Повышение эксплуатационных показателей Прямоточной плоскошиберной задвижки ЗМАД 65-35 путем усовершенствования шибера-Дипломная работа-Оборудование для добычи и подготовки нефти и газа

Повышение эксплуатационных показателей Прямоточной плоскошиберной задвижки ЗМАД 65-35 путем усовершенствования шибера-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-Дипломная работа-Оборудование для добычи и подготовки нефти и газа
4 ОПИСАНИЕ ТЕХНИЧЕСКОГО ПРЕДЛОЖЕНИЯ

В конструкциях уплотнений этих шиберных задвижек отсутствует механизм восстановления работоспособности уплотнения без его замены. Эксплуатация арматуры газовых скважин на истощенных месторождениях в настоящее время свидетельствует о необходимости разработки конструкции, что обеспечивает ликвидацию утечки газа через изношенные манжеты без перемещения шибера относительно установленного положения.
Задачей изобретения является создание шиберної защелки, что позволяет неоднократное восстановление работоспособности уплотнения шпинделя без остановки работы шиберної защелки.
Поставленная задача решается тем, что в шиберної задвижке, содержащей корпус, установленные в нем седла, шибер, крышку, невисувний шпиндель, взаимодействующий с последним резьбовую втулку, пакет уплотнения манжета шпинделя с натяжной гайкой, снабженной указателем хода, пакет уплотнения манжета шпинделя оборудован дополнительными пелюстковою манжетой, опорным, распором и промежуточными кольцами, при этом лепестки дополнительной лепестковой манжеты направлены в сторону натяжного гайки и противоположно направление лепестки три другой лепестковый манжета, при этом внутренний и внешний диаметр распор кольцо оборудован выпуклости, кроме того в пакет манжет уплотнения шпиндель установлен разделитель из центральный ступенчатый отверстие, расположенное между два пара лепестковый манжета, при этом в крышка співісний горизонтальный проем разделитель выполнен канал, в который при помощи резьбы установлен клапан, выполненный в виде полый цилиндр, внутренняя поверхность который имеет резьбу, с помощью последней в цилиндр установлен плунжер, при этом канал заполнен пластичный смазка.
Шиберная задвижка содержит корпус 1, снабженный каналом 2, седла 3 и 4, установленные в корпусе 1 (Рисунок 4.1). Шибер 5, установленный в корпусе 1, снабженный каналом 6. В верхней части шибера 5 выполнена расточка 7, в которой установлена резьбовая втулка 8. Входной и выходной витки втулки 8 снабжены грязевыми зйомниками 9 и 10. На корпусе 1 установлена крышка 11.

Рисунок 4.1 – Общий вид шиберної задвижки в продольном разрезе

Между корпусом 1 и крышкой 11 установлена герметизирующая прокладка 12. Резьбовой конец невисувного шпинделя 13 установлен во втулке 8 и расположенный в канале шибера 5. На шпинделе 13 выполнен бортик 14, который расположен с зазором в гнезде крышки 11. Поверхности бортика 14 и гнезда крышки 11 выполнены конусными и притертые между собой.
Седла 3 и 4 (Рисунок 4.2) установлены в розточуваннях корпуса 1 и имеют по два уплотнительные кольца из эластомерного материала. Кольца 15 и 16, установленные между шибером 5 и седлами 3 и 4, соответственно. Кольца 17 и 18 установлены между корпусом 1 и седлами 3 и 4, соответственно. Внешний диаметр колец 17, 18 выполнен больше наружного диаметра колец 15, 16. В каналах седел 3 и 4 выполнены выточки. На наружных диаметрах седел 3 и 4 зафиксированы щитки 19 и 20, которые охватывают заплечиками шибер по ширине (Рисунок 4.1). На центральных осях щитков 19 и 20, ниже седел расположены отверстия 21 и 22 малые диаметры, например 5мм.

Рисунок 4.2 – Место контакта поверхностей шибера и седел, в положении шибера "Закрыто"

В крышке 11 (Рисунок 4.3) выполнены расточки, в последний установленный пакет уплотнения манжета шпинделя. Пакет уплотнения манжета шпинделя состоит из опорных колец 23, 24, 25 и 26, лепестковых манжет 27, 28, 29, 30, верхнего промежуточного кольца 31, среднего промежуточного кольца 32, нижнего промежуточного кольца 33, сепаратора 34 и распорных колец 35, 36, 37, 38. Внутренние и внешние диаметры распорных колец 35, 36, 37, 38 обеспеченные заокруглюваннями С, Д, Е. Ширина распорных колец 35, 36, 37, 38(Рисунок 4.4) выполнена несколько больше внутреннего размера лепестковых манжет 27, 28, 29, 30 между лепестками. Кольца 23, 24, 25, 26 и разделитель 34 выполнены из прочного материала, например металла, манжеты 27, 28, 29, 30 выполнены из эластомерного материала, например металофторопластовой композиции, кольца распорные 35, 36, 37, 38 выполнены из упругого материала, например резины.

Рисунок 4.3 – Пакет уплотнения манжеты шпинделя
На шпинделе 13 (Рисунок 4.1) установлена натяжная гайка 39. В крышке 11 напротив разделителя 34 выполнен канал 40. Канал 40 выполнен цилиндрическим и заполнен пластичной массой. В канале 40 установлен клапан 41. В клапана 41 с помощью резьбы установлен плунжер 42. На крышке 11 закреплена стакан 43. В стакане 43 установлены упорный подшипник 44, опорные кольца 45 и 46, плавкая вставка 47 и сухарь 48. На шпинделе 13 посредством штифта установлена резьбовая гильза 49, на последней закреплена резьбовая планка 50 с винтом 51. Между резьбовой гильзой 49 и 43 стаканом над плавкой вставкой 47 установлено кольцо 52. На стакане 43 установлена крышка 53. Крышка 53, гильза 49, планка 50 и винт 51 является механизмом указателя хода, что показывает положение шибера "открыто–закрытого". Штурвал 54 установлен на шпинделе 13.
Составление защелки и установку пакета уплотнения манжета шпинделя делают таким образом. В корпусе 1 устанавливают седла 3 и 4 (Рисунок 4.1), при этом кольца 17 и 18 устанавливают в канавках седел 3 и 4 с небольшим усилием, так чтобы они выступали над поверхностью седел на 0,1–0,2 мм Кольца 15 и 16 перед задавлюванням имеют форму усеченного конуса, после установки с задавлюванням они выступают над поверхностью седел на 0,4–0,5 мм Затем устанавливают шибер 5 с угвинченим в него невыдвижным шпинделем 13 и корпуса 11. В расточку крышки 11 устанавливают пакет уплотнения манжета шпинделя. С помощью натяжной гайки 39 пакет манжетного уплотнения шпинделя предоставляют небольшой предварительный натяг. Затем устанавливают сухарь 48, упорный подшипник 44 с опорными кольцами 45 и 46, плавку вставку 47. После чего устанавливают стакан 43. После чего на невисувному шпинделе 13 жестко фиксируют резьбовую гильзу 49. Устанавливают механизм указателя хода и монтируют штурвал 54.
Задвижка управляется штурвалом 54 (Рисунок 4.1). Положением шибера 5 управляет невисувний шпиндель 13. При вращении штурвала 54 по часовой стрелке невисувний шпиндель 13 подает шибер 5 до дна корпуса 1. Задвижка закрыта. При этом указатель хода показывает положение шибера "Закрыто".
Под влиянием среды шибер 5 (Рисунок 4.2) прижимает исходное седло 3 к корпусу 1, создавая в кольцах уплотнителей 15, 17 за счет их сжатия напряженное состояние, достаточное для герметизации соединения исходное седло 3, – шибер 5 – корпус 1. Кольца 15, 16 герметизируют соединение шибер 5 – седла 3, 4, а кольца 17, 18 герметизируют соединение корпус 1 – седла 3, 4. При больших давлениях среды сжатия колец происходит до металла, уплотнительные кольца 15, 16, 17, 18 полностью утопают в канавках. При малых давлениях среды сжатия до металла не происходит, уплотнительные кольца 15, 16, 17, 18 выступают из седел 3, 4, а герметизация обеспечивается за счет натяга между корпусом 1 и пакетом, состоящим из седел 3 и 4, шибера 5 и колец уплотнителей 15, 16, 17, 18. Натяжение обеспечивается при сборке шиберної защелки и является расчетным. В кольцах 17 и 18 всегда поддерживается напряженное состояние не только от линейного натяжения, но и от напряженного состояния материала, когда его форма стремится занять первоначальное состояние. Кольца 17 и 18 выполнены из материала менее жесткого, чем кольца 15 и 16, но более упругого, способного сохранять свои свойства при деформации до соприкосновения седел 3, 4 и корпуса 1.
