- •Конспект лекций
- •Кафедра "Нефтегазопромысловые и горные машины и оборудование"
- •Тема 1 Введение
- •Тема 2 Методология, структура и этапы проектирования бурового и нефтепромыслового оборудования
- •2.1. Нефтегазопромысловые машины как объекты проектирования
- •2.2 Анализ понятий „проектирование„ и „конструирование„
- •2.3 Развитие методов проектирования
- •2.5 Система разработки и постановки продукции на производство
- •2.5.1 Разработка технического задания на окр
- •2.5.2 Разработка документации, изготовление и испытания опытных образцов продукции
- •2.5.3 Испытания опытных образцов продукции
- •2.5.4 Приемка результатов разработки продукции
- •2.5.5 Подготовка и освоение производства (постановка на производство) продукции
- •2.6 Виды проектных работ, конструкторская документация.
- •2.7 Нефтегазопромысловая машина с позиции проектирования как объект производства и эксплуатации
- •2.8 Основные принципы и правила проектирования
- •2.8 Основные положения системного подхода
- •2.9 Системный подход при автоматизированном
- •2.10 Оценка технического уровня и качества нефтегазопромысловых машин
- •Тема 3 Структурообразование систем проектируемого оборудования
- •3.1 Анализ и синтез компоновочных схем бурового оборудования применительно к заданию на проектирование
- •3.1.1 Назначение и область применения бурового оборудования
- •3.2 Исходные условия и данные к разработке структурной схемы буровой установки:
- •3.3 Выбор категории, класса, вида и основных параметров буровой установки
- •3.4 Принципы конструирования бурового оборудования, задачи и технические основы конструирования
- •3.5 Экономические основы проектирования
- •3.6 Выбор схемы и компоновка оборудования буровой установки
- •3.6 Разработка кинематической схемы буровой установки
- •Разработка кинематических схем буровых установок
- •Определение передаточных отношений механизмов
- •3.2 Анализ и синтез компоновочных схем оборудования скважинных штанговых насосных установок для добычи нефти применительно к заданию на проектирование
- •3.2.1 Назначение и область применения
- •3.2.1 Синтез компоновочных схем оборудования скважинных штанговых насосных установок для добычи нефти
- •3.2.3 Анализ кинематики аксиальных и дезаксиальных
- •3.2.3 Основные параметры
- •3.2.4 Выбор схемы и компоновка станков-качалок
- •Тема 4. Расчеты на прочность и долговечность деталей нефтегазопромысловых машин и оборудования
- •4.1 Классификация действующих нагрузок
- •4.2 Виды отказов по критериям прочности
- •4.3 Выбор конструкционных материалов и способы упрочнения деталей
- •4.4 Методы расчета на прочность
- •4.5 Расчеты на статическую прочность
- •4.6 Расчет на прочность при переменных напряжениях
- •Тема 6. Автоматизированное проектирование, применение компьютерной техники и построителей при разработке конструкторской документации
- •6.1. Развитие технологий сапр
- •6.3. Формирование деталей
- •6.4. Формирование сборок.
- •Тема7 Эргономические основы проектирования машин и оборудования нефтяных и газовых промыслов
- •7.1 Эргономика – её история, предмет и развитие
- •7.2 Антропологическое соответствие машины человеку
- •7.2 Физиологическое соответствие изделий человеку
- •7.2.1 Температура
- •7.2.1 Шум
- •7.2.3 Вибрации
- •7.2.4 Зрительное восприятие
- •7.2.5 Световой комфорт
- •7.2.6 Некоторые особенности моторики человека
- •7.2.5 Сила
- •7.3 Психологическое соответствие изделий человеку
3.5 Экономические основы проектирования
Повышение экономической эффективности должно иметь первостепенное значение при конструировании. Конструирование бурового оборудования должно быть экономически направленным. Необходимо учитывать весь комплекс факторов, определяющих экономическую эффективность. Конструктор должен уметь правильно оценивать относительное значение различных факторов. Частичная экономия, не учитывающая всей совокупности факторов, ведет, как правило, к снижению экономичности бурового оборудования.
Полезная отдача, или суммарный полезный эффект, от эксплуатации установки выражается стоимостью объема бурения в единицу времени или стоимостью бурения всех скважин за время работы установки. Величина полезной отдачи зависит от производительности бурового оборудования, т. е. от числа пробуренных метров в единицу времени и стоимости 1 м пробуренной скважины.
Плановая стоимость бурения скважины или 1 м проходки задается планирующими организациями. Фактическая стоимость бурения и полезная отдача определяются многими факторами: технологией бурения, правильностью эксплуатации оборудования, техническими средствами, квалификацией буровой бригады и персонала по монтажу, демонтажу, перевозке оборудования и организацией работ. Сокращение времени на монтаж, демонтаж, перевозку, ожидание бурения и другие работы, не связанные с углублением ствола скважины, снижает непроизводительные расходы и резко повышает полезную отдачу установок. Однако надо иметь в виду, что низкая стоимость бурения скважины не является самоцелью. Конечная цель — стоимость 1 т добытой нефти или 1 м3 газа, известную долю которой составляет стоимость бурения.
Поэтому если ускорение ввода в эксплуатацию скважины может привести к снижению стоимости добытой нефти или газа, то целесообразно пойти на увеличение стоимости бурения скважины. Задачу повышения полезной отдачи необходимо решать не только с помощью конструктивных и организационных мероприятий, но и путем применения передовой технологии бурения, для чего буровая установка должна обладать необходимой мощностью подъемного и насосного комплексов, должна иметь необходимые средства очистки и приготовления буровых растворов, должна быть оборудована средствами контроля параметров бурения и т. д.
Главные факторы повышения производительности бурового оборудования: соответствие подачи и давления буровых насосов требованиям технологии бурения; соответствие мощности и скорости спуска и подъема бурильных колонн установленным нормам; использование автоматических средств контроля и управления технологией бурения и производством буровых работ; возможность реализации необходимых частот вращения и нагрузки на долото. Например, оптимизация режимов бурения, бурение при низком дифференциальном давлении на забое за счет использования более легких растворов, снижение количества твердой фазы в растворе и реализация на гидромониторном долоте большой гидравлической мощности могут дать большой экономический эффект без какой-либо модернизации буровой установки.
Эти мероприятия могут повысить не только скорость бурения скважины, но и проходку на долото, за счет чего могут быть резко снижены объем спуско-подъемных операций и затраты времени на них. Параметры и технические средства буровой установки должны не только обеспечивать существующую технику бурения, но и быть рассчитаны на перспективу. Сокращение времени бурения скважин зависит от монтажеспособности и быстроты транспортировки установок. В настоящее время стремятся конструировать отдельные блоки установки и средства перевозки так, чтобы они составляли единое целое и обеспечивали быстрые транспортировку и монтаж установки без каких-либодополнительных грузоподъемных средств.