Обладнання для буріння свердловини
Вибір типу та параметрів обладнання для буріння свердловини. Умови роботи швидкозношуваних деталей бурового насоса, види, характер та механізм їх руйнування. Зусилля, діючі в елементах кривошипно-шатунного механізму. Монтаж та експлуатація обладнання.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | курсовая работа |
| Язык | украинский |
| Дата добавления | 07.01.2015 |
| Размер файла | 2,2 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Нкл= (4.12)
де Рпр - навантаження пружини при відкритому клапані, кгс;
Рпр =у
де - жорсткість пружини, см;
Gкл - вага клапана в зборі з пружиною, кгс;
- питома вага рідини;
Gкл=22,31+0,8=5,42 кгс = 54,2 Н;
Площина січення прохідного отвору сідла клапана буде рівна:
fc== 0,00950 м2 (4.13)
Сумарне гідростатичне навантаження на клапан Нкл, явл яє собою опір клапана. Приведене відношення дозволяє визначити необхідне зусилля пружини.
Розв'язуючи рівняння відносно Рпр отримаємо:
Ррп=Нкл fc - Gкл; (4.14)
де - питома вага рідини. Для води =1700 кг/м3.
Отже, отримаємо:
Рпр=;
З іншої сторони маємо наступні відношення для вибору розмірів пружини
Рпр=; (4.15)
де G - модуль пружності при зсуві, G = 81010 Мпа;
d - діаметр проволоки пружини, м, d = 0,008 м;
Dср - середній діаметр витка пружини, м; Dср=0,10;
і - число робочих витків пружини, і = 8;
у - деформація пружини при відкритім.
у=h1+hmax; (4.16)
де hmax - деформація пружини при максимальній висоті підйому клапана, h1 - попередня деформація пружини, м, h1=31,7 мм = 0,0317 м
Тоді:
Рпр== 512 (0,0317+hmax)
512
Задаючись різними значеннями hmax шляхом підбору визначимо її дійсну величину:
hmax 18,3 мм = 0,0183 м.
Максимальна висота підйому клапана:
hmax = 18,3 мм і Nhmax = 12518,3=2287,5
Повна деформація пружини при відкритому клапані складає:
у=0.0317+0,0183=0,05 м;
Рпр=5120,05=256 Н - зусилля пружини при відкритому клапані.
Зусилля пружини при закритому клапані:
Рпр=5120,0317=162 Н.
Напруження в поперечному січенні витка при відкритому клапані складає:
=; (4.17), = = 275 МПа.
Матеріал пружини сталь 60 С2 по ГОСТ 2052-74.
Механічні властивості т = 120 МПа; в= 130 МПа.
Рекомендовані допустимі напруження 700 МПа.
Сумарне гідростатичне навантаження на клапан згідно (4.14)
Нкл = 6,65 м.
Швидкість посадки клапана рівна:
Vкл = hmax = 18.313,1=239,7 мм/с=0,2397 м/с; (4.18)
Критична швидкість, при якій може появитися стук клапанів, складає
Vкл = 200350 мм/с.
При замірах фактичних швидкостей посадки клапанів насосів стук клапанів появляється при Vкр = 290 мм/с
Швидкість рідини в клапанній щілині визначимо за формулою (4.19):
Vр = (4.19)
де - коефіцієнт швидкості, рівний 0,60,8.
Приймаємо =0,8 і отримаємо:
Vр = 0,8= 8,250 м/с.
Визначимо швидкість рідини в найменшому січенні сідла з урахуванням його стиснення потоками клапана:
Vс = (4.20)
де fc - потік клапана;
fc = fc - 4f = 0,00502 - 0,0009 = 0,00412 м2;
Vс = = 4,9 м/с;
Швидкість потоку в сідлі клапана переважно 34 м/с
4.3 Розрахунок елементів клапана на міцність
Горизонтальна посадочна поверхня тарілки клапана розрах овується на зминання
зм =; (4.21)
де Q - зусилля, яке діє на таріль, кгс; Fзм - площа зминання, см2
Q = Pp ; (4.22)
де dт - діаметр тарілки, см; Рр - робочий тиск, кгс/см2;
Q = 320 =71152,1 кгс = 711521 Н;
Fзм = () +3вn; (4.23)
де Dн і Dвн - зовнішній і внутрішній діаметри сідла, см
Fзм = () +316,833=158,66 см2=0,01587 м2;
Отже, напруження зминання буде рівним:
зм ==448,5 кгс/см2=44,85 МПа;
Граничні допустиме напруження зминання:
; кгс/см2 = 300МПа. (4.24)
де т - напруження текучості (границя текучості), кгс/см2
nт - коефіцієнт запасу міцності, nт = 2;
Зовнішню поверхню сідла клапана провіряємо на зминання згідно (4.25). Найбільш діюче на сідло зусилля складає
Q = = 737 кН; (4.25)
Бокова поверхня сідла буде рівна
Fзм = 0,7Dсрn = 0,714,73=96,93 см2 = 0,009693 м2;
Напруження зминання буде рівний:
зм ==760,3 кгс/см2 = 76,3 МПа;
Матеріал сідла клапана сталь 40ХНМ.
5. Монтаж та раціональна експлуатація обладнання циркуляційної системи
5.1 Монтаж бурових насосів
У всих випадках насоси встановлюють на балки основи насосного блоку або фундаментні балки і патрубками всмоктуючого і жорсткого нагнітального маніфольда з'єднують з приймальною і нагнітальною коробкою.
При збиранні необхідно витримати соосність шкивів привідних насосів і станції.
Щоб полегшити монтаж і вивірку насосів, необхідн о балки під привідну станцію закладувати точно дотримуючись координати, які задані в технічній документації.
Насоси в бурових установках встановлюють на нульову відмітку і вивіряють по рівню в двох напрямках.
Далі нагнітальні корбки бурових насосів з'єднують і надійно кріплять з фланцями патрубків маніфольда, встановлюють привідну станцію насоса, надівають паси і вивіряють положення привідної станції по шківу насоса.
Після цього приймальні коробки насосів з'єднують патрубками з всмоктуючим трубопроводом, які ведуть до місткостей, рівень бурового розчину в них повинен бути више вісі циліндрів насоса, щоб насоси працювали під залив. В іншому випадку у насоса понизяться коефіцієнт наповнення і подача.
По завершенню монтажу на насосах встановлюють консольний поворотний кран для заміни клапанів і циліндрових втулок.
5.2 Монтаж нагнітального маніфольду
Нагнітальний маніфольд призначений для транспортування промивного розчину від бурових насосів до фланця вертлюга в буровій вишці і до допоміжного трубопроводу, який зв'язує пристрої системи приготування і очищення розчину.
В маніфольд входять секції трубопроводу, зворотні і запобіжні клапани, засувки, вузли керування засувками, а також гнучкий броньований шланг, який з'єднує фланець стояка з фланцем вертлюга.
Маніфольд складається з горизонтальної і вертикальної часини. На буровій установці горизонтальну частину маніфольду монтують на спеціальному фундаменті. Вертикальну частину маніфольду монтують на стойках вишках.
Монтаж маніфольду зводиться до встановлення секцій трубопроводу, встановлення різних засувок, запобіжних клапанів, вивірки і з'єднанню і кріпленню їх між собою і з'єднанню підєднуючих фланців маніфольду до нагнітаючих коробок бурових насосів.
Секції трубопроводу і різні вузли, які входять в комплект маніфольду перед монтажом повинні бути перевірені і продуті, щоб в них не були закупорені прохідні перерізи.
Всі секції маніфольду встановлюють на кронштейни або бетонні тумби і з'єднують з відповідними деталями і вузлами, далі встановлюють і під'єднують патрубки відводів до нагнітальних коробок насосів.
Кріплення елементів маніфольду починають з кріплення відводу до нагнітальних коробок насосів і поступово доходять до кріплення насосного блоку до вишки. При цьому необхідно, щоб горизонтальна частина нагнітального трубопроводу мала нахил в напрямку встановлених насосів.
Первинний монтаж стояка рекомендується проводити після піднімання вишки, всі підготовчі і зварювальні роботи повинні бути виконанні у відповідності з керівництвом по монтажу і експлуатації маніфольду. Обладнання, яке монтується на висоті, і стояк з відводом повинні мати додаткове кріплення до елементів металоконструкції вишки, що передбачає його падіння.
При пересуванні бурової на нову точку маніфольд роз'єднують на стики блоків, а також від'єднують його вертикальну частину від горизонтальної.
Трубопроводи високого тиску і викидної монтують одночасно. Викидний трубопровід повинен бути прямим з нахилом в сторону місткостей, з якими його з'єднують після з'єднання з пусковими засувками і після монтажу системи очистки промивного розчину.
По закінченню монтажу маніфольд в зібраному вигляді повинен бути підвержений гідравлічному випробовуванню пробним тиском.
Нагнітальний трубопровід під пробним тиском витримують на протязі 10 хв, далі знижують тиск до робочого.
Монтаж, випробовування, підготовку до експлуатації і в подальшому експлуатацію необхідно виконувати, суворо дотримуватись рекомендацій, викладених в керівництві по експлуатації, розроблених заводом виробником маніфольда і Держтехнагляду.
5.3 Експлуатаця бурових насосів
Тиск, що розвиває насос, повинен відповідати характеристиці насоса. Дозволяється лише короткочасне підвищення нормальних тисків не більше ніж на 10%. Стрілка манометра під час роботи повинна трохи вібрувати. При нерухомій стрілці манометра робота насоса заборонена. Стук клапанів, поршней і циліндрових втулок неприпустимий.
Велику увагу слід приділяти кріпленню гідравлічних коробок до станини: послаблення кріплення неприпустимо. Клинопасова передача приводу насосу повинна бути вивірена по вісям руч'їв, її перекос і провисання пасів неприпустимі. Необхідно систематично підтягувати кріплення циліндрових втулок і слідкувати за постійною обмивкою штоків водою або маслом.
При заміні циліндрових втулок, якщо їх діаметр змінюється, слід встановити відповідну запобіжну діафрагму.
Щоб виключити промив гідрокоробки, необхідно сідло клапана щільно посадити в гніздо, що і роблять слідуючим чином. На конічній поверхні розточки гнізда в гідрокоробці, а також на поверхні сідла клапана не повинно бути руйнувань. Перед посадкою ці поверхні треба добре протерти. В проточку сідла клапана вставляють гумове ущільнююче кільце з діаметром менше внутрішнього діаметра проточки. Сідло клапана з гумовим ущільнюючим кільцем поступово, без ударів і штовхань опускають в конічну розточку.
На встановлене сідло клапана ставлять спеціальний розпірний стакан і загвинчують кришку клапанної коробки плечем довжиною 2-3 м зі значним зусиллям вручну. Кришка, впираючись в стакан, запресовують сідло клапана. Після запресування кришку відгвинчують, забирають стакан, встановлюють клапана, і так далі.
Таке запресування клапана найбільш надійне і ефективне в порівнянні з іншими способами.
Необхідно слідкувати за посадкою клинопасового шківа на вал і по мірі необхідності підтягувати кріплення.
Періоди зміни долота слід використовувати для огляду насоса, особливо його клапанів і поршней, усунення неполадок і заміни зношених деталей. Перші два-три тижні для кращого припрацювання підшипників кочення, зубчатого зачеплення і інших робочих вузлів насос треба навантажувати не більше ніж на 50-60% номінальної потужності.
Прикатка зубчатого зачеплення виконана односторонньо і відповідає обертанню, вказаному стрілкою на станині. При необхідності зміни напрямку обертання слід провести обкатку зубчастого зачеплення без навантаження насоса до отримання плями дотику зубів не менше 60% по висоті і 50% по довжині, а також усунути можливе нагрівання напрямних крейцкрифів шляхом припрацювання їх під час обкатування насоса.
