Страницу Назад
Поискать другие аналоги этой работы
Расчетная часть-Расчет оборудования штанговой глубинной насосной установки ШГНУ-Курсовая работа-Дипломная работа-Оборудование для добычи и подготовки нефти и газаID: 176709Дата закачки: 16 Января 2017 Продавец: lesha.nakonechnyy.92@mail.ru (Напишите, если есть вопросы) Посмотреть другие работы этого продавца Тип работы: Диплом и связанное с ним Форматы файлов: Microsoft Word Сдано в учебном заведении: ******* Не известно Описание: Расчетная часть-Расчет оборудования штанговой глубинной насосной установки ШГНУ: Определение нагрузок на головку балансира станка-качалки, Определение длины хода плунжера штангового насоса, Расчет производительности и определение коэффициента подачи ШГНУ, Расчет прочности колонны штанг, Расчет НКТ по аварийной нагрузке при эксплуатации ШГНУ, Расчет НКТ на циклические нагрузки,Определение момента на валу кривошипа и мощности электродвигателя-Курсовая работа-Дипломная работа-Оборудование для добычи и подготовки нефти и газа Комментарии: 3. Расчет оборудования ШГНУ. Глубина скважины, Н 1500 Глубина подвески насоса, L 1400м Динамический уровень, Н 1350м Буферное давление в выкидной линии, Р 0,8МПа Забойное давление, Р 3 МПа 3.1 Определение нагрузок на головку балансира станка-качалки Определим максимальную и минимальную нагрузки на головку балансира по различным теориям и сравним их. Определим параметр Коши, а = 4600 м/с; Режим динамический, следовательно, формулы динамической теории дадут наиболее правильную нагрузку. 1) Статическая теория. Определим Рж, учитывая, что Рб = 0, =1350м: ; . Для СК-8 SА = 3,5 м, 12 мин-1. Тогда . Вес штанг в воздухе ; ; . 2) Формулы А. С. Вирновского ; ; ; Тогда ; м; м2; = = м2; = 0,507 ; = 0,735. Для 7СК8-3,5-4000 при SА = 3,5 м ; ; ; . Исходя из вычисленных коэффициентов: По формуле (2.19) 3) Упрощенные формулы А. С. Вирновского: 55394 Н; Н. 4) Формула И. А. Чарного рад/с= ; = 46441 Н; = 21573 Н 5) Формула А. Н. Адонина ; Таким образом, принимая за основу нагрузку, рассчитанную по формулам А. С. Вирновского, можно сказать, что наиболее близкие значения по Рmax дают формулы Адонина А. Н. (-1675) и упрощенная формула А. С. Вирновского (-4969); по Рmin наиболее близкие значения дают упрощенная формула А. С. Вирновского (+2624 Н) и формула И. М. Муравьева (-5404Н). Оценивая трудоемкость расчетов, следует отметить, что для оценочных, приближенных расчетов следует пользоваться формулой для Рmax Муравьева И. М. и уточненной автором для Рmin , а для конструкторских или точных технологических расчетов следует пользоваться формулами А. С. Вир¬новского или А. Н. Адонина. 3.2 Определение длины хода плунжера штангового насоса 1) Определим длину хода плунжера по статической теории. Исходные данные: сила сопротивления движению плунжера Рс = 5 кН, буферное давление в выкидной линии Рб = 0,8 МПа, кинематическая вязкость нефти ν = 0,1 см2/с при 80°С. Давление столба жидкости над плунжером Потери давления за счет сопротивления потоку жидкости в трубах определим по соотношению , где средняя скорость в подъемных трубах = = =0,324 м/с Число Рейнольдса . Коэффициент гидравлического сопротивления . Н/м =0,035 МПа. Давление под плунжером (сопротивлением клапанов пренебрегаем) . Тогда вес столба жидкости над плунжером: Н= =14 Кн. Удлинение штанг: м, Удлинение труб при ходе штанг вниз: м , = = м2; Деформация штанг за счет силы сопротивления при ходе штанг вниз: = 0,178 м Определим потери хода за счет изгиба штанг, т.