Модернизация цементировочного агрегата ЦА – 320-Дипломная работа-Оборудование для капитального ремонта, обработки пласта, бурения и цементирования нефтяных и газовых скважин

Цементировочный агрегат ЦА-320А является наиболее распростра-ненной моделью агрегатов, выпускаемых в настоящее время. Оборудова-ние агрегата смонтировано на шасси автомобиля КрАЗ-257 грузоподъем-ностью 10-12 т, оснащенного четырехтактным двигателем внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия. На шасси автомобиля устанавлива-ются рамы, на которых монтируется оборудование: двух поршневой насос 9Т, мерный бак, трубопроводы и арматура и т.д. Выхлопная труба двига-теля автомобиля выведена вверх и имеет кожух для защиты обслуживаю-щего персонала от ожогов.
Насос 9Т приводится в действие от двигателя автомобиля через ко-робку перемены передач. На фланце раздаточной коробки автомобиля устанавливается коробка отбора мощности, соединенная с насосом кар-данным валом.
Изменение частоты вращения вала цементировочного насоса, при котором меняется режим его работы, осуществляется посредством пере-ключения скорости на коробке перемены передач и изменением подачи топлива. Режим работы водоподающего насоса производится, в основном, изменением подачи топлива. Кроме того, количество жидкости, подавае-мой в смеситель, можно регулировать вентилем, установленным на отвод-ном трубопроводе, соединяющем нагнетательную линию с приемной.
Для контроля давления в нагнетательных трубопроводах насосов 9Т и ЦНС 38-154 установлены манометры, а у насоса 9Т и предохранитель-ный клапан гвоздевого типа.
Приемная линия насоса 9Т с помощью установленного на ней трехходового крана позволяет забирать жидкость, как из мерного бака, так и из цементного бачка, устанавливаемого, как правило, на земле справа или слева от агрегата. В нижней части мерного бака имеются донные клапаны, которые позволяют соединить одну или другую поло-вину бака с небольшой дополнительной камерой, соединенной с при-емными трубопроводами обоих насосов. Мерные баки оснащены за-мерными рейками с ценой деления 0,1 м3.
Водоподающий насос оборудован системой продувки выхлопны-ми газами двигателя для удаления жидкости из насоса после окончания работы при минусовых температурах и прогреве насоса.
Двигатель ГАЗ-53А установлен на общей раме с насосом ЦНС. Вместе с двигателем смонтированы коробка передач, водяной и масля-ные радиаторы.
Реле-регулятор, кнопка стартера, кнопка подсоса и измеритель-ные приборы (амперметр, указатель температуры воды, указатель дав-ления масла) размещены на заднем щитке.
Топливо к двигателю поступает из бензинового бачка, установ-ленного под настилом агрегата.
Управление подачей топлива во время работы двигателя выведено в кабину автомобиля.
Двигатель ГАЗ-51А получает электроэнергию от самостоятельной аккумуляторной батареи. Двигатель вместе с радиатором, за исключе-нием коробки передач, закрыт металлическим защитным кожухом с съемными боковинами.
Коробка передач имеет одну повышающую передачу и переделы-вается из коробки передач двигателя ГАЗ-51А путем изменения зубча-тых зацеплений.
Для улучшения включения коробки передач и смазки подшипника первичного вала уровень смазки повышается. Для этого вместе установки заливной пробки установлен переходник, повышающий уровень заливае-мого
масла.
В качестве водоподающего насоса применен многоступенчатый цен-тробежный секционный насос, предназначенный для подачи жидкости в цементосмеситель при затворении цементного раствора.
Водоподающий насос оборудован системой продувки выхлопными газами двигателя для удаления жидкости из насоса после окончания рабо-ты при минусовых температурах и прогрева насоса.
В многоступенчатом насосе перекачиваемая жидкость перемещается последовательно от первого до последнего рабочего колеса, смонтирован-ных на одном валу, в одном корпусе. Корпус секционного насоса состоит из отдельных секций, число которых равно числу рабочих колес минус одно.
Напор секционного насоса равен сумме напоров, сообщаемых жид-кости каждым рабочим колесом. Секционная конструкция корпуса насоса позволяет увеличить или уменьшить напор насоса, не изменяя подачи, за счет выбора числа секций.
Насосы типа ЦНС предназначены для перекачивания воды с темпе-ратурой до 45° С с содержанием механических примесей не более 0,5 % по массе.
Для обеспечения бескавитационной работы насосы ЦНС на входе должны иметь подпор 2-6 м водяного столба. При установке их для пере-качивания воды с температурой больше 45° С подпор необходимо увели-чить.
Для перекачивания воды с температурой до 105° С выпускаются насосы типа ЦНСГ с подачей 38.60 и 850 м3/ч. Эти насосы должны рабо-тать с подпором до 10 м водяного столба. Корпуса подшипников насосов этой модификации имеют камеры охлаждения.
Основные детали насоса ЦНС и ЦНСГ изготавливают из материалов: рабочее колесо и направляющий аппарат - сталь 20X13Л; крышка всасью-ания Корпус насоса состоит из крышек всасывания 10 и нагнетания 6, стя-нутых между собой стяжными болтами 11. Между крышками размещены секции с лопаточными отводами 7. Лопаточные отводы могут быть отлиты заодно с секциями или запрессованы и закреплены винтами в корпуса сек-ций. К крышкам корпуса крепятся корпуса 2, 13 подшипников 1,14. Ротор насоса состоит из вала 9, пяти рабочих колес 8, защитных втулок и раз-грузочного диска 4 гидравлической пяты. Гидравлическая пята, воспри-нимающая осевую силу, состоит из разгрузочного диска 4 и подушки пяты 5, закрепленной в крышке нагнетания насоса. На сторонах всасывания и нагнетания установлены сальниковые уплотнения 3, 12. Привод ротора насоса осуществляется через упругопальцевую муфту 15.
Рабочий процесс преобразования механической энергии привода в энергию жидкости в насосе ЦНС начинается при включении приводного двигателя. При этом жидкость, находящаяся в рабочем колесе первой сту-пени, под действием центробежных сил движется на периферию колеса и через направляющие и обратные каналы отвода поступает в следующее рабочее колесо. В последующих рабочих колесах рабочий процесс повто-ряется до тех пор, пока жидкость пройдет рабочее колесо последней сту-пени. При прохождении через рабочие колеса жидкость получает от каж-дого из них приращение удельной энергии (напора). После прохождения последнего колеса жидкость обладает напором, равным напору колеса, который и обеспечивает движение ее в спиральном отводе последней сту-пени, напорном трубопроводе и далее к потребителю.


