Страницу Назад
Поискать другие аналоги этой работы
508 Расчёт универсального превентора ПУ1-230х35 противовыбросового оборудования ОП5-230х35-Курсовая работа-Оборудование для бурения нефтяных и газовых скважинID: 212743Дата закачки: 26 Августа 2020 Продавец: https://vk.com/aleksey.nakonechnyy27 (Напишите, если есть вопросы) Посмотреть другие работы этого продавца Тип работы: Диплом и связанное с ним Форматы файлов: Microsoft Word Описание: Расчёт универсального превентора ПУ1-230х35 противовыбросового оборудования ОП5-230х35-Курсовая работа-Оборудование для бурения нефтяных и газовых скважин 6 Расчеты по техническому предложению 6.1. Методика определения размеров поршня кольцевого превентора при проектировании Для гидроуправления превенторами выбираем станцию ГУП-14, с рабочим давлением 14 МПа. Для закрытия превентора необходимо выполнение условия: P_о∙F_о>P_З∙F_З, (6.1) где P_о – давление жидкости в полостиоткрывания, МПа; F_о – площадь поршня в полости открывания, м^2; P_з – давление жидкости в полости закрывания, МПа; F_з – площадь поршня в полости закрывания, м^2. 14∙0,19>0,3∙0,147, 2,66>0,04. Условие выполняется. Для открытия превентора: P_З∙F_З>P_0∙F_Б, (6.2) где P_з – давление жидкости в полости закрывания, МПа; F_з – площадь поршня в полости А, м^2; P_0 – давление флюида в полости В, МПа; F_Б – площадь поршня в полости Б, м^2. 14∙0,147>35∙0,052, 2,065>1,82. Условие выполняется. Площади поршня в полостях открывания, закрывания и в полости В определяются по диаметрам поршня в этих полостях, принимаемых конструктивно. 6.2 Расчет фланцевого соединения Фланцевая арматура соединятся шпильками с двумя гайками, и уплотняется металлическим восьмиугольным кольцом, зажимаемым между фланцами. Для установки уплотняющего кольца во фланцах сделаны канавки. Расчет фланцевого соединения заключается в проверки прочности деталей фланцевого соединения. При прочностном расчете достаточно проверить прочность шпилек, фланца, прокладки [11]. 6.2.1 Определение усилий, действующих на фланцевое соединение Суммарное усилие действующие на фланцевое соединение, кН: N_ф=N_дав+N_зат, (6.3) где N_дав – сила давления скважинной среды, действующая на фланцы, кН; N_зат – остаточное усилие затяжки резьбового соединения, кН. Эта сила действует на фланцы и болтовое соединение. Сила давления скважинной среды, кН: N_дав=P_оп∙F=P_оп∙(π∙D_ср^2)/4, (6.4) где P_оп – давление при опрессовке, Па; F – площадь сечения, м^2; D_ср – средний диаметр уплотнительной прокладки, м. N_ф=70∙〖10〗^6∙(3,14∙〖0,27〗^2)/4=3816,3 кН. Остаточное усилие затяжки, кН: N_зат=π∙D_ср∙b_эф∙m∙P_оп, (6.5) где b_эф – эффективная ширина прокладки, м; m – прокладочный коэффициент, зависящий от материала прокладки. b_эф=0,25∙b, где b – ширина прокладки, м. b_эф=0,25∙0,0167=0,004175 м. N_зат=3,14∙0,27∙0,004175∙5,5∙70∙〖10〗^6=1262,7 кН. По формуле 6.4 определим суммарное усилие: N_ф=3816,3+1262,7=5079 кН. 6.2.2 Проверка шпильки на прочность Сила, действующая на резьбу шпильки, кН: N_шп=N_ф/(Z∙K_н ), (6.6) где N_ф – усилие, действующее на фланцевое соединение, Н; Z – количество шпилек в соединении, шт; K_н – коэффициент неравномерности нагружения болтов. N_шп=(5079∙〖10〗^3)/(12∙0,75)=544 кН. Напряжение среза резьбы