к. Рс < 10 кН. Предварительно определим: мм = 0,02 м м Осевой момент инерции для штанг м . Длина хода плунжера при действии статических сил Рпл м. 2) Определиv длину хода плунжера по динамической теории. Определим параметр β1, выбирая b = 0,6: = Параметр μ в градусах рад/с = 21,78 ; cos 21,78 =0,93 Длина хода плунжера по формуле: м. 3.3 Расчет производительности и определение коэффициента подачи ШГНУ Определим производительность и коэффициент подачи ШГНУ по различным формулам и сравним их. Забойное давление Рзаб = 3 МПа, содержание воды nв = 0,25, глубина скважины H=1500 м, динамический уровень м. Плотность жидкости 887,5 кг/м Вес столба жидкости над плунжером, полагая, что Рбуф = 0, Н 1) Определим производительность по теории А. М. Юрчука. Предварительно определим: м; ; 2) Производительность по формуле А. Н. Адонина Режим откачки статический, Dпл = 38, m = 1, = 66,38 м /с. 3) Производительность по формуле А. С. Вирновcкого м /с. 4) Определим производительность при условии, что h = 0,6 с-1: = м /с. 5) Определим производительность, полагая, что сила сопротивления движению плунжера Рc = 5 кН. Найдем λ: м. Найдем производительность по формуле: м /с. Таким образом, производительность по первым трем формулам не отличается. Существенные отличия наблюдаем при наличии силы сопротивления и с учетом гидродинамического сопротивления при высоких константах трения h > 0,6 с-1. 6) Определим коэффициент подачи: м /сут Коэффициент подачи : c учетом вязкости жидкости с учетом силы сопротивления 3.4 Расчет прочности колонны штанг Выберем и рассчитаем на прочность одноступенчатую колонну штанг для 7СК-8-3,5-4000. Параметр Коши . Режим динамический. Определим перепад давления над плунжером из формулы: Н/м . Амплитуда напряжения цикла по формуле: Среднее напряжение в штангах по формуле: ; по формуле: Максимальное напряжение . Приведенное напряжение =120 МПа. Допустимыми являются штанги из стали 20Н2М нормализованные с поверхностным упрочнением нагревом ТВЧ =130 МПа, МПа Запас прочности по составит: , что приемлемо, так как 3.5 Расчет НКТ по аварийной нагрузке при эксплуатации ШГНУ Рассчитаем аварийную нагрузку на гладкие НКТ 73×7 длиной 1500 м при спущенном в них насосе НГВ на штангах диаметром 19 мм на глубину 1400м. Динамический уровень - 1350 м, ρж = 850 кг/м3. Определим вес труб по формуле: =165935 Н Вес штанг в жидкости определим по формуле: =28780 Н Штанги диаметром 19 мм; = 2,83 см2; = 2,35 кг/м; Dм = 51 мм; диаметр муфты меньше внутреннего диаметра НКТ на 8 мм: Вес столба жидкости в трубах : Сила инерции от оборвавшихся штанг по формуле: Н. Аварийная нагрузка на НКТ : Страгивающую нагрузку на гладкие НКТ 73 × 7 мм определим по формуле Ф.И.Яковлева. Найдем: b = 7,0 - 1,41 = 5,59 мм; d = 73 - 2·7 = 59 мм; Коэффициент запаса по страгивающей нагрузке из формулы: Трубы выдерживают аварийную нагрузку с запасом 1,55. 