Электровинтовой насос ЭВН-Дипломная работа-Оборудование для добычи и подготовки нефти и газа

Аннотация
В дипломном проекте рассмотрены геологические условия Абино-Украинского месторождения, для данных условий выбран способ добычи нефти при помощи установки погружного электро-винтового насоса. Мною было составлено техническое задание на винтовой насос. Так же мною была разработана конструкция преобразователя обеспечивающего встречное вращение винтов, описано его назначение, устройство и принцип работы. Произведены расчеты на прочность основных и наиболее нагруженных элементов преобразователя.
В разделе эксплуатации основное внимание уделено технической эксплуатации с применением прогрессивной системы ППР, предложены графики проведения планово-предупредительных ремонтов, определена трудоемкость ремонтных работ и штат ремонтного персонала. Составлена карта смазки на основные узлы и элементы установки, рассчитана потребность в смазочных материалах и предложена система хранения и использования смазочных материалов.
В разделе БЖД описаны вредные и опасные факторы, предложены мероприятия по снижению влияния этих факторов на окружающую среду и обслуживающий и эксплуатационный персонал.
В разделе экономика приведен расчет себестоимости добычных работ, рассчитан экономический эффект от внедрения новой установки.

2.3 Основные положения технического задания
1. Наименование и область применения
1.1 Наименование изделия и его шифр – электровинтовой насос (УЭВН М)
1.2 Назначение и область применения.
Электровинтовой насос предназначен для добычи пластовой жидкости из скважины.
1.3 Возможность использования изделия для поставки на экспорт.
УЭВН М может поставляться на экспорт самостоятельно при наличии патентной чистоты по стране поставок.
2 Основание 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 задание - дапломный проект.
3 Цель и назначение разработки .
3.1 Заменяемое старое или создание нового – модернизация привода рабочих органов насоса.
3.2 Ориентировочная потребность по годам с начала серийного производства – 1 шт. для кафедры НГМиО ЮРГТУ, дальнейший выпуск по заказам предприятий.
3.3 Источники финансирования - предприятия - заказчики.
3.4 Количество и сроки изготовления – 1 шт. для кафедры НГМиО ЮРГТУ, в дальнейшем оговариваются с заказчиком.
3.5 Предполагаемые исполнители – студент кафедры НГМиО Цыпляков, инженеры Самарского “Завода НГПО”.
4 Источники разработки.
4.1 Протоколы лабораторных и производственных испытаний - отсутствуют.
4.2 Конструктивные проработки – конструкторская и нормативная документация, требования по эксплуатации.
4.3 Перечень других источников:
Ивановский В.Н., Дарищев В.И., Сабиров А.А., Каштанов В.С., Пекин С.С. Скважинные насосные установки для добычи нефти. – М: ГУП Изд-во «Нефть и газ» РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, 2002.
Андреев В.В., Уразаков К.Р., Далимов В.У. Справочник по добыче нефти. М.: ООО «Недра - Бизнесцентр», 2000. -.
5 Технические требования.
5.1 Стандарты и нормативно - техническая документация - Конструкторская и нормативная документация, требования по эксплуатации УЭВН.
5.2 Состав изделия, требования к устройству
УЭВН М состоит из: корпуса, ротора, статора, предохранительно клапана, осевых опор, преобразователя.
5.3 Требования к показателям назначения, надёжности и ремонтопригодности.
УЭВН М должен удовлетворять следующим требованием :
-простота конструкции необходимая для достижения высокой работоспособности оборудования.
-надежность оборудования, определяемая временем безотказной работы. Обеспечивает безаварийное функционирование механизмов в течении расчетного времени.
-ремонто-способность оборудования должна создавать возможность реставрации или замены отдельных быстроизнашивающихся деталей или узлов непосредственно в промысловых условиях или в условиях механических мастерских предприятий.
-стандартизация и унификация, обеспечиваемая созданием ГОСТов на отдельные машины, механизмы и инструменты, приводит к конструктивному единообразию оборудования, уменьшению числа их типоразмеров и определению эксплуатационных параметров. Стандартизация, унификация и нормализация способствует значительному упрощению эксплуатации машин, облегчению ухода за оборудованием и их ремонтов. Уменьшению номенклатуры запасных частей
5.4 Требования к унификации:
Основные сборочные единицы УЭВН М, должны быть максимально унифицированы с аналогичными узлами УЭВН.
5.5 Эргономические и эстетические требования. Эргономические показатели должны обеспечить максимальную эффективность, безопасность и комфортность труда.
5.6 Требования к патентной чистоте – УЭВН М должен обладать патентной чистотой по странам СНГ, бывшим СЭВ, США, Англии, Франции, Японии, Германии.
5.7  Требования к номенклатуре изделия – статор винтового насоса изготавливается из армированного полимерного материала, ротор насоса изготавливается из хромированной стали.
6.1. Ориентировочный экономический эффект от применения одного – УЭВН М - .
6.2. Срок окупаемости затрат –.
6.3. Лимитная цена - .
6.4. Предполагаемая потребность по заказам предприятий.
7. Стадии и этапы разработки.
7.1. Разработка конструкторской документации для изготовления опытной партии УЭВН М
7.2. Изготовление и предварительные испытания УЭВН М.
7.3. Приёмочные испытания опытной партии УЭВН М.
7.4. Корректировка конструкторской документации на установочную серию.
7.5. Изготовление установочной серии УЭВН М.






2.4 Анализ известных технических решений и выбор прототипа для проектирования преобразователя
Зубчатые передачи в отличие от гидромашин обладают относительной простотой конструкции и меньшей стоимостью, как изготовления, так и эксплуатации. В условиях высоких давлений, температур, постоянных вибраций и даже ударов, что является обычным для скважинного оборудования, зубчатые передачи показывают значительно большую работоспособность, чем все остальные виды передач. Рассмотрим их подробнее.
Коническо-цилиндрические и червячные редукторы.
Хотя редукторы, построенные по этим схемам, имеют достаточно широкий диапазон передаточных чисел (8…35 для коническо-цилиндрических и 8…80 – для червячных), но валы их невозможно расположить в пространстве соосно, поэтому такие редукторы не вписываются в компоновку скважины и не проходят по радиальным габаритам.
Планетарные и волновые редукторы.
На рис.1. показана простая – с одной степенью свободы – планетарная передача, состоящая из солнечного колеса 1, сателлитов 2 и корончатого колеса 3. Сателлиты совершают сложное движение: они обкатываются вокруг солнечного колеса и вращаются внутри неподвижного корончатого колеса. Оси сателлитов установлены в водиле 4, геометрическая ось которого совпадает с геометрическими осями центральных колес – солнечного и корончатого.





Рисунок 2.1 Схема планетарного редуктора.
Планетарные передачи, помимо радиально-осевой симметрии обладают еще и тем достоинством, что крутящий момент передается не одним, а несколькими потоками (через сателлиты), благодаря чему они компактнее обычных зубчатых.
Диапазон передаточных отношений планетарных передач в зависимости от выбранной схемы перекрывает значения от 3…12 до 100…500 на одну ступень. Коэффициент полезного действия достигает величины 99%.
В качестве прототипа для модернизации я выбираю винтовой насос с двумя парами рабочих органов типа УЭВН. А в качестве преобразователя вращения конструкцию на основе одноступенчатого планетарного редуктора, схема которого представлена на рисунке 2.1.
2.5 Выбор и обоснование структурной схемы проектируемого оборудования
Взяв за основу погружной винтовой насос ЭВН5-63-900, я разрабатываю структурную схему проектируемого насоса.

Рисунок 2.2 - Структурная схема винтового насоса с преобразователем
ПЭД - погружной электродвигатель
В1 - первый винт насоса
ПР – преобразователь

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данном дипломном проекте мною решался вопрос о новой конструкции погружного электро-винтового насоса. Были определены основные конструктивные, кинематические, энергетические параметры, режим работы УЭВН. Произведён анализ конструкций винтовых насосов. Произведён прочностной расчет основных элементов модернизированного насоса.
Кроме этого изложены требования к монтажу, транспортировке оборудования, произведен расчет штата ремонтных мастерских, описан ремонт солнечного колеса преобразователя, составлена карта смазки УЭВН.
В разделе безопасность жизнедеятельности рассмотрены вредные и опасные факторы на производстве, техника безопасности при работе и составлен план ликвидации аварии.
Свою задачу считаю полностью выполненной, так как это решение небезосновательно и подтверждено экономическими расчетами, которые так же приведены в проекте.