шпильки, МПа: σ_шп=N_шп/F_ср , (6.7) где N_шп – сила, действующая на резьбу, Н; F_ср – площадь среза, м2. Площадь среза определяется формуле, м2: F_ср=π∙d_р∙L_р∙k_1∙k_2, (6.8) где d_р – внутренний диаметр резьбы, м; L_р – длина резьбы, м; k_1 – коэффициент, зависящий от неравномерности нагружения витков резьбы; k_2 – коэффициент полноты резьбы. F_ср=3,14∙0,0371∙0,21∙0,54∙0,87=0,0115 м^2. σ_шп=(544〖∙10〗^3)/0,0115=47,3 МПа. Напряжение среза резьбы должно удовлетворять условию: σ_шп≤([σ])/n, (6.9) где σ_шп – напряжение среза, МПа; [σ] – допускаемое напряжение среза, МПа; n – коэффициент запаса прочности. Допустимое напряжение [σ] определяем по пределу текучести материала шпильки при запасе прочности n=2,5. 36,6≤125/2,5, 47,3<50. Условие запаса прочности выполняется. 6.2.3 Проверка прочности фланца Фланец рассчитывается по наиболее опасному сечению АВ (см. рисунок 6.1). При расчете фланца его можно представить в виде консольной балки с заделкой в сечении АВ [11]. В соответствии с обозначениями (см. рисунок 6.1) изгибающей момент балки определяется по формуле, кН∙м: М_АВ=N_ф∙l_А, (6.10) где N_ф – усилие, действующее на фланцевое соединение, кН; l_А – плечо сил, м; М_АВ=5079∙0,045=228,5 кН∙м. Рисунок 6.1 – Схема фланцевого соединения Момент сопротивления опасного сечения, м2: W_АВ=(π∙D_м)/6∙[(〖(D_пр-D_ср)〗^2+2〖∙(Н_о-f)〗^2)/2], (6.11) W_АВ=(3,14∙0,308)/6∙[(〖(0,34-0,27)〗^2+2〖∙(0,082-0,011)〗^2)/2]=0,0012 м^2. Напряжение в опасном сечении, МПа: σ_АВ=( М_АВ/W_АВ )≤[σ], (6.12) Допустимое напряжение [σ] определяем по пределу текучести материала фланца при запасе прочности 2,5. 6.3 Расчет основания превентора Наиболее нагруженной деталью превентора является его основание. Поскольку отношение толщины стенки к диаметру в основании превентора составляет 1/9 (больше 1/20), то расчет такого цилиндра ведем по формулам для толстостенного цилиндра [11]. Рисунок 6.2 – Действующие нагрузки на основание Расчет допускаемого напряжения проведем для сечения ВС, которое является опасным сечением. σ_t=(2∙P_оп∙r_1^2)/(r_1^2-r_2^2 ), (6.13) где P_оп – опрессовочное давление, МПа; r_1=0,17 – наружный радиус сечения, м; r_2=0,115 – внутренний радиус сечения, м. σ_t=(2∙70∙〖0,17〗^2)/(〖0,17〗^2-〖0,115〗^2 )=258 МПа, Корпус универсального превентора отливают из стали 30ХГС для толщин стенок более 100 мм. Механические свойства стали 30ХГС: предел текучести σ_t, МПа (кгс/〖мм〗^2) – 850 (85); ударная вязкость α_н, МДж/м^2 – 0,45; твердость по Бринелю – 229 НВ; относительное удлинение, % – 10. Для этой стали определяют допускаемые напряжения при коэффициенте запаса n=2,5. σ_т≤[σ_t ]/n, (6.14) 258≤850/2,5, 258<340. Другие сечения корпуса универсального превентора менее опасны, поэтому и проверять их не требуется. 6.4 Расчет кулачков Когда уплотнителем перекрыта вся скважина (трубы отсутствуют), нагрузка на крышку передается через фланцы уплотнителя. Крышку превентора рассматриваем как круглую пластину с концентрическим отверстием, внешний край которого опирается на корпус, а равномерная нагрузка распределяется по ее внутреннему краю. Максимальная нагрузка, действующее на крышку, кН: N_max=N_1+N_2, (6.15) где N_1 – нагрузка, действующая от давления в скважине, кН; N_2 – нагрузка, действующая от давления гидравлической системы, кН. Нагрузка, действующая от давления в скважине, кН: N_1=P_оп∙F_1=P_оп∙π/4 (D_1^2-d_1^2 ), (6.16) где P_оп – давление при опрессовке, МПа; F_1 – площадь действия нагрузки, м^2; D_1 – наружный диаметр, м; d_1 – внутренний диаметр, м. N_1=70〖∙10〗^6∙3,14/4 (〖0,364〗^2-〖0,262〗^2 )=2800 кН. Нагрузка, действующая от давления гидравлической системы, кН: N_2=P_г∙F_2=P_г∙π/4 (D_2^2-d_2^2 ), (6.17) где P_г – давление гидравлической системы, МПа; F_2 – площадь действия нагрузки, м^2; D_2 – наружный диаметр камеры закрывания, м; d_2 – внутренний диаметр камеры закрывания, м. N_2=14∙〖10〗^6∙3,14/4 (〖0,612〗^2-〖0,432〗^2 )=1906 кН. N_max=2800+1906=4706 кН; N_max/F_(общ ср) =τ, (6.18) где F_(общ ср) – общая площадь среза, м^2; τ – напряжение среза, МПа. F_(общ ср)=N_max/τ, Для стали 40Х предел текучести равен 800 МПа Напряжение среза должно удовлетворять условию: τ≤([τ])/n, (6.19) где τ – напряжение среза, МПа; [τ] – допускаемое напряжение среза, МПа; n – коэффициент запаса прочности. τ≤800/2,5, τ≤320 МПа, F_(общ ср)=(4706∙〖10〗^3)/(320∙〖10〗^6 )=0,0142 м^2. F_ср=F_(общ ср)/z, (6.20) F_ср=0,0142/6= 0,0023〖 м〗^2. Срезом кулачка является прямоугольник с шириной b и высотой h. Следовательно, F_ср=b∙h=0,0023 м^2. Конструктивно принимаем ширину b=0,055 м, высоту h=0,042 м. Рисунок 6.3 – Сечение кулачка 6.4 Расчет крышки В процессе испытания корпуса и крышки в сборке на определенное давление крышку вместе с заглушкой рассматривают как одно целое – круглую сплошную пластинку постоянной толщины, край которой опирается и равномерная сплошная нагрузка действует по всему контуру. Крышка изготовлена литьем из стали 30ХГС. При этом максимальное напряжение определяем по линии c, радиус которой r_с равен среднему радиусу прокладки: Напряжение действующее на крышку: σ_max=-(3∙ρ)/(8∙π∙m〖∙s〗^2 ) [(3m+1)-(m+3) (r_c^2)/a^2 ], (6.21) где ρ – максимальное напряжение, МПа; s – толщина стенки, м; r_с – средний радиус прокладки, м; a – внутренний радиус крышки, м. Максимальные напряжения определяем по формуле: p=π∙a^2∙P_оп, (6.22) p=3,14∙〖0,177〗^2∙70= 6,86 МПа. σ_max=(3∙6,86)/(8∙3,14∙3,3〖∙0,75〗^2 ) [(3∙3,3+1)-(3,3+3) 〖135〗^2/〖0,177〗^2 ]= 282 МПа. Рисунок 6.4 – Расчет крышки превентора 6.5 Определение геометрических размеров прокладки На трубопроводе. d_т=80 мм – внутренний диаметр трубопровода; Р_р=35 МПа. Высота кольца, мм: h_к=5,6√(d_т⁄10), (6.23) h_к=5,6√(80⁄10)=15,8 мм. Ширина кольца, мм: b_к=4√(d_т⁄10), (6.24) b_к=4√(80⁄10)=11,3 мм. Глубина канавки под кольцо, мм: К=2,5√(d_т⁄10), (6.25) К=2,5√(80⁄10)=7,07 мм. Размер файла: 640,7 Кбайт Фаил: (.rar)
Коментариев: 0 |
||||
Есть вопросы? Посмотри часто задаваемые вопросы и ответы на них. Опять не то? Мы можем помочь сделать! Некоторые похожие работы:К сожалению, точных предложений нет. Рекомендуем воспользоваться поиском по базе. |
||||
Не можешь найти то что нужно? Мы можем помочь сделать! От 350 руб. за реферат, низкие цены. Спеши, предложение ограничено ! |
Вход в аккаунт:
Страницу Назад
Cодержание / Нефтяная промышленность / Расчёт универсального превентора ПУ1-230х35 противовыбросового оборудования ОП5-230х35-Курсовая работа-Оборудование для бурения нефтяных и газовых скважин
Вход в аккаунт: