Расчетная часть-Расчёт бурового насоса НБТ-600-Курсовая работа-Дипломная работа-Оборудование для бурения нефтяных и газовых скважин
Состав работы
|
|
|
|
|
|
Работа представляет собой rar архив с файлами (распаковать онлайн), которые открываются в программах:
- Microsoft Word
Описание
Расчетная часть-Расчёт бурового насоса НБТ-600: Гидравлический расчет, Расчёт на прочность элементов гидравлической части бурового насоса, Гидравлическая коробка, Цилиндровая втулка, Шток насоса, Клапан насоса-Курсовая работа-Дипломная работа-Оборудование для бурения нефтяных и газовых скважин
Дополнительная информация
2 РАСЧЁТНАЯ ЧАСТЬ
При конструкции буровых насосов прежде всего должны быть определены основные параметры – подача, число цилиндров, число двойных ходов поршней и развиваемые насосом давления при наибольшей и наименьшей подачах.
Элементы бурового насоса рассчитываются на прочность по наибольшим нагрузкам, возникающим при работе, а на долговечность – по эквивалентной нагрузке. Для деталей, подверженных абразивному износу, долговечность теоретически не определяется, сроки службы устанавливаются по опыту эксплуатации аналогичных конструкций в зависимости от условий работы и свойств прокачиваемого бурового раствора.
2.1 Гидравлический расчет
Полезная мощность насоса рассчитывается [1]:
(2.1)
где N Д – Мощность приводного двигателя насоса, N Д =600 кВт;
ηНА – общий КПД насосного агрегата от двигателя до выхода насоса и представляет собой произведение объемного ηо, гидравлического ηг и механического ηм коэффициентов полезного действия насосного агрегата.
Общий КПД насоса рассчитывается [1]:
(2.2)
где ηо – объёмный КПД насоса, ηо = 0,95–0,99;
ηг – гидравлический КПД, ηг = 0,97–0,98;
ηм – механический КПД.
Механический КПД насоса рассчитывается [1]:
(2.3)
где η1м – КПД трансмиссионного вала на опорах качения, η1м = 0,99;
η2м – КПД закрытой зубчатой передачи,η2м = 0,98;
η3м – КПД коренного вала на опорах качения,η3м = 0,975;
η4м – КПД ползуна и кривошипно-шатунного механизма,η4м = 0,95;
η5м–КПД уплотнения штока и поршня, η5м = 0,98.
NПН = 600000· 0,84 = 504000 Вт
Задано максимальное и минимальное давление насоса:
Рmax = 28 МПа;
Рmin = 11,3 МПа.
Рассчитаем максимальную и минимальную подачи насоса, исходя из заданного давления [1]:
(2.4)
(2.5)
м3/с;
м3/с.
2.2 Расчёт на прочность элементов гидравлической части бурового насоса
2.2.1 Гидравлическая коробка
Напряжения в этих элементах определяются по формулам для расчета толстостенных цилиндрических сосудов [2]:
(2.6)
где РРi – вероятное расчетное давление, Па;
k – отношение радиусов, k = 0,81;
ν – отношение предела текучести материала при растяжении к пределу текучести при сжатии, ν = 1.
Вероятное расчетное давление [2]:
PPi = P×kn, (2.7)
где kn – коэффициент, учитывающий вероятность превышения испытательного давления над наибольшим рабочим, kn = 1,68.
PPi = 28∙106∙1,68=47,04∙106 Па
Коэффициент запаса статической прочности [2]:
S = (2.8)
где sТ – предел текучести материала.
Гидравлическая коробка изготовлена из стали 36Л, sТ = 600×106 Па
S = - условие выполняется.
Коэффициент запаса прочности по выносливости [2]:
na = (2.9)
где s-1огр – ограниченный предел выносливости на сжатие при
симметричном цикле Па;
s-1огр = 0,35×sв = 0,35×800×106 = 280×106 Па,
где sв – предел прочности материала;
кsд – коэффициент, учитывающий влияние всех факторов на выносливость, кsд = 4; js - коэффициент, учитывающий влияние асимметрии цикла,
js = 0,2;
sа – средняя амплитуда цикла [2];
(2.10)
где sм – среднее напряжение цикла [2];
(2.11)
где smin – минимальное напряжение цикла;
smin = 0,9×sмах = 0,9×250×106 = 225×106 Па,
где sмах = 250∙10 Па;
na = - условие выполняется.
