Страницу Назад
Поискать другие аналоги этой работы
553 Расчетная часть-Расчет СШНУ-Расчёт на прочность и долговечность основных элементов плунжерно-диафрагменного насоса ПДН -1500 - 1,8-Курсовая работа-Дипломная работа-Оборудование для добычи и подготовки нефти и газаID: 176695Дата закачки: 16 Января 2017 Продавец: nakonechnyy_lelya@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 СШНУ-Расчёт на прочность и долговечность основных элементов плунжерно-диафрагменного насоса ПДН -1500 - 1,8:Определение геометрических размеров основных элементов балансира и шатуна станка качалки, Расчет мощности привода электродвигателя станка-качалки, Расчёт производительности плунжерно - диафрагменного насоса ПДН -1500 -1,8-Курсовая работа-Дипломная работа-Оборудование для добычи и подготовки нефти и газа Комментарии: 2.3. Выбор основных параметров проектируемого изделия. 2.3.1. Выбор основных параметров СШНУ. К основным параметрам штанговых насосных установок (ШНУ) [8] относятся: – максимальная нагрузка в точке подвеса штанг; – длина хода устьевого штока; - число двойных ходов точки подвеса штанг; – крутящий момент на ведущем валу редуктора 1. Максимально допустимая нагрузка в точке подвеса штанг определяется по формуле: , где - статическая нагрузка, кН; - динамическая нагрузка, кН; , где - вес столба жидкости, кН; - вес колонны штанг; - масса подвижных частей насоса, кг - момент инерции; = 4500 · 0,693 = 3118,7 Н , где - длина хода штока, м; - угловая скорость, рад/с-1; = 1/2 · 1,8 · 1,112 · (1 - 0,6/1,6) = 0,693 PMAX = 42,2 + 43,6 + 3,1187 = 89,12кН 2. Максимальная длина хода устьевого штока (lx) определяется производительностью ШНУ. Теоретическая производительность ; QСУТ - производительность насоса, м3/сут; ТСМ – число смен; КЭ – коэффициент эффективности; ТСМ = 8 час. n = 3 смены КЭ = 0,6 – 0,7 , где - число двойных ходов; - объём жидкости, поднимаемой станком-качалкой за один рабочий ход; качаний в минуту; = 3,53литра пластовой жидкости; 3. Число двойных ходов точки подвеса штанг определяется исходя из конструктивных параметров плунжерно-диафрагменного насоса, а конкретно от объёма рабочей камеры насоса и их количества во всасывающей камере. Согласно требованиям ТЗ минимальный наружный диаметр плунжерно-диафрагменного насоса должен быть не более 102 мм. Согласно ГОСТ 8732 – 84 на заготовки из труб для корпусов гидроцилиндров берём трубу 102x11–35 из стали 35 и, согласно структурной схемы (рис.1), размещаем в ней оборудование, необходимое для работы плунжерно-диафрагменного насоса. Исходя из оптимальной формы рабочей камеры её максимальная полезная площадь составит 28 см2; рабочий объём, при длине по прижимным фланцам 480 мм, равен 1175 см3. Таким образом, в камере всасывания я размещаю 3 рабочих камеры общим рабочим объёмом 3530 см3. 4. Длина хода устьевого штока зависит от суммарного объёма рабочих камер и геометрических размеров рабочего цилиндра, размещаемого в нагнетательной камере насоса. Выполнив эскизную проработку чертежа насоса устанавливаю, что при внутреннем диаметре рабочего цилиндра 50мм ход плунжера рассчитывается по формуле: , где - суммарный объём рабочих камер, см3 ; - максимально полезная площадь рабочей камеры, см2; lx = 1176/19,6 = 180 см. 2.3.2. Определение геометрических размеров основных элементов балансира и шатуна станка качалки. Согласно [5] соотношение между основными конструктивными элементами балансира станка качалки должно отвечать следующим соотношениям: r/l = 0.35…0,40; r/k = 0,45…0,50; k1/k ≤ 1.7 Исходя из определенной длины хода устьевого штока lx = 1,8 метра, принимаем амплитуду качаний точки 2 равной 1,2 метра. В соответствии с выше указанными соотношениями величина радиуса кривошипа r составит 0,6 метра, длина шатуна l=r/0.375=1.6 метра. Рис. 2.3 Схема станка качалки Длина плеча балансира k =r/0.475=1.26 метра. Длина плеча k1определится с учетом длины хода устьевого штока lx. k1/k = 1.8/1.2→ k1 = 1.89 метра. 