3782

Модернизация плунжера и всасывающего клапана вставного штангового плунжерного насоса НСВ-1М скважиной штанговой насосной установки СШНУ предназначеного для подъёма пластовой жидкости со скважены глубиной до 1700м., плотностью от 800 до 1100 кг/м3, содержа

ID: 163656
Дата закачки: 28 Февраля 2016
Продавец: https://vk.com/aleksey.nakonechnyy27 (Напишите, если есть вопросы)
    Посмотреть другие работы этого продавца

Тип работы: Диплом и связанное с ним
Форматы файлов: AutoCAD (DWG/DXF), КОМПАС, Microsoft Word
Сдано в учебном заведении: ИНиГ

Описание:
Модернизация плунжера и всасывающего клапана вставного штангового плунжерного насоса НСВ-1М скважиной штанговой насосной установки СШНУ предназначеного для подъёма пластовой жидкости со скважены глубиной до 1700м., плотностью от 800 до 1100 кг/м3, содержанием механических примесей до 30 г/л-Дипломная работа-Оборудование для добычи и подготовки нефти и газа
Аннотация
В дипломном проекте рассмотрены геологические условия Мало-Балыкского месторождения, для данных условий выбран способ добычи нефти при помощи скважинной штанговой насосной установки (СШНУ). Было составлено техническое задание на вставной плунжерный насос. Так же мною была произведена модернизация плунжера и всасывающего клапана плунжерного насоса, описано его назначение, устройство и принцип работы модернизированного насоса. Произведены расчеты на прочность основных и наиболее нагруженных элементов модернизированного насоса. Для всего оборудования СШНУ задействованного в эксплуатации составлен график планово-предупредительных ремонтов, произведён расчёт штата рабочих, необходимых для обслуживания оборудования и составлен план ремонтных мастерских. Разработана карта смазки, рассчитан расход и периодичность замены смазочных материалов. Выявлены вредные факторы на месторождении, приведены требования по безопасности труда и пожарной безопасности. Произведено технико-экономическое обоснование внедрения модернизированной техники, выполнены расчёты по основным пунктам расходов, затрат на внедрение модернизированной техники и срок её окупаемости.


Комментарии: 2.3 Основные положения технического задания на штанговый плунжерный насос

