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
Особенности средневековой философии
Lokard
: 15 ноября 2013
Содержание
Введение. 2
1. Особенности эпохи средневековья и ее философских размышлений. 3
2. Патристика. Формирование теоцентрического типа философствования. 8
3. Аврелий Августин: синтез христианства и платонизма. 10
Заключение. 14
Список литературы.. 16
Введение
Философские идеи в средние века чаще всего были облачены в религиозные одежды. Строго говоря, религия не является философией. Религия - это богопослушание, сверхъестественная связь человека с богом. Для религии характерны чудеса, безу
10 руб.
Курсовая работа по дисциплине: Объектно-ориентированное программирование. Рисунок 6
SibGOODy
: 27 августа 2018
Задание
Написать программу, используя объектно-ориентированный подход, которая двигает по экрану изображение заданного графического объекта.
Графический объект: рисунок №6 (см. скрин).
Допускается: замена некоторых элементов графического объекта, изменение его цветовой гаммы.
Реализовать два вида движения: случайное и по нажатию на клавиши со стрелками. Предусмотреть для пользователя возможность выбора одного из двух режимов движения.
Описание классов необходимо оформить в виде отдельного моду
500 руб.
Расчет трехфазных цепей (3-й вариант)
xtrail
: 2 марта 2013
Постановка задачи:
Необходимо рассчитать линейные и фазные токи симметричной 3-х фазной цепи.
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
1. Нарисовать заданную вариантом схему замещения электрической цепи. Указать положительные направления токов линий и фаз;
2. Нарисовать схему замещения фазы и выполнить расчет линейных и фазных токов и напряжений;
3. Записать уравнения баланса мощностей для рассчитанной фазы и проверить его выполнение;
4. Найти линейные и фазные токи и напряжения других фаз;
5. Рассчитать активну
50 руб.
Камера диафрагменная НГТУ.002.028.100 ЧЕРТЕЖ
coolns
: 14 июля 2023
Камера диафрагменная НГТУ.002.028.100
Диафрагменная камера применяется в приводах машин, когда необходимо большое усилие при малом перемещении, например, в приводах прижимных столов пескоструйных машин.
Диафрагменные камеры приводят в действие механизмы, выполняющие при автоматизации процесса, -
операции прижима, фиксации и подвода упоров. Они используются в кокильных машинах для управления стержней и раскрытия кокиля, а также для уплотнения формовочной смеси.
Диафрагменные камеры просты по
450 руб.