ШҰС қондырғыларын есептеу мысалдары

1-есеп. Тербелмелі станокты, диаметрін және сорап түрін, штанга мен СКҚ-ы таңдап, берілген шарттарға сәйкес сораптың жұмыс параметрлерінің режимін анықтау керек. Ұңғыманың дебиті – 35м³/тәу, мұнайдың тығыздығы – ρ_м= 850 кг/м³, сорапты түсіру тереңдігі – 1400м, сораптың беріліс коэффициенті η=0,7.

Шешімі: А.Н. Адонин(ссылка) диаграммасы бойынша Q=35 м³/тәу проекциясы мен L=1400 м қиылысынан СК 8-3,5 – 4000 және сораптың плунжерінің диаметрі 32 мм-ге тең екенін табамыз. 1200 м-ден төмен тереңдікке сәйкес маркасы НВ1Б-32-30-15 қондырмалы сорапты таңдау керек.

Бел-гілеу	Станок шифрі
	1ск- 1-0,6- 100
2	2ск- 1,25-0,9-250
3	Зск-2-1,05-400
4	4ск-2-1,8-700
5	5ск-4-2,1-1600
6	6ск-4-3-2500
7	7ск-8-3,5-4000
8	7ск-8-3.5-6000
9	7ск- 12-2,5-6000
10	9ск- 15-6- 12000

500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 L, м 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

4.9-сурет. Тербелмелі станоктарға арналған А.Н. Адонин диаграммасы

(1-шеңберлердегі сандар ұңғыма сорабының диаметрін белгілейді; 2-диаграмманың астына орналасқан 1-ден 10-ға дейінгі сандар станок шифрін белгілейді)

НВ-1Б типті сораптар мұнай ұңғымаларынан механикалық қоспасы 1,3 г/л дейінгі тұтқырлы сұйықты және 10% -дан аспайтын еркін газды сору үшін арналған. Сораптың цилиндрі ретінде беріктілігі жоғары, тозуға төзімділігі жоғары және тасымалдылық қасиеттерімен сипатталатын бүтін, төлкесіз цилиндр қолданылған.

НВ- 1Б-32 үшін мынадай СКҚ таңдалады: 32+28=60 мм, СКҚ 60x5,0 мм. Бұл сорапқа СКҚ-60 мм қондырылатын ОМ-60 маркалы құлыпты тіреу қажет.

4.1-4.3 кестелерінен диаметрі 22 мм (31%) және диаметрі 19 мм (69%) көміртекті болаттан (σ_ш=70 МПа) жасалған штанганы таңдаймыз.

Түсірудің жалпы 1400 м-ге тең тереңдігінде штангалар секциясының 434 м ұзындығына сәйкес диаметрі =22 мм, ал 966 м ұзындығына – диаметрі 19 мм-ге тең штангалар таңдалады.

МЕмСТ 5866 бойынша 7СК 8-3,5 - 4000-ның режимдік параметрлері: S_a=1,7; 2,1; 3,0; 3,5 м – штанганың ілу нүктесінің жүру ұзындықтары.

Тербеліс саны n=5-12 мин^-1

Ц2П-750 редукторының і=38 берілістік қатынасындағы шкивтің диаметрі - 1000 мм болады.

ТС-тың жұмысын жалғастыруды қамтамасыз ету үшін қадамның максималды ұзындығын қабылдап, А.Н. Адонин диаграммасы бойынша тербелмелі-станоктың максималды параметрлерінде жұмыс істей алатын және диаметрі 32 мм сораптың максималды өнімділігін табу қажет.

Диаграмма бойынша мынаны табамыз: Q_max=38 м³/тәул. Сонда S_max=3,5 м жүріс ұзындығында (4.17) формуласымен тербеліс саны былай анықталады:

n=12*35/38=11 мин^-1.

Штанганың минимум кернеуіне сәйкес келетін сораптың жұмыс параметрін аналитикалық әдіспен анықтаймыз.

S_a мен n (4.18)-(4.20) формулалары бойынша стандартты көрсеткіштерді беру арқылы, F_пл мен D_пл анықтап, 4.5-кестесін құрамыз.

4.5-кесте

N^o реж	S, м	n	F_пл, см²	D_пл, см
1 1,675 15 15,32 4,42 2 2,1 12,9 14,21 4,25 3 2,5 11,5 13,39 4,13 4 3,0 10,2 12,58 4,00 5 3,5 9,2 11,96 3,9 6 12,45 5 6,186 2,81 7 5,15 9 8,30 3,25 8 3,35 12 9,58 3,49

Штанганың екісатылы тізбегінің орташа массасы

q_орт=q₁*0,31+q₂*0,69=3,14*0,31+2,35*0,69=2,60 кг/м,

мұндағы, q₁, q₂ – сәйкесінше штанганың 1 м жоғарғы және төменгі секциясының массалары.

4.4-кестесінен көреміз, сораптың η=0,7-ге тең орташа беріліс коэффициентінде қабылданатын жұмыс режимдері 5-ші және 4-ші болады, бірақ та бұл режимдерде плунжер диаметрінің мәні үлкен болады.

Оңтайлы режимді таңдау үшін штанганың ілу нүктесіндегі жүктеменің максималды мәнін (4.21) формуласымен табамыз:

Р⁵_max=11,96·10^-4·850·1400·9,81+ 2,6·1400·9,81[0,892+3,5·9,2²/1440] = =13962+39198=53160 H,

мұндағы, b=(7850-850)/7850=0,892;

P⁴_max=12,58·10^-4·850·1400·9,81+2,6·1400·9,81[0,892+3,0·10,2²/1440] = =14686+39592=54278 H.

Мұнда оңтайлы режим 5-ші және P_max=53,2 кН-мәні ең кіші. Минималды күштемені (4.22) формуласымен есептейміз:

P⁵_min=2,6·1400·9,81[0,892-(3,5·9,2²)/1440]=24506 H.

(4.23) формуласы бойынша максимал және минимал кернеулерді және (4.24) формуласымен σ_ш мәндерін анықтаймыз:

σ_max =53160/0,785·0,022²=53160/3,8·10^-4=139,9·10⁶ H/м²=139,9 МПа;

σ_min=24506/3,8·10^-4=64,5·10⁶ H/м²=64,5 МПа;

σ_a=(139,9-64,5)/2=37,7 МПа;

σ_ш= =72,6 МПа.

4.1-4.3 кестелерінен σ_м.ш = 90 МПа коррозиясыз шарттары үшін маркасы 20Н2М болаттан жасалған штанганы таңдаймыз.

Штанганың беріктік қорының коэффициенті (4.25) формуласы бойынша мынаны құрайды:

η=390/140,0=2,8.

Плунжердің стандартты диаметрін қолдана отырып (5- режим үшін 38 мм болады) (4.26) формуласымен қажетті тербелу санын анықтаймыз:

n=9,2*39/38=9,44 мин^-1.

НВ1Б-38-35-15 сорабы үшін жүру ұзындығы 3,5 м және түсіру тереңдігі 1500 м, ал СКҚ диаметрі 73x5,5 мм-ге тең болады.

Стандартты емес тербелу саны үшін электрқозғалтқыштың шкив диаметрін (4.27) формуласымен анықтаймыз:

D_эл=9,44·1000·38/1470=244 мм.

Сонда, аналитикалық есеп нәтижесінде біз СКҚ-ң, сораптың диаметрін үлкейтіп, тербелу санын 11-ден 9,4 мин^-1-ге дейін азайттық және кестелі-графикалық есеппен салыстырғанда маркасы 20Н2М болаттан жасалған берік штанганы таңдадық.