Усовершенствование запорного узла фонтанной арматуры АФ 50-105 на рабочее давление 105 МПа-Дипломная работа-Оборудование для добычи и подготовки нефти и газа

Усовершенствование запорного узла фонтанной арматуры АФ 50-105 на рабочее давление 105 МПа-Дипломная работа-Оборудование для добычи и подготовки нефти и газа
Текст на украинском языке-Фонтанная арматура эксплуатируется в очень сложных условиях – пи-двищених температур, давлений, коррозии.
В данной работе рассмотрена конструкция фонтанной арматуры на рабочее давление 105 МПа.
Приведен анализ работы оборудования и особое внимание уделено конструкции и работе защелок которые являются самым самым важным запі-рним узлом фонтанной арматуры.
В дипломном проекте проектируется техническое решение в виде усовершенствования запорного узла фонтанной арматуры АФ50-105 на ро-бочий давление 105 МПа, а именно внедрения модернизации:
1. Запорный узел ЗМ-50х105;
1.1. За счет усовершенствования повышаем герметичность соединений и продлеваем срок использования запорного узла.
2. Узел уплотнения трубной головки;
2.1. За счет усовершенствования продлеваем срок использования соединения.
3. Узел защиты шпинделя от перегрузок;
3.1. За счет усовершенствования при открывании или закрывании засов-ки ЗМ-50х105, когда узел кленить или примерзает, избегаем разрушения шпинделя задвижки. Все показатели увеличивают срок эксплуатации и надежность.
4. Запорный узел ДР-50х105;
4.1. За счет усовершенствования повышаем герметичность запорно-го узла и продлеваем срок его использования.
4. Описание технического предложения
Совершенствование фонтанной арматуры 50-105
Усовершенствования были направлены на повышение надежности работы и улучшение обслуживания данной фонтанной арматуры.
Модернизации подверглись следующие узлы:
- запорный узел ЗМ-50х105;
- узел уплотнения трубной головки;
- узел защиты шпинделя от перегрузок ЗМ-50х105;
- запорный узел ДР-50х105;
- присоединительные фланцевые концы корпуса задвижки ЗМ-50-105.

Совершенствование задвижки ЗМ-50х105-м (модернизированная) показана на чертеже №.

4.1. Запорный узел состоит :

С шибера и двух седел с уплотняющими кольцами и пружинами и представляет собой самый тяжело нагруженный узел защелки. В момент начала открытия или в конце закрытия на контактных поверхностях седел и шибера действуют максимальные силы трения, что достигают 20000 Н. При этом контактные поверхности, которые открываются, обмываются скважинным средой, что включает абразивные частицы, которые движутся с большой скоростью и могут повреждать пару шибер-седло, что приводит к течи через запорный узел.
Кроме того протекания скважинной среды возможно при повреждении уплотнительного кольца уплотнения седло-корпус постоянно находится под действием перепада давления.
В задвижки ЗМ-50х105-м для повышения износостойкости пары шибер-седло вместо азотації на их контактные поверхности по технологии Института электросварки имени «Плотона», наплавленный твердый сплав ПР-НХ16СРЗ со слоем толщей не менее 1,7 мм. после механической обработки с чистотой поверхности 0,08 мкн по шкале Ra и с твердостью 55...60 HRC. Благодаря большей толще твердого слоя надежность затвора повышается. Для повышения герметичности соединения седло-корпус на торце седла введена канавка, в которую установлено уплотнительное кольцо, изготовленное из материала «Флубон-15» (ФЧУВ15), основа которого является Фторопласт-4 с примесью 15% углеродного волокна.
В задвижке ЗМ-50х105-м, чтобы уменьшить влияние пружины 5 рабочей среды, они перенесены из проточной части задвижки на седло в полость заполненную защитным маслом. В такой способ условия работы пружин стали намного лучше, а именно увеличивается срок их использования.
4.2. Узел уплотнения трубной головки.

Трубная головка уплотняется в верхней и нижней частях. Верхняя часть уплотняет пространство между внутренней полостью насосно-компрессорных труб и перевідником к трубной головки.
Нижнее уплотнение нами предлагается выполнить из бронзового (латунного) кольца, которое станет на упорное кольцо и при монтаже подвески на него розгрузиться вся подвеска, а нажимные болты зафиксируют положение при котором наше уплотнение загерметизувало нужное нам пространство.

4.3. Узел защиты шпинделя.

Узел защиты шпинделя от перегрузок нужен на случай перегрузки в следствие попадания под шибер посторонних предметов, примерзания шибера, неправильных действий обслуживающего персонала. В задвижках для этого используют срезные штифты.
В задвижках старого образца вращающий момент приложенный к маховику (14) передается от адаптера (12) к шпинделю (7) через штифт (13). В случае перегрузки штифт срезается и таким образом защищает от поломки более важные детали. Однако, для его замены необходимо разобрать подшипниковый узел.
В задвижке ЗМ-50х105-м для уменьшения времени необходимого для замены штифта введен специальный защитный штифт (30). При его поломке достаточно будет снять маховик (15) с втулкой и заменить поломанный штифт.

4.4. Запорный узел дросселя регулируемого 50х105

Запорный узел ДР-50х105 схож с запорным узлом ЗМ-50х105 который состоит из навершника шпинделя и седла и представляет собой самый тяжело нагруженный узел дросселя. В момент начала открытия и в весь период эксплуатации на контактной поверхности навершника шпинделя действуют максимальные силы трения, что достигают 20000 Н. При этом контактная поверхность, что открывается, обмываются скважинным средой, что включает абразивные частицы, которые движутся с большой скоростью и могут повреждать поверхность шпинделя, что приводит к течи через запорный узел.
В дросселя ДР-50х105-м для повышения износостойкости навершника шпинделя вместо азотації на контактную поверхность навершника

Годовой экономический эффект новой техники отражает суммарную экономию всех производственных ресурсов (живого труда, материалов, капитальных вложений), которую получает предприятие в результате производства и использования новой техники и которая выражается в увеличении дохода.
Годовой экономический эффект от проведенной модернизации запорного узла фонтанной арматуры (прямоточної задвижки ЗМ50х105 ТУ.26-16-227-88 на рабочее давление 105 МПа) равен 158323,44 грн.























12. Выводы

На основе проделанной работы можно сделать следующий вывод:
1. Дипломный проект по содержанию и объему соответствует требованиям технического задания повністюя;
2. Предложено оригинальное техническое решение на запорный узел фонтанной арматуры (задвижка ЗМ 50х105) в виде модернизации:
а) Запорный узел ЗМ-50х105;
б) Узел уплотнения трубной головки;
в) Узел защиты шпинделя от перегрузок на ЗМ-50х105;
г) Запорный узел ДР-50х105;
д) фланцевые Присоединительные концы корпуса задвижки ЗМ-50х105.
3. Эти нововведенные усовершенствования позволяют значительно повысить стабильность и надежность запорной арматуры а также уменьшение возникновения опасных ситуаций. Уменьшение количества ремонтов.
4. Разработаны в соответствии с требованиями нормативной документации по охране труда и охране окружающей среды.
5. Целесообразность модернизации подтверждена соответствующими расчетами экономического эффекта.