2.3.3. Определение геометрических параметров рабочего цилиндра. Расчет гидроцилиндра на прочность согласно [7] производится по отдельным элементам, основными из которых являются цилиндрический корпус и шток. В первом случае при расчёте гидроцилиндра на прочность ограничиваются расчётом напряжений, возникающих от внутреннего давления жидкости, исключая при этом действие напряжений от внешних сил и др. факторов (температура и т.д.). Толщина стенки стального цилиндра [7] определяется по формуле: ; где d – внутренний диаметр цилиндра; - допускаемые напряжения для материала цилиндра по окружности (для углеродистой стали = 100 – 120 МПа); р – рабочее давление, МПа; - коэффициент Пуассона (для стали = 0,3) ; F = (0,0902 – 0,0222) = 5978,6мм2; ; принимаю t = 6 мм; толщина плоскости донышка: tПЛ.Д . ; по конструктивным соображениям принимаю tПЛ.Д. = 15 мм. 2.4 Расчёт силовых и энергетических параметров машины. 2.4.1 Расчет мощности привода электродвигателя станка-качалки. Необходимо определить мощность привода электродвигателя станка-качалки и число клиновых ремней для передачи крутящего момента от электродвигателя входному валу редуктора. Расчёт клиноремённой передачи рекомендуется [3] производить по допускаемой мощности Ро на один ремень. Число ремней определяется по формуле: , где kд - коэффициент динамической нагрузки и режима работы передачи, табл.11.2[3]; kα- коэффициент, учитывающий влияние угла обхвата, ремнем меньшего шкива табл.11.4[3]; kl - коэффициент, учитывающий длину ремня см. с.142 [3]; kz- коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по ремням, см. с.142 [3]; P1 – мощность на ведущем шкиве, кВт. Для определения Р1 необходимо определить крутящий момент на выходном валу редуктора; он определяется по формуле: ; Ртолк. – усилие передаваемое шатунами станка-качалки; Ртолк. = ; ; Для определения крутящего момента на входном валу принимаю редуктор из числа стандартных с iр=90 ; при этом частота вращения входного вала редуктора составит: об/мин; n = 960 мин -1; nВЫХ. = числу двойных ходов; iэ.д-р = 960/954 = 1,006; Мощность электродвигателя определяется по формуле: кВт; кН·м; , для привода станка-качалки применяем электродвигатель с короткозамкнутым ротором серии АО, закрытого исполнения, с частотой вращения 960 мин-1, мощностью 100 кВт. Для безопасной работы электродвигатель оснащаем масляным выключателем, для предохранения от искрообразования в контактах. Для безаварийной работы данный электродвигатель в обязательном порядке должен быть оснащен автоматической защитой, в случае обрыва штанг или сальникового штока на балансире станка-качалки, состоящей из магнитного выключателя типа ИМВ-2. Для клиноременной передачи принимаем тип ремня Д, а диаметр ведущего шкива вычисляем по формуле , где С - эмпирический коэффициент для клиновых ремней (С = 38 - 42). = 384 мм, т.к. минимальный диаметр шкива для данного типа ремня равен 500 мм, т.о. принимаем dшк = 500 мм. Определим линейную скорость движения ремня V = ω · r, ω = (3,14 · 960)/30 = 100,48; r = 1/2 dшк. V=100, 48 · 0, 25 = 25,12м/с. kд = 1,1; kα = 0,88; kl = 1,0; kz = 0,9; Ро = 20,46кВт. = 6,03, принимаем число ремней z = 7 2.4.2 Расчёт на прочность и долговечность основных элементов плунжерно-диафрагменного насоса ПДН -1500 - 1,8 Выполним расчет на прочность резьбового соединения плунженрно-диафрагменного насоса ПДН -1500 - 1,8 с колонной насосно - компрессорных труб. Резьбы крепёжные и крепёжно – уплотнительные проверяют на срез [5]: ; ; где: τсрБ и τсрГ – соответственно напряжение среза резьбы болта и гайки, Q∑ - осевое усилие, воспринимаемое резьбой, d1 – внутренний диаметр резьбы болта [6], D – наружный диаметр резьбы гайки [6], kп – коэффициент полноты резьбы: kп = 0,87 для метрической, kп = 0,65 для трапецеидальной, kп = 0,5 для прямоугольной, Н – высота гайки, [τ]срБ и [τ]срГ –соответственно допускаемое напряжение на срез болта и гайки, . Q∑ - определяется весом насосных штанг РШТ. и весом “столба” вытесняемой пластовой жидкости Рж , что в сумме составит 85,8кН Выбираем сталь Сталь 35, σт = 600 МПа ; ; условие выполняется. 