Автор работы: Пользователь скрыл имя, 27 Марта 2013 в 15:50, курсовая работа
В наше время решение проблем ускорения научно-технического прогресса в нефтяной промышленности неразрывно связано с решением задач улучшения технико-экономических показателей буровых работ, выполнение которых требует от машиностроителей совершенствования и более полного использования его возможностей эксплуатационниками. Большие расходы, связанные с созданием опытных образцов буровых установок, и высокие требования к качеству их изготовления повышают ответственность конструкторов и ставят задачу более широких исследований бурового оборудования. За последние годы созданы новые образцы буровых машин, оказавших заметное влияние на производительность буровых работ.
Основная часть..................................................................................................8
Введение 9
1. Анализ конструкций буровых насосных агрегатов ………………………………12
1.1. Назначение бурового насоса 12
1.2. Анализ конструкций трехпоршневых буровых насосов 14
1.2.1. Гидравлическая часть 14
1.2.2. Приводная часть 24
1.2.3. Пневмокомпенсаторы 35
1.2.3.1. Пневмокомпенсаторы всасывающей линии 35
1.2.3.2. Пневмокомпенсаторы нагнетательной линии 36
1.2.4. Предохранительные клапаны 41
1.2.5. Система охлаждения и смазки 46
1.3. Выбор прототипа бурового насоса и типа привода 49
1.3.1. . Обоснование выбора бурового насоса 49
1.3.2. Обоснование выбора электродвигателя и силовой передачи 52
1.3. Выбор прототипа бурового насоса и типа привода 53
1.3.1. Обоснование выбора бурового насоса 53 1.3.2. Обоснование выбора электродвигателя и силовой передачи 56
1.5. Технические предложения по модернизации БНА 57
Расчетная часть...............................................................................................59
2.1. Исходные данные 60
2.2. Расчёт конструкции скважины 61
2.3. Расчёт бурильной колонны 64
2.4.Гидравлический расчет промывки скважины 69
2.4.1.Расчет под эксплуатационную колонну 69
2.4.2. Расчет под техническую колонну 72
2.4.3. Расчет под кондуктор 75
2.4.4. Расчет под направление 78
2.5. Результаты расчёта промывки 81
2.6. Расчёт механической части насоса 82
2.6.1. Исходные данные 82
2.6.2. Выбор электродвигателя и кинематический расчёт 83
2.6.3. Расчёт зубчатых колёс редуктора 85
2.6.4. Проверка контактных напряжений…………………………………..…..87
2.6.5. Проверка зубьев на выносливость по напряжениям изгиба 88
2.6.6. Предварительный расчет валов 89
2.6.7. Расчет цепной передачи…………………………………………………..90
2.7. Расчёт клапана в программе Solid Works……………………………………….101
2.8. Расчет клапанов на прочность…………………………………….……………..102
2.9. Расчет штока на устойчивость………………………………………………..….103
2.10. Расчет пластинчатой упругой муфты…………………………………………104
Экономическая часть.................................................................................107
3.1. Цель и постановка задачи для расчета экономической эффективности……...108
3.2. Методика определения экономической эффективности…………………...…..110
3.3. Расчёт экономической эффективности от модернизации…………………..….112
3.3.1. Расчет эксплуатационных затрат…………………………………….…..113
3.3.2. Результаты расчёта………………………………………………………..114
Безопасность и экологичность проекта.............................................116
4.1. Общие сведения……………………………………………………………….117
4.2. Опасные и вредные производственные факторы……………………….….118
4.2.1. Вредные вещества………………………………………………..……118
4.2.2. Шум и вибрация……………………………………………………….123
4.2.3. Травмы механического характера…………………………………….….127
4.2.4. Ненадлежащее освещение производственных помещений……..……127
4.2.5. Поражения электрическим током………………………………...….130
4.2.6. Неблагоприятные (суровые) метеоусловия…………………………….133
4.2.7. Пожары и взрывы……………………………………………….…………135
4.3. Расчет систем освещения………………………………………………….……..138
Список литературы…………………………………………..………………………..142
Приложение....................................................................................................143
Отличительной особенностью бурового насоса Bentec является наличие двухступенчатого цилиндрического вертикального редуктора. Это позволило отказаться от использования цепных или клиноременных передач. Вращающий момент с выходного вала редуктора передается непосредственно на кривошипный вал насоса. Кривошипный вал представляет собой превосходно сбалансированную ковано-сварную конструкцию, что обеспечивает длительный ресурс эксплуатации и низкий уровень вибрации и шума. Именно поэтому, буровой насос Bentec особенно хорош при бурении скважин в природоохранных зонах или в густонаселенных районах.
