Расчетная часть-Расчёт конструкции уплотнения полируемого штока станка - скалки типа СКДТ8 – 3 – 4000 Комплекса оборудования для добычи нефти-Курсовая работа-Дипломная работа-Оборудование для добычи и подготовки нефти и газа

Расчетная часть-Расчёт конструкции уплотнения полируемого штока станка - скалки типа СКДТ8 – 3 – 4000 Комплекса оборудования для добычи нефти-Курсовая работа-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 расчеты работоспособности......................................................... 21
5.1. Расчет необходимой мощности приводного электродвигателя......... 21
5.2 Расчет клиноременной передачи станка- качалки СКДТ8- 3- 4000... 22
5.3 определение сил трения в базовом и модернизированном устьевых
сальниках………………………………………………………………………

5 РОЗРАХУНКИ ПРАЦЕЗДАТНОСТІ
5.1. Розрахунок необхідної потужності привідного електродвигуна

Вихідні дані: діаметр плунжера Dпл=38 мм; глибина свердловини H=1440мм; довжина ходу гирлового штока s=3м; частота ходів головки балансира n=11,9 хв-1.
Потужність електродвигунів для верстатів-качалок може бути визначена за формулою Азинмаша в кВт за середньоквадратичним значенням тангенційних сил:
   (5.1)
та
     (5.2)
де N0 – втрати потужності холостого ходу верстата-качалки, N0 приймається у розмірі 5% від загальних втрат потужності;
Dпл, H, s, n – мають такі розмірності та значення: Dпл = 38 мм, H = 1440 мм, s = 3м, n=11,9 хв-1;
К0 – відносний коефіцієнт форми кривого крутного моменту на валу електродвигуна, що для верстатів-качалок із роторним урівноваженням визначається залежністю
.    (5.3)
Тоді,
;
Ка – поправковий коефіцієнт, який ураховує вплив деформації штанг і труб на величину середньоквадратичної потужності, приймаємо залежно від відношення довжини ходу плунжера до довжини ходу полірованого штока, що визначається за формулою:
м,(5.4)
де – довжина ходу точки підвісу штанг, у нашому випадку =3м;
– площа перерізу плунжера, см2, у нашому випадку [11].
=11,34 см2;
= – висота підйому нафти, приймається такою ж як глибина спуску насоса, оскільки динамічний рівень знаходиться біля прийому насоса,тоді = =1440 м;
– середня площа перерізу штанг, складених зі ступенів, визначається:
см2,   (5.5)
де та – площі перерізів насосних штанг діаметрами відповідно 22 мм та 19 мм [11];
– площа поперечного перерізу тіла вибраних насосно-компресорних труб із =89 мм. , згідно із додатком М =16,82 мм2.
– модуль пружності матеріалу штанг, приймаємо = 2,1106 МПа.
Оскільки , то з [11] приймаємо найближче стандартне значення Ка= 0,98.
Для розрахунку вибираємо формулу (5.1), тоді:

Тобто стандартний електродвигун, котрий установлюють на верстаті-качалці СКДТ8-3-4000 ( 22 кВт ), буде задовольняти умови [11].

5.2 Розрахунок клинопасової передачі верстата-качалки СКДТ8-3-4000.

Для верстатів-качалок СКДТ8-3-4000 [11] застосовується клинопасова передача, яка має такі характеристики:
– тип ременя – В;
– ширина ременя – 24 мм;
– висота ременя – 14 мм;
– максимальна кількість ременів – 6;
– довжина ременя – 4000 мм.
Кількість обертів шківа редуктора визначається за формулою:
(хв-1),     (5.2.1)
де = 0,01 – коефіцієнт ковзання ременя;
– діаметр шківа електродвигуна; в нашому випадку = 0,2655 м;
– кількість обертів вала ротора електродвигуна за хвилину; за умовою = 1500 хв-1;
– діаметр шківа редуктора; = 0,900 м.
Звідси за формулою (5.2.1):
хв-1.
Швидкість руху ременів:
м/с.    (5.2.2)
У клинопасових передачах швидкість руху ременів не повинна перевищувати 25 м/с. Тобто, така швидкість 20,84 м/с нас повністю задовольняє.
Кут обхвату меншого шківа рахується за емпіричною формулою:
.  (5.2.3)
Розрахункова потужність , кВт, що передається одним ременем, визначається з [11]. Її значення встановлюється шляхом вибору найближчої табличної величини – в нашому випадку воно складає величину = 10,9кВт.
Допоміжний коефіцієнт для розрахованого кута обхвату складе:
.   (5.2.4)
Мінімальна кількість ременів розраховується за формулою:
,      (5.2.5)
де – коефіцієнт, який ураховує режим роботи верстата-качалки; в розрахунках приймаємо = 0,55.
Тоді:
.
Приймаємо = 3 ременя.
Кількість перегинів ременів за секунду:
(с-1),     (5.2.6)
де =4 м – довжина приводного паса [11].
Ураховуючи, що значення не повинне перевищувати 40 с-1, такі умови нас задовольняють.

5.3 Визначення сил тертя в базовому та модернізованому устьових сальниках.

Сили тертя в сальнику можна визначити за формулою:
   (5.3.1)
де dу.ш. - діаметр устьового штока (38 мм); h – висота ущільнюючої набивки (300 мм у базового сальника устьового; 180 мм у сальника модернізованої конструкції); рб – тиск робочої рідини (8 МПа, згідно режиму роботи нафтової свердловини); k – коефіцієнт залежить від шорсткості поверхні штоку, матеріалу, манжет, виду робочої рідини. Під час розрахунку сили тертя в устьових сальниках приймають k=0,33.
Розрахуємо сили тертя, які виникають між штоком та ущільнюючими поверхнями в базовому устьовому сальнику:

Розрахуємо сили тертя, які виникають між штоком та ущільнюючими поверхнями в устьовому сальнику модернізованої конструкції:



Рисунок 5.3.1 - Сальник устьовий СУС1-73-31
1 – відвід; 2 – гайка спеціальна; 3 – нижня втулка; 4 – кришка головки;
5 – ручка; 6 – втулка; 7 – кільце; 8 – кільце ущільнююче;
9 – головка шарова; 10 – набивка сальникова; 11 – кільце; 12 – втулка;
13 – кільце ущільнююче; 14 – гайка спеціальна; 15 – корпус; 16 – шток.


Рисунок 5.3.2 - Сальник модернізованої конструкції ущільнення полірованого штока.
1 – відвід; 2 – гайка спеціальна; 3 – нижня втулка; 4 – кришка головки;
5 – ручка; 6 – ущільнююча манжета; 7 – розпірна втулка;
8 – головка шарова; 9 – гайка накидна; 10 – набивка сальникова;
11 – втулка; 12 – корпус; 13 – шток.
Згідно приведених розрахунків Qс.баз.>Qс.мод., тобто сили тертя, які виникають між штоком та ущільнюючими поверхнями сальника модернізованої конструкції менші. Отже, можна зробити висновок, що проведення модернізації конструкції ущільнення полірованого штока верстата – качалки є доцільним, так як зменшення сил тертя під час роботи сальника збільшить довговічність та між ремонтний цикл сальника.