程、充满系数、气体影响程度。进而计算得出泵的有效排量。 折算求出井口有效排量。它是抽油井井工况诊断理论在油井计量系统的应用，可 以完全实现油井产液量的自动化计量。并可以对油井生产工况状态进行实施跟踪 分析，而地面配套建设投资明显降低。 （5）单拉井单拉罐计量： 6 该计量方式主要应用于单独进生产系统生产困难的偏远或低产能油井。主要 通过计量单拉罐液位来折算单井日产液量或通过拉油车过磅统计计算单井产液量。 （6）翻斗式称重计量： 它是在传统的油井计量站分离器玻璃管量油基础上，将普通的油井计量分离 器更换为翻斗量油装置。该装置由两个

22、对称布置的独立料斗组成，两个料斗各自 的回转轴通过双料斗支座与整体回转轴相连。当原油不断流入右料斗时，其重量 不断增加，当增加到一定量时，平衡被破坏，左右料斗围绕轴心翻转，右料斗下 降，左料斗开始上升并对原油进行计量，右料斗开始泻油。这样左右料斗不断轮 流工作，从而实现对原油计量。该计量工艺主要由罐体、分离器、翻斗、称重传 感器组成。并与微型计算机组成计量系统。原油进入罐体时首先沿伞状分离器铺 开流入翻斗。翻斗装置是由两个对称放置的独立料斗组成，翻斗上安装有称重传 感器，以检测翻斗和油的重量，量油时翻斗量油器中个斗装满时翻倒排油，另 个斗装油。这样反复循环来累积油量。这种量油技术已经能够实现对

23、单井的手 动、自动连续计量，而且计量精度可以达到3。但是受目前油区综合外部环 境的影响。目前还不能摆脱单井通过进站流程到计量站计量后混合外输的地面配 套建设模式。 1.1.3 称重式油井计量方案的优越性 翻斗计量装置是目前油井产量计量过程中应用日益普遍的一种计量装置。翻 斗式称重计量是在传统的油井计量站分离器玻璃管量油的基础上，将普通的油井 7 计量分离器更换为翻斗式量油装置，它通过两个量油料斗轮流翻转称重的方式实 时在线计量油井原油的产量，消除了油气分离效果差、稠油沾粘带来的计量误差。 本文所陈述的是一种可自动控制的多井进油式的油井计量装置，它是通过一个多 通阀，并采用计算机控制电机的启停，

24、使多通阀对多路油井进行切换，对选中的 某一口油井进行产量计量，实现多井的全自动选井、计量。它克服了由手动选井 进行原油产量的计量给工业生产带来的不便，使得测量具有更高的效率。 1.2 设计任务、过程与步骤 查找相应设计资料并仔细研读，全面了解和掌握目前油井产量计量技术现状 及水平，完成本次设计的总体测量方案的论证与分析，阐述其计量原理及过程， 根据给定的技术参数完成计量罐单元的设计及详细计算，掌握容器设计过程，同 时要完成规定的外文资料翻译，最后编写设计任务书。 8 2 称重式油井自动计量装置总体设计 2.1 计量要求的参数指标 设计压力： 工作压力：1.7PcMPa1.6PMPa 设计温度：

25、 工作温度：200tC50 150 C 腐蚀余量： 焊缝系数（筒体/封头）：1mm1 筒体内径： 筒体长度：33741600mmmm 介质：原油 2.2 计量原理与总体方案论证 2.2.1 计量原理 如图2-1所示，翻斗式计量料斗装置是由两个对称布置的独立料斗组成，两 个料斗各自的回转轴通过双料斗支座与整体回转轴相连。两个翻斗上各安装有一 个称重传感器，以测量翻斗和其中油的重量。整个翻斗式计量料斗装置安装在计 量罐内部。翻斗式称重计量采用称重的方式对流经计量罐的原油进行计量，解决 了由于原油表面张力较大，普通的油气分离难以分离干净而导致在线流量计计量 误 差较大的问题。 9 图2-1翻斗计量原

