Винтовые насосные установки

СОДЕРЖАНИЕ

 Задание на дипломное проектирование ....................................    2

Реферат .................................................................................    5

Введение ................................................................................    6

1   Литературный обзор существующих конструкций и патентная

проработка узлов винтовой насосной установки   .......................    8

2   Винтовые насосные установки с поверхностным приводом .........   14

2.1 Анализ   применения      винтовых      насосных      установок   на нефтяных месторождениях .................................................   14

2.2 Устройство и принцип работы винтовых насосных установок ...   20

2.2.1 Принцип действия винтового насоса ..............................   20

2.2.2 Конструкция винтовой насосной установки с поверхност­ным приводом ..........................................................   23

3 Правила монтажа и эксплуатации ...........................................   25

3.1 Монтаж  установки ..........................................................   25

3.2 Подготовка установки к работе и техническое обслуживание ......   27

4 Расчётная часть ....................................................................   29

4.1 Кинематический расчёт насосной установки .........................   30

4.2 Проектирование цилиндрических зубчатых передач привода ......   32

4.2.1 Проверочный расчёт на выносливость зубчатых передач

по контактным и изгибным напряжениям   .....................   33

4.3 Проектирование валов и подбор подшипниковых опор .........   35

4.3.1  Расчёт валов на выносливость .....................................   46

4.4 Выбор и проверочный расчёт шпоночных соединений ...........   48

4.5 Проектирование колонны штанг ........................................   50

4.6 Расчёт основных параметров винтового насоса .....................   58

5 Безопасность и экологичность проекта   ....................................   63

5.1 Характеристика производственной среды .............................   63

5.2 Анализ опасных и вредных производственных факторов ........   66

5.3 Разработка мероприятий по обеспечению безопасных и

здоровых условий труда ..................................................... 69

5.4 Расчёт заземляющего устройства электродвигателя ............ 77

5.5 Экологичность проекта ................................................. 80

6 Экономическая часть ......................................................... 83

6. 1 Расчёт экономического эффекта ..................................... 83

Литература ........................................................................... 88

Приложение А - Расчёт цилиндрической зубчатой передачи .......... 90

Приложение Б - Расчёт подшипниковых опор ............................. 92

Приложение А - Расчёты колонны штанг ................................... 94

ВВЕДЕНИЕ

При насосной эксплуатации нефтяных скважин наиболее рас­пространенными являются штанговые скважинные установки (ШСНУ) и установки погружных центробежных электронасосов (УЭЦН). Первые из них используются в малодебитных скважинах, и характеризуется громоздким, металлоемким и дорогим наземным оборудованием. Для УЭЦН характерно применение в высокодебитных скважинах. Общим недостатком этих установок является сложность в обслуживании, а также неустойчивость в работе при добыче жидкости с высоким содержанием механических примесей и газа.

С целью устранения отмеченных недостатков, а также для решения проблемы откачки жидкости повышенной вязкости были предложены одновинтовые насосы, обладающие целым рядом преимуществ по сравнению с насосами других типов. По сравнению с центробежными насосами при эксплуатации насосов винтовых имеет место весьма малое перемешивание перекачиваемой жидкости (жидкость перекачивается практически без пульсации), что предотвращает образование стойкой эмульсии из нефти с водой. Отсутствие клапанов и сложных проходов определяет простоту конструкции и снижает гидравлические потери. Насосы обладают повышенной надежностью (особенно при откачке жидкостей с механическими примесями) вследствие того, что имеют минимальное число движущихся деталей (один винт), просты в изготовлении и эксплуатации, более экономичны. При перекачке жидкости повышенной вязкости снижаются перетоки через уплотняющую контактную линию между винтом и обоймой, что улучшает характеристику насоса.

Благодаря нечувствительности к свободному газу, винтовые насосы идеальны для перекачки высокогазированных жидкостей. Они являются более износостойкими при добыче нефти, содержащей механические примеси, т.к. твердые частицы, проходя через насос, вдавливаются в эластомер обоймы (статора), который деформируется, но не истирается.

В настоящее время на нефтяных промыслах широко используют винтовые насосные установки с погружным электродвигателем, а также с поверхностным приводом как отечественного, так и импортного производства.