Расчетная часть-Расчёт погружного диафрагменного электро насосы УЭДН5-8-1300-Курсовая работа-Дипломная работа-Оборудование для добычи и подготовки нефти и газа
Состав работы
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Работа представляет собой rar архив с файлами (распаковать онлайн), которые открываются в программах:
- Microsoft Word
Описание
Расчетная часть-Расчёт погружного диафрагменного электро насосы УЭДН5-8-1300: Подача насоса, Полезная мощность насоса, Мощность электродвигателя, Глубина подвески насоса, Определение допускаемых напряжений колеса и шестерни конической передачи, Расчет конической закрытой передачи с круговым зубом-Курсовая работа-Дипломная работа-Оборудование для добычи и подготовки нефти и газа
Дополнительная информация
7 Расчетная часть
Расчеты, проводимые при подборе УЭДН к скважинам, включают определение следующих параметров.
1. Подача насоса по жидкости определяется по формуле
, (7.1)
где –подача,м3/сут;
-коэффициент подачи;
– эксцентриситет привода, мм;
–частота тока, Гц;
s– коэффициент скольжения привода;
– число пар полюсов электродвигателя;
– передаточное число конической передачи;
– диаметр плунжера, мм.
При значениях параметров: =8мм; u = 1,8; = 2. Подача насоса может быть определена в виде:
, (7.2)
= 0,9; f = 50 Гц; s = 6.5%; d = 25мм. Тогда подача насоса равна
2. Полезная мощность насоса определяется из соотношения:
, (7.3)
где – мощность насоса, кВт;
= – давление,
– производительность.
3. Мощность электродвигателя определяется из формулы
, (7.4)
где – мощность насоса, кВт;
= – давление,
– производительность,
= 40% - коэффициент полезного действия насоса.
Подбор УЭДН к скважинам производится по их условной характеристике, определяющей зависимость между суточным дебитом и давлением, расходуемым на подъем жидкости из скважины с определенным противодавлением.
Выбор оптимального режима работы УЭДН и его согласование с работой пласта производится исходя из условия равенства производительности насоса и дебита скважины по жидкости.
4. Глубина подвески насоса определяется с учетом положения динамического уровня ( ) при отборе заданного объема жидкости из пласта и величины погружения , создающей необходимое давление на приеме насоса, т.е.
, (7.5)
где – устьевое давление, Па; – потери на трение, м; – высота подъема жидкости за счет работы газа (газлифтный эффект), м.
Скорость течения жидкости по колонне НКТ 89:
, (7.6)
где: - дебит жидкости;
- внутренний диаметр НКТ 89.
Находим число Рейнольдса, Re:
(7.7)
где: - плотность жидкости;
динамическая вязкость.
Так как Re<2300, то режим течения жидкости в скважине ламинарный.
Вычислим коэффициент трения λ. Так как режим течения ламинарный, то:
(7.8)
Если нет данных о величине динамического уровня, то приближенно его можно определить:
, (7.9)
где – плотность водонефтяной смеси на выходе из насоса,
- глубина скважины,
Нет смысла спускать насос на большую глубину под уровень жидкости, а рационально опустить его на глубину, где давление равно 3 МПа, что обеспечивает нормальную работу насоса, т.е. .
Потери напора на гидравлическое трение в НКТ ориентировочно определяют как для однородной ньютоновской жидкости:
, (7.10)
где – глубина спуска насоса, примем =1300 м;
=0,22 - коэффициент гидравлических сопротивлений;
– линейная скорость потока, м/с:
, (7.11)
где – площадь поперечного сечения НКТ.
Напор, соответствующий газлифтному эффекту в подземных трубах, можно приближенно оценить по формуле:
, (7.12)
где Рнас – давление насыщения после сепарации газа у насоса;
– средняя обводненность продукции (процентное содержание воды равно 25 %);
= 200 м3/м3 – газовый фактор.
Подставляя полученные значения в формулу 7.5 получим:
5. Определение допускаемых напряжений колеса и шестерни конической передачи
Материалы и термическая обработка:
Колесо (2) Шестерня (1)
Сталь 40Х, улучшение,
НВ 269-302,
т = 750 МПа (Н* )
Сталь 40Х, улучшение,
НВ 235-262,
т = 640 (Н* )
Частота вращения вала колеса =950 об/мин, передаточное число U=1,8, срок службы передачи Lh=3,5 тыс.часов
Коэффициенты приведения переменного режима нагружения к эквивалентному постоянному.
(7.13)
- для контактной прочности (m=3)
- для изгибной прочности (m=6)
Число циклов перемены напряжений соответствующих длительному пределу выносливости (точка перегиба на прямой Вёлера).
- для контактной прочности.
- для изгибной прочности
Суммарное число циклов перемены напряжений.
77,193*10 (7.14)
(7.15)
Эквивалентное число циклов перемены напряжения.
(7.16)
- для контактной прочности
Принимаем
Принимаем
- для изгибной прочности
Принимаем
Принимаем
Предельные допускаемые напряжения для расчетов на прочность
- для контактной прочности
МПа
= МПа
- для изгибной прочности
МПа
МПа
Допускаемые напряжения.
(7.17)
- для контактной прочности
(7.18)
- коэффициент безопасности.
514,545 МПа≤1792 МПа
581,818 МПа ≤2100 МПа
Так как разница твердостей <70 то за расчетное контактное напряжение принимаем меньшее из полученных (514,545 МПа).
Передача не прирабатываемая
- для изгибной прочности
Определяются и учитываются оба напряжения, так как передача закрытая.
(7.19)
293,143 МПа<780,9 МПа
255,086МПа<679,52 МПа
Контактные и изгибные напряжения не превышают предельные допускаемых напряжений
6. Расчет конической закрытой передачи с круговым зубом
Диаметр внешней делительной окружности шестерни: =47,3
Окружная скорость Um на среднем делительном диаметре, м/c
(7.20)
где U=1,8 (передаточное число)
n=950 об/мин – частота вращения вала.
Степень точности назначают в зависимости от окружной скорости.
Конические зубчатые колеса с круговыми зубьями при окружных скоростях до 5 м/c выполняют не грубее 8-й степени точности.
Конусное расстояние и ширина зубчатого венца.
Угол делительного конуса шестерни:
(7.21)
Внешнее конусное расстояние:
= /(2 sin ) (7.22)
=43,7/(2 sin 29,1 ) = 45,2мм
Ширина зубчатого венца:
b=0,285* (7.23)
b=0,285*105 =12,3
Модуль передачи:
Мtе (7.24)
Мtе = =1мм
где -коэффициент внутренней динамической нагрузки, зависит от степени точности, окружной скорости, угла наклона, сочетания твердости.
=1,09
-неравномерность распределения напряжений у основания зубьев по ширине зубчатого венца.
=0,8
= для колес с круговыми зубьями.
= 0,18+0,82+1,18= =1,08
T – момент вращения на валу, равный:
=9550 =9550 , (7.25)
где P=2,5 кВт – мощность на валу;
n=950 об/мин – число оборотов вала
Число зубьев:
= / Мtе1=47,3/1=48 (7.26)
= *U = 48*1,8 = 87 (7.27)
Внешний окружной модуль передачи
Мtе = / = 47,3/48=1мм (7.28)
Фактическое передаточное число
= / = 87/48=1,82 (7.29)
Окончательные значения размеров колес.
Углы делительных конусов шестерни и колеса:
=arctd (1/Uф)= arctd(1/1,82) = 28,7 (7.30)
(7.31)
Делительные диаметры колес:
= * =1*48=48мм (7.32)
= * =1*87=87мм (7.33)
Внешние диаметры колес:
= +1,64* *cos =49,5мм (7.34)
= +1,64* *cos =87,8мм (7.35)
Рисунок 7.1- Схема сил, действующих на валы от зубчатых колес
в конической передаче.
Силы в зацеплении.
Окружная сила на среднем диаметре шестерни:
= 2*10 * / = 2*10 *40/40,5=1975,3Н (7.36)
=0,857* =0,857*60=40,5мм (7.37)
Осевая сила на шестерне:
= (7.38)
Коэффициент осевого усилия:
(7.39)
Радиальная сила на шестерне:
(7.40)
Коэффициент радиального усилия:
(7.41)
Осевая сила на колесе:
(7.42)
Радиальная сила на колесе:
(7.43)
Проверка зубьев колес по контактным напряжениям.