3.6 Расчет НКТ на циклические нагрузки Давление столба жидкости в трубах: кН/м Площадь поперечного сечения внутреннего канала труб: м Площадь плунжера: м Подставляя вычисленные значения, найдём и , принимая : = 165935+2,73 11674+0,03 28780=198668 Н. = 165935+(2,73 1,13) 11674 0,03 28780=185477 Н. Площадь поперечного сечения трубы по резьбе в основной плоскости: 890 м Вычислим максимальное и минимальное напряжения в верхнем сечении труб по основной плоскости резьбового соединения: ; . А затем амплитуду напряжений асимметричного цикла и среднее напряжение асимметричного цикла: Определим запас прочности по циклическим нагрузкам, принимая 4,5 и : Следовательно, выбранные НКТ имеют значительный запас прочности по циклическим нагрузкам. 3.7 Определение момента на валу кривошипа и мощности электродвигателя Определим момент на валу кривошипа и мощность электродвигателя установки 7СК-8-3,5-4000. Режим динамический, следовательно, максимальную и минимальную нагрузки на головку балансира следует выбрать из расчёта 3.1., выполненного по упрощенным формулам Вирновского и Адонина: Н.; . Максимальный крутящий момент на кривошипном валу редуктора, Н м, определяется по эмпирической формуле Р.А. Рамазанова: Н м. Для 7СК-8-3,5-4000 допустимый момент на валу кривошипа 40 000 Н м Определим полезную мощность электродвигателя. Предварительно найдём потерю мощности в станке-качалке и теоретическую мощность установки с учётом гидравлических потерь : 144 =1,73 кВт; кВт; . Полезная мощность электродвигателя: кВт По таблице выбираем электродвигатель АОП2-61-4 с КПД 88%, = 0,84. Потребляемая мощность установки составит: 15 кВ 3.8 Расчет балансира. Выбираем швеллер № 40. Таб. 2 n, мм b , мм S, мм t, мм Толщина накладок, мм 400 115 8 13,5 10 Момент инерции сечения накладок: Jхн = b*Н/12 - b*h/12 = 23,5*42 / 12 – 23,5*40/12 = 19755.5 cм. Суммарный момент инерции: J = 2Jх + Jхн = 2*15220+19755,5 = 50195,5 см . Момент сопротивления подобного сечения: W = J/Умах, где Умах = 210- расстояние от центра тяжести до наиболее удаленного вала. W = 501955.5/21 = 2390,2 см Проверим балансир на действие переменных нагрузок. Рмах = 10173 кг, Рмin = 3072,4 кг. Ммах = 350*10173 = 3560550 кгс*м Ммin = 350*3072,4 = 1075340 кГс*м мах = Ммах / W = 3560550 / 2390,2 = 1489,6 кГс/см мin = Ммin / W = 1075340/2390,2 = 449,8 кГс/см а = (мах - мin) / 2 = 1489,6- 449,8 /2 = 519,9 кГс/см. m = (мах + мin) / 2 =1489,6+449,8 /2 =1939,4 кГс/см. Определим зоны прочности в случае крупного разрушения: n = в / мах =4000 / 1489,6 2 в –временное сопротивление материала балансира из Ст.3 [n] = 2 n  [n] Запас прочности в случае пластинчатой деформации n = nт = Т/мах, где Т = 2200 кг /см –предел текучести материала Ст.3 n = nт =Т/мах = 2200/1489,6 =1,4 [nт ] = 1,2 – 1,5 Определим коэффициент (К)g: (К)g = К/* = 1,5/0,9*0,6 = 2,8 (а)э = (К)g * а = 2,8* 519,9 = 1455 ,7 кГс/см . Зона прочности при изгибе: n = -1 / (а)э =1700 / 1455,7 = 1,2 , где -1 = 17 кг/ мм – предел выносливости на изгиб стали 3. Полученные запасы прочности при статических и циклических нагрузках обеспечивают надежную работу балансира. Размер файла: 267,7 Кбайт Фаил: 
(.rar)
Коментариев: 0 |
||||
Есть вопросы? Посмотри часто задаваемые вопросы и ответы на них. Опять не то? Мы можем помочь сделать! |
||||
Вход в аккаунт:
Страницу Назад
Cодержание / Нефтяная промышленность / Расчетная часть-Расчет оборудования штанговой глубинной насосной установки ШГНУ-Курсовая работа-Дипломная работа-Оборудование для добычи и подготовки нефти и газа
Вход в аккаунт: