2584

Установка по комплексной подготовке нефти Яблуновского нефтегазоконденсатного месторождения с разработкой и исследованием сильфонного узла блока уплотнения штока регулятора давления сепаратора СР-6,3 (модернизация сильфона в конструкции уплотнения штока

ID: 189434
Дата закачки: 02 Марта 2018
Продавец: leha.se92@mail.ru (Напишите, если есть вопросы)
    Посмотреть другие работы этого продавца

Тип работы: Диплом и связанное с ним
Форматы файлов: AutoCAD (DWG/DXF), КОМПАС, Microsoft Word

Описание:
Установка по комплексной подготовке нефти Яблуновского нефтегазоконденсатного месторождения с разработкой и исследованием сильфонного узла блока уплотнения штока регулятора давления сепаратора СР-6,3 (модернизация сильфона в конструкции уплотнения штока регулятора давления РУСТ 510-ЗУ 7А1)-Дипломная работа-Оборудование для добычи и подготовки нефти и газа-Текст пояснительной записки выполнен на Украинском языке вы можете легко его перевести на русский язык через Яндекс Переводчик ссылка на него https://translate.yandex.ru/?lang=uk-ru или с помощью любой другой программы для перевода
5.1 Определение и описание основных параметров работы предложенного технического решения, которые требуют проведения научно-исследовательских работ

В моей магистерской работе на тему «Установка по комплексной подготовке нефти Яблунивского нефтегазоконденсатного месторождения с разработкой и исследованием сильфонного узла блока уплотнения штока регулятора давления сепаратора СР-6,3» разработана и исследована конструкция сильфонного узла блока уплотнения штока регулятора давления сепаратора (рисунок 5.1).

Рисунок 5.1 – Сепаратор СР-6,3
1 – корпус; 2 – отстойник; 3 – опора; 4 – патрубок отвода газа;
5 – патрубок отвода «легкой» составляющей;
6 – патрубок отвода «тяжелой» составляющей;
7 – трубопровод ввода теплоносителя;
8 – трубопровод подогрева отстойника

Конструкция регулирующего клапана РУСТ 510-3У (аналог), приведена на рисунке 5.2. Уплотнение штока регулятора давления достаточно успешно выполняет свое назначение, однако такое уплотнение имеет ряд недостатков, такие как:
- незначительный межремонтный период;
- частая замена уплотнения;
- недостаточная герметичность узла.

Рисунок 5.2 – Клапан регулирующий (аналог)
1 – корпус; 2 – крышка корпуса; 3, 7, 9 – втулка; 4 – плунжер;
5 – шток; 6 – пружина; 8 – фторопластовое кольцо; 10 – фланец;
11, 13 – шпилька; 12, 14, 19, 24 – гайка; 15, 16 – прокладка;
17 – прокладка спирально-навитая; 18 – кронштейн привода; 20 – шайба;
21 – шток; 22 – болт; 23 – бобишка; 25 – муфта

Задача модернизации – усовершенствование узла блока уплотнения штока регулятора давления сепаратора (рисунок 5.3).

Рисунок 5.3 – Клапан регулирующий (модернизированный)
1 – корпус; 2 – крышка корпуса; 3, 8 – втулка; 4 – плунжер; 5 – шток;
6 – сильфон; 7 – прижимная гайка; 9, 17, 18 – прокладка; 10 – контргайка;
11 – фланец; 12, 16, 21 – гайка; 13, 15 – шпилька; 14 – муфта;
19 – прокладка спирально-навитая; 20 – кронштейн привода; 22 – шайба;
23 – шток привода; 24 – болт; 25 – бобишка
В состав модернизированного узла входит вместо пружины и фторопластових колец сильфонный компенсатор и резиновое уплотнение на штоке, благодаря чему достигается герметичность внутреннего рабочей среды разработанного узла, значительно увеличивается межремонтный период.
В основу модернизации поставлено техническую задачу оптимизации конструктивных и эксплуатационных параметров устройства для регулирования давления.

5.2 Выбор методов исследований основных параметров

Так как в моей магистерской работе предусмотрена разработка сильфонного узла блока уплотнения штока регулятора давления сепаратора, то рассмотрим стенд для испытания регуляторов давления.
Стенд предназначен для проведения гидравлических испытаний на прочность и плотность материала деталей регуляторов давления, а также блока уплотнения штока и герметичность сильфонного узла водой давлением Ргерм. = 1,1 PN в соответствии с требованиями ГОСТ 5762-74, и ГОСТ 9544-93.
Применяемые методы контроля при испытаниях:
- на герметичность, по объему протекания согласно ГОСТ 9544;
- на прочность, плотность материала и герметичность сильфонного узла, с визуальным осмотром.
Исследования проводим на герметичность и прочность сильфонного узла методом гидравлических испытаний. Цель исследования – определение характеристик на герметичность и прочность материала узла.
Данный метод исследования выбрана с целью получения информации о характеристиках материала, из которого изготавливается каждый из элементов сильфонного узла блока уплотнения, для возможности выбрать такой материал, который будет удовлетворять, характеристиками как по прочности, так и с экономической точки зрения по себестоимости.
Кроме того, во время проведения исследований основных параметров необходимо провести расчетные и практические работы, по выносливости и целесообразности использования предложенного устройства.

5.3 Обоснование и описание конструкции лабораторной установки

Стенд используется при техническом обслуживании и ремонте регуляторов давления сепараторов.
Для обеспечения нормальной работы гидропривода должно быть налажено качественное обслуживание станка, должен проводиться контроль над всеми механизмами оборудования.
Испытания трубопроводов проводить не реже чем один раз в 8 лет, обзоры трубопроводов должны проводиться не реже одного раза в год.
Проверка манометров и их опломбирование должны проводиться не реже одного раза в 12 месяцев. Кроме того, не реже одного раза в 6 месяцев предприятием должна производиться дополнительная проверка. А также:
- узлы вращающихся деталей должны быть заполнены смазкой;
- необходимо следить, чтобы не было ударов и вибраций;
- один раз в неделю производить смазку вращающихся деталей узлов;
- покупные механизмы обслуживать согласно инструкции на них.
Заменять узлы гидропривода следует после их наработки до предельного состояния, которое характеризуется допустимым изменением одного из основных параметров технической характеристики. Реальная долговечность узлов определяется не только их износом, но и допустимым для конкретного гидропривода изменением параметра, соответствующим предельным состоянием.
Поскольку стоимость узлов гидропривода сравнительно небольшая, осуществлять их трудоемкий ремонт зачастую нецелесообразно, проще заменить узел новым. Однако замена быстроизнашивающихся деталей и узлов (пружины, уплотнения, электромагниты, выключатели, прочее), позволяет в несколько раз увеличить срок службы, широко применяется в практике эксплуатации гидроприводов.
В состав технического осмотра входят очистные, моечные, крепежные, монтажно-демонтажные, заправочные, регулировочные, контрольные, диагностические и др. операции.
Методика испытаний разработана и регламентируется по ГОСТ 5762-74.
Проводятся испытания:
1) предварительные;
2) приемные.
С образцами регуляторов давления, предъявляемые на испытания, должны быть представлены:
1) комплект рабочих чертежей;
2) паспорт;
3) карты обмеров основных деталей;
4) сертификаты на материалы основных деталей;
5) ведомости допустимых замен материалов (при наличии);
6) акт предварительных испытаний (приемочных испытаний).
Испытания изделий проводятся с целью:
1) проверки соответствия технических характеристик регуляторов давления требованиям технической документации;
2) проверки обоснованности технических решений, заложенных в конструкции регуляторов давления;
3) проверка качества изготовления;
4) определение возможности подачи изделий на прием испытания;
5) подтверждения показателей надежности.
При транспортировке регуляторов давления на испытания и хранении их на предприятии должна быть исключена возможность повреждения, внутренние полости предохранены от загрязнений заглушками.
Испытания на прочность и плотность материала деталей, находящихся под давлением, должны проводиться подачей воды пробным давлением 1,5 РN.
Дополнительно провести испытания на плотность материала и сварных швов воздухом давления PN.
Продолжительность выдержки при установившемся пробном давлении не менее 5 минут, затем давление снижают до PN, при котором осматривают регулятор давления.
Материал сильфонного узла считается прочным, если не обнаружено механических разрушений или видимых остаточных деформаций. Контроль визуальный.
Материал считается плотным, если:
1) при испытании водой не обнаружено утечек, контроль визуальный;
2) при испытании воздухом-не обнаружено пропуска воздуха, контроль проводится путем обливания или погружения в воду с целью обнаружения утечек воздуха.
Испытания должны проводиться с соблюдением соответствующих мер техники безопасности.
Испытания должны проводиться при постоянном давлении. Время выдержки под давлением - не менее 3 минут.