Машина снабжена системами охлаждения
цилиндропоршневых групп и
Максимальный расход |
US gall. p.m. |
885 |
l/min |
3348 | |
Максимальное давление. |
МПа |
7500 |
Bar |
517 | |
Мощность |
hp |
2200 |
kW |
1640 | |
Частота вращения трансмиссии |
Min -1 |
436 |
Частота ходов поршня |
Min -1 |
110 |
Сухой вес |
кг |
36000 |
Размеры |
mm (length) |
5220 |
mm (width) |
2925 | |
mm (height) |
2745 |
1.2.6. Муфты
Му́фта — устройство (деталь машины), предназначенное для соединения друг с другом концов валов, а также валов и свободно сидящих на них деталей и передачи крутящего момента. Служат для соединения двух валов, расположенных на одной оси или под углом друг к другу.
В жёсткой фланцевой муфте
Гидравлическая муфта — устройство, в котором валы не имеют жёсткой механической связи и передача механической энергии происходит под действием потока рабочей жидкости (масла) от насосного колеса к турбинному колесу. Особенность гидравлической муфты в том, что она ограничивает максимальный момент, сглаживает пульсации, устраняет перегрузку двигателя при пуске и разгоне.
Электромагнитная и магнитная муфта — валы также не имеют жесткой механической связи и кроме того она позволяет передавать механическую энергию через герметическую стенку абсолютно без утечек. Одно из применений в центробежных насосах для перекачки опасных жидкостей.
1.2.6.1. МУВП. Муфта упругая втулочно-пальцевая.
Муфта упругая втулочно-пальцевая (МУВП) — упругая муфта, которая состоит из двух полумуфт, неподвижно закреплённых в одной полумуфте пальцев, на которых размещены резиновые втулки, через которые пальцы взаимодействуют с другой полумуфтой.
Муфта упругая втулочно-пальцевая (муфта МУВП) обшемашиностроительного применения, предназначена для соединения соосных валов при передаче крутящего момента от 6.3 до 16000 Нм и уменьшения динамических нагрузок.
Упругая втулочно-пальцевая муфта обладает хорошей эластичностью, высокой демпфирующей и электроизоляционной способностью, проста в изготовлении, надежна в работе. Муфты МУВП находят широкое применение, особенно для соединения электродвигателей с исполнительными механизмами (машинами) при d<150 мм.
Муфта МУВП по конструкции аналогична фланцевой муфте, вместо соединительных болтов у упругой муфты имеются стальные пальцы на которые установлены эластичные (резиновые, кожаные и т. п.) втулки. Крутящий момент передается через пальцы, на которые надеты упругие элементы (втулки или кольца). Эластичные элементы позволяют компенсировать незначительные осевые (для малых муфт 1—5 мм; для больших муфт 2—15 мм), радиальные (0,2—0,6 мм) и угловые (до 30') смещения валов. С ростом смещения валов увеличивается деформация упругих элементов, а как следствие снижается срок службы втулок МУВП и колец МУВП. Канавки в резиновых втулках повышают упругость элемента.
Рис.1 Муфта упругая втулочно-пальцевая. 1- полумуфта, 2- палец, 3- кольцо, 4-гайка, 5-стопорное кольцо, 6-гровер |
Таблица 1: Комплектация втулочно-пальцевой муфты
Деталь |
Количество |
Наименование |
1 |
2 |
Полумуфты |
2 |
в зависимости от типоразмера (от 4 до 10) |
Стальные пальцы |
3 |
в зависимости от типоразмера (от 16 до 40) |
Кольца |
4 |
в зависимости от типоразмера (от 4 до 10) |
Гайка |
5 |
в зависимости от типоразмера (от 4 до 10) |
Стопорное кольцо |
6 |
в зависимости от типоразмера (от 4 до 10) |
Гровер |
7 |
2 |
Установочный винт |
8 |
1 |
Паспорт |
При
приемке муфты МУВП следует проверить
перечень поставки согласно приведенной
таблице (обозначение деталей
Все детали изготавливают из чугуна марки 20СЧ. Допускается изготовлениеиз других материалов, с механическими свойствами не ниже, чем у чугуна марки СЧ20. Материал пальцев -сталь с механическими свойствами не ниже, чем у стали марки 45.
Полумуфты должны изготавливаться следующих исполнений:
1- с цилиндрическими отверстиями
для длинных концов валов по
ГОСТ 12080-66;
2- с цилиндрическими отверстиями для коротких
концов валов по ГОСТ 12080-66;
3-с коническими отверстиями для длинных
концов валов по ГОСТ 12081-72:
4- с коническими отверстиями для коротких
концов валов по ГОСТ 12081-72.
|
|
|
Исполнение 1, 2 1- корпус; 2- палец; 3-втулка распорная, 4- втулка упругая. |
Исполнение 3, 4 |
Для упрощения подбора муфты нами составлена табл.2 и табл.3 , где в зависимости от номинальных параметров электродвигателя по формуле :
рассчитано, с каким номинальным крутящим моментом (Ткр, Нм) необходима муфта.
Таблица 2. Подбор втулочно-пальцевых муфт по номинальным параметрам электродвигателя
кВт/об.мин |
3000 |
1500 |
1000 |
750 |
600 |
500 |
11 |
МУВП-63 |
МУВП-125 |
МУВП-125 |
МУВП-250 |
МУВП-250 |
МУВП-250 |
15 |
МУВП-63 |
МУВП-125 |
МУВП-250 |
МУВП-250 |
МУВП-500 |
МУВП-500 |
18.5 |
МУВП-63 |
МУВП-125 |
МУВП-250 |
МУВП-250 |
МУВП-500 |
МУВП-500 |
22 |
МУВП-125 |
МУВП-250 |
МУВП-250 |
МУВП-500 |
МУВП-500 |
МУВП-500 |
30 |
МУВП-125 |
МУВП-250 |
МУВП-500 |
МУВП-500 |
МУВП-500 |
МУВП-1000 |
37 |
МУВП-125 |
МУВП-250 |
МУВП-500 |
МУВП-500 |
МУВП-1000 |
МУВП-1000 |
45 |
МУВП-250 |
МУВП-500 |
МУВП-500 |
МУВП-1000 |
МУВП-1000 |
МУВП-1000 |
55 |
МУВП-250 |
МУВП-500 |
МУВП-1000 |
МУВП-1000 |
МУВП-1000 |
МУВП-2000 |
75 |
МУВП-250 |
МУВП-500 |
МУВП-1000 |
МУВП-1000 |
МУВП-2000 |
МУВП-2000 |
90 |
МУВП-500 |
МУВП-1000 |
МУВП-1000 |
МУВП-2000 |
МУВП-2000 |
МУВП-2000 |
110 |
МУВП-500 |
МУВП-1000 |
МУВП-2000 |
МУВП-2000 |
МУВП-2000 |
МУВП-4000 |
132 |
МУВП-500 |
МУВП-1000 |
МУВП-2000 |
МУВП-2000 |
МУВП-4000 |
МУВП-4000 |
160 |
МУВП-1000 |
МУВП-2000 |
МУВП-2000 |
МУВП-2000 |
МУВП-4000 |
МУВП-4000 |
200 |
МУВП-1000 |
МУВП-2000 |
МУВП-2000 |
МУВП-4000 |
МУВП-4000 |
МУВП-4000 |
250 |
МУВП-1000 |
МУВП-2000 |
МУВП-4000 |
МУВП-4000 |
МУВП-4000 |
МУВП-8000 |
315 |
МУВП-1000 |
МУВП-2000 |
МУВП-4000 |
МУВП-4000 |
МУВП-8000 |
МУВП-8000 |
400 |
МУВП-4000 |
МУВП-4000 |
МУВП-8000 |
МУВП-8000 |
МУВП-8000 | |
500 |
МУВП-4000 |
МУВП-8000 |
МУВП-8000 |
МУВП-8000 |
МУВП-16000 | |
630 |
МУВП-4000 |
МУВП-8000 |
МУВП-8000 |
МУВП-16000 |
МУВП-16000 | |
800 |
МУВП-8000 |
МУВП-8000 |
МУВП-16000 |
МУВП-16000 |
МУВП-16000 | |
1000 |
МУВП-8000 |
МУВП-16000 |
МУВП-16000 |
МУВП-16000 |
Таблица 3: Основные параметры , габаритные
и присоединительные размеры муфт.
Номинальный
крутящий момент |
d |
d1 |
d |
d1 |
D, не более |
L, не более, для исполнений |
l, h14, не более, для исполнений |
Частота
вращения, с-1, |
Масса, кг | ||||||
Ряд 1 |
Ряд 2 |
1 |
2 |
3 |
4 |
1 |
2 |
3 |
4 | ||||||
710,0 |
45 |
- |
190 |
226 |
170 |
226 |
170 |
110 |
82 |
85 |
56 |
50 |
14,31 | ||
- |
48 |
14,70 | |||||||||||||
50 |
- |
15,21 | |||||||||||||
- |
55 |
15,34 | |||||||||||||
56 |
- |
15,22 | |||||||||||||
1000,0 |
50 |
- |
220 |
18,87 | |||||||||||
- |
55 |
48 |
19,91 | ||||||||||||
56 |
- |
19,75 | |||||||||||||
- |
60 |
286 |
216 |
286 |
216 |
140 |
105 |
107 |
72 |
21,93 | |||||
63 |
- |
26,09 | |||||||||||||
- |
65 |
28,65 | |||||||||||||
- |
70 |
29,81 | |||||||||||||
2000,0 |
63 |
- |
250 |
288 |
218 |
288 |
218 |
140 |
105 |
107 |
72 |
38 |
31,98 | ||
- |
65 |
31,64 | |||||||||||||
- |
70 |
34,65 | |||||||||||||
71 |
- |
34,48 | |||||||||||||
- |
75 |
35,06 | |||||||||||||
80 |
- |
348 |
268 |
348 |
268 |
170 |
130 |
135 |
95 |
36,07 | |||||
- |
85 |
38,45 | |||||||||||||
90 |
- |
40,03 | |||||||||||||
4000,0 |
80 |
- |
320 |
350 |
270 |
350 |
270 |
30 |
66,71 | ||||||
- |
85 |
69,01 | |||||||||||||
90 |
- |
71,61 | |||||||||||||
- |
95 |
74,11 | |||||||||||||
8000,0 |
100 |
- |
400 |
432 |
342 |
432 |
342 |
210 |
165 |
170 |
125 |
24 |
132,68 | ||
110 |
- |
140,88 | |||||||||||||
- |
120 |
145,58 | |||||||||||||
125 |
- |
142,98 | |||||||||||||
16000,0 |
- |
120 |
500 |
435 |
345 |
435 |
345 |
19 |
237,81 | ||||||
125 |
- |
234,61 | |||||||||||||
- |
130 |
515 |
415 |
515 |
415 |
250 |
200 |
205 |
155 |
264,31 | |||||
140 |
- |
264,61 | |||||||||||||
- |
150 |
356,31 | |||||||||||||
180 |
- |
615 |
495 |
615 |
495 |
300 |
240 |
245 |
185 |
308,1 |