26、理图 要计量的目标油井中的原油经多通阀后，由计量罐顶端的原油入口管路进入 计量罐，经计量罐上部的锥形分离器时进行油气分离，液相进入下部的收集盘并 经缓冲后流入翻斗，右料斗工作。当原油不断流入右料斗时，其重量不断增加， 当增加到一定量时，平衡被破坏，左右料斗围绕轴心翻转，右料斗下降，左料斗 开始上升并对原油进行计量，右料斗开始泻油。这样左右料斗不断轮流工作，对 原油计量。在一定时间内计算出左右料斗翻转的次数，即可得到该口油井在这一 时间的产量。如果油井工作状态稳定，其它时间（未计量时间）产量与该产量必 有一个对应关系。假设计量装置对12口油井进行循环计量，在24小时内轮流计量 1次，则每口井可以

27、计量2小时。一口井2小时产量得到后，就可以计算出一天24 小时的产量。假设24小时对12口井循环计量2次，每口井计量1小时，这样对2次 计量值进行平均，得到1小时的产量，也可以计算出一天24小时的产量。显然后 一种循环计量方式得到的油井产量精度要高于前一种循环计量得到的油井产量精 度。 10 由于翻斗装置是由对称的两个独立料斗组成，在其中一侧料斗中流体质量达 到一定数值时，装置发生翻转，同时另一侧的料斗开始继续进料，两个料斗如此 循环工作。翻斗倒出的油在气体的压力与输油泵的作用下流入输油管线，并与其 他管线进油一起进入储油罐。在整个称量过程中，每次料斗翻转称重传感器在进 油前及翻转瞬间各有一个

28、读数，其差值为翻转一次的称油量，将这些差值加和起 来即可得到累计流量，即为规定测量时间的当前产量。这种称量技术可以实现连 续计量和对测量的自动控制，而且计量精度可以达到。3% 2.2.2 总体方案论证 计量装置由多通阀、计量罐、气体流量计、加热源、泵、PLC控制器以及工 控机组成，如图2-2所示。计量罐是计量装置的主体部分，它由罐体、分离器、 翻斗、称重传感器、液位计、加热盘管等主要部件构成，其最核心的部件是计量 料斗(其中称重传感器是本装置的核心部件)。多通阀的作用是从多路进油管线中， 选中所要求计量的某口油井进油管线，由计量罐顶部的入口管线进入计量罐进行 称重计量。气体流量计用来测量计量罐

29、中分离出来的气体流量。加热源是给原油 加热，使罐体底部原油维持一定的温度，保证原油的流动性。泵用来保证计量罐 底部的液位保持在一定高度，使原油中被分离出的气体从罐体上部出口流出。 PLC控制器与计算机组成控制系统，接受传感器输出的信号，并控制多通阀、泵、 加热源等，以达到自动控制计量的目的。 11 图2-2 计量装置组成 2.3 计量公式与精度分析 翻斗翻转的条件是： (2-1)bgWcgW 12 、分别为右斗与左斗中原油质量(如图2-1)，本设计流量约为： 1 W 2 W ，料斗翻转频率 ，考虑稠油的粘度，翻斗中dm /7060Q 3 分）次（/51f 会残留一定量的原油，而且这个残留量是动

30、态变化的，增加残留量意味着的增 1 W 加，因此也是动态变化的。本设计中、由传感器直接测量的结果换算得 2 W 1 W 2 W 到，所测量的量中已经包括了挂壁原油的重量，所以无需再单独考虑原油挂壁的 影响。 12 3 计量罐的设计 3.1 计量罐总体结构设计与计算 3.1.1 基本设计参数 设计压力：; 工作压力：;1.7PcMPa1.6PMPa 设计温度：; 工作温度：;200tC50 150 C 腐蚀余量：; 焊缝系数（筒体/封头）：1；1mm 筒体内径：； 筒体长度：3374；1600mmmm 介质：原油 3.1.2 筒体尺寸计算与材料选择 （1）筒体材料选择： 筒体是计量罐的外壳。常见