1.Наименование и область применения.
1.1 Наименование изделия и его шифр. Вставной штанговый плунжерный насос НСВ-1М
1.2 Назначение и область применения. Вставной штанговый плунжерный насос НСВ-1М предназначен для подъёма пластовой жидкости с глубины до 1700м., плотностью от 800 до 1100 кг/м3, содержанием механических примесей до 30 г/л.
1.3 Возможность использования изделия для постановки на экспорт. Вставной штанговый плунжерный насос НСВ-1М может поставляться на экспорт самостоятельно при наличии патентной чистоты установки по стране поставок.
2.Основания для разработки.
2.1 Организация, утвердившая документ.
Кафедра НГМО в лице заведующего кафедрой Сысоева Н.И.
2.2 Тема, этап отраслевого и тематического плана, в рамках которого будет выполняться данная работа.
Дипломный проект.
3.Цель и назначение разработки.
3.1 Заменяемое старое, или создание нового.
Разрабатывается конструкция вставного штангового плунжерного насоса НСВ-1 – НСВ1-1М
3.2 Ориентировочная потребность по годам с начала серийного производства – выпуск по заказам предприятий.
3.3 Источник финансирования – предприятия-заказчики.
3.4 Количество и сроки изготовления – опытный образец до 29 декабря 2009г.
3.5 Предлагаемые исполнители. Михайлов В.В, ИТР и УВП - кафедры НГМО ЮРГТУ (НПИ).
4.Источники разработки.
4.1 Протоколы лабораторных испытаний.
Отсутствуют.
4.2 Конструктивные проработки.
А.С 1078128. Кл. F. 04 B 47/02. Скважинный штанговый насос. Бюллетень №9 от 07.03.84г.
4.3 Перечень других источников.
Ивановский В.Н., Дарищев В.И., Каштанов И.С. и др. Скважинные насосные установки для добычи нефти. – М: ГУП Изд-во «Нефть и газ» РГУ нефти и газа им. И. М. Губкина, 2002.-824 с.
Протасов В.Н., Султанов В.З., Кривенков С.В. Эксплуатация оборудования для бурения скважин и нефтегазодобычи. Учебник для вузов – М.; ООО «Недра-Бизнесцентр», 2004. – 691с.
5.Технические требования.
5.1 Стандарты и нормативно-техническая документация.
Технические условия на скважинные установки ТУ 26-06-1464-86,
технические требования на штанговые плунжерные насосы ТУ 16-652.016-85.
5.2 Состав изделия, требования к изделию.
Вставной штанговый плунжерный насос НСВ-1М приводится в действие с помощью поверхностного оборудования.
В его состав входят балансирный станок качалка, устьевое оборудование, устьевой сальник и штанговращатель.
Скважинная насосная установка размещается в колонне насосно – компрессорных труб, диаметром 73 мм и состоит из вставного плунжерного насоса и колонны насосных штанг диаметром 22 мм. Штанговый плунжерный насос НСВ-1М состоит из толстостенного цилиндра, внутрь которого вставлен плунжер. В корпусе плунжера просверлены отверстия, через которые будет осуществляться смазка плунжера и цилиндра, и удаление механических примесей, попавших в пространство между ними. На обоих концах плунжера установлены нагнетательные клапаны. В основании насоса расположен модернизированный всасывающий клапан, соединённый с цилиндром насоса через удлинительную муфту. Плунжер насоса крепится к штоку через специальный клапан. Для фиксации насоса в колонне НКТ в верхней части, имеется замковая опора. Над замковой опорой установлен шпиндель анкерный и направляющая штока.
5.3 Требования к показателям назначения, надежности и ремонтопригодности.
Основные технические параметры вставного штангового плунжерного насоса НСВ-М1, определяющие его целевое использование и применение изложены в п. 1.2. и 5.2. данного технического задания. Вставной штанговый плунжерный насос НСВ-1М должен удовлетворять следующим требованиям:
-обеспечивать подачу не менее 56м3/сут;
-использоваться для скважин с содержанием в откачиваемой жидкости механических примесей 5-7мг/л;
-величина спуска насоса в скважину не более 2300 м;
-насос должен обеспечивать откачку пластовой жидкости с плотностью до 960 кг/м3.
5.4 Требования к унификации.
При разработке конструкции штангового плунжерного насоса НСВ-1М необходимо стремиться к максимальной унификации с конструкциями серийного производства НСВ-1.
5.5 Требования к безопасности.
Эксплуатацию штанговой скважинной насосной установки необходимо выполнять в соответствии с Правилами безопасности в нефтегазовой отрасли, правилами технической эксплуатации электроустановок, правилами техники безопасности при эксплуатации электроустановок и требованиями инструкций.
5.6 Эргономические показатели должны обеспечивать максимальную эффективность, безопасность и комфортность труда.
5.7 Требования к патентной чистоте.
Штанговый плунжерный насос НСВ-1М должен обладать патентной чистотой по странам СНГ, бывшим СЭВ, США, Англии, Франции, Японии, Германии.
5.8 Требования к номенклатуре изделия.
Цилиндр насоса НСВ-1М изготавливается из легированной стали, плунжер из конструкционной стали 45.
5.9 Требования к эксплуатации.
Насос НСВ-1М должен применяться в составе СШНУ с балансирными станками качалками в условиях указанным в п. 1.2. настоящего ТЗ.
6.Экономические показатели.
Ориентировочный экономический эффект от применения насоса НСВ-1М в данном проекте не рассчитывается.
6.1 Срок окупаемости затрат насоса НСВ-1М – в данном проекте не подсчитывается.
6.2  Цена насоса НСВ-1М не рассчитывается.
6.3  Предполагаемая годовая потребность по заказам предприятия.
7.Стадии и этапы разработки.
7.1 Разработка конструкторской документации для изготовления опытной партии насосов НСВ-1М.
7.2 Изготовление и предварительные испытания опытной партии насосов НСВ-1М.
7.3 Приёмочные испытания опытной партии насосов НСВ-1М.
7.4 Корректировка конструкторской документации на установочную серию.
7.5 Изготовление установочной серии насосов НСВ-1М.
2.4 Анализ конструкций клапанов