Расчетное контактное напряжение:
(7.44)
=6,7*10 * =438,5МПа
Проверка зубьев колес по напряжениям изгиба. Напряжения изгиба в зубьях шестерни:
= (7.45)
= = 233,74
Напряжения изгиба в зубьях шестерни:
(7.46)
Значения коэффициента и учитывают форму зуба и концентрацию напряжений, принимаем в зависимости от коэффициента смещения и приведенного числа зубьев:
=Z2/(cos ) (7.47)
=87/( 0,43*0,62)=326
=Z1/( ) (7.48)
=48/(0,43*0,96)=117
Проверочный расчет на прочность зубьев при действии пиковой нагрузки.
Целью расчета является предотвращение остаточных деформаций или хрупкого разрушения поверхностного слоя или самих зубьев.
(7.49)
=650,4МПа<2100 МПа
Проверка зубьев колес на прочность по напряжениям изгиба.
(7.50)
<679,52 МПа
Проверка нас удовлетворяет.
8 Заключение
В последние годы процесс нефтедобычи в России характеризуется сле¬дующими особенностями:
- вступление основных месторождений в позднюю стадию разработки, что сопровождается ростом обводненности продукции;
- интенсификация разработки низкопродуктивных месторождений;
- разработка труднодоступных месторождений, расположенных в районах с суровыми климатическими условиями;
- кустовое размещение добывающих скважин.
Очевидно, что для рациональной эксплуатации скважин в указанных вы¬ше условиях целесообразна конструкция погружного насоса небольшой длины, с изоляцией основных рабочих элементов от перекачиваемой продукции и с приводом от погружного электродвигателя. Одним из вариантов такого реше¬ния является погружной диафрагменный электронасос.
Расчеты, проводимые при подборе УЭДН к скважинам, включают определение следующих параметров.
1. Подача насоса по жидкости определяется по формуле
, (7.1)
где –подача,м3/сут;
-коэффициент подачи;
– эксцентриситет привода, мм;
–частота тока, Гц;
s– коэффициент скольжения привода;
– число пар полюсов электродвигателя;
– передаточное число конической передачи;
– диаметр плунжера, мм.
При значениях параметров: =8мм; u = 1,8; = 2. Подача насоса может быть определена в виде:
, (7.2)
= 0,9; f = 50 Гц; s = 6.5%; d = 25мм. Тогда подача насоса равна
2. Полезная мощность насоса определяется из соотношения:
, (7.3)
где – мощность насоса, кВт;
= – давление,
– производительность.
3. Мощность электродвигателя определяется из формулы
, (7.4)
где – мощность насоса, кВт;
= – давление,
– производительность,
= 40% - коэффициент полезного действия насоса.
Подбор УЭДН к скважинам производится по их условной характеристике, определяющей зависимость между суточным дебитом и давлением, расходуемым на подъем жидкости из скважины с определенным противодавлением.
Выбор оптимального режима работы УЭДН и его согласование с работой пласта производится исходя из условия равенства производительности насоса и дебита скважины по жидкости.
4. Глубина подвески насоса определяется с учетом положения динамического уровня ( ) при отборе заданного объема жидкости из пласта и величины погружения , создающей необходимое давление на приеме насоса, т.е.
, (7.5)
где – устьевое давление, Па; – потери на трение, м; – высота подъема жидкости за счет работы газа (газлифтный эффект), м.
Скорость течения жидкости по колонне НКТ 89:
, (7.6)
где: - дебит жидкости;
- внутренний диаметр НКТ 89.
Находим число Рейнольдса, Re:
(7.7)
где: - плотность жидкости;
динамическая вязкость.
Так как Re<2300, то режим течения жидкости в скважине ламинарный.
Вычислим коэффициент трения λ. Так как режим течения ламинарный, то:
(7.8)
Если нет данных о величине динамического уровня, то приближенно его можно определить:
, (7.9)
где – плотность водонефтяной смеси на выходе из насоса,
- глубина скважины,
Нет смысла спускать насос на большую глубину под уровень жидкости, а рационально опустить его на глубину, где давление равно 3 МПа, что обеспечивает нормальную работу насоса, т.е. .
Потери напора на гидравлическое трение в НКТ ориентировочно определяют как для однородной ньютоновской жидкости:
, (7.10)
где – глубина спуска насоса, примем =1300 м;
=0,22 - коэффициент гидравлических сопротивлений;
– линейная скорость потока, м/с:
, (7.11)
где – площадь поперечного сечения НКТ.