31、的筒体是由等直径，等壁厚的圆筒和作为头盖和 底盖的椭圆形封头所组成。筒体除满足工艺条件（如温度、压力、直径和高度等） 下的强度、刚度外，还应考虑风力，地展、偏心载荷所引起的强度、刚度问题， 以及吊装、运输、检验等的影响。 设计材料的选择主要有设计温度，设计压力，介质特性和操作特点这几个使 用条件决定，按化学成分分，压力容器用钢可分为碳素钢低合金钢和高合金钢。 压力容器用钢主要有两类，一类是碳素结构钢，如 Q235-C 钢板，10，20 钢 钢管，20，35 钢锻件；另一类是压力容器专用钢板，如 20R，20R 是在 20 钢基础 13 上发展起来的，主要是对硫磷等有害元素的控制更加严格，对钢板

32、的表面质 量和内部缺陷的要求也很高，这类钢强度较低，塑性和可焊性较好，价格低 廉，故常用于常压或中低压容器的制造，也用于支座，电板等零部件的材料。 低合金钢：是一种低碳合金钢，合金元素含量较少（总量一般不超过 ip3%） 具有良好的综合力学性能。 高合金钢：石油化工设备中设用的高合金钢主要指不锈钢和耐热钢。高合金 钢大多是耐腐蚀、耐高温钢。 根据GB66541996 压力容器用钢板 ， GB150 钢制压力容器选择 16MnR 计 算。 表 3-1 压力容器用钢 常温强度 指标 在下列温度下的许用应力，MPa钢号钢板 标准 使 用 状 态 厚 度 m m b MPa s MPa 20 10 0

33、 15 0 20 0 25 0 30 0 35 0 400 61 6 510345170170170170156144134125 1 63 6 490325163163163159147134125119 16Mn R GB665 4 热 轧 正 火 3 66 0 470305157157157150138125116109 （2）筒体尺寸计算： =1.7Mpa =1600mmPcDi =200 =1.00t 14 查 GB150 得 16MnR 在 200下，厚度为 616mm。 170 t Mpa 由钢制压力容器厚度计算公式得： 设计温度下圆筒的计算厚度按下式计算，公式的适范围：Pc0.

34、4 t 设计要求符合该公式适用条件，所以 =8.04mm(3-1) 2 t PcDi Pc 1.7 1600 2 170 1 1.7 设计厚度：=+=9.04mm d 2 C 名义厚度：=+=10mm n d 1 C 检查：=10mm，无变化，所以名义厚度为 10mm n t 设计温度下圆筒的最大允许工作压力为： =1.91Mpa.(3-2) 2 t e w P Die 2 9.3 170 1 16009 3.1.3 封头设计 压力容器封头的种类较多，分为凸形封头、锥壳、变径段、平盖及紧缩口等， 其中凸形封头包括半球形封头椭圆形封头碟形封头和球冠形封头。采用什么样的 封头要根据工艺条件的要求、

35、制造的难易程度和材料的消耗等情况来确定。本设 计采取的是椭圆形封头，所以只对椭圆形封头进行详细描述。 椭圆形封头是由半个椭球面和短圆筒组成。直边段的作用是避免封头和圆筒 的链接焊缝出现经向曲率半径突变，以改善焊缝的受力情况。由于封头的椭球部 15 分经线变化平滑连续，故应力分布比较均匀，且椭圆形封头深度较半球形封头小 得多，易于冲压成型，是目前中、低压力容器中应用最多的封头之一。 设计温度下球壳的计算厚度按下式计算，公式的适范围：Pc0.6 t 设计要求符合该公式适用条件，所以 (3-3) 20.5 t KPcDi Pc 标准椭圆形封头 K 取值 1 =8.02mm 1.7 1600 2 17

36、0 1 0.5 1.7 设计厚度：=+=9.02mm；(3-4) d 2 C 名义厚度：=+=10mm。(3-5) n d 1 C 3.1.4 强度计算与水压试验 水压试验计算式 Tt PP 其中：压力容器设计压力P 耐压试验压力 T P 耐压试验压力系数，对水压试验=1.25 设计温度下材料的许用应力 t 试验时容器壁金属温度下材料的许用应力 筒体的薄膜应力 T 液压试验时应满足： T 16 0.9 T el R 有效厚度 =8.7mm e 水压试验： =2.125.(3-6) Tt PP 170 1.25 1.7 170 =196.46Mpa .(3-7) 2 T T e e PDi =3

37、10.5Mpa0.9 el R 水压试验合格0.9 T el R 3.2 开孔补强 图 3-1 开孔方位图 17 表 3-2 开孔接管与法兰 (1)人孔补强：人孔一般都是为了安装，检修检查的需要而设置的。根据 HG21514-21535 钢制人孔和手孔 、 HG/T21517-2005该人孔选择回转盖带颈 平焊法兰人孔，公称直径 DN500 (RF)。开孔方位如图 3-1。 530 8 w ds 名 称 数量PNDN法兰 型式 密封面型式 油气出口、 安全阀口 15.080SO 紧急泄压口15.080SO 紧急排泄口15.0150970SO 压差计测口15.050970SO 电机轴口15.02

38、00970SO 罐顶压力测 口 15.050970SO 罐顶温度测 口 15.050970SO 调试观察口15.0250970SO 人孔15.05001080SO 力传感器出 线孔 15.0200970SO 盘管入口15.050970SO 盘管出口15.050970SO 原油出口15.0501200SO 排污口15.080SO 罐底温度测 口 150970SO 压差计测口15.050970SO 罐底压力测 口 15.050970SO 浮子调节器 出口 15.0250970SO 18 补强判别：根据过程设备设计表 4-15，允许不另行补强的最大接管外径为 =89。本开孔公称外径为 500，故需要

39、另行考虑补强。mmmm 补强计算方法判别：开孔直径25462 1548 i ddCmm 本开孔直径,满足等面积法开孔补强计算的适用条件，故548/ 2800dDimm 可用等面积法进行开孔补强计算。 开孔所需补强面积： 先计算强度削弱系数，接管有效厚度fr 113 0.66 170 t n r fr .(3-8) 8 17 etnt Cmm 开孔所需补强面积计算按式（3-9）计算 (3-9) 1 et Adfr =548 8.022 8.02 7 (1 0.66) =5198.2 2 mm 有效补强范围： 有效宽度按下式确定B 取大值，所以 22 5481096 225482 102 8584

40、 nnt Bdmm Bdmm 1096Bmm 外侧有效高度按式（3-10）计算： 1 h 取较小值（3-10） 1 1 64.2 200() nt hdmm hmm 实际外伸高度 所以 1 64.2hmm 19 内测有效高度按式（3-11）计算 2 h 取较小值.（3-11） 2 2 64.2 0() nt hdmm hmm 实际内伸高度 所以 2 0hmm 有效补强面积 筒体有效厚度9 e mm 筒体多余金属面积按式（3-12）计算 1 A .（3-12） 1 21 eete ABdfr = 109654898.022 798.02 1 0.66 = 2 532.26mm 接管计算厚度 .（

41、3-13） 2 ci t c t Pd P = 1.7 500 3.8 2 113 1.7 mm 接管多余金属面积按式（3-14）计算 2 A .(3-14) 2122 22() ettet AhfrhCfr = 2 2 64.2 (73.8) 0.660271.2mm 接管区焊缝面积 .（3-15） 2 3 1 110 1050 2 Amm 所需另行补强面积 （3-16） 4123 ()AAAAA 20 = 2 4145.74mm 拟采用补强圈补强 补强圈设计 根据公称直径 DN500 选择补强圈参照补强圈标准 JB/T 4736 取补强圈外径 。因，所以补强圈在有效补强范围内。 840Dm

