2803

Комплекс технологического оборудования для бурения скважины глубиной 5000 м с совершенствованием и исследованием статического смесителя системы приготовления бурового раствора (Магистерская работа 12А1)-Дипломная работа-Оборудование для бурения нефтяных и

ID: 189439
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:
Комплекс технологического оборудования для бурения скважины глубиной 5000 м с совершенствованием и исследованием статического смесителя системы приготовления бурового раствора (Магистерская работа 12А1)-Дипломная работа-Оборудование для бурения нефтяных и газовых скважин-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
4.1 Формирование технического предложения

Техническое предложение относится к смесителям, к способу их изготовления, и может быть использована в химической, нефтедобывающей и других отраслях промышленности. Конструирование статических смесителей первого поколения базировалось главным образом на интуиции с последующей эмпирической апробацией вариантов. Лучший из них избирался на основе сравнительного анализа. Зато современные технологии широко используют моделирование течения гидросмеси.
Как характеристику статического смесителя применяют «производительность смешивания», зависит от энергии, затраченной на смешение, и разности перепадов давлений в смесителе.
Целью магистерской работы является изучение работы двух конструкций статического смесителя для смешивания бурового раствора, которые относятся к разным классам устройств, параметры бурового раствора: плотность – 1200 кг/м3, динамическая вязкость – 0,02 Па·с.

4.2 Выбор и описание технического предложения

В последнее время статические смесители все шире используются в ряде отраслей промышленности, что обусловлено их преимуществами, в частности большим количеством возможных вариантов конструктивного решения, отсутствием подвижных элементов привода, энергопотребление, возможностью совмещения с гидро- и пнемо-транспортными сетями, а также разнообразием технологических функций, которые они способны выполнять: смешивание газообразных, жидких и сыпучих твердофазных компонентов, диспергирования твердофазных компонентов в жидких и несмешивающихся жидкостях, флокуляция твердой фазы в жидкостных потоках, интенсификация растворения реагентов в жидкостях и др [5].
В системах циркуляции бурового раствора используют различные конструкции механических мешалок: лопастные, роторные, шаровые и др. Статические смесители рассматриваются как перспективные [6]. Вместе с тем их конструкция должна отвечать требованиям эффективного перемешивания бурового раствора с реагентами, интегрироваться в имеющиеся гідротранспорті коммуникации поверхностного комплекса циркуляционной системы буровой установки.
Из множества конструкций статических смесителей широко используются смесители с небольшими металлическими спиральными лентами, которые получили название «винтовые элементы». Чаще всего они изготавливаются скручиванием плоской пластины на некоторый угол вдоль продольной оси. Статический смеситель при этом состоит из отдельных элементов или элементов, соединенных в звенья по несколько штук. Собранные элементы помещаются в цилиндрическую трубу, образующую корпус смесителя, причем таким образом, чтобы лево - и право - изогнутые спирали чередовались по всей ее длине (рис. 4.1). Обязательным условием работоспособности смесителя является точность подгонки смесительных элементов, то есть отсутствие зазоров между стенкой трубы и боковыми гранями спиралей. Для осуществления процесса гомогенизации смешивания компонентов достаточно один раз пройти по трубе с винтовыми элементами. Нужна степень гомогенизации смеси регулируется числом элементов.
Смесители с винтовыми элементами внедряются в самые различные отрасли промышленности. Геометрия отдельного элемента обусловлена такими параметрами, как направление его закрутки, угол закрутки α, а также соотношение диаметра D и длины элемента L. Взаимное расположение элементов определяется углом β между торцевыми кромками соседних элементов, а в некоторых случаях и расстоянием S между ними.

Рисунок 4.1 – Статический смеситель к модернизации
1 – труба ø219х6; 2 – фланец Ду200; 3 – спираль; 4 – шайба.
В конструкции смесителя №2 при резком расширении поток срывается с угла и расширяется не внезапно, а постепенно, причем в кольцевом пространстве между потоком и стенкой трубы образуются вихри, которые вызывают непрерывный обмен долей потока основной жидкости и завихрения ее части. При внезапном расширении трубопровода потери энергии расходуются исключительно на вихреобразование, связанное с отрывом потока от стенок. На поддержание непрерывного вращательного движения жидких масс и постоянный их обмен. Внезапное сужение трубопровода обычно вызывает меньшую потерю энергии, чем внезапное расширение при одинаковом соотношении площадей трубопровода. потеря энергии в этом случае обусловлена трением на входе в узкую трубу и потерями на образование вихрей. Образование вихрей обусловлено тем, что поток, обтекая входной угол в узкий трубопровод, срывается с него и сужается; кольцевое же пространство вокруг суженной части потока заполняется малоподвижной завихренной жидкостью.
Поиски в направлении повышения эксплуатационной надежности привели к созданию модернизированного статического смесителя (рис.4.2).