Напор, соответствующий газлифтному эффекту в подземных трубах, можно приближенно оценить по формуле:
, (7.12)
где Рнас – давление насыщения после сепарации газа у насоса;
– средняя обводненность продукции (процентное содержание воды равно 25 %);
= 200 м3/м3 – газовый фактор.
Подставляя полученные значения в формулу 7.5 получим:
5. Определение допускаемых напряжений колеса и шестерни конической передачи
Материалы и термическая обработка:
Колесо (2) Шестерня (1)
Сталь 40Х, улучшение,
НВ 269-302,
т = 750 МПа (Н* )
Сталь 40Х, улучшение,
НВ 235-262,
т = 640 (Н* )
Частота вращения вала колеса =950 об/мин, передаточное число U=1,8, срок службы передачи Lh=3,5 тыс.часов
Коэффициенты приведения переменного режима нагружения к эквивалентному постоянному.
(7.13)
- для контактной прочности (m=3)
- для изгибной прочности (m=6)
Число циклов перемены напряжений соответствующих длительному пределу выносливости (точка перегиба на прямой Вёлера).
- для контактной прочности.
- для изгибной прочности
Суммарное число циклов перемены напряжений.
77,193*10 (7.14)
(7.15)
Эквивалентное число циклов перемены напряжения.
(7.16)
- для контактной прочности
Принимаем
Принимаем
- для изгибной прочности
Принимаем
Принимаем
Предельные допускаемые напряжения для расчетов на прочность
- для контактной прочности
МПа
= МПа
- для изгибной прочности
МПа
МПа
Допускаемые напряжения.
(7.17)
- для контактной прочности
(7.18)
- коэффициент безопасности.
514,545 МПа≤1792 МПа
581,818 МПа ≤2100 МПа
Так как разница твердостей <70 то за расчетное контактное напряжение принимаем меньшее из полученных (514,545 МПа).
Передача не прирабатываемая
- для изгибной прочности
Определяются и учитываются оба напряжения, так как передача закрытая.
(7.19)
293,143 МПа<780,9 МПа
255,086МПа<679,52 МПа
Контактные и изгибные напряжения не превышают предельные допускаемых напряжений
6. Расчет конической закрытой передачи с круговым зубом
Диаметр внешней делительной окружности шестерни: =47,3
Окружная скорость Um на среднем делительном диаметре, м/c
(7.20)
где U=1,8 (передаточное число)
n=950 об/мин – частота вращения вала.
Степень точности назначают в зависимости от окружной скорости.
Конические зубчатые колеса с круговыми зубьями при окружных скоростях до 5 м/c выполняют не грубее 8-й степени точности.
Конусное расстояние и ширина зубчатого венца.
Угол делительного конуса шестерни:
(7.21)
Внешнее конусное расстояние:
= /(2 sin ) (7.22)
=43,7/(2 sin 29,1 ) = 45,2мм
Ширина зубчатого венца:
b=0,285* (7.23)
b=0,285*105 =12,3
Модуль передачи:
Мtе (7.24)
Мtе = =1мм
где -коэффициент внутренней динамической нагрузки, зависит от степени точности, окружной скорости, угла наклона, сочетания твердости.
=1,09
-неравномерность распределения напряжений у основания зубьев по ширине зубчатого венца.
=0,8
= для колес с круговыми зубьями.
= 0,18+0,82+1,18= =1,08
T – момент вращения на валу, равный:
=9550 =9550 , (7.25)
где P=2,5 кВт – мощность на валу;
n=950 об/мин – число оборотов вала
Число зубьев:
= / Мtе1=47,3/1=48 (7.26)
= *U = 48*1,8 = 87 (7.27)
Внешний окружной модуль передачи
Мtе = / = 47,3/48=1мм (7.28)
Фактическое передаточное число
= / = 87/48=1,82 (7.29)
Окончательные значения размеров колес.
Углы делительных конусов шестерни и колеса:
=arctd (1/Uф)= arctd(1/1,82) = 28,7 (7.30)
(7.31)
Делительные диаметры колес:
= * =1*48=48мм (7.32)
= * =1*87=87мм (7.33)
Внешние диаметры колес:
= +1,64* *cos =49,5мм (7.34)
= +1,64* *cos =87,8мм (7.35)
Рисунок 7.1- Схема сил, действующих на валы от зубчатых колес
в конической передаче.