42、m 520dmm 1032BD 补强圈厚度为： 4 12 A mm Dd 根据 JBT4736-2002 人孔坡口： 图 3-2 有补强结构的坡口 焊接方法：全熔透 （2）观察孔：一般都是为了观察设备的运行而设置的。根据GB-T9115.1-2000 平面、凸面对焊钢制管法兰 、 HG21514-21535 、 HG/T21517-2005观察孔公 称直径 DN250 RF（型） 。273 6 w ds 补强判别：根据过程设备设计表 4-15，允许不另行补强的最大接管外径 为=89。本开孔公称外径为 273 6，故需要另行考虑补强。mmmm 补强计算方法判别：开孔直径22852 1287 i

43、ddCmm 本凸形封头开孔直径,满足等面积法开孔补强计算的适用287/ 2800dDimm 21 条件，故可用等面积法进行开孔补强计算。 开孔所需补强面积，先计算强度削弱系数，效fr 113 0.66 170 t n r fr 接管有效厚度： .(3-17) 6 15 etnt Cmm 开孔所需补强面积计算按式（3-18）计算 .(3-18)1 et Adfr =287 8.022 8.02 5 (1 0.66) =2146.1 2 mm 有效补强范围 有效宽度按下式确定B 取大值，所以 22 287574 222872 102 6319 nnt Bdmm Bdmm 574Bmm 外侧有效高度

44、按式（3-19）计算： 1 h 取较小值（3-19） 1 1 40.5 200() nt hdmm hmm 实际外伸高度 所以 1 40.5hmm 内测有效高度按式（3-20）计算 2 h 取较小值（3-20） 2 2 40.5 0() nt hdmm hmm 实际内伸高度 所以 2 0hmm 有效补强面积： 22 筒体有效厚度9 e mm 筒体多余金属面积按式（3-21）计算 1 A .（3-21） 1 21 eete ABdfr = 57428798.022 598.02 1 0.66 = 2 278.6mm 接管计算厚度： （3-22） 2 ci t c t Pd P = 1.7 261

45、 1.98 2 113 1.7 mm 接管多余金属面积按式（3-23）计算： 2 A .(3-23) 2122 22() ettet AhfrhCfr 2 2 40.5 (5 1.98) 0.660161.4mm 接管区焊缝面积 .（3-24） 2 3 1 110 1050 2 Amm 所需另行补强面积： .（3-25） 4123 ()AAAAA = 2 1607.1mm 拟采用补强圈补强 补强圈设计 根据公称直径 DN250 选择补强圈参照补强圈标准 JB/T 4736 取补强圈外径 。因，所以补强圈在有效补强范围内。 480Dmm 300dmm 526BD 23 补强圈厚度为： 4 8 A

46、 mm Dd 焊接结构 根据 JBT4736-2002 观察孔坡口： 图 3-3 观察孔坡口 （3）公称直径 DN=200 (电机轴口、力传感器出线口、)开孔补强计算： 根据GB-T9115.1-2000 平面、凸面对焊钢制管法兰 HG21514-21535 HG/T21517-2005观察孔公称直径 DN200 RF（型） 。219 7.5 w ds 补强判别：根据过程设备设计表 4-15，允许不另行补强的最大接管外径 为=89。本开孔公称外径为，故需要另行考虑补强。mm219 7.5mm 补强计算方法判别：开孔直径22342 1236 i ddCmm 本凸形封头开孔直径,满足等面积法开孔补强计算的适用236/ 2800dDimm 条件，故可用等面积法进行开孔补强计算。 开孔所需补强面积，先计算强度削弱系数，fr 113 0.66 170 t n r fr 接管有效厚度： .(3-26) 7.5 16.5 etnt Cmm 开孔所需补强面积计算按式（3-27）计算 .(3-27)1 et Adfr 24 =236 8.022 8.02 6.5 (1 0.66) =1927 2 mm 有效补强范围: 有效宽度按下式确定B 取大值，所以 22 236472 222362 102 7.5271 nnt Bdmm Bdm