2.2.2 Цилиндровая втулка
Проверка цилиндровых втулок производится по внутреннему диаметру, т. к. напряжение больше на внутренней поверхности. Проверяет втулку минимального диаметра при максимальном давлении.
Эквивалентное напряжение на внутренней поверхности [2]:
(2.12)
где r – внутренний радиус втулки, r =0,06 м;
s – толщина стенки, s =0,042 м;
с – наибольший допустимый износ втулки, м.
Коэффициент запаса статической прочности [2]:
S =
Цилиндровая втулка изготавливается из стали 65Г, для которой sТ = 750МПа. Цилиндровые втулки не рассчитываются на выносливость, т. к. втулка изнашивается по внутреннему диаметру быстрее, чем может наступить ее усталостное разрушение.
S =
Делам вывод, что коэффициент запаса статической прочности цилиндровой втулки достаточен, для эксплуатации насоса с заданным давлением.
2.2.3 Шток насоса
Шток насоса рассчитывается на устойчивость и усталость. Расчету на усталость подвергаются утонченные участки штока, расположенные в месте свинчивания штока с кронштоком.
Усилие сжатия штока [2]:
Рсж = , (2.13)
где D – диаметр поршня, D = 0,12 м;
Максимальные переменные сжимающие напряжения [2]:
, (2.14)
где fш – площадь наименьшего поперечного сечения штока;
d – диаметр штока.
=160∙10 Па.
Шток изготовлен из стали 40Х sт = 800 МПа.
Коэффициент запаса статической прочности:
S = - условие выполняется.
Коэффициент запаса прочности по выносливости [2]:
(2.15)
где s-1с – предел выносливости на сжатие, для стали 40Х s-1с=1000МПа.
- условие выполняется.
Расчет штоков на продольную устойчивость:
Для составных штоков определяем эквивалентную длину штока ползуна.
Эквивалентная длина штока ползуна [2]:
(2.16)
где lшт – длина штока ползуна, lшт = 0,395 м;
d – диаметр штока поршня, d = 0,065 м;
d1 – диаметр штока ползуна, d1 = 0,110 м.
Расчетная длина составного штока [2]:
(2.17)
где lш – длина штока поршня, lш = 0,525 м.
Гибкость штока [2]:
(2.18)
где imin – наименьший радиус инерции штока [3], м
(2.19)
где J – момент инерции [3], м3*м
(2.20)
Т.к. <100, то расчет коэффициента запаса устойчивости ведем по формуле Ф. С. Ясинского [2]:
(2.21)
где sкр – критическое напряжение сжатия [1], Па
(2.22)
2.2.4 Клапан насоса
Проверим клапан на стук [2]:
(2.23)
где Dk = 140 мм и D0 = 128 мм – диаметры клапана и отверстия седла;
g = 450 – угол наклона образующей конической посадочной поверхности клапана.
- стука не возникает.
Тарель клапана рассчитывается на прочность и выносливость, как пластина радиуса dk/2 свободно опертая по краям.
Момент изгиба тарели [2]:
(2.24)
где dT – диаметр тарели, dT = 0,14 м;
m - коэффициент Пуассона, m = 0,3
Максимальные напряжения изгиба при опресовке [2]:
(2.25)
где dт – толщина тарели, dт = 0,030 м
Тарель клапана изготавливается из стали 20Х2Н4А для которой sт=1100 МПа.
Коэффициент запаса статической прочности [2]:
(2.26)
Коэффициент запаса статической прочности тарели достаточен, для эксплуатации насоса с заданным давлением.
При конструкции буровых насосов прежде всего должны быть определены основные параметры – подача, число цилиндров, число двойных ходов поршней и развиваемые насосом давления при наибольшей и наименьшей подачах.
Элементы бурового насоса рассчитываются на прочность по наибольшим нагрузкам, возникающим при работе, а на долговечность – по эквивалентной нагрузке. Для деталей, подверженных абразивному износу, долговечность теоретически не определяется, сроки службы устанавливаются по опыту эксплуатации аналогичных конструкций в зависимости от условий работы и свойств прокачиваемого бурового раствора.
2.1 Гидравлический расчет
Полезная мощность насоса рассчитывается [1]:
(2.1)
где N Д – Мощность приводного двигателя насоса, N Д =600 кВт;
ηНА – общий КПД насосного агрегата от двигателя до выхода насоса и представляет собой произведение объемного ηо, гидравлического ηг и механического ηм коэффициентов полезного действия насосного агрегата.
Общий КПД насоса рассчитывается [1]:
(2.2)
где ηо – объёмный КПД насоса, ηо = 0,95–0,99;
ηг – гидравлический КПД, ηг = 0,97–0,98;
ηм – механический КПД.
Механический КПД насоса рассчитывается [1]:
(2.3)
где η1м – КПД трансмиссионного вала на опорах качения, η1м = 0,99;
η2м – КПД закрытой зубчатой передачи,η2м = 0,98;
η3м – КПД коренного вала на опорах качения,η3м = 0,975;
η4м – КПД ползуна и кривошипно-шатунного механизма,η4м = 0,95;
η5м–КПД уплотнения штока и поршня, η5м = 0,98.
NПН = 600000· 0,84 = 504000 Вт
Задано максимальное и минимальное давление насоса:
Рmax = 28 МПа;
Рmin = 11,3 МПа.
Рассчитаем максимальную и минимальную подачи насоса, исходя из заданного давления [1]:
(2.4)
(2.5)
м3/с;
м3/с.
2.2 Расчёт на прочность элементов гидравлической части бурового насоса
2.2.1 Гидравлическая коробка
Напряжения в этих элементах определяются по формулам для расчета толстостенных цилиндрических сосудов [2]:
(2.6)
где РРi – вероятное расчетное давление, Па;
k – отношение радиусов, k = 0,81;
ν – отношение предела текучести материала при растяжении к пределу текучести при сжатии, ν = 1.
Вероятное расчетное давление [2]:
PPi = P×kn, (2.7)
где kn – коэффициент, учитывающий вероятность превышения испытательного давления над наибольшим рабочим, kn = 1,68.
PPi = 28∙106∙1,68=47,04∙106 Па
Коэффициент запаса статической прочности [2]:
S = (2.8)
где sТ – предел текучести материала.
Гидравлическая коробка изготовлена из стали 36Л, sТ = 600×106 Па
S = - условие выполняется.
Коэффициент запаса прочности по выносливости [2]:
na = (2.9)
где s-1огр – ограниченный предел выносливости на сжатие при
симметричном цикле Па;
s-1огр = 0,35×sв = 0,35×800×106 = 280×106 Па,
где sв – предел прочности материала;
кsд – коэффициент, учитывающий влияние всех факторов на выносливость, кsд = 4; js - коэффициент, учитывающий влияние асимметрии цикла,
js = 0,2;
sа – средняя амплитуда цикла [2];
(2.10)
где sм – среднее напряжение цикла [2];
(2.11)
где smin – минимальное напряжение цикла;
smin = 0,9×sмах = 0,9×250×106 = 225×106 Па,
где sмах = 250∙10 Па;
na = - условие выполняется.
2.2.2 Цилиндровая втулка
Проверка цилиндровых втулок производится по внутреннему диаметру, т. к. напряжение больше на внутренней поверхности. Проверяет втулку минимального диаметра при максимальном давлении.
Эквивалентное напряжение на внутренней поверхности [2]:
(2.12)
где r – внутренний радиус втулки, r =0,06 м;
s – толщина стенки, s =0,042 м;
с – наибольший допустимый износ втулки, м.
Коэффициент запаса статической прочности [2]:
S =
Цилиндровая втулка изготавливается из стали 65Г, для которой sТ = 750МПа. Цилиндровые втулки не рассчитываются на выносливость, т. к. втулка изнашивается по внутреннему диаметру быстрее, чем может наступить ее усталостное разрушение.
S =
Делам вывод, что коэффициент запаса статической прочности цилиндровой втулки достаточен, для эксплуатации насоса с заданным давлением.
2.2.3 Шток насоса
Шток насоса рассчитывается на устойчивость и усталость. Расчету на усталость подвергаются утонченные участки штока, расположенные в месте свинчивания штока с кронштоком.
Усилие сжатия штока [2]:
Рсж = , (2.13)
где D – диаметр поршня, D = 0,12 м;
Максимальные переменные сжимающие напряжения [2]:
, (2.14)
где fш – площадь наименьшего поперечного сечения штока;
d – диаметр штока.
=160∙10 Па.
