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>