Расчетная часть-Расчет инжектора FM110 для спуска колоны транспортера гибких колтюбинговой установки МК-10Т-Курсовая работа-Дипломная работа-Оборудование для капитального ремонта, обработки пласта, бурения и цементирования нефтяных и газовых скважин

Расчетная часть-Расчет инжектора FM110 для спуска колоны транспортера гибких колтюбинговой установки МК-10Т-Курсовая работа-Дипломная работа-Оборудование для капитального ремонта, обработки пласта, бурения и цементирования нефтяных и газовых скважин

Кинематический расчет
Цель расчета, заключается в определении взаимосвязи скорости перемещения колонны гибких труб и подачи рабочей жидкости гидропривода к гидромоторам транспортера [9].
Два гидромотора, приводящие в действие цепи транспортера, получают рабочую жидкость от насоса того же типа, что и каждый гидромотор.
Подача насоса
Q_ф=(q_ф∙n_ф∙К_0 )/1000, (1)

где  qк – объем рабочей камеры насоса (qк = 112 см3);
nф – фактическая частота вращения вала гидромотора;
K0 = 0,95. - коэффициент подачи насоса
nф = 1500 об/мин

Q_ф=(112∙1500∙0,95 )/1000=159,6 л/мин.

Угловая скорость вращения вала гидромотора

ω_r=(〖(Q〗_ф/2)∙π∙К_ом∙1000 )/(30〖∙q〗_к ), (2)

где  Kом – объемный КПД гидромотора (Kом = 0,95).
Соответственно угловая скорость вращения звездочки инжекторного механизма

ω_r=(〖(Q〗_ф/2)∙π∙К_ом∙1000 )/(30〖∙i∙ q〗_к ), (3)


где  i – передаточное отношение редуктора транспортера.
Скорость подъема непрерывной трубы

v=ω_r∙R, (4)

где  R = 114 мм – радиус звездочки, которая приводит в действие цепь инжекторного механизма.

В результате
v=(〖R∙(Q〗_ф/2)∙π∙К_ом∙1000 )/(30〖∙i∙ q〗_к ), (5)

Скорость перемещения трубы при номинальной частоте вращения вала приводного двигателя

v=(0,114∙(159,6/2)∙3,14∙0,95∙1000 )/(30∙24∙112)=0,336

При работе приводного двигателя с максимальной час¬тотой вращения nф = 1800 об/мин, подача насосов Qф = 191 л/мин и соответственно скорость перемещения трубы v = 0,4 м/с.








8.2 Расчет цепной передачи
Выбор предварительного значения шага двухрядной цепи [4]

мм. (6)

Ближайшее значение шага и соответствующей ему площади проекции шарнира: =38,1 мм; А=395 мм2.
Определение числа зубьев малой (ведущей) и большой (ведомой) звездочек

, (7)

округляем до ближайшего нечетного числа .

, (8)

округляем до ближайшего целого числа .
Фактическое передаточное число

. (9)

Отклонение %, что допустимо.
Определение числа зубьев из условия, что делительный диаметр ведомой звездочки не должен превышать 650 мм,

мм. (10)


Следовательно, принятое значение и удовлетворяет этому условию.
Определение коэффициента эксплуатации

, (11)

где – небольшие колебания нагрузки;
– принимаем оптимальное межосевое расстояние в пределах (30...50)P;
– угол наклона передачи 45°;
– передача с нерегулируемым натяжением цепи;
– смазывание передачи нерегулярное: цепь будут смазывать при помощи кисти;
– работа односменная.
Определение допускаемого давления в шарнире цепи.
Путем линейной интерполяции для заданной частоты вращения
мин-1 и выбранного шага мм определяем

МПа. (12)

Определение приближенного значения окружной силы на звездочках

Н. (13)

Определение условного давления в шарнирах цепи

МПа < МПа. (14)

Следовательно, цепь подходит. Дополнительные характеристики цепи: – разрушающая нагрузка, кН;
– масса одного метра цепи, кг;
– расстояние между внутренними пластинами цепи, мм; – диаметр ролика, мм;
– ширина внутренней пластины, мм;
– расстояние между рядами цепи, мм.

Кинематический и геометрический расчет цепной передачи
Определение частоты вращения ведомой звездочки

мин-1. (15)

Наибольшая рекомендуемая частота вращения малой звездочки для выбранной цепи мин-1, что больше мин-1.
Определение средней окружной скорости цепи

м/с. (16)

Определение межосевого расстояния (из оптимального диапазона)

мм. (17)

Определение потребного числа звеньев (длины цепи в шагах)

(18)

округляем до четного числа 118.
Определяем фактическое межосевое расстояние

(19)

Полученное значение для передач с нерегулируемым межосевым расстоянием уменьшаем на величину

мм. (20)

Приняв, примерно, мм, получим окончательное значение межосевого расстояния мм.
Определение диаметров делительных окружностей звездочек

мм, (21)

мм. (22)

Определение диаметров окружностей вершин звездочек

мм, (23)

мм. (24)

Диаметры окружностей впадин ведущей и ведомой звездочек и радиус впадин зубьев звездочек

мм, (25)

мм, (26)

мм. (27)

Диаметры ободов (проточек) звездочек

мм, (28)

мм. (29)

Определение минимального межосевого расстояния

мм < 1501 мм. (30)

Определение ширины зуба и ширины венца звездочки

мм, (31)






Расчет цепи по запасу прочности
Определение действительной окружной силы

Н. (32)

Определение натяжения цепи от центробежных сил

Н. (33)

Определение натяжения от действия сил тяжести за счет провисания цепи
Н. (34)

Определение коэффициента запаса прочности цепи

, (35)

где определяется линейной интерполяцией по таблице.
Определение силы, действующей на валы цепной передачи

Н, (36)

где – при спокойной нагрузке и угле наклона .





Расчет цепи на долговечность по износостойкости шарниров

(37)

где   , (38)

%, (39)

– смазка передачи периодическая.
Ограничение числа ударов цепи
Определение числа ударов цепи

с-1, (40)

где   с-1. (41)

Оценка критической частоты вращения
Определение критической частоты вращения вала ведущей звездочки

(42)
Следовательно, резонанс отсутствует.


8.3 Оценка вероятности безотказной работы зубчатой передачи
Вероятность безотказной работы Р(t) определяют по экспоненциальному закону [7]

Р(t)=e^(-λ·t), (42)

где  Р(t) – надежность инжектора;
 λ=0,02∙〖10〗^(-5)- интенсивность отказов зубчатой передачи, 1/ч;
t=730- время работы, дней.

Р(t)=e^(-〖300∙10〗^(-5)∙365)=0,35.

Функция распределения F(t):

F(t)=1-P(t), (43)    
где  F(t) – функция распределения;
 Р(t)=0,35- вероятность безотказности работы.

F(t)=1-0,35=0,65.

Плотность распределения f(t):

f(t)=〖λ·e〗^(-λ·t), (44)



где  f(t) – плотность распределения;
 λ=0,02∙〖10〗^(-5)- интенсивность отказов электродвигателя, 1/ч;
t=730- время работы, дней.
f(t)=〖〖0,02∙10〗^(-5)·e〗^(〖-0,02∙10〗^(-5)∙730)=2·〖10〗^(-7).



Рисунок 21 – Зависимость вероятности безотказной работы и
функции распределения от времени работы











Рисунок 22 –Зависимость плотности распределения от времени работы