Рисунок 5.4 – Стенд для испытания регуляторов давления
1 – гидростанция; 3 – стол; 4 – пневматический зажим; 5 – плита нижняя;
6 – электродвигатель; 8 – гидро разделитель секционный;
9 – рукава пневматические; 10 – рукава гидравлические; 12 – регулятор давления;
13 – пульт управления; 14 – манометр

Работа на стенде производится одним оператором, имеющим квалификацию не ниже 5 разряда по ремонту и обслуживание гидравлической аппаратуры.
Наблюдение в процессе работы за показаниями приборов и работой узлов стенда осуществляется визуально.
После окончания работы на стенде необходимо выключить привод стенда, систему подачи рабочей жидкости, общее питание стенда, снять все испытуемые агрегаты и приспособления с плиты стенда.
Питание стенда электроэнергией осуществляется от сети переменного тока частотой 50 Гц и напряжением 380 В.
Во время проведения операций исследования необходимо придерживаться техники безопасности и выполнять относящиеся к этому виду работ инструкции по охране труда.

5.4 Программа проведения исследований

Для проведения исследований предлагаю провести сравнительный теоретический расчет сильфона модернизированной конструкции уплотнения штока регулятора давления РУСТ 510-ЗУ на рабочий ход, и удлинение пружины, входит в состав компоновки стандартного уплотнения штока регулятора давления РУСТ 510-ЗУ.
Рабочий ход сильфона может быть рассчитано по формуле:
(5.1)
где – перепад силы сжатия штоке, Н;
– коэффициент упругости сжатия сильфона.
Коэффициент упругости сжатия сильфона определяется по формуле:
(5.2)
где – коэффициент упругости сжатия воздуха в камере сильфона,

– коэффициент упругости сжатия стали 12Х18Н10Т ГОСТ 14959-79, из которой изготовлена камера сильфона,
Отсюда,

Для дальнейшего теоретического исследования принимаем перепад силы сжатия штока: F1=2000H; F2=2500H; F3=3000H; F4=3500H; F5=4000H; F6=4300H.
Следовательно по формуле (5.1) проведем теоретический расчет рабочего хода в зависимости от величины перепада силы сжатия штока ( ):







Следующим этапом расчета является определение сжатия пружины, что входит в состав компоновки стандартного уплотнения штока регулятора давления РУСТ 510-ЗУ, а именно пружина 1086-0844 №447 (ГОСТ 18793-80). Проволока с которого изготовлена пружина диаметром d=9 мм; из стали 60С2А по ГОСТ 14959.
Жесткость одного витка диаметром d=9 мм, пружины 1086-0844 №447, согласно Гост 13768-86 составляет с1= 21,55 Н/мм. Так как количество витков пружины стандартного уплотнения штока регулятора давления РУСТ 510-ЗУ, составляет n=10, то общую теоретическую жесткость пружины можно посчитать по формуле:
(5.3)

Комментарии: 4.1 Формирование технического предложения

В предыдущих разделах было указано на важность той роли, которую играют установки по комплексной подготовке газа в процессе функционирования нефтегазовых промыслов.
При этом, не малого значение приобретает эффективная работа сборных емкостей таких установок комплексной подготовки газа, так как это дает возможность максимально эффективно собирать, хранить и отдавать жидкую и газообразную составляющие углеводородного сырья, проводить измерение их объемов на каждой из линий и соответственно настраивать оборудование.
В дипломном проекте рассматривается установка по комплексной подготовке газа Яблунивского НГКМ, которая оснащена двумя сепараторами-разделителями СР-6,3. Во время применения сепараторов внутреннее давление не должно превышать рабочего диапазона.
Такие емкости оснащаются регуляторами давления, которые предназначены для ограничения рабочего давления в их внутренней полости.
Регулирование давления в сепараторе СР-6,3 происходит с помощью специального клапана, который, изменяя площадь перепускного отверстия в пределах диапазона регулирования, позволяет удерживать давление в допустимом диапазоне.
В данном типе сепарационного оборудования используется регулятор давления РУСТ 510-3У. Данный регулирующий клапан имеет один существенный недостаток: недостаточный ресурс работы сальникового уплотнения.
Со временем продукция УКПН, которая содержит химически-активные, абразивные и другие элементы, вызывает ухудшение, а впоследствии, потере герметичности уплотнения штока регулятора давления.
В результате этого увеличивается уровень загазованности как в районе площадки, на которой эксплуатируется сепаратор, так и в целом по УКПНГ. Это увеличивает риск возникновения аварийной ситуации.

