- •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
3.2.3 Основные параметры
Главные технические данные, характеризующие эксплуатационные качества станков-качалок и подлежащие учету при проектировании:
1. Максимальная допустимая нагрузка в точке подвеса штанг, которая определяет пределы применения установки по глубине скважины при разных диаметрах насосов. Нагрузка выражается в килоньютонах, а в старых конструкциях определялась в тоннах. В мировой практике известны приводы с допускаемой нагрузкой от 10 до 200 кН. Диапазон этого показателя для станков-качалок, применяемых в АО «Татнефть», составляет от 30 до 120 кН.
2. Максимальная длина хода устьевого штока в метрах. Этот параметр в значительной степени определяет производительность УШСН, а также, в первом приближении, габариты и массу привода. По наибольшей длине хода станки-качалки имеют диапазон от 0,4 до 7,6 м, а из применяемых на промыслах Татарстана - от 0,4 до 3,5 м.
3. Крутящий момент на ведомом валу редуктора в кНм (в старой системе единиц в кгсМ). Этот показатель определяет силовые возможности штанговой установки, а также габариты, массу и стоимость редуктора. Значение этого параметра подчеркивается, например, тем, что по стандарту АРИ (Американский нефтяной институт) он становится по важности на первое место в обозначениях приводов.
В существующих в мировой практике приводах этот показатель имеет широкий диапазон - от 0,7 до 400 кН-м и более; в станках-качалках, применяемых в АО «Татнефть», - от 6,3 до 56 кН-м.
Некоторые изготовители указывают максимальный допустимый крутящий момент, тогда как другие - номинальный. Указание номинального момента предполагает отработку редуктором некоторого среднестатистического срока службы при определенной частоте вращения входного вала и заданном коэффициенте полезного действия.
4. Максимальное число двойных ходов точки подвеса штанг в минуту. Этот показатель характеризует режим откачки и, наряду с длиной хода, производительность установки. Обычно максимальная частота качаний не превышает 15 в минуту. Сейчас четко просматривается тенденция снижения данного показателя до 1- 2 качаний в минуту и даже меньшего. Это объясняется, с одной стороны, снижением дебита скважин и, с другой стороны, стремлением повысить долговечность оборудования УШСН (в первую очередь насосных штанг), технический ресурс которого напрямую связан с цикличностью нагружения установки.
5. Тип балансира - двуплечий или одноплечий.
6. Система уравновешивания привода.
7. Характеристика приводного двигателя (тип, мощность, частота вращения, пусковая характеристика).
8. Вид механической трансмиссии (количество ступеней и передаточное число редуктора, количество клиновых ремней и пр.).
9. Габаритные размеры привода, мм (длина, ширина, высота).
10.Масса привода, кг.
Наиболее важные параметры отражаются в условном обозначении приводов штанговых насосов. Как правило, это первые три показателя из числа перечисленных.
Существует различие в условных обозначениях однотипной продукции, системе единиц, наличии или отсутствии признаков исполнения привода, что создает определенные трудности для предприятий, эксплуатирующих УШСН. Поэтому назрела необходимость унификации параметров и приведения системы обозначений штанговых приводов к единой.
К числу важнейших эксплуатационных характеристик станков-качалок следует отнести также показатели надежности, которые обычно определяются в часах (с последующим укрупнением до суток и лет): это наработка на отказ, ресурс до первого капитального ремонта, полный срок службы.