Рисунок 2.1 – Клапан конструкции ТОО «Олта»
На рисунке 2.1 показан шариковый клапан глубинного насоса.
Он состоит из корпуса 1 с расточкой 2, которая заканчивается фаской 3. Внутри корпуса 1 установлено седло 4 с гнёздами 5, выполненными на верхнем торце седла, шарика 6 и направляющего устройства 7, изготовленного из проволоки в виде, по меньшей мере, одной полурамки, которая своими заплечиками упирается в фаску 3 расточки 2, а концами установлена в гнёздах 5 седла 4, и всё это в сборе закреплено наконечником 8. Значительно уменьшается гидравлическое сопротивление откачиваемой жидкости при протекании из подклапанной в надклапанную полость.
Шариковый клапан работает следующим образом.
При соответствующем ходе плунжера глубинного насоса клапан открывается, и откачиваемая жидкость перетекает из подклапанной полости 9 в надклапанную полость 10, при этом шарик 6 потоком откачиваемой жидкости поднимается вверх до соприкосновения с заплечиками 11 рамки 7, амортизируя нагрузки, действующие на шарик. Жидкость протекает через зазор, образованный поверхностями шарика 6 и проточки 2, при этом, без особого сопротивления обтекает рёбра направляющего устройства, выполненные из проволоки круглого сечения.
При обратном ходе плунжера шарик 6, центрируясь по направляющему устройству, садится на уплотнительный поясок седла 4, прижимается надклапанным столбом откачиваемой жидкости, закрывает клапан.
Основными недостатками шариковых клапанов являются:
1) технология изготовления шарика имеет многоступенчатое исполнение, износостойкость шариков достигается за счёт применения специальных материалов и термообработки, что исключает возможность их производства в условиях АНК «Башнефть» и вызывает необходимость заказа со стороны, по ценам заводов – изготовителей, являющихся монополистами в данной отрасли;
2) надёжность шарикового клапанного узла полностью не обеспечивается, так как герметизирующее контактное касание подчиняется линейному принципу;
3) при откачке высоковязких нефтей использование серийных шариковых клапанов существенно снижает коэффициент наполнения насоса.
Клапан, разработанный Е. В. Костыченко, позволил увеличить средний срок службы глубинных насосов.
Конструктор этого клапана исходил из двух важных предпосылок:
а) существует оптимальная форма активной грани седла клапана;
б) в процессе работы клапана шарик стремится отклониться от вертикали
Характерные особенности клапана Е. В. Костыченко (рисунок 2.3) следующие:
1) активная грань седла клапана углублённая, коническая, с углом наклона к центру 65°;
2) контакт между шариком и седлом соответствует углу 115°;
3) твёрдость седла клапана на 40-45% меньше, чем шарика;
4) наружная поверхность седла коническая с углом к центру 10°;
5) седло клапана притёрто с соответствующим шариком путём шлифовки; шарик удерживается в рабочем положении давлением столба жидкости;
6) ограничитель хода клапана заставляет шарик вращаться; при этом улучшается притирка шарика с гранями седла, так как при каждом ходе поверхность шарика с седлом меняется;
7) окна для выхода жидкости из клетки клапана находятся выше ограничителя хода, что способствует сокращению износа грани седла;
8) корпус клапана имеет увеличенный внутренний диаметр; благодаря этому шарик поднимается на меньшую высоту над седлом и сила удара при посадке его о грань седла снижается