4.2 Выбор и описание технического предложения

В магистерской работе предлагается модернизировать конструкцию уплотнения штока регулятора давления РУСТ 510-3У (рисунок 4.1).

Рисунок 4.1 – Конструкция рабочей камеры регулятора давления РУСТ 510-3У:
2 – крышка корпуса; 3 - втулка; 4 - плунжер; 5 - шток; 6 - пружина; 7 - втулка; 8, 9, 10 – фторопластовые кольца; 11 - втулка; 18 – прокладка; 19 – спирально навитая прокладка

На рисунке 4.1 приведена конструкция стандартного компоновка клапанного узла и рабочей камеры регулирующего клапана давления РУСТ 510-3У.
Работа клапана заключается в изменении гидравлического сопротивления, а следовательно, пропускной способности клапана за счет изменения проходного сечения дроссельного узла. Управления перемещением плунжера осуществляется приводом.
При перемещении штока привода под действием управляющего сигнала плунжер 4 клапана совершает возвратно-поступательное движение во втулке 3.
На цилиндрической поверхности втулки в зависимости от требуемой условной пропускной способности и пропускной характеристики выполнен набор отверстий или профилированных окон. Площадь отверстий, через которые дроселюється рабочая среда (проходное сечение дроссельного узла) зависит от высоты подъема плунжера.
Высота подъема плунжера контролируется пружиной 6, которая создает сопротивление. Шток уплотняется фторопластовими кольцами или сальниковым уплотнением 8,9,10.
Такое уплотнение имеет ряд недостатков. Ведь сальниковая набивка рассчитана на 2000 рабочих часов, что указывает на малый межремонтный период и частую замену уплотнения. Еще одним важным недостатком является недостаточная герметичность, что приводит к загазованности воздуха на месте установки регулятора.
Эти недостатки являются основной причиной для усовершенствования конструкции клапана путем установки сильфонного блока уплотнения штока регулятора давления (рисунок 4.2).
Сильфон – это камера с гофрированной боковой поверхностью. В нашем случае сильфон играет роль подвижного разделителя внутренней среды регулятора от внешнего.
Сильфонный узел блока уплотнения штока регулятора давления сепаратора СР-6,3 имеет, по сравнению с стандартным сальниковым уплотнением, следующие преимущества:
- более качественное уплотнение штока;
- больший межремонтный период;
- абсолютную герметизацию внутренней рабочей среды от загазованности окружающей среды.
Установка сильфону 6 обеспечивает абсолютную герметичность штока. Прижимные шайба 8 обеспечивает нерушимость и закрепления сильфону. Резиновое уплотнение 7 выполняет роль аварийного (резервного) на случай разрыва сильфону.

Рисунок 4.2 – Конструкция рабочей камеры модернизированного регулятора давления РУСТ 510-3У:
3 - втулка; 4 - плунжер; 5 - шток; 6 – сильфонный компенсатор; 7 – резиновое уплотнение; 8 – прижимная шайба; 9 – втулка; 18 – прокладка; 19 – спирально навитая прокладка
4.3. Выводы к разделу

В данном разделе были рассмотрены недостатки в стандартной компоновке узла уплотнения штору регулятора давления РУСТ 510-ЗУ сепаратора-разделителя СР-6,3. Была предложена модернизация путем замены сальникового уплотнения на сильфонная.
В результате модернизации узла уплотнения штока регулятора давления увеличивается надежность и долговечность его работы, обеспечивается ликвидация загазованности в рабочей зоне регулятора. Это положительно влияет на долговечность эксплуатации данного оборудования в целом, и позволяет повысить безопасность его эксплуатации.

Размер файла: 5,1 Мбайт
Фаил: (.rar)

Скачать

Добавить в корзину

Занесено в корзину

        Коментариев: 0

Есть вопросы? Посмотри часто задаваемые вопросы и ответы на них.
Опять не то? Мы можем помочь сделать!

Некоторые похожие работы:

Расчёт сильфонного узла блока уплотнения штока регулятора давления РУСТ 510-ЗУ 7А1 сепаратора СР-6,3-Установка по комплексной подготовке нефти Яблуновского нефтегазоконденсатного месторождения с разработкой и исследованием сильфонного узла
Установка по комплексной подготовке нефти Яблуновского нефтегазоконденсатного месторождения с разработкой и исследованием сильфонного узла блока уплотнения штока регулятора давления сепаратора СР-6,3 (модернизация сильфона в конструкции уплотнения штока р
Ещё искать по базе с такими же ключевыми словами.