Зарисовка схемы циркуляционной системы ГПНУ. Расчет давления нагнетания и полезной мощности насоса. Расчет объема компенсатора

Министерство общего и высшего образования Российской Федерации

Уфимский государственный нефтяной технический университет

Кафедра гидравлики и гидромашин

Домашнее задание

Задача №2.1.

Выполнил:	ст.гр. ГГ-99-01 Габдулхаков А.Х.
Проверил:	Савичев Е.А.

2001 год

Условие задачи:

Циркуляционная система поршневого насоса ГПНУ имеет длину l=4800 м, приведенный диаметр d=0,1 м. Перекачивается нефть плотностью r=845 кг/м³ и вязкостью n=0,37×10^–4 м²/с. Насос приводят в движение забойные гидропоршневые двигатели, перепад давления на которых Dp=3,2 МПа. Всасывающий трубопровод имеет длину l_в=44 м, диаметр d_в=0,175 м, геометрическая высота всасывания Н_г=2,7 м.

Задание:

1. Зарисовать схему циркуляционной системы ГПНУ;

2. Выбрать тип насоса и его параметры;

3. Проверить условия всасывания бурового насосы, если Р_s=0,3×10⁵ Па.

4. Рассчитать давление нагнетания и полезную мощность насоса.

5. Рассчитать объем компенсатора.

6. Оценить количество параллельно соединяемых ГПН, если подача одного насоса составляет 300 т/сут.

1.

2. Используя учебник В.А. Лесецкого «Буровые машины и механизмы». – М.: Недра, 1980 подбираем тип насоса и его параметры. Наиболее подходящим является насос У8-7МА2.

Техническая характеристика данного поршневого насоса:

Q=23 л/с при диаметре цилиндрической втулки D=0,152 м.

Число цилиндров	– 2
Полезная мощность	– 710 кВт
Механическая мощность	– 850 кВт;
Количество двойных ходов	– 66 мин-1
Ход поршня	– 0,4 м
Диаметр цилиндрических втулок
максимальный	– 0,2 м
минимальный	– 0,14 м
Подача насоса
Максимальная	– 50,9 л/с
Минимальная	– 22,7 л/с
Давление нагнетания
Минимальное	– 14,2 МПа
Максимальное	– 32 МПа
Диаметр штока	– 0,08 м

3. Для того, чтобы насос работал нормально должно выполняться условие:

.

А=1,1…1,3, пусть А=1,1.

h_i – инерционные потери которыми можно пренебречь.

V_ср==0,96 м/с.

8,31 м.

==3,62 м.

Т.к. 8,31>3,62, то насос будет работать нормально.

4. Для того, чтобы найти давление нагнетания надо найти действующий напор.

, где Н_ст=, т.к. z₁=z₂, Н_ст=.

h_1-2(Q) – потери в трубопроводе. h_1-2(Q) =h_t+h_м, h_t= – линейные потери по длине трубопровода, h_м= – местные потери в трубопроводе. h_м=0, т.к. x=0.

Для расчета коэффициента Дарси l найдем число Рейнольдса – Re и граничные числа Рейнольдса – Re_I и Re_II:

Re=== 7919.

Re_I=10×d/k_э, Re_II=500×d/k_э, k_э=0,1, Re_I=10×100/0,1=10000, Re_II=500×100/0,1=500000

Re<Re_IÞ режим течения турбулентный, зона гидравлически гладких труб, l рассчитывается по формуле Блазиуса:

l==0.0335.

h_1-2(Q)=0,0827×0,0335×4800×(23×10^-3)²/0,1⁵=704 м.

Н_д=3,2×10⁶/(845×9,81)+704=1090 м.

Р_н=r×g×Н_д=845×9,81×1090= 9035501 Па»9,04 МПа.

N_пол=r×g×Н_д×Q_т=845×9,81×1090×23×10^-3=207817 Вт»207 кВт.

5. Объем компенсатора рассчитывается по формуле:

V_к=(1,5…2), где P_подк=(0,2…0,8)P_max, d_н=0,05, k=0,042.

V_к=1,5× 0.011 м³=11 л.

6. При параллельном соединении ГПН Q=Q₁+Q₂+…+Q_n,

Q=300 т/сут=300×1000/(3600×23)=3,62 л/с.

22/3,62=6. Количество параллельно подсоединяемых насосов равно 6.