Страницу Назад
Поискать другие аналоги этой работы
561 Расчетная часть-Расчет серийного трехсекционного шпиндельного турбобура 3ТСШ1-195-Курсовая работа-Дипломная работа-Оборудование для бурения нефтяных и газовых скважинID: 176738Дата закачки: 17 Января 2017 Продавец: lelya.nakonechnyy.92@mail.ru (Напишите, если есть вопросы) Посмотреть другие работы этого продавца Тип работы: Диплом и связанное с ним Форматы файлов: Microsoft Word Описание: Расчетная часть-Расчет серийного трехсекционного шпиндельного турбобура 3ТСШ1-195: Расчет энергетических параметров, Расчет прогнозируемых показателей надежности модернизированного турбобура-Курсовая работа-Дипломная работа-Оборудование для бурения нефтяных и газовых скважин Комментарии: 6 Расчетная часть 6.1 Расчет энергетических параметров Исходные данные: расход жидкости Q=24 л/с; диаметр статора D_c=165 мм; диаметр ротора D_р=80 мм. При расходе жидкости 28 л/с обеспечивается частота вращения вала n=540 об/мин. Исходя из этого, по частной формуле подобия, частота вращения вала при расходе 24л/с будет составлять, об/мин.: n=(540∙24)/28=462.86 Угловая скорость вала, с^(-1): ω=(π∙n)/30 (6.1) ω=(3,14∙462,86)/30=48,45 Средний диаметр турбобура, мм: D_cр=(D_c+D_р)/2 (6.2) D_cр=(165+80)/2=122,5 Определяем окружную скорость, м/с: u=(ω∙D_cр)/2 (6.3) u=(48,45∙0.1225)/2=2.97 Радиальная длина лопасти, мм: l=(D_1-D_2)/2 (6.4) где D_1 – наружный диаметр канала ступени турбины, мм; D_2 – внутренний диаметр канала ступени турбины, мм. l=(146-104)/2=21 Осевая скорость потока, м/с V_z=Q/(π∙D_cр∙l) (6.5) V_z=0.024/(3.14∙0.1225∙0.021)=2.96 Степень реактивности принимаем m_p=0,25 так как большая часть эффективного напора срабатывается в статоре турбины. Таким образом, степень активности равен: m_а=1-m_p=1-0,25=0,75 Коэффициент циркуляции: σ=(V_1u-V_2u)/u (6.6) где V_1u – проекция абсолютной скорости потока жидкости, протекающего через статор, на направление окружной скорости турбины; V_2u – проекция абсолютной скорости потока жидкости, протекающего через ротор, на направление окружной скорости турбины. Так как лопатки статора имеют профиль близкий к низкоциркулятивному типу, а лопатки ротора к нормально циркулятивному типу, коэффициент циркуляции берем равным σ=0,9. Тогда разность окружных составляющих абсолютной скорости будет равен: V_1u-V_2u=σ∙u=0,9∙2,97=2,673 Строим треугольник скоростей на выходе и входе решетки лопастей турбины. Рисунок 6.1 План скоростей турбины Шаг решетки турбины, мм: t=(π∙D_ср)/z_р (6.7) где z_p – число лопастей. Шаг решетки ротора, мм: t_р=(3,14∙122.5)/23=16.72 Шаг решетки статора, мм: t_с=(3,14∙122.5)/16=24.04 Определяем эффективный напор одной ступени турбины, м: ΔH=u/g∙(V_1u-V_2u) (6.8) ΔH=2.97/9.8∙2.673=0.81 Расчетный крутящий момент, развиваемый на ступени ротора, Н ∙м: М_(кр ст)=ρ∙Q∙(V_1u-V_2u)∙D_ср/2 (6.9) М_(кр ст)=1410∙0,024∙2,673∙0,1225/2=5,54 Расчетный крутящий момент турбобура, Н ∙м: М_кр=М_(кр ст)∙z (6.10) где z – число ступеней турбобура. М_кр=5,54∙357=1978≈2000 Таким образом, у нас обеспечивается крутящий момент турбобура 1900-2100 Н ∙м. Тормозной момент турбобура, Н ∙м: М_т=М_кр∙2 (6.11) М_т=2000∙2=4000 Полезная мощность турбины, кВт: N_п=М_кр∙ω (6.12) N_п=2000∙48,45=96,9 Эффективный перепад давления, МПа: P_э=ρ∙u^2∙z (6.13) P_э=1410∙〖2.97〗^2∙357=4.44 Гидравлическая мощность турбины, кВт: N_г=P_э∙Q (6.14) N_г=4,44∙〖10〗^6∙0,024=106,56 Расчетный коэффициент полезного действия турбины: η=N_п/N_г (6.15) η=96,9/106,56=0,91 Далее произведем расчет для редукторного турбобура. Так как третья турбинная секция заменяется на редуктор, то число ступеней будет равен 238. Передаточное число редуктора к = 3,69. Частота вращения вала, об/мин.: n=462,86/3,69=125.44 Расчетный крутящий момент редукторного турбобура с учетом передаточного числа, Н ∙м: М_кр=М_(кр ст)∙z∙k (6.16) М_кр=5,54∙238∙3,69=4865,34≈4900 Таким образом, у нас обеспечивается крутящий момент редукторного турбобура 4800-5000 Н ∙м. Тормозной момент турбобура, Н ∙м: М_т=4900∙2=9800 Полезная мощность турбины, кВт: N_п=М_кр∙ω/3,69 N_п=4900∙13,13=64,337 Эффективный перепад давления, МПа: P_э=1410∙〖2.97〗^2∙238=2,96 Гидравлическая мощность турбины, кВт: N_г=2,96∙〖10〗^6∙0,024=71,04 Расчетный коэффициент полезного действия турбины: η=N_п/N_г η=64,337/71,04=0,91 Далее строим характеристики турбины графически при постоянном значении расхода жидкости 24л/с. Линию момента можно построить приближенно при помощи формулы Эйлера: М_(кр )=ρ∙Q∙(u_max-u)∙D_ср/2∙z где u_max – окружная скорость на холостом ходу. u_max=V_z∙(ctgα_1+ctgβ_2 ) (6.17) где α_1 – угол входа жидкости в статор; β_2 – угол выхода жидкости из ротора. Кривая строится по зависимости квадратичной параболы, проходящей через нуль в точках с координатами u = 0 и u = u_max. На холостом ходу М_(кр )=0, так как u = u_max. В тормозном режиме u = 0. Аналогично строится и кривая перепада давления по зависимости: P_э=ρ∙u^2∙z Построение диаграмм произвел в программе MathCAD 2000 Proffesional.   6.2 Расчет прогнозируемых показателей надежности модернизированного турбобура Исходные данные: нормативная наработка до отказа турбины 26/16,5-195, час Tt:=250 нормативная наработка до отказа модернизированной турбины , час Tm:=500 нормативная наработка до отказа шпинделя 3ТСШ, час Tsh:=100 нормативная наработка до отказа шпинделя ШС-195, час Tshm:=300 нормативная наработка до отказа опоры ОС-195, час Tо:=100 нормативная наработка до отказа опоры ПУМ-195, час Tom:=300 нормативная наработка до отказа долота, час Tд:=100 В эксплуатации можем прогнозировать показатели надежности исходя из экспоненциального закона распределения этих показателей. Интенсивность отказов оборудования в этом случае: λ=1/T (6.18) Интенсивность отказов турбины 26/16,5-195: λ_t=1/250=0.004 Интенсивность отказов модернизированной турбины: λ_tm=1/500=0.002 Интенсивность отказов шпинделя 3ТСШ: λ_sh=1/100=0.01 Интенсивность отказов шпинделя ШС-195: λ_shm=1/300=0.003333 Интенсивность отказов опоры ОС-195: λ_o=1/100=0.01 Интенсивность отказов опоры ПУМ-195: λ_om=1/100=0.01 Интенсивность отказов турбобура 3ТСШ1-195 в целом будет складываться из интенсивности отказов составных частей: λ_tur=λ_sh+λ_t+λ_o (6.19) Аналогично для модернизированного турбобура: λ_turm=λ_shm+λ_tm+λ_om (6.20) Вероятность безотказной работы: P(T)=e^(-λ∙T) (6.21) Вероятность отказа , (6.22) При эксплуатации турбобура 3ТСШ1-195 до выхода из строя долота его вероятность безотказной работы и вероятность отказа будет изменяться следующим образом (рисунок 6.2) Рисунок 6.2 - Вероятность безотказной работы турбобура При эксплуатации модернизированного турбобура до выхода из строя долота его вероятность безотказной работы и вероятность отказа будет изменяться следующим образом (рисунок 6.3) Рисунок 6.3 - Вероятность безотказной работы модернизированного турбобура Функция плотности распределения: f(T)=P(T)∙λ (6.23) Функция плотности распределения турбобура 3ТСШ1-195: Рисунок 6.4 – Плотность распределения 3ТСШ1-195 Функция плотности распределения модернизированного турбобура: Рисунок 6.5 – Плотность распределения модернизириванного турбобура Размер файла: 194,6 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 серийного трехсекционного шпиндельного турбобура 3ТСШ1-195-Курсовая работа-Дипломная работа-Оборудование для бурения нефтяных и газовых скважин
Вход в аккаунт: