48589

Насосно-компрессорные трубы

Конспект

Производство и промышленные технологии

Расчет НКТ. Трубы НКТ Насоснокомпрессорные трубы используются в эксплуатации газовых и нефтяных скважин для транспортировки газообразных и жидкообразных веществ а так же для ремонтных и спускоподъемных работ. В связи с постоянными механическими нагрузками и взаимодействиями с агрессивными средами НасосноКомпрессорные трубы НКТ очень сильно подвергаются коррозии и эрозии. Классификация НКТ труб Трубы НКТ имеют различное применение.

Русский

2013-12-22

27.83 KB

29 чел.

1. Технологичность конструкций изделий. Общая классификация.

Технологичность конструкций изделия (ТКИ) – свойство качества изделий, характеризующее приспособленность их конструкций к достижению оптимальных затрат ресурсов в производстве и эксплуатации.

Технологичность конструкций изделий различается по методам воздействия на изделие, области проявления и видам затрат.

Общая классификация ТКИ

Признак классификации Вид ТКИ

По методам воздействия на изделие Технологическая рациональность конструкции. Преемственность конструкции.

По области проявления: Производственная ТКИ при:

• подготовке производства;

• изготовлении;

• монтаже вне предприятия.

Эксплуатационная ТКИ при:

• техническом обслуживании;

• текущем ремонте;

• хранении и транспортировании; диагностировании;

• утилизации;

Ремонтная ТКИ при:

• монтаже и демонтаже;

• восстановлении;

• замене элементов

По видам затрат Трудоемкость Материалоемкость.

• Энергоемкость.

• Хроноемкость. По отдельности в производстве, эксплуатации и ремонте

2. Методы уменьшения металлоемкости изделий.

Снижение металлоемкости машин и оборудования нефтяных и газовых промыслов наряду с уменьшением себестоимости изготовления дает эффект при транспортных, монтажно-демонтажных работах, что особо важно в условиях морского шельфа, тундры, болотистой и гористой местности. Применяются методы:

1) изменения принципиальных и конструктивных схем;

2) рациональных сечений деталей;

3) рационального выбора материалов.

Метод изменения принципиальных и конструктивных схем;

Данный метод распространен во многих отраслях машиностроения и заключается в применении рациональной компоновки и упрощении трансмиссий. В крупногабаритных машинах эффективны: переход от группового привода к индивидуальному приводу, от многоступенчатых редукторов и коробок перемены передач к регулируемому приводу с бесступенчатыми регулируемыми передачами, использование планетарных редукторов. Кроме снижения массы улучшаются рабочие характеристики, повышается долговечность. Эти тенденции характерны для буровых установок.

Метод рациональных сечений

При условии сохранения равнопрочности детали можно облегчить следующими способами:

? удалением металла из явно малонагруженных участков;

? у деталей типа шестерен и других вращающихся изделий, имеющих форму дисков, – выборками (выемками) или снятием металла больше к периферии и меньше к центру;

? у деталей типа фланцев – изменением круглых форм на многоугольные или фигурные с выкружками.

? у всех деталей, имеющих прямоугольные выступы, галтели, скосы, конусы и острые углы, – округлением углов, плавными переходами;

? в стержневых и ферменных системах – заменой деформации изгиба растяжением-сжатием;

? уменьшением пролетов между опорами, что снижает изгибающий момент;

? обеспечением компактности конструкций, при этом уменьшать диаметры колес и компенсировать повышение окружных усилий удлинением зуба, переходом на косой или шевронный зуб, выбором более твердых и прочных материалов.

Облегчение деталей должно сопровождаться правильным выбором схем силового воздействия, то есть избегать асимметричного приложения нагрузок, стремиться к уменьшению напряжений растяжения и исключению изгиба; уменьшению равнодействующих сил в зацеплениях зубчатых передач с промежуточными шестернями и т. д.

Рациональный выбор материалов

Показатель удельной металлоемкости изделия в общем виде выражается формулой

где ∑mi – суммарные массы металлов, примененных в изделии; Р – главный

параметр (мощность, глубина бурения, грузоподъемность и т. д.).

Надежным способом облегчения деталей является повышение прочности материалов.

3. Влияние условий эксплуатации на подбор материала деталей и выбор предельных напряжений при расчете.

Машины и оборудование для строительства скважин и добычи из них нефти и газа по месту выполнения технологических процессов разделяются на наземные и внутрискважинные.

Многие виды наземного оборудования имеют все конструктивно технологические признаки, характерные для машин и механизмов, используемых в других отраслях промышленности. Тем не менее ряд видов наземного бурового и нефтепромыслового оборудования имеют специфические особенности, обусловленные влиянием условий эксплуатации и ведения технологических процессов, интенсивностью нагрузок переменного характера.

Эти особенности вызывают появление характерных отказов и требуют строгого подхода к выбору материалов и запасов прочности и выносливости. К такому оборудованию относятся насосы различного назначения, агрегаты спускоподъемного комплекса и циркуляционной системы буровых установок, фонтанная арматура и т. д.

К внутрискважинному нефтепромысловому оборудованию относятся

скважинные насосы, пакеры, испытатели пластов, клапаны отсекатели, газлифтные камеры и клапаны и т. д., отличающиеся трубным исполнением, ограничиваемым диаметром скважин. Специфические особенности перечисленных устройств, определяемые технологическими процессами, следующие:

1) высокий класс точности изготовления;

2) наличие большого числа резьбовых соединений, требующих высокого качества и точности сопряжений; 3) наличие большого числа герметизирующих уплотнительных элементов, требующих высокой надежности и соответственно высокого качества изготовления.

Таким образом, при выборе материалов и расчетах на прочность и выносливость деталей нефтепромысловой техники должны учитываться следующие факторы

• климатические условия;

• агрессивность среды использования;

• тепловой режим работы;

• характер нагружения: величина, цикличность (частота) и длительность нагрузок.

4. Материалоемкость конструкций

Материалоемкость конструкций характеризуется массой конструктивных элементов. Она оценивается показателями общей массы конструкций и удельной материалоемкостью, представляющей собой отношение массы конструкций к общей площади здания (сооружения).

Кроме того, определяется степень сборности здания (сооружения), представляющая собой отношение общей массы сборных деталей и конструкций к общей материалоемкости здания (сооружения).

Оптимальная материалоемкость определяется отбором наименее материалоемких зданий (сооружений) соответствующего назначения путем приведения их к относительной мощности.

Как у нас в стране, так и в развитых зарубежных странах обязательным условием оптимизации материалоемкости является исследование материалоемкости зданий (сооружений) по отраслям производства.

Существует мнение, что показатель транспортной технологичности не оказывает существенного влияния на общий комплексный показатель технологичности строительных конструкций, поэтому при соблюдении габаритных норм И использовании грузоподъемности транспортных средств его можно не учитывать.

5. Жесткость конструкций

На выбор материалов и конструктивных решений большое влияние имеет жесткость – способность изделия сопротивляться действию внешних нагрузок с деформациями, допустимыми без нарушения их работоспособности.

6. Насосно-компрессорные трубы. Классификация. Расчет НКТ.

Трубы НКТ (Насосно-компрессорные трубы) - используются в эксплуатации газовых и нефтяных скважин, для транспортировки газообразных и жидкообразных веществ, а так же для ремонтных и спуско-подъемных работ. В связи с постоянными механическими нагрузками и взаимодействиями с агрессивными средами Насосно-Компрессорные трубы НКТ очень сильно подвергаются коррозии и эрозии.

Классификация НКТ труб

Трубы НКТ имеют различное применение. Трубы НКТ имеют различную толщину. Труба НКТ может быть использована в разных отраслях.

Все трубы НКТ различают по видам:

• Труба НКТ гладкая по ГОСТ 633—80/li>

• Труба НКТ с высаженными концами АРI 5СТ/li>

• Трубы НКТ гладкие высокогерметичные по ГОСТ 633—80/li>

• Труба НКТ гладкая с узлом уплотнения из полимерного/li>

• Труба НКТ гладкая высокогерметичная/li>

• Труба НКТ с повышенной пластичностью/li>

• Труба НКТ с повышенной хладостойкостью/li>

• Труба НКТ ТУ 14—3-1282—84/li>

• Трубы НКТ гладкие

• Трубы НКТ гладкие высокогерметичные

Трубы НКТ исполнения А изготовляются из полимерного материала. Трубы НКТ А могут изготавливаться с повышенной пластичностью. Кроме того трубы НКТ обладают повышенной хладостойкостью. Труба НКТ может изготовляться устойчивой к коррозии. Для сред с низким содержанием сероводорода труба НКТ также может быть изготовлена.

Колонну НКТ рассчитывают на прочность при растяжении, на сопротивляемость смятию избыточным наружным давлением, на сопротивляемость разрыву избыточным внутренним давлением.

Методика расчета свободно подвешенных колонн НКТ и при наличии пакера несколько различны.

Предельные осевые растягивающие нагрузки Рстр (Н), при которых в резьбовом соединении гладких труб напряжения достигают предела текучести, определяют по формуле Яковлева-Шумилова. Предельное растягивающее усилие Рт (Н), при котором в теле труб с высаженными наружу концами (НКБ) возникает напряжение, равное пределу текучести, находят из выражения

Рт=πDδσт (20.12)

Допустимая растягивающая нагрузка [Р]р, действующая на верхнюю трубу каждой секции (ступени) должна составлять: для труб с гладкими концами и труб НКМ

7. Принципиальные схемы фонтанной арматуры.

 

8. Классификация и сравнительная характеристика запорных устройств фонтанной арматуры.

9. Пакеры. Классификация. Расчет.

Пакер устройство, предназначенное для разобщения двух зон ствола скважины и изоляции внутреннего пространства эксплуатационной колонны от воздействия скважинной среды. Пакер спускается в скважину в составе обсадной колонны и устанавливается в заданном интервале.

Классификация пакеров

Пакеры выпускаются следующих типов:

• ПВ - перепад давления направлен вверх;

• ПН - перепад давления направлен вниз;

• ПД - перепад давления направлен вниз и вверх.

По принципу действия пакеры могут быть:

• механические М,

• гидравлические Г

• гидромеханические ГМ.

По способу установки в скважину пакеры делятся на устанавливаемые на трубах или на канате.

Пакеры могут быть извлекаемые и неизвлекаемые. Последние еще называют разбуриваемыми.

По количеству проходных каналов пакеры могут быть одно- и двухствольными. Первые предназначены для работы с одной колонной труб, вторые — с двумя. Двухствольные пакеры могут быть с параллельным и концентричным расположением стволов.

При работе пакера в скважине необходим его упор. По типу упоров пакеры могут быть с упором через шлипсовый захват за обсадную колонну и стык обсадных колонн в муфтовом соединении, а также с упором на забой.

10. Электропривод буровых установок

Электропривод буровой установки, в первую очередь, должен соответствовать всем требованиям, которые учитывают особенности проведения работ и используемого оборудования.Простота в управлении и обслуживании, экономичность, возможность реверсивной работы, быстрая передача крутящего момента и большая область применения делают электрические приводы универсальными и идеальными для буровых работ. В электроприводах буровых установок часто используется электродвигатели с понижающими 4-8- ступенчатыми редукторами и приводы, в которых частота вращения и скорость подъема снаряда регулируются ступенчато.

К особенностям регулировки электроприводов буровых установок можно отнести:

• простоту изменения частоты вращения шпинделя;

• постепенное изменение величины расхода промывочной жидкости и его широкий спектр;

• возможность автоматического подбора допустимой наибольшей скорости для подъема и спуска колонны труб в приводе лебедки, которая зависит от величины нагрузки на крюк и от ручной регулировки скорости в широких диапазонах;

• использование реверсивного привода для лебедки и вращателя и нереверсивного – для бурового насоса;

• возможность использования индивидуальных приводов для насосов и гидросистемы

Электропривод буровой установки монтируется, как правило, на месте работ. Процесс установки подразделяется на следующие этапы: выгрузку двигателя, распаковку, проверку надежности изоляции и схемы распределения фаз, непосредственно установку и подсоединение рабочего механизма, выверку правильности монтажа, запуск и проверку исправности двигателя под действием нагрузки.Двигатель электропривода буровой установки монтируют на раме. Сама рама устанавливается на фундамент в том случае, если конструкция является постоянной. Для фундамента может использоваться бетон или кирпич, общая масса которого должна быть больше массы двигателя, как минимум, в десять раз.

В том случае, если электродвигатель подсоединяется к рабочему агрегату посредством муфты, обязательно требуется выполнить центровку. Для клиноременной передачи необходимо обеспечение параллельности валов. Для валов двигателя и механизма проверка горизонтальности производится уровнемером, а точности монтажа - контрольными скобами.

Для точной и бесперебойной работы электропривода буровой установки необходимо контролировать его работу и регулярно проводить ежедневные и периодические плановые осмотры и ремонтные мероприятия, которые должны проводить машинист, электрослесарь и рабочие ремонтной бригады.

11. Назначение состав и компоновка буровых установок. Классификация и параметры буровых установок.

Буровая установка или буровая — комплекс бурового оборудования и сооружений, предназначенных для бурения скважин. Состав узлов буровой установки, их конструкция определяется назначением скважины, условиями и способом бурения.

Наземная буровая установка для разведки и разработки месторождений нефти и газа в общем виде включает следующее оборудование:

• Буровая вышка,

• Буровая лебёдка,

• Система верхнего привода или ротор с вертлюгом,

• Буровой ключ

• Шпилевая катушка

• Буровые насосы,

• Емкости,

• Оборудование для приготовления бурового раствора,

• Оборудование очистки бурового раствора от шлама,

• Цементировочный агрегат

• Противовыбросовое оборудование

• Мостки и склад хранения буровых труб, трубный кран,

• Генератор для обеспечения работы электроприводов оборудования

По виду работ:

• для эксплуатационных работ.

• для разведочных работ.

• для технических скважин.

По способу бурения делятся на установки:

• вращательного бурения.

• вращательно-ударного бурения.

• ударного бурения.

• ударно-вращательного бурения.

• вибрационного бурения.

• огнеструйного бурения.

• разрядно-импульсного бурения.

По типу привода:

• электрические (AC/DC) буровые установки.

• электрогидравлические буровые установки.

• дизельэлектрические буровые установки.

• дизельные буровые установки.

По технике передвижения:

• самоходные буровые установки.

• передвижные буровые установки.

• стационарные буровые установки.

• По вариантам дислокации:

• наземные.

• морские.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

36398. Поясните сущность частотных методов синтеза корректирующих устройств 26.46 KB
  Основаны на графическом построении и являются достаточно простыми хорошо разработанными и наглядными методами синтеза. Существует несколько видов частотного синтеза. Для таких ОПФ ЛАЧХ и ЛФЧХ однозначно определяют друг друга и для синтеза достаточно рассматривать лишь ЛАЧХ разомкнутой САУ.
36399. Применение теоретических моделей для описания технологических объектов 11.58 KB
  Теоретические модели применяются для сравнительно простых и хорошо изученных объектов. Однако теоретические модели сложных ТО находят ограниченное применение в управлении такими объектами. Вторая причина попытка упростить математическую модель приводит к потере адекватности модели к объекту. Наиболее широкое применение теоретические модели нашли в электротехнике механике гидравлике сопротивление материалов теория машин и механизмов.
36400. Стандартные сужающие устройства. Основные параметры для расчета сужающих устройств 127.31 KB
  К стандартным сужающим устройствам относятся диафрагмы сопла и сопла Вентури. По двум сторонам диафрагмы располагаются отверстия по средствам которых снимается давление перед и после диафрагмы. Здесь благодаря наличию диффузора потери давления значительно меньше чем у сопла или диафрагмы.
36401. Уровни автоматизации управления 61.35 KB
  Уровни автоматизации управления Уровни автоматизации управления обычно совпадают с принятыми уровнями управления. На предприятии ряда отраслей промышленности в общей смене автоматизированного управления предприятия выделяют 3 уровня: автоматизации управления технологическими процессами; автоматизации управления на уровне производств; автоматизации управления на уровне предприятия. На верхней ступени решаются технические и в основном экономические...
36402. Дайте определение и поясните понятие комплексного коэффициента передачи нелинейного звена 38.1 KB
  Комплексным коэффициентом передачи нелинейного звена называется отношение комплексной амплитуды первой гармоники нелинейного звена к амплитуде входного сигнала. Функции и называются коэффициентами гармонической линеаризации потому что представляют нелинейное звено фиктивным линейным линеаризированным нелинейного звена в частотной области для амплитуды первой гармоники. Они показывают зависимость амплитуды и фазы выходной гармоники нелинейного звена от амплитуды и фазы входного сигнала. Фактически нелинейные звенья с нечетно...
36403. Выведите уравнения гармонического баланса для нелинейной САУ и поясните их 525.87 KB
  Для этого необходимо решить уравнения гармонического баланса. Рассмотрим систему гармонического баланса: баланс амплитуд и баланс фаз Из уравнения баланса фаз определяется частота на которой сдвиг по фазе равен . Далее эта частота подставляется в 1ое уравнения в баланс амплитуд.
36404. Выведите условия возникновения автоколебаний в нелинейной САУ и поясните способ определения их устойчивости по частотному критерию Гольдфарба 969.33 KB
  Выведите условия возникновения автоколебаний в нелинейной САУ и поясните способ определения их устойчивости по частотному критерию Гольдфарба. Для определения устойчивости автоколебаний используется метод Dразбиения в соответствии с которым комплексная плоскость разбивается на 2 зоны: границей Dразбиения будет годограф. Рассмотрим устойчивость колебаний в точке 1 и точке 2. Пусть под действием внешних факторов амплитуда колебаний увеличится тогда по годографу параметры колебаний переместятся влево от точки то есть система окажется в...
36405. Приведите структурные схемы дискретных и цифровых САУ, поясните назначение звеньев и преобразования сигнала 78.25 KB
  Дискретной называется система, которая осуществляет обработку дискретных сигналов. Будем использовать понятия дискретная система и дискретный сигнал как синонимы, и мат. модели цифрового системы и цифрового сигнала с неограниченной разрядностью АЦП и неограниченной точностью обработки.
36406. Приведите классификацию, структурную схему импульсной САУ. Поясните преобразования сигнала при модуляции и демодуляции и формирование закона управления 66.39 KB
  Оно во многих случаях по эффективности совпадает с цифровыми то есть имеет те же преимущества но формирует на объект воздействие импульсное то есть электродвигатели работают в импульсном режиме что дает энергетические преимущества то есть делает САУ экономичными. ИМ импульсный модулятор ВУ вычислительное устройство ИД импульсный демодулятор ИМ импульсный модулятор АИМ: В САУ с АИМ в качестве демодулятора используются электродвигатели исполнительных механизмов которые являются обязательными элементами любой САУ.