Силы в зацеплении.
Окружная сила на среднем диаметре шестерни:
= 2*10 * / = 2*10 *40/40,5=1975,3Н (7.36)
=0,857* =0,857*60=40,5мм (7.37)
Осевая сила на шестерне:
= (7.38)
Коэффициент осевого усилия:
(7.39)
Радиальная сила на шестерне:
(7.40)
Коэффициент радиального усилия:
(7.41)
Осевая сила на колесе:
(7.42)
Радиальная сила на колесе:
(7.43)
Проверка зубьев колес по контактным напряжениям.
Расчетное контактное напряжение:
(7.44)
=6,7*10 * =438,5МПа
Проверка зубьев колес по напряжениям изгиба. Напряжения изгиба в зубьях шестерни:
= (7.45)
= = 233,74
Напряжения изгиба в зубьях шестерни:
(7.46)
Значения коэффициента и учитывают форму зуба и концентрацию напряжений, принимаем в зависимости от коэффициента смещения и приведенного числа зубьев:
=Z2/(cos ) (7.47)
=87/( 0,43*0,62)=326
=Z1/( ) (7.48)
=48/(0,43*0,96)=117
Проверочный расчет на прочность зубьев при действии пиковой нагрузки.
Целью расчета является предотвращение остаточных деформаций или хрупкого разрушения поверхностного слоя или самих зубьев.
(7.49)
=650,4МПа<2100 МПа
Проверка зубьев колес на прочность по напряжениям изгиба.
(7.50)
<679,52 МПа
Проверка нас удовлетворяет.
8 Заключение
В последние годы процесс нефтедобычи в России характеризуется сле¬дующими особенностями:
- вступление основных месторождений в позднюю стадию разработки, что сопровождается ростом обводненности продукции;
- интенсификация разработки низкопродуктивных месторождений;
- разработка труднодоступных месторождений, расположенных в районах с суровыми климатическими условиями;
- кустовое размещение добывающих скважин.
Очевидно, что для рациональной эксплуатации скважин в указанных вы¬ше условиях целесообразна конструкция погружного насоса небольшой длины, с изоляцией основных рабочих элементов от перекачиваемой продукции и с приводом от погружного электродвигателя. Одним из вариантов такого реше¬ния является погружной диафрагменный электронасос.
Похожие материалы
Расчетная часть-Расчёт электроцентробежного насоса ЭЦНМ5-50-1300-Курсовая работа-Дипломная работа-Оборудование для добычи и подготовки нефти и газа
lenya.nakonechnyy.92@mail.ru
: 16 апреля 2018
Расчетная часть-Расчёт электроцентробежного насоса ЭЦНМ5-50-1300-Курсовая работа-Дипломная работа-Оборудование для добычи и подготовки нефти и газа
553 руб.
Расчетная часть-Расчет электроцентробежного насоса УЭЦНД5-80-1300-Курсовая работа-Дипломная работа-Оборудование для добычи и подготовки нефти и газа
lelya.nakonechnyy.92@mail.ru
: 17 января 2017
Расчетная часть-Расчет электроцентробежного насоса УЭЦНД5-80-1300:Расчет вала насоса УЭЦНД5-80-1300, Расчет корпуса клапана на прочность, Методика расчета коэффициента сепарации центробежного газосепаратора-Курсовая работа-Дипломная работа-Оборудование для добычи и подготовки нефти и газа
462 руб.
Расчетная часть-Расчет задвижки-Курсовая работа-Дипломная работа-Оборудование для добычи и подготовки нефти и газа
lenya.nakonechnyy.92@mail.ru
: 8 декабря 2016
Расчетная часть-Расчет задвижки-Курсовая работа-Дипломная работа-Оборудование для добычи и подготовки нефти и газа
276 руб.
Расчетная часть-Расчёт скважинного фильтра-Курсовая работа-Дипломная работа-Оборудование для добычи и подготовки нефти и газа
lenya.nakonechnyy.92@mail.ru
: 5 февраля 2017
Расчетная часть-Расчёт скважинного фильтра-Курсовая работа-Дипломная работа-Оборудование для добычи и подготовки нефти и газа
553 руб.
Расчетная часть-Расчет вертикального деэмульсатора-Курсовая работа-Дипломная работа-Оборудование для добычи и подготовки нефти и газа
leha.se92@mail.ru
: 21 января 2017
Расчетная часть-Расчет вертикального деэмульсатора: Рассчитаем скорость жидкости в патрубке, Определим коэффициент запаса прочности корпуса, сделанного из стали 20, Расчет фланцевого соединения, Расчет фланцевого соединения на линии вывода воды из деэмульсатора, Расчет резьбового соединения на срез-Курсовая работа-Дипломная работа-Оборудование для добычи и подготовки нефти и газа
276 руб.
Расчетная часть-Расчет нефтенакопителя динамического-Курсовая работа-Дипломная работа-Оборудование для добычи и подготовки нефти и газа
lesha.nakonechnyy.92@mail.ru
: 8 декабря 2016
Расчетная часть-Расчет нефтенакопителя динамического-Курсовая работа-Дипломная работа-Оборудование для добычи и подготовки нефти и газа
553 руб.
Расчетная часть-Расчет горизонтального сепаратора-Курсовая работа-Дипломная работа-Оборудование для добычи и подготовки нефти и газа
lenya.nakonechnyy.92@mail.ru
: 8 декабря 2016
Расчетная часть-Расчет горизонтального сепаратора-Курсовая работа-Дипломная работа-Оборудование для добычи и подготовки нефти и газа
553 руб.
Расчетная часть-Расчет скважинного клапана - отсекателя-Курсовая работа-Дипломная работа-Оборудование для добычи и подготовки нефти и газа
leha.se92@mail.ru
: 25 января 2017
Расчетная часть-Расчет скважинного клапана - отсекателя: Рассчитаем силу, действующую на закрытие скважинного клапана - отсекателя, Рассчитаем скорость жидкости в трубе, Рассчитаем давление пластовой жидкости на устье в установившемся движении, Определим коэффициент запаса прочности корпуса, сделанного из стали 40Х, Рассчитаем частоту собственных колебаний жидкости в трубе-Курсовая работа-Дипломная работа-Оборудование для добычи и подготовки нефти и газа
368 руб.
Другие работы
Пакеты прикладных программ для экономистов. Лабораторная работа № 2
шейкер
: 19 июня 2017
Лабораторная работа № 2
ЧАСТЬ 1
Моделирование случайных процессов в среде MS Excel
Цель работы: Приобрести навыки использования возможностей MS Excel для моделирования случайных процессов.
Изучите материалы лекции 9. Решите приведенные в лекции примеры и выполните задания к лабораторной работе.
Чётные варианты
Контрольное задание
В Интернет-магазине за час в среднем поступает 4 заказа на рекламируемый товар. Определите, какова вероятность того, что между двумя заказами товара пройдёт не б
120 руб.
Лабораторные работы по информатике №1-5, 7-й вариант, 1-й семестр
Йоулупукки
: 18 января 2015
Лабораторная работа No1: Даны три числа a, b, c. Выяснить, верно ли, что a < b < c. Ответ получить в текстовой форме: верно или неверно.
Лабораторная работа No2: Банк выплачивает 3% годовым. Напечатать таблицу изменения суммы вклада по годам, если P = P0 (1 + 0,03)n, где P – сумма через n лет; P0 – первоначальная сумма вклада, P0 = 1000 руб; n– число лет, прошедших с момента внесения суммы.
Лабораторная работа No3: Ввести восемь чисел и вычислить количество нулей, сумму положительных чисел и сре
350 руб.
Определение полной себестоимости и отпускной цены изделия
GnobYTEL
: 24 мая 2012
Дисциплина - Организация и планирование производства
Вариант 4
Определение полной себестоимости и отпускной цены изделия
Построение графика безубыточности производства изделия
20 руб.
Розробка технологічного процесу виготовлення корпусу-кришки
SerFACE
: 9 октября 2014
Зміст
Вступ..................................................................................................................
1. Технологічний розділ...................................................................................
1.1. Технологічний контроль якості креслення.............................................
1.2. Аналіз службового призначення деталі і умов її роботи у вузлі..........
1.3. Визначення типу і форми організації виробництва................................
1.4. Опрацюван
50 руб.