2.4.3 Расчёт производительности плунжерно - диафрагменного насоса ПДН -1500 -1,8. Общее количество жидкости, которое подает насос при непрерывной работе за единицу времени, называется его производительностью. На нефтедобывающих предприя¬тиях производительность глубинных насосов подсчитывают за сутки и обычно выражают в весовых единицах (т/сут). За один двойной ход плунжера (двойным ходом считается движение плунжера вниз и вверх) насос подает объем жидкости, равный объему цилиндра, описываемому плунжером: , где F – площадь сечения плунжера; SПЛ. – длина хода плунжера. ; Обозначив число ходов плунжера в минуту через n, минутная производи-тельность насоса в объемных единицах будет равна: ; л/мин; Чтобы получить производительность насоса за сутки, эту величину надо умножить на число минут в сутках, т.е. 60x24 = 1440: ; м3/сут; Производительность насоса в весовых единицах может быть определена, если известна плотность откачиваемой жидкости: ; где т/сут ; т.о. насос обеспечивает заданную производительность 2.5 Краткое описание конструкции плунжерно - диафрагменного насоса ПДН - 1500 - 1,8. В конструкции насоса использованы технологии доказавшие свою надежность и эф¬фективность в экстремальных условиях эксплуата¬ции в течении длительного срока. Насос имеет па¬тент на изобретение. Сущность конструкции заключается в том, что подвижные части плунжерной пары не контактируют с продуктом. Плунжерно-диафрагменные насосы типа ПДН предназначены для откачки пластовой жидкости повышенной вязкости и содержания механических примесей из нефтяных скважин с минимальным внутренним диаметром 121,7 мм. Насосы могут эксплуатироваться при любой об-водненности скважин и с температурой до 80°С. Диафрагмы насоса имеют монолитную структуру разработанную компанией GORE из 100 % ПТФЭ (Политетрафторэтилен), армированного капроновой тканью. Слой ПТФЭ устойчив к любым средам в пределах pH 0-14, а срок службы на изгиб превышает 70 000 000 циклов. Температурный диапазон работы материала диафрагм насоса составляет от - 20°C до + 120°C. Насос, и гидропривод являются смежными модулями. Соответственно меняется производительность на¬соса и его длина. Модульная схема позволяет подбирать насос, соответствующий характеристике скважины, и иск¬лючает необходимость остановки процесса при превышении производительности насоса над де¬битом скважины. Насос типа ПДН не требует каких-либо специ¬альных устройств. Для его эксплуатации исполь¬зуются существующее оборудование - качалка с регулируемым числом ходов плунжера, штанговая колонна, связанная со штоком-плунжером насоса. При ходе качалки вверх происходит процесс вса¬сывания, а при ходе вниз под действием веса штанговой колонны выталкивание пластовой жид¬кости в насосно-компрессорные трубы (НКТ) и да¬лее в коллектор. Установлена работоспособность насосов при эксплуатационных испытаниях на пластовой жид¬кости по 1000 сСт (10х10\'м"/с) и содержании меха¬нических примесей до 50 г/л. При испытаниях на надежность аналогичная модель насоса отработала 1 млн. циклов на жидкости с содержа¬нием механической примеси 200 г/л. Что составляет при пересчете на мой режим эксплуатации 4 месяца. Преимущество насоса типа ПДН заключается в том, что при работе в тех же условиях засоренной механической примесями пластовой жидкости дли¬тельность его непрерывной работы значительно превышает 3-6 месяцев, в течение которых рабо¬тают обычные плунжерные насосы. Размер файла: 61,9 Кбайт Фаил: (.rar)
Коментариев: 0 |
||||
Есть вопросы? Посмотри часто задаваемые вопросы и ответы на них. Опять не то? Мы можем помочь сделать! Некоторые похожие работы:К сожалению, точных предложений нет. Рекомендуем воспользоваться поиском по базе. |
||||
Не можешь найти то что нужно? Мы можем помочь сделать! От 350 руб. за реферат, низкие цены. Спеши, предложение ограничено ! |
Вход в аккаунт:
Страницу Назад
Cодержание / Нефтяная промышленность / Расчетная часть-Расчет СШНУ-Расчёт на прочность и долговечность основных элементов плунжерно-диафрагменного насоса ПДН -1500 - 1,8-Курсовая работа-Дипломная работа-Оборудование для добычи и подготовки нефти и газа
Вход в аккаунт: