- •3.1.1 Анализ функционального назначения и область применения превенторов
- •3.1.2 Анализ условий эксплуатации плашечного превентора
- •3.1.3 Анализ основных параметров превенторов
- •3.1.4 Анализ конструктивного исполнения
- •3.1.5 Постановка задачи проекта
- •3.1.6 Эскизная проработка фиксирующего устройства плашек превентора
- •3.2 Расчёт узлов и деталей превентора
- •3.2.1 Расчёт штока превентора
- •3.2.2 Расчет гидроцилиндра превентора
- •3.2.3 Расчет крышки гидроцилиндра превентора
- •3.2.4 Расчёт плашки превентора
- •3.2.5 Расчёт усилий затяжки фланцевых соединений
- •3.2.6 Расчет затяжки шпилечного соединения
- •3.2.7 Расчет фланцев
- •3.2.8 Определение усилий во фланцевом соединении
- •3.2.9 Расчет прочности прокладки
- •3.3 Монтаж превентора.
- •3.3.1 Требования к монтажу и его технология
- •3.3.2 Последовательность монтажа превентора
- •3.4 Техническое обслуживание превенторов.
- •3.5 Ремонт систем и узлов превентора.
3.2.5 Расчёт усилий затяжки фланцевых соединений
Расчетная схема усилий затяжки фланцевых соединений представлена на рисунке 7.
Рисунок 7 – Схема усилий затяжки фланцевых соединений
D – средний диаметр уплотнения;
bэф – эффективная ширина прокладки;
b – ширина прокладки
Определим расчётное усилие Ррасч., кН
где D – средний диаметр уплотнения, D = 0,3238 м;
Р – рабочее давление среды, P = 35 МПа;
bэф – эффективная ширина прокладки, м.
где b – ширина прокладки, b = 0,0159 м
Определим усилие предварительной затяжки Рзат, кН,
где gп – удельное давление смятия прокладки для создания герметичности, МПа, для стали 40Х gп = 127 МПа
За расчётное усилие принимается большее из Рэкс. и Рзат., соответственно Ррасч. = 1027 кН.
3.2.6 Расчет затяжки шпилечного соединения
При значительных затяжках шпильки воспринимают большие осевые нагрузки, особенно в период, когда оборудование находится под действием скважинного давления. Расчетная схема представлена на рисунке 8.
Рисунок 8 – Схема расчета шпилечного соединения
D 0 – Наружный диаметр опорного бурта гайки; S – шаг резьбы;
Β0 – угол подъёма резьбы;
d1 – диаметр шпильки
Определим усилие на одну шпильку Рш, кН
где z – число шпилек, z = 12
Определим напряжение в шпильке ш, МПа,
где d1 – диаметр шпильки, d1 = 0,048 м по ГОСТ 22042-76 (исполнение 1)
Определим допускаемое напряжениее в материале шпильки [ш]:
где σТ – предел текучести материала шпильки, МПа. Материал шпильки сталь 40ХН, σТ = 785 МПа;
nш – коэффициент запаса прочности, nш = 3
Условие прочности выполняется.
Определим необходимый момент крепления шпилек Мш, Нм
где f – коэффициент трения гайки о фланец, f = 0,2;
D0 – наружный диаметр опорного бурта гайки, м;
Β0 – угол подъёма резьбы, град;
S – шаг резьбы, S = 0,003 м;
ρ – угол трения в резьбе, град;
f1 – коэффициент трения в резьбе, f1 = 0,2
.
3.2.7 Расчет фланцев
Фланцевые соединения изготавливают по ОСТ 26-16-1609-79. Корпусные фланцы отливаются вместе с корпусом детали (превентор, крестовина, задвижка) устьевого оборудования. Фланцевые соединения группируют в зависимости от давлений и проходных сечений.
Фланец рассчитывают по наиболее опасному сечению АС. При расчете фланца его можно представить в виде консольной балки с заделкой в сечении АС.
Схема фланцевого соединения изображена на рисунке 9.
Рисунок 9 – Схема фланцевого соединения превентора
D – наружный диаметр;
Dш – диаметр делительной окружности центров отверстий под шпильки;
D3 – диаметр перехода фланца;
Dнп – наружный диаметр прокладки;
h – высота тарелки фланца;
f – глубина канавки;
R0 – радиус округления граней прокладки;
b – ширина канавки;
bэф – эффективная ширина прокладки.
Определим в опасном сечении АС изгибающий момент Мас, кНм,
где D3 – диаметр перехода фланца, D3 = 0,369 м;
Dш – диаметр делительной окружности центров отверстий подшпильки, Dш = 0,483 м;
Dнп – наружный диаметр прокладки, Dнп = 0,33215 м.
Момент сопротивления изгибу Wac, м2
где h – высота тарелки фланца, h = 0,119 м;
f – глубина канавки, f = 0,011 м;
Dрас – расчетный диаметр наиболее нагруженной точки сечения, м
Напряжение изгиба σф, МПа
,
Определим допустимый предел текучести для материала фланца [ф], МПа
где σТ – предел текучести для материала фланца, сталь 40Х; σТ = 320 МПа;
nф – запас прочности для материала фланца, nф = 3
Условие прочности выполняется.