Нафтові резервуари (ємності) призначені для накопичення, короткочасного зберігання і обліку «сирий» і поворотною нафти. Групу резервуарів, зосереджених в одному місці, називають резервуарним парком.
Нафтові, резервуари будують з вогнетривких матеріалів в наземному, напівпідземного і підземному виконанні.
Сталеві резервуари споруджують з постійною або змінною товщиною стінок корпусу. Залежно від обсягу і висоти резервуара їх виготовляють з листової сталі товщиною від 4 до 10 мм. За технологічними умовами (зварювання) листова сталь товщиною менше 4 мм не може застосовуватися, якщо навіть розрахункова товщина стінки виходить менше.
При спорудженні корпусу резервуара сталеві пояси можуть розташовуватися трьома способами: ступінчастим, телескопічним і встик.
Стінки вертикальних циліндричних резервуарів при відсутності надлишкового тиску над поверхнею рідини відчувають тиск, залежне від висоти стовпа рівня рідини до розглянутого пояса резервуара. Наприклад, на глибині стінки відчувають внутрішній тиск, що дорівнює:
Товщину стінки визначають з рівняння:
- висота резервуара, мм; - щільність рідини, кг / м 3; - прискорення сили тяжіння, м / с 2; - діаметр резервуара; - допустиме напруження на розтяг.
Товщину листової сталі днищ резервуарів не розраховують і приймають зазвичай не більше 5 мм, так як гідростатичний тиск сприймається фундаментом.
Кришки резервуарів виготовляють з листової сталі товщиною не більше 2.5мм і бувають: конічні, сферичні, плоскі.
На нафтових родовищах застосовують найчастіше резервуари з плоскими кришками.
Дахи резервуарів розташовуються на будівельних перекриттях (фермах), які можуть спиратися як на проміжні колони всередині резервуара, так і безпосередньо на його стінки.
Устаткування сталевих резервуарів і їх конструктивні схеми повинні забезпечувати їх правильну і безпечну експлуатацію, зокрема: 1) накопичення і спорожнення резервуарів; 2) завмер рівня нафти; 3) відбір проб нафти; 4) зачистку і ремонт резервуарів; 5) відстій нафти і видалення підтоварної води; 6) підтримання тиску в резервуарі в безпечних межах.
На нафтових резервуарах монтується обладнання представлене на малюнку 114.
Діаметри приймально-роздавальних патрубків визначаються заданою продуктивністю перекачується нафти і коливаються в межах 150 ¸ 700 мм. Швидкість руху рідини в них, в межах 0.5 ¸ 2.5 м / с в залежності від в'язкості нафти.
Затріски 2 встановлюється для запобігання витоків нафти з резервуарів при несправності засувок.
Малюнок 114 - Схема розташування обладнання на сталевому резервуарі
1 - приймально-роздавальні патрубки; 2 - затріски для примусового закриття; 3 - приймальня труба; 4 - замірній люк; 5 - світловий люк; 6 - люк-лаз; 7 - сифон; 8 - дихальний клапан; 9 - гідравлічний
Підйомна труба 3 монтується всередині резервуара і призначена для відбору нафти з необхідної висоти.
Замірний люк 4 служить для виміру в резервуарі рівня нафти і підтоварної води, а також для відбору проб пробоотборником.
Замірний люк встановлюється на патрубку, вваренними вертикально в дах резервуара. Кришка вимірювального люка герметично закривається за допомогою прокладки і натискного, відкидного болта. Усередині замірного люка розташована направляюча колодка, по якій спускають в резервуар вимірну стрічку з лотом.
Колодка виготовляється з міді або алюмінію, щоб запобігти іскроутворення.
Світловий люк 5 - для проникнення світла і провітрювання перед зачисткою, ремонтом. Люк-лаз для проникнення людей, при ремонті, очищенні, а також освітлення і провітрювання. Водоспускові пристосування сифонного типу призначається для відбору пластової води.