При вращении штурвала 54 (Рисунок 4.1) против часовой стрелки шпиндель 13 подает шибер 5 вверх до тех пор, пока канал 2 корпуса 1 не совпадет с каналом 6 шибера 5, при этом резьбовая втулка 8 выполняет роль поводка. Грязевые зйомники 9 и 10, установленные на входном и выходном витках резьбовой втулки 8, выполненные из эластомерного материала. Указатель хода показывает положение шибера "Открыто". Задвижка открыта.
В случае возникновения пожара плавкая вставка 47, выполненная из легкоплавкого материала, выгорает, и поскольку ее высота больше, чем В промежуток, то под давлением среды невисувний шпиндель 13 поднимается вверх и герметизирует соединение корпус 1 – крышка 11. Притертые между собой конусные поверхности буртика 14 и гнезда крышки 11 гарантируют герметичность шиберної защелки при вигоранні пакета уплотнения манжета.
Уплотнения манжеты шпинделя работает следующим образом. Пакета уплотнения манжета во время составления натяжной гайкой 39 предоставляют небольшой предварительный натяг (Рисунок 4.3). Среда держат лепестковые манжеты 27, 28, 29, 30, поскольку под действием давления среды и распорных колец 35, 36, 37, 38 их разжимает лепестки.
Выпуклости Б, С, Д, Е, выполненные на внутренних и наружных диаметрах колец распорных 35, 36, 37, 38 (Рисунок 4.4), позволяют среде поступать во внутреннюю полость лепестковых манжет 27, 28, 29, 30, поскольку ширина распорных колец 35, 36, 37, 38 больше внутреннего размера лепестковых манжет между лепестками.
Износ лепестков манжет от вращения невисувного шпинделя 13 до определенного момента компенсируют кольца распорные 35, 36, 37, 38, которые при осевом натяжении постоянно поджимают лепестки лепестковых манжет 27, 28, 29, 30 к ущільнюваних поверхностей в радиальном направлении и компенсируют износ лепестки манжеты от невисувного шпинделя, вращающийся, 13.
В случае протечек, возникающих от износа лепестковых манжет 27, 28, 29, 30, восстановление герметичности достигают закачкой пластической массы. Через клапан 41 (Рисунок 4.1) в канал 40 помещают порцию пластичной массы. Затем заворачивают по резьбе плунжер 42, который проталкивает массу в уплотнение манжета шпинделя (Рисунок 4.2).
Пластичная масса поступает через каналы разделителя 34 и расходится вверх и вниз. Вверх уходит через зазоры между кольцом 32, шпинделем 13 и крышкой 11, доходит до кольца втулка 36 и через выкружку б, С, Д, Е заполняет внутреннюю полость манжеты 28. Под действием массы лепестки манжеты 28 расходятся, а сама манжета проталкивается вверх, воздействуя через верхнее промежуточное кольцо 31 на распорное кольцо 35, которое в свою очередь розтискало лепестки манжеты 27. Вниз масса идет через зазоры между опорным кольцом 25 и шпинделем, доходит до манжеты 29, отгибает ее лепестки и проходит в полость до манжеты 30, полностью заполняя ее и воздействуя на манжету 29 аналогично описанному ранее. Закачки пластичной массы можно делать в несколько приемов, но при последнем цикле удельное давление в закачуваній массе должно быть больше давления среды.
Таким образом, происходит восстановление герметичности лепестковых манжет 27, 28, 29, 30. Закачанная масса находится под давлением и заполняет объем от манжеты 28 до манжеты 30, тем самым создавая дополнительную герметичную полость. Масса, что находится между манжетами 29 и 30, также герметизирует манжету 30, поскольку своим давлением воздействует на ее лепестки и лепестки манжеты 29. Если вследствие каких–либо причин давление в полости между манжетами 27 и 29 падает, и начинается пропуск среды, то остается еще одна рабочая полость, заполненная пластичной массой, между манжетами 29 и 30.
Таким образом, две лепестковые манжеты, которые установлены симметрично относительно оси нижнего промежуточного кольца, создают дополнительную герметизирующую полость, последняя обеспечивает надежную герметизацию невисувного шпинделя шиберної защелки.

Рисунок 4.4 – Шпиндель с пакетом уплотнения манжет
Предлагаемая конструкция шиберної защелки позволяет путем простых и нетрудоемким операций по восстановлению герметичности уплотнения манжета шпинделя значительно увеличить длительность рабочего цикла защелки.
Следовательно, можно сделать следующие выводы:
– учитывая большое количество в нефте газодобыче прямоточных задвижек с одинпластинчатим шибером их модернизация с целью повышения ресурса и увеличения межремонтного периода актуальна;
– анализ конструктивного исполнения задвижек оборудования устья скважин выявил тенденцию расширения применения задвижек с невыдвижным шпинделем. При этом, в отдельных случаях, обеспечение в пределах заданной наработки на отказ работоспособности ходовой пары(контактирует со средой) может не обеспечиваться;
– разработана модернизированная конструкция задвижки (с выдвижным шпинделем, без протиштока) позволяет без увеличения длины штока:
– увеличить наработку на отказ узла затвора на 30% сальника на 50%, уменьшить усилие управления на 37%;
– сохранить удобство пользования на уровне той, что серийно выпускается.
– модернизированная задвижка при практически прежней цене позволяет увеличить период обслуживания и ремонта, увеличить наработку на отказ и уменьшить усилие управления за счет модернизации механизма привода шибера.

ТЕМА ДИПЛОМНОГО ПРОЕКТА

24.07.02.01 Повышение эксплуатационных показателей шиберной задвижки путем усовершенствования шибера

СОДЕРЖАНИЕ
ВСТУПЛЕНИЕ

1 ИНФОРМАЦИОННЫЙ ОБЗОР
1.1 Условия эксплуатации газовых и газоконденсатных скважин
1.2 Технологическое оборудование используется на газовых и газоконденсатных скважинах
1.2.1 Фонтанна арматура
1.2.2 Запірна и регулировочная арматура
1.2.3 Описание маніфольда фонтанної арматуры
1.2 4 Фланцевые соединения
1.3 Актуальность и задачи дипломного проекта
1.4 Анализ эксплуатационных характеристик элементов запірної арматуры и патентный обзор

2 ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ
2.1 Выбор технологического оборудования
2.2 Описание подобранного технологического оборудования
2.2.1 Характеристики уплотнения запірних устройств
2.2.2 Уплотнение «металл-металл» шибера задвижки
2.2.3 Сальниковое уплотнение шпинделя
2.2.4 Корпус
2.2.5 Шибер
2.2.6 Седло
2.2.7 Подъемная гайка
2.2.8 Шток
2.2.9 Щека направляющей шибера

3 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ

4 ОПИСАНИЕ ТЕХНИЧЕСКОГО ПРЕДЛОЖЕНИЯ

5 РАСЧЕТЫ РАБОТОСПОСОБНОСТИ
5.1 Расчет потерь напора в ФА
5.2 Расчет шибера задвижки после проведения модернизации
5.3 Расчет шпинделя модернизированной задвижки

6 РЕМОНТ
6.1 План-график планово-предупредительных ремонтов
6.2 Типичный процесс ремонта
6.3 Условия эксплуатации и анализ действующих нагрузок
6.4 Карта смазки оборудования
6.5 Типичные виды и причины спрацювання и отказов элементов оборудования
6.6 Содержание технического обслуживания. Перечень и последовательность работ при ТО и текущем ремонте задвижки
6.7 Технология возобновления сработанных деталей запірних устройств и маніфольдів
6.9 Поверхностное укрепление деталей
6.10 Определение допущений на обработку аналитическим методом
6.11 Расчет режимов резания

7 ОРГАНИЗАЦИОННО ТЕХНИЧЕСКИЕ МЕРОПРИЯТИЯ
7.1 Комплекс работ по подготовке к проведению монтажных работ оборудования
7.2 Особенности проведения монтажа оборудования и порядок действий во время монтажа
7.3 Подготовка к запуску и запуск смонтированного оборудования
7.4 Расчет численного состава монтажной бригады

8 ОХРАНА ТРУДА
8.1 Анализ вредных и опасных факторов которые действуют на работающих при эксплуатации обслуживания
8.2 Технические средства что предусматриваются для уменьшения или устранения действия вредных и опасных производственных факторов
8.3 Инженерные решения из охраны труда и техники безопасности
8.3.1 Расчет шибера задвижки
8.3.2 Расчет прожекторного освещения устья скважины
8.4 Безопасность процессов труда и пожарная при эксплуатации и обслуживании оборудования

9 ГРАЖДАНСКАЯ ЗАЩИТА
9.1 Силы и средства Гражданской защиты
9.2 Гражданская защита на нефте-газовых обєктах
9.3 Организация Гражданской защиты на объектах ведения(ОГ) хозяйства
9.4 Аварии на пожежо-вибухонебезпечних обєктах
9.5 Расчет очага поражения при взрывах и пожарах

10 ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
10.1 Нормативно-правовые и разрешительные документы в отрасли охраны окружающей среды по Сереблянському месторождению
10.2 Нормативно-правовые и разрешительные документы в отрасли охраны недр при разработке месторождений пресных подземных вод и охрана водной среды
10.3 Сбор хранения и утилизация отходов на месторождении Сереблянського УКПГ
10.4 Охрана атмосферного воздуха
10.5 Мероприятия по охране земельных ресурсов

11 ЭКОНОМИЧЕСКИЕ РАСЧЕТЫ
11.1 Методическое обоснование расчета экономического эффекта
11.2 Расчет экономического эффекта от внедрения тех. предложения

ВЫВОД
ЛИТЕРАТУРА
ДОПОЛНЕНИЯ

ЧЕРТЕЖ:
1 Установка комплексной подготовки газа. Схема технологическая(А1)
2 Наземное оборудование газоконденсатной скважины. Вид общий(А1)
3 Стенд опресовки задвижек. Вид общий(А1)
4 Прямоточная плоскошиберна задвижка ЗМАД 65*35. Сборочный чертеж(А1)
5 Задвижка ЗМАД 65*35 модернизирована. Сборочный чертеж(А1)
6 Технологический процесс изготовления винта(А1)
7.1 Винт(А2)
7.2 Седло(А3)
7.3 Гайка штока(А4)
7.4 Кольцо уплотняет(А4)

ПРИМЕЧАНИЯ:
 В наличии также спецификации, маршрутная карта, ведомость проекта