МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ, МОЛОДІ

ТА СПОРТУ України

Івано-Франківський національний технічний

університет нафти і газу

Кафедра нафтогазового обладнання

Практичне заняття № 1

Вибір фонтанної арматури та розрахунок її елементів на міцність

Виконав:

студент групи НО-09-1

Борківський В.В.

Перевірив:

викладач

Джус А.П.

Івано-Франківськ

2012

Порядок виконання звіту до практичного завдання №1

1.Згідно таблиці 1.1 і варіанту №4, отриманого у викладача, вибираємо вихідні дані.

Таблиця 2.1 – Вихідні дані для виконання роботи

Варіант	Продукція свердловини	Очікуваний тиск на усті, МПа	Дебіт нафти, м3добу	Корозійна активність	Наявність піску	Тиск випробування експлуатаційної колони, МПа	Кліматичні умови
6	Газ	18	0,6 106	Відсутня	Відсутній	20	Норм.

2. Обґрунтовуємо параметри фа (діаметр стволової частини фонтанної ялинки, тиск) та вибираємо її схему.

Діаметр стволової частини фонтанної ялинки визначаємо за дебітом свердловини з умови оптимальної швидкості руху продукції в НКТ та самій фонтанній ялинці. Для газових свердловин швидкість рекомендується приймати близько до 5м/с і при визначенні необхідного діаметра стволової частини фонтанної ялинки приводити дебіт свердловини до очікуваного тиску на усті

, м³/добу, (1.1)

де - атмосферний тиск, МПа;

- очікуваний дебіт газу, м³/добу;

- очікуваний тиск на усті, МПа.

Тоді діаметр стволової частини фонтанної ялинки визначаємо за формулою :

(1.2)

Обчислене значення діаметра стволової частини приводимо до стандартного (біль-шого) значення .

Оскільки очікуваний тиск на усті = 18 МПа, то вибираю стандартне більше зна-чення Р = 21 МПа.

Враховуючи значення очікуваного тиску на усті свердловини і характеристику продукції пласта: відсутність корозійної активності та відсутність механічних домішок, обираю 5 схему фонтанної ялинки.

З метою забезпечення керування режимом роботи свердловини, вибираємо в якості запірних пристроїв, засувки прямоточні шиберні типу ЗМ Конотопського арматурного заводу ЗМ-100×21 з габаритними розмірами 511×295×824 мм та масою 300 кг.

Регулюючим пристроєм є регулюючий дросель. Після встановлення стійкого режиму роботи свердловини його замінюємо на нерегульований дросель зі змінною втулкою з зносостійкого матеріалу.

3.ОВибраємо та обґрунтовуємо тип фланцевого з’єднання.

Для робочих тисків 14, 21, 35 МПа застосовуємо фланцеві з’єднання виконання 1 із зазором між торцями фланців (рис. 1.1). Вони комплектуються прокладками типу П ортогонального поперечного перерізу з двостороннім контактом (рис. 1.2). Розміри

Рисунок 1.1 - Фланець типу 1 Рисунок 1.2 – Прокладка типу П

фланців вибираємо у відповідності до прохідних отворів стволової частини фонтанної ялинки. Для проведення подальших розрахунків параметри фланців вибираємо із таблиць 1.2, а відповідних їм прокладок - таблиць 1.3. При виборі матеріалу корпусних деталей ФА (фланців), прокладок, враховуємо корозійну активність продукції пласта (табл.і 1.9, 1.11).

Дані, які можуть бути використані при розрахунках представлені у таблицях 1.2-1.8.

Таблиця 1.2 - Параметри фланця типу 1. Розміри, мм

Позначення фланця

Діаметр прохідного отвору d,, не більше

Діаметр ділильного кола центрів отворів під шпильки D1

Середній діаметр канавки під прокладку D3

Зовнішній діаметр D

Діаметр шийки D4

Діаметр отворів під шпильки d1

K-ть отворів під шпильки

Повна висота тарілки фланця h

Ширина канавки b

Глибина канавки f

Позначення прокладки

Різьба шпильок

p = 21 МПа

100x21

103

235,0

149,2

292

159

32

8

53

12.0

8,0

П37

М27

Таблиця 1.3 - Розміри прокладок типу П, мм

Позначення прокладки	Середній діаметр D,	Висота h	Ширина b	Ширина торця b1	Маса, кг, не більше
П37	149,2	16	11,1	7,7	0,65

4.оПроводимо перевірочний розрахунок на міцність елементів фланцевого з’єднання, що з’єднує трубну головку і фонтанну ялинку.

4.1оВизначаємо зусилля, що діють на фланцеве з’єднання.

Під час експлуатації на його елементи діють зусилля , які виникають в результаті затягування ущільнюючого стику з врахуванням тиску всередині продукції свердловини та інших факторів.

Оскільки маємо ущільнення, в якому застосовується прокладка з двостороннім контактом, то розрахунок проводимо за формулою:

(1.4)

де - середній діаметр прокладки, м;

- тиск всередині арматури, па;

- ефективна ширина прокладки, м;

, (1.5)

де - ширина прокладки, м;

m - коефіцієнт, який для газових свердловин значення m становить від 10 до 12