- •Введение
- •1 Техническая часть
- •1.1 Цели и виды исследования скважин
- •1.2 Анализ конструкций оборудования для исследования скважин
- •1.3 Комплекс оборудования для исследования скважин
- •1.3.1 Самоходный подъемник
- •1.4 Составные части комплекса оборудования и их назначение.
- •1.6 Устьевой лубрикатор для исследования скважин
- •1.6.1 Назначение и область применения
- •1.6.2 Требования к маркировке, упаковке и транспортировке
- •1.6.3 Сальниковое устройство
- •1.6.4 Устьевое оборудование
- •1.7 Канатный инструмент и оборудование для проведения работ
- •1.8 Лубрикатор устьевой скважинный л 65х14, лу 65х21, лс 65х35, 70 мПа
- •2 Специальная часть
- •2.1 Анализ авторских свидетельств
- •3 Расчетный раздел
- •3.1 Расчет корпуса лубрикатора, находящийся под действием внутреннего давления газа
- •3.2 Расчет и конструирование фланцевых соединений
- •4 Безопасность и охрана труда
- •4.1 Причины и характер возникновения осложнений при канатных работах
- •4.2 Мероприятия по предупреждению осложнений и аварий при работе инструментом, спускаемым на проволоке (тросе)
- •4.3 Техника безопасности при проведении канатных работ
- •4.4 Общие требования безопасности и охраны труда
- •4.5 Электробезопастность
- •4.6 Противопожарная безопасность.
- •4.7 Микроклимат
- •4.8 Мероприятия по борьбе с шумом, вибрацией
- •4.9 План ликвидации чрезвычайных ситуаций
- •5 Охрана окружающей среды
- •5.1 Анализ воздействия нефтегазопромысла на компоненты биосферы
- •5.1.1 Воздействие на атмосферу
- •5.1.2 Воздействие на гидросферу
- •5.1.3 Воздействие на литосферу
- •5.2 Организационные мероприятия
- •5.3 Инженерные и природоохранные мероприятия по защите окружающей среды
- •5.3.1 Защита атмосферы
- •5.3.2 Защита гидросферы
- •5.3.3 Защита литосферы
- •6 Экономический раздел
- •6.1 Структура нефтегазодобывающих предприятий
- •6.2 Определение эксплуатационных затрат до внедрения мероприятия
- •6.3 Определение годового экономического эффекта от внедрения мероприятия
- •Заключение
- •Список использованной литературы
3 Расчетный раздел
3.1 Расчет корпуса лубрикатора, находящийся под действием внутреннего давления газа
Для спуска или подъема на проволоке или канате инструментов, применяемых при посадке и извлечении газлифтных клапанов, применяют специальную установку для проведения скважинных работ, смонтированную на шасси автомобиля.
Лубрикатор скважинный применяется для герметизации устья скважины при спуске приборов для проведения гидродинамических геофизических исследований нефтяных и газовых скважин. Лубрикатор оборудован устройством для контроля давления и слива продукта. В лубрикаторе применено как одноступенчатое, так и двухступенчатое сальниковое уплотнение с возможностью замены рабочего сальника под давлением. Технические характеристики
Рабочее давление, МПа от 21 до 70 МПа Диаметр скребковой проволоки ,мм от 1,8 до 2,5, а также под кабель от ø6,3 мм Сальниковое уплотнение 2-х ступенчатое Высота, мм по заказу потребителя Возможно изготовление лубрикаторов из двух составных частей – предназначенные для более удобной транспортировки.
Корпус, состоящий из проушины - 1, бобышки - 2 , втулки - 3, цилиндрического стакана - 4 и фланца - 5, находится под действием избыточного внутреннего газа р равно 21 МПа.
Таблица 3.1 - Технические характеристики
Наименование параметра |
Значение |
Рабочая среда |
Нефть и вода |
Рабочее давление, МПа |
21 |
Способ управления |
Ручной |
Класс герметичности по ГОСТ 9544 -2005 |
А |
Рабочий диапазон температур окружающей среды |
От -40 °С до +40 °С |
Предельное значение температуры скважинной жидкости |
Не более +100°С |
Масса, кг |
34 |
Коэффициент запаса прочности выбираем равным 3,8. Тогда допускаемое напряжение для стали 35 при расчете данного корпуса будет равно Диаметр цилиндрического стакана Dв равен 72мм, длина равна 2000мм. Рабочая температура в корпусе превышает 100.
Определить толщину стенки корпуса. Предел прочности при растяжении в для стали 35 по данным таблицы 3.2 принимаем равным 500 МПа.
Таблица 3.2 - Пределы прочности при растяжении тонколистовой и горячекатаной толстолистовой сталей
-
Марка стали
в, МПа
0.8
275-370
10
275-410
15
315-440
20
340-490
25
390-540
30
440-590
35
490-635
45
540-685
50
540-735
Таблица 3.3 - Коэффициенты запаса прочности для труб
-
Виды труб
Коэффициенты запаса прочности
в
т
Бесшовные трубы
3,8
1,7
Трубопроводы
4,0
1,8
[] = = 132 Па = 132 МПа.
Толщину стенок корпуса лубрикатора находят по формуле
= + с , ( 3.1 )
где - внутреннее давление газа в корпусе;
- внутренний диаметр цилиндрического стакана;
[] - допускаемое напряжение при растяжении для материала стенки корпуса;
- коэффициент прочности;
с – прибавка на коррозию к толщине стенки корпуса.
Толщина стенки корпуса по формуле (3.1) будет равна (без учета прибавки на коррозию)
= = 0,0047 м.
Принимаем ее равной 5мм.
Таблица 3.4 - Значения модуля продольной упругости и коэффициента Пуассона для некоторых материалов (при температуре ±40)
Наименование материала |
Модуль продольной упругости, МПа |
Коэффициент Пуассона |
Сталь: углеродистая легированная |
(2-2,1) |
0,24-0,28 |
2,1 |
0,25-0,30 | |
Чугун серый, белый, ковкий |
(0,8-1,6) |
0,23-0,27 |
Латунь |
(0,9-1,1) |
0,32-0,42 |
Алюминиевые сплавы |
(0,7-0,72) |
0,32 |
Дюралюминий катаный |
0,71 |
0,32-0,34 |
Для стали по таблице 1.8 принимаем модуль продольной упругости Е=2 Па, коэффициент Пуассона = 0,3.
Наружное давление, при котором теряется устойчивость корпуса лубрикатора, называют критическим. Оно зависит от геометрической формы, размеров и от физических свойств материала корпуса .
Стакан корпуса подразделяется на длинные и короткие. В качестве критерия для сравнения служит критическая длина стакана корпуса, рассчитываемая по формуле
L кр = 4,644, (3.2 )
где - радиус стакана корпуса;
– толщина стенки оболочки;
- коэффициент Пуассона материала стакана корпуса.
Критическая длина сосуда по формуле (2) равна
L кр = 4,644= 12,7 м.
В упругой стадии критическое давление зависит не от прочности материала, а от модуля упругости и коэффициента Пуассона, критическое давление находим по формуле
N = 1 + , ( 3.3 )
N = 1 + = 21МПа;
кр = + , ( 3.4 )
кр = + = 49603 +
+ 457876,43 = 19738271 Па = 19,74 МПа;
Рабочее давление принимают в несколько раз меньше критического
= , ( 3.5)
где – коэффициент, называемый запасом устойчивости.
При запасе устойчивости = = 0,91 находим
= = 20,88МПа21 МПа;
Отсюда заключаем, что выбранная толщина стенки корпуса удовлетворяет условиям работы.