Висота коліна сифона визначається розрахунком в залежності від обраного співвідношення висот стовпів води і нафти в резервуарі за формулою:
Дихальний клапан 8 автоматично повідомляє газового простору резервуару з атмосферою в той момент, коли в резервуарі створюється гранично допустимий тиск або вакуум в результаті зміни температури, а також при наповненні і спорожненні резервуара. Дихальні клапани розраховані на надлишковий тиск і вакуум в газовому просторі резервуара мм вод. ст. При такому надмірному тиску маса покрівлі резервуара, виготовленої з листової сталі товщиною 2.5 мм, врівноважується силою надлишкового тиску на неї. Маса 1 м 2 даху становить 20 кг і, отже, дах не буде відчувати напруги, якщо тиск зсередини не буде перевищувати тиску, створюваного масою даху (рисунок 115).
При підвищенні тиску зсередини резервуара клапан 2 піднімається і скидає в атмосферу зайвий газ, а при зниженні тиску всередині резервуара відкривається клапан 1 і в резервуар надходить повітря.
Щоб уникнути корозії корпус клапана і сідло виготовляють з алюмінієвого сплаву. Розмір дихальних клапанів вибирають в залежності від їх допустимої пропускної здатності.
Малюнок 115 - Функціональна схема дихального клапана
1 - клапан вакууму; 2 - клапан тиску; 3 - фланець для установки клапана на вогневому запобіжнику.
Дихальний клапан є відповідальним елементом обладнання резервуара, в зв'язку, з чим справного стану клапанів і правильної експлуатації їх повинна приділятися особлива увага. У зимовий час дихальні клапани часто виходять з ладу, так як при проходженні вологих парів нафти через клапан волога, конденсуючись на тарілках і сідлах, призводить до їх взаємного примерзання. Цей недолік усувається шляхом ізоляції змерзаються поверхонь клапана фторопластом, що має більшу механічну міцність при низьких температурах і високу хімічну стійкість.
Гідравлічний запобіжний клапан 9 призначається для обмеження надлишкового тиску або вакууму в газовому просторі резервуара при відмові в роботі дихального клапана, а також при недостатньому перерізі дихального клапана для швидкого пропуску газу або повітря. Запобіжні клапани розраховані на кілька більший тиск і вакуум, ніж дихальний клапан: на надлишковий тиск 60 мм вод. ст. і розрядження 40 мм вод. ст. Його функціональна схема приведена на малюнку 116.
Запобіжний клапан заливають незамерзаючими, неіспаряющіміся і маловязкими рідинами - розчином гліцерину, етиленгліколь та ін. Утворюють гідравлічний затвор, через який відбувається барботаж з резервуара зайвої суміші газу з повітрям або «вдих» в резервуар.
У випадках різкого підвищення тиску в резервуарі може статися викид рідини з клапана в кільцевої канал, назад з нього рідина стікає через отвори в стінці кишені. Вогневі запобіжники встановлюються на резервуарах в комплекті з дихальними і запобіжними клапанами і призначаються для запобігання газового простору резервуару від проникнення в нього полум'я через дихальний клапан.
Малюнок 116 - Функціональна схема гідравлічного запобіжного клапана
Принцип дії вогневих запобіжників полягає в тому, що полум'я, потрапляючи в вогневої запобіжник, проходить через систему клапанів малого перетину, в результаті чого дробиться на окремі дрібні потоки; поверхнязіткнення полум'я з запобіжником збільшується, зростає віддача тепла стінок каналів, і полум'я загасає.
Основною деталлю вогневих запобіжників є спіральна стрічкова касета циліндричної форми, виготовлена з кольорових металів і поміщена в корпус запобіжника.
Резервуари сталеві вертикальні циліндричні (рисунок 117) призначені для зберігання нафти, нафтопродуктів з понтоном і без понтона.
Малюнок 117 - Резервуар сталевий вертикальний
Резервуари сталеві вертикальні
Номінал. обсяг, м 3
Для складання даного курсу була використана наступна література:
1. Акулишін А.Н. та ін. Експлуатація нафтових і газових скважін.- М. Недра, 1889 р 480 с.
2. Бухаленко Є.І. і ін. Техніка і технологія промивки скважін.- М. Недра, 1982.- 197 с.
3. Ішмурзіно А. А. Машини та обладнання системи збору та підготовки нафти, газу і води.- Уфа: Изд. Уфимську. Нафт. ін-ту, 1981.- 90 с.
7. Молчанов А.Г. Чичеров Л.Г. Нафтопромислові машини і механізми.- М. Недра, 1976.- 328 с.
8. Довідник майстра з видобутку нафти. Баку.- Азнефтеіздат, 1952.- 424 с.