Рисунок 4.2 – Модернизированный статический смеситель
1 – труба ø219х6; 2 - насадка А, 3 – насадка; 4 – фланец Ду200; 5 - вал;
6 - фланец Ду50, 7 – труба ø57х3; 8 – заглушка; 9 – тройник; 10 - шайба.

Модернизированное оборудование представляет собой корпус в виде трубы с установленными в нем лопасними плоскопаралельними трубопроводами, которые снабжены усеченными конусами и установлены поочередно большим и меньшим основанием. Диаметр большего основания равен 0,8-0,85 диаметра зішувача, меньшего - 0,25-0,4 диаметра смесителя, а его высота - 0,4-0,6 расстояния между трубо-проводами[6].
В известном устройстве перемешивание происходит за счет турбулизации потока в сочетании с пульсационным воздействием. Но смесь получается достаточно однородной. Угол наклона ребер к оси смесителя составляет 10-30º. Кроме того направление ребер на внутренней и наружной поверхности каждого конуса и на смежных конусах противоположно.
Смеситель включает корпус в виде трубы 1, внутри которой нормально к оси установлены лопасні плоскопараллельными трубулізатори 2 с закрепленными на них со стороны входа в смеситель поочередно большими и малыми основами полими усеченными конусами 3 (диффузорами и конфузорами). На внешней и внутренней поверхностях каждого из усеченных конусов 3 соответственно закреплены ребра 4 и 5 под углом к оси устройств, преимущественно равным 10-30º, причем ребра 4 и 5 каждого из конусов 3, а также на соответствующих поверхностях (внешний и внутренний) смежных конусов 3 наклонены в противоположные стороны.
Смеситель работает следующим образом. Буровой раствор, преимущественно гетерогенной структуры, в необходимом объемном соотношении попадает в смеситель со скоростью (0,25-0,6 м/сек), что создается при обпіканні потоком лопастей турбулизаторов 2. Происходит отрыв пограничного слоя с образованием циркуляционной зоны с вихрьовим характером течения. В циркуляционной зоне происходит интенсивное эмульгирование компонентов гетерогенной смеси и интенсификация массообменных процессов за счет взаимодействия капель привпливі на них турбулентных пульсаций. Диффузоры и конфузори, что установлены на передней поверхности лопасних турбулизаторов, последовательно чергуюються в виде полых усеченных конусов и обеспечивают разделение потока на два концентрических и создание в потоке радиальных пульсаций. Все эти процессы способствуют интенсификации процесса смешивания бурового раствора.
Благодаря наличию ребер 4 и 5, при обтекании потоком внешней и внутренней поверхности конусов 3 происходит разбивание потока на отдельные струи и их закручивания. При этом внешний и внутренний потоки закручиваются во встречных направлениях и при переходе от одного усеченного конуса к другому происходит изменение направления закрутки потока на встречный.
Разбивание потока на струи, закрутки внешнего и внутреннего потоков во встречных направлениях и изменение направления закрутки потока при его движении через устройство запеспечують более эффективное смішування. Угол наклона направляющих к оси устройства выбран в пределах 10-30º с целью обеспечения наибольшей эффективности перемешивания без существенного увеличения сопротивления движению потока. Повышение эффективности смешивания позволяет увеличить производительность статического смесителя.

4.3 Сравнение модернизированного (разработанного) объекта с прототипом

Статические смесители представляют собой устройства с неподвижными перемішуюючими элементами, встроенными в цилиндрическую трубу. Перемешивания и диспергирования бурового раствора осуществляется за счет использования энергии потока при его многократном делении на элементарные струйки и их переориентации.
Преимущества статических смесителей перед емкостной аппаратурой с пере-мешіваючими устройствами и динамическими (вибрационными) смесителями, при сопоставимых результатах за качеством получаемых смесей, связано с низкой энерго - и металлоемкость, простотой изготовления и обслуживания, компактностью и дешевизной. Статические смесители находят широкое применение при бурении скважин.
Вместе с тем каждый из исследованных разновидностей статического смесителя по-разному влияет на отдельные характеристики турбулентности. Рассмотрим максимальные и минимальные значения параметров скорости v и завихренности n и интенсивности турбулентности И статических смесителей до и после модернизации, которые видно из соответствующих графиков [6].


Рисунок 4.3 – График изменения скоростей v (м/с) относительно оси трубы L(м) (смеситель № 1).

Рисунок 4.4 – График изменения скоростей v (м/с) относительно оси трубы L(м) (смеситель № 2).

Рисунок 4.5 – Графики изменения завихренности п (с-1) относительно оси трубы L (м) (смеситель № 1)




Рисунок 4.6 – Графики изменения завихренности п (с-1) относительно оси трубы L (м) (смеситель № 2)


Рисунок 4.7 – Графики изменения интенсивности турбулентности И (%) относительно оси трубы L (м) (смеситель № 2)


Рисунок 4.8 – Графики изменения интенсивности турбулентности И (%) относительно оси трубы L (м) (смеситель № 1)


Сравнительный анализ кривых скорости v(L) показывает, что смесители №2 выгодно отличаются от смесителя №1, дает близкие значения характеристик поля скорости потока в трубе. Максимальная скорость потока для него находится на уровне 11 м/с, что существенно больше показателей для смесителя №1 (соответственно 5,5 м/с).
Анализ кривых завихренности п(L) показывает, что наилучшие данные демонстрирует смеситель №2 (максимально175 с-1), худшие – смеситель №1 (122 с-1).

Комментарии: "Комплекс технологического оборудования для бурения скважины глубиной 5000 м с совершенствованием и исследованием статического смесителя системы приготовления бурового раствора".
На (чертеже №1) изображена общая схема буровой установки Уралмаш 2003-IV, которая предназначена для бурения нефтегазовых скважин на глубину до 6500 м.
На (чертеже №2) отражена общая схема очистки бурового раствора, которая служит для подготовки, хранения и нагнетания в скважину бурового раствора. В нее входят следующие элементы: блок очистки и приготовления бурового раствора (чертеж №3); вибросито, которое предназначено для очистки бурового раствора от шлама (чертеж №4), блока очистки бурового раствора от газа; химической обработки раствора; буровых насосов (чертеж №5) и др.
В состав блока очистки и приготовления бурового раствора входит также статический смеситель бурового раствора (чертеж №6 смеситель аналог и чертеж №7 его деталировка).
С целью обеспечения качественного и быстрого перемешивания высокодисперсных с большим количеством компонентов, а также буровых растворов с повышенной плотностью предполагается модернизация статического смесителя путем установки вместо спиралевидной насадки, конусных насадок (чертеж №8 и №9 - деталировка). Данный вид насадок устанавливается друг от друга на расстоянии и обеспечивают перемешивание бурового раствора за счет турбулизации потока в сочетании с пульсационным воздействием. Также модернизированный статический смеситель (чертеж №8) предусматривает подачу в него для смешения жидких реагентов, таких, например, как нефть или дизтопливо для уменьшения плотности бурового раствора.
Технологический процесс изготовления фланца модернизированного статического смесителя (чертеже №10) включает перечень операций, и инструмент который необходим для изготовления детали.
На чертеже №11 показан стенд для изучения гидродинамических характеристик статического смесителя, а именно зависимости интенсивности перемешивания от средней скорости движения и плотности бурового раствора. Результаты исследования характеризуются графиками, приведенными на чертеже №12.
На графиках показано, что при увеличении скорости бурового раствора, проходящего через смесительные элементы статического смесителя – уменьшается перепад давления.
При увеличении плотности бурового раствора перепад давления на смешивающих элементах модернизированных конусных насадок смесителя меньше, чем при использовании спиральной насадки, это позволяет эффективно смешивать жидкости с большей плотностью.
Магистерская работа включает в себя разделы: Эксплуатация и ремонт оборудования; Организационно – технические мероприятия по монтажу оборудования; Охрана труда и безопасность в чрезвычайных ситуациях; Охрана окружающей среды.
Экономические расчеты позволяют утверждать, что внедрение в производство модернизированного статического смесителя является целесообразным и технически обоснованным решением. Поскольку благодаря этому удастся улучшить основные показатели бурения скважины и получить экономию эксплуатационных расходов и положительный экономический эффект в размере 5193 грн.

Размер файла: 7,3 Мбайт
Фаил: (.rar)
-------------------
Обратите внимание, что преподаватели часто переставляют варианты и меняют исходные данные!
Если вы хотите, чтобы работа точно соответствовала, смотрите исходные данные. Если их нет, обратитесь к продавцу или к нам в тех. поддержку.
Имейте ввиду, что согласно гарантии возврата средств, мы не возвращаем деньги если вариант окажется не тот.
-------------------

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 статического смесителя системы приготовления бурового раствора-Комплекс технологического оборудования для бурению скважины глубиной 5000 м с совершенствованием и исследованием статического смесителя системы приготовления бурового раствора
Комплекс технологического оборудования для бурения скважины глубиной 5000 м с совершенствованием и исследованием статического смесителя системы приготовления бурового раствора (Магистерская работа 12А1)-Курсовая работа-Оборудование для бурения нефтяных и
Ещё искать по базе с такими же ключевыми словами.