Шток изготовлен из стали 40Х sт = 800 МПа.
Коэффициент запаса статической прочности:
S = - условие выполняется.
Коэффициент запаса прочности по выносливости [2]:
(2.15)
где s-1с – предел выносливости на сжатие, для стали 40Х s-1с=1000МПа.
- условие выполняется.
Расчет штоков на продольную устойчивость:
Для составных штоков определяем эквивалентную длину штока ползуна.
Эквивалентная длина штока ползуна [2]:
(2.16)
где lшт – длина штока ползуна, lшт = 0,395 м;
d – диаметр штока поршня, d = 0,065 м;
d1 – диаметр штока ползуна, d1 = 0,110 м.
Расчетная длина составного штока [2]:
(2.17)
где lш – длина штока поршня, lш = 0,525 м.
Гибкость штока [2]:
(2.18)
где imin – наименьший радиус инерции штока [3], м
(2.19)
где J – момент инерции [3], м3*м
(2.20)
Т.к. <100, то расчет коэффициента запаса устойчивости ведем по формуле Ф. С. Ясинского [2]:
(2.21)
где sкр – критическое напряжение сжатия [1], Па
(2.22)
2.2.4 Клапан насоса
Проверим клапан на стук [2]:
(2.23)
где Dk = 140 мм и D0 = 128 мм – диаметры клапана и отверстия седла;
g = 450 – угол наклона образующей конической посадочной поверхности клапана.
- стука не возникает.
Тарель клапана рассчитывается на прочность и выносливость, как пластина радиуса dk/2 свободно опертая по краям.
Момент изгиба тарели [2]:
(2.24)
где dT – диаметр тарели, dT = 0,14 м;
m - коэффициент Пуассона, m = 0,3
Максимальные напряжения изгиба при опресовке [2]:
(2.25)
где dт – толщина тарели, dт = 0,030 м
Тарель клапана изготавливается из стали 20Х2Н4А для которой sт=1100 МПа.
Коэффициент запаса статической прочности [2]:
(2.26)
Коэффициент запаса статической прочности тарели достаточен, для эксплуатации насоса с заданным давлением.
Похожие материалы
Расчетная часть-Расчет бурового насоса НБТ-600: ВЫБОР ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ, РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ПРИВОДА НАСОСА-Курсовая работа-Дипломная работа-Оборудование для бурения нефтяных и газовых скважин
leha.nakonechnyy.2016@mail.ru
: 10 августа 2016
Расчетная часть-Расчет бурового насоса НБТ-600: ВЫБОР ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ, РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ПРИВОДА НАСОСА-Курсовая работа-Дипломная работа-Оборудование для бурения нефтяных и газовых скважин
583 руб.
Расчетная часть-Расчет бурового насоса УНБ-600-Курсовая работа-Дипломная работа-Оборудование для бурения нефтяных и газовых скважин
leha.se92@mail.ru
: 20 января 2017
Расчетная часть-Расчет бурового насоса УНБ-600: Определение подачи насоса, Определение мощности насоса и его привода, Расчет штока, Расчет цилиндровой втулки-Курсовая работа-Дипломная работа-Оборудование для бурения нефтяных и газовых скважин
460 руб.
Модернизация НБТ-600. Курсовая работа-Оборудование для бурения нефтяных и газовых скважин
https://vk.com/aleksey.nakonechnyy27
: 9 марта 2016
В данном курсовом проекте проведен анализ геологических условий месторождения, в соответствии с которыми выбран способ бурения скважины и необходимое оборудование для его осуществления.
Для выбора прототипа и дальнейшей разработки произведен анализ уже существующих конструкций механической части буровых насосов. Результаты патентного поиска сведены в отчет.
В проекте произведена эскизная компоновка составных частей привода, выбраны основные размеры, которые обеспечивают стандартную для насоса НБ
1392 руб.
Расчетная часть-Расчет цементировачного насоса 9Т-Курсовая работа-Дипломная работа-Оборудование для бурения нефтяных и газовых скважин
lesha.nakonechnyy.92@mail.ru
: 19 января 2017
Расчетная часть-Расчет цементировачного насоса 9Т: Расчет цилиндра насоса на прочность, Расчёт штока цилиндра на сжатие, Расчёт удельного давления штока ползуна приводной части на шток цилиндра, Определение основных размеров и параметров цементировочного насоса 9Т, Расчет трубопровода на прочность, Гидравлический расчет трубопровода-Курсовая работа-Дипломная работа-Оборудование для бурения нефтяных и газовых скважин
460 руб.
Насос буровой НБТ-600-Чертеж-Оборудование для бурения нефтяных и газовых скважин-Курсовая работа-Дипломная работа
https://vk.com/aleksey.nakonechnyy27
: 10 июня 2016
Насос буровой НБТ-600-(Формат Компас-CDW, Autocad-DWG, Adobe-PDF, Picture-Jpeg)-Чертеж-Оборудование для бурения нефтяных и газовых скважин-Курсовая работа-Дипломная работа
500 руб.
Буровой насос УНБ-600-Чертеж-Оборудование для бурения нефтяных и газовых скважин-Курсовая работа-Дипломная работа
https://vk.com/aleksey.nakonechnyy27
: 27 мая 2016
Буровой насос УНБ-600-(Формат Компас-CDW, Autocad-DWG, Adobe-PDF, Picture-Jpeg)-Чертеж-Оборудование для бурения нефтяных и газовых скважин-Курсовая работа-Дипломная работа
500 руб.
Насос буровой УНБ-600-Чертеж-Оборудование для бурения нефтяных и газовых скважин-Курсовая работа-Дипломная работа
https://vk.com/aleksey.nakonechnyy27
: 22 мая 2016
Насос буровой УНБ-600-(Формат Компас-CDW, Autocad-DWG, Adobe-PDF, Picture-Jpeg)-Чертеж-Оборудование для бурения нефтяных и газовых скважин-Курсовая работа-Дипломная работа
500 руб.
Коробка приёмная УНБ-600-Чертеж-Оборудование для бурения нефтяных и газовых скважин-Курсовая работа-Дипломная работа
https://vk.com/aleksey.nakonechnyy27
: 22 мая 2016
Коробка приёмная УНБ-600-(Формат Компас-CDW, Autocad-DWG, Adobe-PDF, Picture-Jpeg)-Чертеж-Оборудование для бурения нефтяных и газовых скважин-Курсовая работа-Дипломная работа
297 руб.
Другие работы
Тепловой двигатель с внешним подводом теплоты
Qiwir
: 9 августа 2013
Введение
Автомобильный двигатель прошел длительный путь развития и с технической точки зрения является совершенным. Однако до настоящего времени наибольшее внимание в процессе его совершенствования уделялось достижению максимальной мощности, малой массы и размеров двигателя, минимальных производственных затрат. Теперь на первый план как важнейший критерий оценки двигателя выступает минимизация потребления им топлива. Снижения потребления топлива достичь непросто, и, кроме того, оно может оказыва
10 руб.
Перспективная технология и комплекс машин для возделывания ячменя в СПК «Драпово» Слонимского района с модернизацией культиватора КЧН-5,4
Shloma
: 11 мая 2020
Дипломный проект включает расчётно-пояснительную записку на 116 страницах машинописного текста, графическую часть на 10 листах формата А1, 21 таблицу, 5 рисунков, приложения.
В проекте представлен анализ технической, экономической и организацион-ной деятельности СПК «Драпово» Слонимского района. Разработана перспективная система возделывания и уборки ячменя в хозяйстве, которая позволяет уменьшить себестоимость продукции на 30 %, увеличить производительность труда.
1590 руб.
Основы построения инфокоммуникационных систем и сетей. Экзамен. Билет №15
Виктор33
: 15 марта 2021
Билет 15
1.Найти частоту следования импульсов и полосу пропускания сигнала, если при этом на экране телевизора наблюдается 18 черно-белых чередующихся вертикальных полос.
2.Найти требуемую мощность передатчика РРЛ, если чувствительность приемника ПРС, расположенного на расстоянии R=20 км равна Рср=10-3 мкВт, Gпер=Gпр=37 дБ, fпер=0,8ГГц, η пер = -3дБ, η пр = 0,7; V=0,55.
3.Привести временную форму сигнала амплитудой 720 на выходе нелинейного кодера с характеристикой компрессирования типа А.
4.На
140 руб.
Асадулина Е.Ю. Теоретическая механика 2013 Задача 5 Вариант 10
Z24
: 20 ноября 2025
Определить значение реакций в опорах (рисунок 8, табл. 5).
180 руб.