Нагрівання підшипників кочення пальця крейцкопфа і напрямних допускається до 70°С. При нагріванні цих вузлів вище 70°С насос слід зупинити і з'ясувати причину нагрівання.
Зазор між втулкою і пальцем крейцкопфа при зношенні бронзової втулки допустимий не більший 0,3-0,4 мм. Працювати при великому зазорі забороняється.
Заливання в ванну масла з пониженою в'язкістю може призвести до задирів зубів шестеренчастої пари. Підшипники кочення змащують в відповідності з картою змащування.
Забороняється робота насоса при наявності стуку в підшипниках, при послабленні і затяжки шпильок середньої кришки насоса.
5.4 Догляд і змащування бурового насоса
Необхідно встановити манометр на вихідному трубопроводі, так щоб покази його було добре видно при обслуговуючому персоналу. При цьому шкала повинна знаходитись у вертикальній площині. Вибирати манометр необхідно такий, щоб при найбільшому тиску стрілка його знаходилась у середній частині шкали.
Запускати насос тільки по узгодженню і після закриття усіх щитків, кожухів і загороджень коло рухомих частин насосу.
Система змащування насоса є комбінованою. Змащування зубчастої пари і підшипників великих головок шатунів зійснюється рідким маслом, шляхом занурення зубів колеса і підшипників в масляну ванну.
6. Техніка безпеки при експлуатації бурових насосів
6.1 Забезпечення нормальних умов праці
Для забезпечення нормальних умов праці на буровій передбачені слідуючі побутові приміщення.
а) побутові приміщення з кабінетом майстра і кімнатою відпочинку, обладнані обігрівальними приладами і охолоджувальними приладами, умивальником і бачком для питної води;
б) побутовий вагончик з гардеробною, сушилкою для спецодягу і взуття; душовою кабіною;
в) вагон - столова на вісім посадкових місць.
На робочих місцях проводиться природна вентиляція, спеціальних споруд не передбачається. Освітлення робочих місць проводиться при допомозі ламп.
При приготуванні бурового розчину, необхідно користуватись засобами індивідуального захисту для робітників.
На нагнітальних лініях бурових насосів необхідно встановлювати засувки, які виключають вихід рідини з насоса під час його ремонту. Пускові засувки бурових насосів мають дистанційне керування.
Для обслуговування бурового насоса навколо нього повинна бути підлога з жолобом для відводу рідини.
6.2 Забезпечення безпеки праці при експлуатації насосів
Для запобігання травматизму робітники повинні суворо дотримуватись правил по техніці безпеки.
Під час роботи насоса забороняється:
а) проводити ремонт або кріплення будь - яких частин;
б) чистити і змащувати рухомі частини вручну або за допомогою непризначених для цього прилаштувань;
в) знімати огородження або окремі їх частини і проникати за огородження;
г) переходили через привідні паси або під ними;
д) направляти, надівати, складати, натягувати або послабляти пасові передачі.
Висновки
Проведений розрахунок вибору бурового насоса повністю не розкрив сутність розрахунку для даної глибини свердловини. Це пояснюється багатьма факторами - це пояснюється використанням: різного типорозміру бурильної колони, обсадних труб, доліт з гідромоніторною і центральною промивкою, вибійних двигунів при спорудженні свердловини, при таких же глибинах.
Розробка вдосконалення вимагає більш детального його розгляду. Вивчення позитивних і негативних наслідків, які виникають через застосування розробленого вдосконалення, теоретично дає заперечення з боку деяких науковців, але б більш детальні комп'ютерні розрахунки на сучасних ЕОМ і лабораторні дослідження дали б покази з яких і можна було судити про використання чи не використання даного вдосконалення.
Перелік посилань на джерела
1. Денисов П.Г. Сооружение буровых. - М.: Недра, 1989, 397 с.
2. Ильский А.Л. и др. Расчет и конструирование бурового оборудования. - М.: Недра, 1985, 320 с.
3. Караев М.А. Гидравлика буровых насосов. - М.: Недра, 1983, 285 с.
4. Кузнецов В.С. Обслуживание и ремонт бурового оборудования. -
М.: Недра, 1973, 344 с.
5. Міронов Ю.В., Романишин Л.І. Практикум з курсу "МАШИHИ І ОБЛАДHАHHЯ ДЛЯ БУРІHHЯ HАФТОВИХ І ГАЗОВИХ СВЕРДЛОВИH" для студентів спеціальності 7.090217 "Обладнання нафтових і газових промислів" (Частина ІІ, 8-ий семестр, практичнi заняття N9-15. - Івано-Франківськ, 2001 р.
6. Мкртычан Я.С. Повышение эффективности эксплуатации буровых насосных установок. - М.: Недра, 1984, 245 с.
7. Николич А.С. Поршневые буровые насосы. - М.: Недра, 1973, 297 с.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Призначення насосно-циркуляційного комплексу бурової установки. Вибір насоса для заданих умов буріння свердловини. Розрахунок циліндрової втулки, поршня і штока насоса. Умови роботи найбільш швидкозношуваних деталей, характер та механізм їх руйнування.
курсовая работа [829,5 K], добавлен 07.01.2015Огляд конструкцій відцентрових газосепараторів. Аналіз роботи обладнання при високому вмісті вільного газу у пластовій рідині, методи боротьби з ним. Вибір та модернізація відцентрового газосепаратора. Розрахунок, монтаж і експлуатація обладнання.
дипломная работа [2,6 M], добавлен 04.06.2015Ознайомлення зі станом ведення бурових робіт на території Полтавської області. Огляд обладнання та інструменту. Технологія приготування розчину. Особливості режиму буріння роторним та турбінним способами. Випробування свердловини на продуктивність.
дипломная работа [8,6 M], добавлен 10.10.2014Призначення і технічна характеристика кормодробарки універсальної КДУ – 2,0, будова та принцип дії. Монтаж і експлуатація обладнання, сфери його застосування, а також загальні вказівки щодо зберігання. Безпека експлуатації обладнання, що вивчається.
курсовая работа [634,9 K], добавлен 27.11.2014Основні процеси обробки кишок. Опис фрагмента апаратурно-технологічної схеми виробництва, що включає в себе об’єкт розробки та вибраного для проектування типу обладнання. Вимоги до монтажу та наладки вальців для віджимання кишок, експлуатація обладнання.
курсовая работа [345,5 K], добавлен 25.11.2014Види буріння та їх основна характеристика. Поняття про вибухові речовини. Первинне та вторинне підривання. Характеристика деяких вибухових речовин. Вибір способу механізації бурових робіт в конкретних умовах. Буріння свердловин в масиві гірських порід.
лекция [23,5 K], добавлен 31.10.2008Роль захисту деталей і металоконструкцій від корозії та зносу, підвищення довговічності машин та механізмів. Аналіз конструкції та умов роботи виробу, вибір методу, способу і обладнання для напилення, оптимізація технологічних параметрів покриття.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 02.02.2010Типи та конструкції свердловини. Призначення та конструкція бурильної колони та її елементів. Умови роботи бурильної колони в свердловині. Конструкція і характеристика ведучої, бурової та обважненої труби. Експлуатація бурильних труб, техніка безпеки.
дипломная работа [8,8 M], добавлен 25.06.2009Гідравлічний розрив пласта як один зі способів інтенсифікації припливу пластових флюїдів. Вибір і комплектування обладнання технологічного комплексу для ГРП. Опис технологічного обладнання. Типи конструкцій пакерів і якорів для проведення цієї технології.
курсовая работа [851,9 K], добавлен 17.12.2013Аналіз засобів механізації гірничих робіт. Вибір бурового, виємково-навантажувального устаткування, для механізації допоміжних робіт. Розрахунок бурових верстатів та іншого необхідного обладнання. Аналіз конструкцій і експлуатація гірничого устаткування.
курсовая работа [319,3 K], добавлен 02.11.2013
