Курсовая работа-ИЛООТДЕЛИТЕЛЬ-ИГ-45М-Курсовая работа

Для очистки утяжелённых растворов применяются специальные гидроциклонные установки, не получившие широкого распространения вследствии больших потерь утяжелителя и трудности его регенерации.
Гидроциклонные агрегаты классифицируются по степени очистки:
• пескоотделители δ>74мкм;
• илоотделители δ=74÷20мкм.
А также по пропускной способности.
В данной работе дальше будут рассмотрены только илоотделители.

1.2 Илоотделители отечественного производства.

Рисунок 1.1- Илоотделитель ИГ-45 ВНИИнефтемаш


Таблица 1 - Технические характеристики ИГ-45
Пропускная способность, л/с  45
Наименьший размер частиц плотностью 2600 кг/м3, удаляемых из раствора (плотность 1,1-1,2 г/см3, вязкость 35-45 с) на 90% и более, мкм  50
Внутренний диаметр гидроциклонов, мм  75
Рабочее давление перед гидроциклонами, МПа  0,2-0,3
Количество гидроциклонов, шт.  16
Габаритные размеры, мм, не более:  
-длина  2460
-ширина  950
-высота  1500
Масса, кг, не более  330

ООО «Нефтегазмаш-Технологии» выпускает илоочиститель ИГ-45М:

Рисунок 1.2 - Илоотделитель ИГ-45М

Таблица 2 - Технические характеристики ИГ-45М
Пропускная способность, л/с  45
Наименьший размер частиц плотностью 2600 кг/м3, удаляемых на 95% и более при работе на буровом растворе плотностью 1200 кг/м3, мм  0,04-0,05
Внутренний диаметр гидроциклонов, мм  150
Диапазон регулирования диаметра илового отверстия, мм  20 - 12
Рабочее давление перед гидроциклонами, МПа  0,28-0,33
Количество гидроциклонов, шт.  6
Габаритные размеры, мм, не более:  
-длина  1730
-ширина  520
-высота  1200
Масса, кг, не более  203

ОАО «Нефтебур»
ИГ-45/75 и ИГ-45/75К:

Илоотделитель тонкой очистки ИГ45/75-К является аналогом серийного ИГ 45/75. Круговое размещение гидроциклонов позволяет получить равномерное распределение бурового раствора между гидроциклонами, что обеспечивает эффективную работу илоотделителя ИГ 45/75-К.
 
   а       б
Рисунок 1.3 - Илоотделитель а) ИГ-45/75; б) ИГ-45/75К

Таблица 3 -Технические характеристики ИГ-45/75, ИГ-45/75К
Пропускная способность, л/с  45
Наименьший размер частиц плотностью 2,6 х 103 кг/м3, удаляемых на 95% и более при работе на буровом растворе плотностью (1,1х103 - 1,2х103) кг/м3, мм 0,02
Внутренний диаметр гидроциклонов, мм  75
 
Рабочее давление перед гидроциклонами, МПа  0,3
Количество гидроциклонов, шт.  16
Габаритные размеры, мм, не более:  
-длина  1660 /1070
-ширина  630 /1000
-высота  1200 /1450
Масса, кг, не более  333/285

ООО "Отрадненский завод нефтяного машиностроения"
ИГ-45М-2:

Таблица 4 - Технические характеристики ИГ-45М-2
Пропускная способность, л/с  45
Наименьший размер частиц плотностью 2,6 х 103 кг/м3, удаляемых на 95% и более при работе на буровом растворе плотностью (1,1х103 - 1,2х103) кг/м3, мм 0,03 – 0,04
Внутренний диаметр гидроциклонов, мм  75
 
Рабочее давление перед гидроциклонами, МПа  0,3
Количество гидроциклонов, шт.  16
Габаритные размеры, мм, не более:  
-длина  1500
-ширина  650
-высота  1200
Масса, кг, не более  270

1.2  Илоотделители зарубежного производства.

Таблица 5 - Илоотделители фирмы “Svako” (США)
Показатели Модели
 2Т4 4Т4 6I4 8Т4 10Т4
Диаметр гидроциклона 101,6 101,6 101,6 101,6 101,6
Число гидроциклонов 4 8 12 16 20
Давление перед гидроциклоном, МПа 0,31 0,31 0,31 0,31 0,31
Подача, л/с
На установку
На гидроциклон 
18,9
4,7 
37,8
4,7 
56,7
4,7 
75,7
4,7 
94,6
4,7
Размер удаляемых частиц при 95%-ном извлечении, мкм 25 25 25 25 25

Таблица 6 - Илоотделители фирмы “Pioneer Centrifuging” (США)
Показатели Модели
 4-4 6-4 Т8-4 Т10-4 Т12-4
Диаметр гидроциклона 101,6 101,6 101,6 101,6 101,6
Число гидроциклонов 4 6 8 10 12
Давление перед гидроциклоном, МПа 0,28 0,28 0,28 0,28 0,28
Подача, л/с
На установку
На гидроциклон 
12,6
3,1 
19,8
3,1 
25,2
3,1 
31,5
3,1 
38,0
3,1
Размер удаляемых частиц при 95%-ном извлечении, мкм     


Таблица 7 - Илоотделители фирмы “Baroid” (США)
Диаметр гидроциклона Число гидроциклонов Давление перед гидроциклоном, МПа Подача, л/с
На установку/
На гидроциклон Размер удаляемых частиц при 95%-ном извлечении, мкм
101.6 12 - 47/3.9 

1.4 Выбор прототипа.
За прототип выбираю отлично зарекомендовавший себя в условиях Западнои Сибири илоотделитель ИГ-45М (ООО «Нефтегазмаш-Технологии»), поскольку он показал высокие эксплуатационные свойства и применяется во многих современных блоках очистки бурового раствора.

2 РАСЧЕТ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ

2.1 Исходные данные для расчёта:
• подача в илоотделитель     Q=140 м3/ч;
• диаметр гидроциклона     D=0,15 м =15 см;
• диаметр питающей насадки     dп=0,03 м =3 см;
• диаметр сливной насадки     dc=0,04 м =4 см;
• диаметр шламовой насадки     dш=0,02÷0,012 м =
   2÷1,2 см;
• угол конуса       α=20о;
• плотность жидкой фазы раствора   ρж=1200 кг/м3 =
   1,2 г/см3;
• плотность твёрдой фазы раствора   ρт=2600 кг/м3 =
   2,6 г/см3;
• диаметр нагнетательной и выкидной труб   dтр=0,125 м =
   12,5 см.

2.2 Расчёт конструктивных параметров гидроциклона.
Диаметр питающей насадки:
dп=(0,125÷0,25)Dг  (2.1)
dп=(0,125÷0,25)15=1,88÷3,75 см =0,0188÷0,0378 м
Принимаем dп=3 см =0,03 м
Диаметр сливной насадки:
dс=(0,25÷0,50)Dг  (2.2)
dс=(0,25÷0,50)15=3,75÷7,5 см =0,0375÷0,075 м
Принимаем dс=4 см =0,04 м
Диаметр шламовой насадки:
dш=(0,15÷0,45)dс  (2.3)
dш=(0,15÷0,45)4=0,6÷1,8 см =0,006÷0,018 м
Принимаем dc=1,8 см =0,018 м
Высота цилиндрической части гидроциклона:
h1=(1÷1,2)Dг  (2.4)
h1=(1÷1,2)15=15÷18 см =0,015÷0,018 м
Принимаем h1=15 см =0,015м
Высота конической части гидроциклона:
h2=Dг/(2·tg(α/2))  (2.5)
h2=15/(2·tg(20/2))=425 см =0,425 м

3 МОНТАЖ, ЭКСПЛУАТАЦИЯ И РЕМОНТ

3.1 Монтаж.
Монтажные работы должны выполняться в соответствии с действующими в нефтегазодобывающей промышленности правилами техники безопасности.
Перед монтажом необходимо снять защитную упаковку с трубного основания и гидроцилиндров. Ветошью, смоченной в керосине, удалить антикоррозийную смазку со всех металлических частей. Осмотреть внутреннюю поверхность гидроциклонов. Покрытие не должно иметь трещин, сколов, вздутий, отслоений гуммированного материала. Установить 6 гидроциклонов на трубчатое основание согласно сборочному чертежу, используя входящие в комплект поставки хомуты.
Илоотделитель монтируется на раме блока очистки согласно чертежу на блок очистки и надёжно закрепляется болтовым или быстросъёмным хомутным соединением. Питающий коллектор через шиберную задвижку соединяется с нагнетательным трубопроводом шламового насоса, подающего буровой раствор прошедший очистку в пескоотделителе. Сливной коллектор соединяется с трубопроводом приёмных ёмкостей буровых насосов. Конструкция илоотделителя допускает несколько вариантов расположения сливного и нагнетательного трубопроводов. Трубопроводы, по возможности, должны быть короткими и с минимальным числом изгибов.
Для удобства контроля режима работы, осмотра и технического обслуживания илоотделитель следует монтированть возле трапов.
После монтажа необходимо проверить затяжку фланцевого и хомутного соединений. Произвести первый пуск: первые 5 мин. на давлении 1⁄2 от Pном, затем плавно увеличить давление до номинального. Во время работы илоотделителя не допускается повышенный шум и течь жидкости через уплотнения. После 20 мин. работы остановить илоотделитель, снять гидроциклоны и осмотреть их внутреннюю поверхность. Покрытие не должно иметь трещин, сколов, вздутий, отслоений гуммированного материала.

3.2 Техническое обслуживание и ремонт.
Илоотделитель являясь ответственным агрегатом как блока очистки, так и всей буровой установки работает в тяжёлых условиях: высокая абразивность и коррозийность бурового раствора, перепады температур окружающей среды. Всё это накладывает свою специфику на обслуживание данного оборудования.
При повседневной эксплуатации следует осматривать фланцевые соединения у выкидного и питающего трубопроводов, фланцевых заглушек, манометра; крепление гидроциклонов. В случае обнаружения потёков необходимо подтянуть соответствующие болтовые соединения (допускается незначительная течь через уплотнители). При необходимости, во время спуско-подъёмных операций, уплотнения заменяют.
Ресурс илоотделителя ИГ-45М при плотности бурового раствора 1200 кг/м3 и содержании твердой фазы 3÷5% составляет 5000 часов. По прошествии данного срока гидроциклон(ы) следует заменить на новые/восстановленные. Ресурс напорной и выкидной труб зависит от коррозионности бурового раствора и составляет 20000 часов.
Ремонт илоотделителя заключается в восстановлении внутренней поверхности гидроциклонов.
Основной неисправностью последних является абразивный и химический износ внутреннего рабочего покрытия, выполненного из прочной масло- нефтестойкой резины. Восстановление гидроциклона выполняют в следующем порядке:
• приём;
• мойка оборудования;
• удаление отработавшего покрытия;
• подготовка конусной и цилиндровой поверхностей гидроциклона (зачистка и обезжиривание);
• гумирование резиновой смесью ТУ 38 105 1082-86.
• контроль покрытия;
• испытание гидроциклона при давлении, превышающим номинальное в 1,5÷2 раза.