Погружные центробежные электронасосы

Курсовой проект - Разное

Другие курсовые по предмету Разное

p>

Расчет колеса.

Общее усилие, действующее вдоль оси насоса:

 

, (2.26)

 

где Т - усилие, предварительной затяжки пакета ступеней, Н;

? - плотность воды, ?=1000кг/м3;

Н - максимальный напор секции насоса, Н=475м;

Нmax - максимальный напор насоса, Н=950м;

rвн - внутренний радиус корпуса, r=41мм;

Ек - модуль упругости корпуса, Ек=2,63105МПа;

Ена - модуль упругости направляющего аппарата, Ена=1,45105МПа;

Fк - площадь поперечного сечения корпуса;

Fна - площадь поперечного сечения направляющего аппарата;

G - масса погружного агрегата, G= 463кг.

Усилие, предварительной затяжки пакета ступеней:

 

, (2.27)

 

где к - коэффициент запаса плотности стыка, к=1,4.

Подставим значения полученные в уравнениях 2.28 и 2.29 в уравнение 2.27 получем:

 

,

 

Площадь поперечного сечения корпуса равна:

 

(2.28)

 

Площадь поперечного сечения направляющего аппарата равна:

 

(2.29)

 

Подставим полученные значения из уравнений 2.27-2.29 в уравнение 2.26, и получим общее усилие, действующее вдоль оси насоса:

 

 

Осевые напряжения, действующие в опасном сечении корпуса:

 

(2.30)

 

где Fk - площадь ослабленного сечения корпуса с учетом технологических отклонений, м2:

 

 

где Dн - наружный диаметр;

?р - допуск наружного диаметра корпуса;

dp - наружный диаметр резьбы;

?р - допуск размера резьбы.

Определение тангенциальных напряжений:

 

(2.31)

где ? -

 

коэффициент Пуассона, ?=0,3;

S - толщина стенки корпуса в ослабленном сечении с учетом технологических отклонений:

 

где ?S - допустимая разрозненность корпуса, ?S=0,810-3м.

Эквивалентное напряжение в ослабленном сечении корпуса:

 

 

Коэффициент запаса прочности:

 

(2.33)

 

где ?Т - предел текучести стали 20, ?Т=274 МПа.

Расчет вала.

При нормальной работе вал насоса подвергается воздействию крутящего момента, осевой сжимающей нагрузке на верхний торец вала и радиальной нагрузке.

 

(2.34)

 

гдеsизг - наибольшее напряжение при изгибе;

t - наибольшее напряжение при кручении;

Наибольшее напряжение при изгибе определим по уравнению 2.35:

 

, (2.35)

 

где Ми - изгибающий момент;

Wи - осевой момент сопротивления сечения вала.

Наибольшее напряжение при кручении определим по уравнению 2.36:

 

,(2.36)

 

где Мк - крутящий момент;

Wк - полярный момент сопротивления сечения вала.

Определим полярный и осевой моменты сопротивления сечения вала.

 

 

где D - наружный диаметр вала, D=17мм;

d - внутренний диаметр шлицов, d=14мм;

b - ширена шлица, b=3,5мм;

z - число шлицов, z=6.

 

 

Определим крутящий момент на валу:

 

(2.37)

 

где N - приводная мощность двигателя, N=27кВт;

? - угловая скорость:

 

 

Поставим полученные значения в уравнение 2.36 и получим:

 

 

Изгибающий момент определим по уравнению:

 

, (2.38)

 

гдеР1 - радиальная нагрузка, действующая на шлицевой конец вала;

Р2 - вторая радиальная нагрузка возникающая вследствие неточности изготовления шлицев;

l - расстояние от точки приложения силы до кольцевой проточки.

Радиальная нагрузка, действующая на шлицевой конец вала:

 

, (2.39)

 

где Е - модуль упругости, Е=2,1105 МПа;

I - осевой момент инерции, м4;

?Y - стрела прогиба шлицевого конца вала, ?Y=110-5м,

С - расстояние от центра подшипника до середины сочленения муфты и вала, С=0,1м.

Определим момент инерции:

 

(2.40)

 

Подставим полученные значения в уравнение 2.39 и получим:

 

 

Вторая радиальная нагрузка возникает вследствие неточности изготовления шлицев. Число шлицев, включенных в работу равно 0,8 от общего числа. Пять работающих дают нагрузку, равную 0,2Рокр.

 

, (2.41)

 

где dср - средний диаметр шлицев, d=15,5мм.

Максимальный изгибающий момент получим:

 

 

Определим напряжение изгиба в опасном сечении :

 

 

Эквивалентное напряжение получим:

 

 

Коэффициент запаса прочности:

 

 

где ?m - предел текучести стали 40Х, ?m=950 МПа.

В результате проведенных расчетов определил геометрические параметры ступени насоса на заданные параметры работы насоса. Установил возможность использования в проектируемом насосе корпуса из стали 20 и вала из стали 40Х, при этом запас прочности превышает минимально допустимое значение.

 

3. Особенности эксплуатации, монтажа и ремонта ЭЦН

 

.1 Эксплуатация ЭЦН

 

Эксплуатация погружных центробежных электронасосов для добычи нефти осуществляется по стратегии наработки скважинного оборудования на отказ[2]. Сущность такой эксплуатации заключается в спуске в скважину погружного насосного агрегата, выведение его на режим эксплуатации (запуска установки) и предоставления возможности работы скважинного оборудования до появления отказа, т.е. прекращения добычи из скважины,

Скважинное оборудование поднимается из скважины, разбирается на агрегаты, узлы. Определяется причина отказа, вызвавшая остановку добычи из скважины. В скважину устанавливается работоспособный комплект скважинного насосного оборудования, установку вновь запускают. Она работает до сл?/p>