Расчетная часть-Расчет Установки винтовой поверхностно-неприводной УНВП-10-Курсовая работа-Дипломная работа-Оборудование для добычи и подготовки нефти и газа

Расчетная часть-Расчет Установки винтовой поверхностно-неприводной УНВП-10: Расчет опорных элементов, Расчет модульной вставки-Курсовая работа-Дипломная работа-Оборудование для добычи и подготовки нефти и газа

4 РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ
4.1 Расчет опорных элементов

При выходе из строя ротора- необходимо поднимать колонну штанг и НКТ, в то время как у вставного винтового насоса можно было бы поднять только колонну штанг вместе с ротором и статором.
Для фиксации ротора в НКТ используем коническое соединение. Их особенностью является напряженность и высокая прочность соединения при возможности сборки и разборки конической пары без нарушения поверхности деталей.
В неподвижном коническом соединение крутящему моменту противодействует момент трения, который возникает на соприкасающихся поверхностях под влиянием силы Q, действующей вдоль оси (осевое давление) и вызывающей нормальное удельное давление р на сопряженной поверхности.
Условие неподвижности соединения:
МТР > МР , (4.1)
где МТР - момент трения в коническом соединении;
МР - реактивный момент на корпусе насоса.

Рисунок 4.1- Схема конического соединения
Момент трения в коническом соединении [12]:

, (4.2)

где f-коэффициент трения;
Q-осевое давление;
D-больший диаметр конуса;
d- меньший диаметр конуса;
α-угол наклона конуса.
Из условия 4.1 имеем
, (4.3)

Следовательно
, (4.4)

В случае если выражение в скобках в формуле 4.4 больше 1 то угол выбираем из возможности обеспечения заданного проходного сечения муфты упорной.
Осевое давление:
, (4.5)

где Dн, dн - размеры ниппеля упорного, м;
H-глубина спуска насоса;
h - длина насоса, м;
ρж - плотность добываемой жидкости, м3/кг;
mн – масса насоса;
g=9.8 Н/кг.
4.2 Расчет модульной вставки

Наличие 2-х редукторов для привода насоса позволяет легко регулиро-вать подачу насоса посредством изменения частоты вращения ротора. В нашем случае мы будем это производить посредством изменения передаточного отношения модульной вставки.
Для расчета зубчатой передачи нам нужно определить необходимую частоту вращения ротора насоса:
• Рассчитываем требуемый напор [13]
, (4.6)
где НСТ–статический уровень жидкости в скважине в м. ст. жидкости;
НГ–разность отметок среднего уровня жидкости в трапе от устья скважины в м. (если уровень в трапе ниже, чем в устье скважины, НГ отрицательно);
НТ – давление в трапе в м. ст. жидкости;
ΔНД –глубина депрессии, т.е. снижение статического уровня (в м. ст. жидкости) при установившемся отборе жидкости из скважины;
НТР – потери напора в трубах.
Глубину депрессии определяют по формуле:
, (4.7)
где QСКВ- производительность скважины;
κ- коэффициент продуктивности;
n-показатель фильтрации в призабойной зоне;
γ- удельный вес жидкости.
• Пересчитываем характеристику, из-за отличия вязкости жидкости на которой проходило испытание насоса от вязкости пласттовой жидкости
, (4.8)
где Q1-производительность насоса при вязкости μ1;
Q-производительность насоса на испытательной жидкостиж;
ηo-объемный к. п. д.;
μ-вязкость испытательной жидкости;
• По пересчитанной характеристике находим подачу Q, соответствующую напору насоса НСКВ.
• Высчитываем частоту вращения ротора насоса n1:
, (4.9)
где n- частоту вращения ротора насоса при которой определяли характеристику насоса.
Чтобы уменьшить затраты на изменение частоты вращения ротора насоса будем вписывать зубчатую передачу в межосевое расстояние готового корпуса модульной вставки.
Для облегчения работы механика была написана САПР «УНВП», которая используя вышеуказанные формулы и стандартный расчет цилиндрической косозубой передачи выдает чертеж ведомого и ведущего колес в формате DXF, который является универсальным форматом САПР, т. е. после САПР «УНВП» чертеж можно будет редактировать, например, в САПР «Компас».