3.2 Пуск водоподающего насоса


Пуск водоподающего насоса производится следующим образом:
водоподающий насос ЦНС должен быть заполнен водой. Включение насоса без воды запрещается;
произведите заполнение водоподающего насоса водой из мерного бака путем открывания шиберной заслонки на линии всасывания насоса, при этом регулирующая задвижка на нагнетательной линии должна быть открыта;
закройте регулирующую задвижку после заполнения насоса водой;
отпустите плавно рычаг сцепления и установите обороты двигателя в пределах 2500-2900 мин"1 путем регулировки подачи топлива. После того, как двигатель набрал необходимые обороты, постепенно откройте регули-рующую задвижку.
Внимание! Запрещается работа насоса при закрытой задвижке более 5 минут.
Обеспечьте необходимый напор насоса по показаниям манометра при помощи регулирующей задвижки или изменением частоты вращения вала двигателя.
В процессе работы следите за правильным функционированием дви-гателя и насоса в соответствии с руководствами по их эксплуатации.


3.3 Остановка водоподающего насоса


Остановка насоса ЦНС 38-154 производится выключением коробки перемены передач двигателя и дальнейшей остановки самого двигателя ГАЗ-51 А.
После остановки насоса необходимо удалить жидкость из него и из трубопровода и тщательно осмотреть насос.
Все замеченные при работе и осмотре недостатки должны быть устранены немедленно или по прибытии на базу.
После окончания работы оставшаяся в корпусе насоса вода долж-на быть удалена продувкой насоса выхлопными газами автомобильного двигателя.
Продувка осуществляется следующим образом:
обороты ходового двигателя снижаются до минимально устойчи-вых;
открывается кран 2", соединяющий выхлопную трубу автомо-бильного двигателя с всасывающей линией центробежного насоса, и кран, соединяющий нагнетательную линию центробежного насоса с атмосферой;
открываются спускные пробки на нагнетательном и всасывающем патрубках насоса;
закрываются шиберная заслонка 4" на всасывающей линии и за-слонка на искрогасителе выхлопной трубы.
Дипломный проект , на тему «Модернизация цементировочного агрегата ЦА – 320», выполнен на основании задания, выданного каф. «Машины и оборудование нефтяных и газовых промыслов».
В результате выполнения работ по цементированию скважины, у цементировочного агрегата возникаю некоторые трудности с его работой, для этой цели проведем модернизацию центробежного насоса. В результате модернизации произведено повышение производительности насоса и его КПД. Целью работы стало увеличение КПД и производительности насоса.
Настоящий дипломный проект выполнен на 9 листах графической части, ___ листов пояснительной записки. При работе над проектом использована информация из 26 литературных источников.

На основании дипломного проектирования по модернизации ло-паточного отвода проведен обзор, и анализ патентов по направляющим аппаратам, который показывает, что существующие центробежные насосы не удовлетворяют современным требованиям по энергопотреб-лению и производительности. На основании анализа рекомендована модернизация центробежного насоса, а именно, лопаточного отвода, который не изменяя своей производительности и КПД уменьшил ради-альные размеры насоса и тем самым уменьшил его массу, увеличил по-дачу, а также финансовые затраты на его изготовление, обработку, мон-таж и продажную стоимость.