Рисунок 2.2 Клапан Костыченко
В коррозионной среде применяются также клапаны из бакелита.
Отдельные исследователи считают, что можно продлить срок службы клапана, если покрыть резиной шарик или седло.
Клапан всасывающий
В серийных насосах применяются шариковые клапаны как всасывающие, так и нагнетательные. Ввиду их кажущейся простоты и надёжности они не изменились конструктивно за многие годы эксплуатации, несмотря на низкий коэффициент наполнения, не превышающий 0.5 во многих нефтяных регионах.
Увеличение коэффициента наполнения СШН возможно при модернизации клапанных узлов. Для этого необходимо исключить применение сферической формы клапана, так как шариковый запорный элемент обеспечивает герметичность полости по линейному принципу касания сферы с посадочным конусом седла. Малейшее изменение формы шара из-за износа и коррозии нарушает герметичность клапана.
Усовершенствованный клапан используется в штанговых насосах вставного исполнения.
Клапан рекомендуется для предотвращения отказа насоса, в результате срыва узла всасывающего клапана потоком откачиваемой жидкости или из-за непреднамеренного его захвата плунжером.
Благодаря новой конструкции клапан уменьшает износ тарели, что приводит увеличение срока службы насоса без подъема на поверхность для ремонта.
Область применения клапана:
1) откачка слабо вязких жидкостей из скважин;
2) откачка жидкостей из скважин, где свободный газ резко снижает коэффициент наполнения насоса, в результате чего приходится эксплуатировать насосы с большими погружениями под динамический уровень;
3) эксплуатация скважин с высоким коэффициентом продуктивности, в которых уменьшение погружения насоса, находящегося на предельной глубине, способно привести к существенному увеличению притока жидкости к забою;
4) эксплуатация скважины, где наблюдается подброс посадочного конуса со срывом его из седла;
5) в скважине, где отложения АСП и солей быстро забивают проточные каналы клапанов насосов.
Всасывающий клапан состоит из корпуса 1 и седла 3 с осевым цилиндрическим отверстием для прохода жидкости. В полости корпуса 1 установлена с возможностью осевого перемещения и контакта с упорной поверхностью корпуса 1 и седлом 3 тарель 4 с центратором 7. На наружной цилиндрической поверхности центратора 7 выполнены выступы в виде лопастей, расположенные под углом к образующей цилиндрической поверхности. Тарель 4 при закрытом положении клапана сопряжена с цилиндрической поверхностью отверстия седла 3 и снабжена в зоне сопряжения кольцом 5 и втулкой 6.









Рисунок 2.3 – Клапан всасывающий
Промысловые испытания универсальных клапанов показали их высокую эффективность на первых этапах эксплуатации, так как при их применении, как правило, увеличивается срок службы погружного насоса. Следовательно, без капитальных затрат удается получить в идентичных условиях дополнительное количество нефти по сравнению с серийными насосами того же типоразмера.
При более длительной эксплуатации универсальных клапанов с резиновыми герметизирующими кольцами было установлено, что их ресурс оказался недостаточным. Особенно часто выходили из строя резиновые герметизирующие кольца при откачке высокосернистых нефтей при наличии сероводорода. В этих случаях резина теряла свою эластичность и разрушалась под действием подвижной втулки, распирающей герметизирующий элемент. Поэтому было принято решение для изготовления герметизирующего кольца использовать полиуретан, широко применяемый в различных областях промьппленности и обладающий повышенной устойчивостью к сероводороду.
В качестве прототипа для модернизации плунжерного насоса принимаю конструкцию клапана представленную на рисунке 2.3.


Размер файла: 2,6 Мбайт
Фаил: (.zip)

Скачать

Добавить в корзину

Занесено в корзину

    Скачано: 1         Коментариев: 0

Есть вопросы? Посмотри часто задаваемые вопросы и ответы на них.
Опять не то? Мы можем помочь сделать!

Некоторые похожие работы:

К сожалению, точных предложений нет. Рекомендуем воспользоваться поиском по базе.