- •Практикум
- •Кафедра нафтогазового обладнання
- •Практичне заняття № 1 Вибір фонтанної арматури та розрахунок її елементів на міцність
- •1 Мета заняття
- •2 Завдання заняття
- •3 Основні теоретичні відомості
- •4 Порядок проведення заняття
- •5 Питання для самоконтролю
- •6 Перелік посилань
- •Розрахунок параметрів і вибір обладнання для експлуатації нафтових свердловин установками електровідцентрового насоса
- •1 Мета заняття
- •2 Завдання заняття
- •4 Порядок проведення заняття
- •5 Питання для самоконтролю
- •6 Перелік посилань
- •Вибір обладнання для заданих умов експлуатації свердловини з допомогою штангової свердловинної насосної установки
- •1 Мета заняття
- •2 Завдання заняття
- •3 Основні теоретичні відомості
- •4 Порядок проведення заняття
- •5 Питання для самоконтролю
- •6 Перелік посилань
- •Вивчення конструкції, розрахунок параметрів і вибір обладнання для промивання піщаних пробок
- •1 Мета заняття
- •2 Завдання заняття
- •3 Основні теоретичні відомості
- •4 Порядок проведення заняття
- •5 Питання для самоконтролю
- •6 Перелік посилань на джерела
- •4 Порядок проведення заняття
- •Необхідне розривне зусилля каната визначається за формулою
- •5 Питання для самоконтролю
- •6 Перелік посилань на джерела
5 Питання для самоконтролю
5.1 Вкажіть призначення фонтанної арматури та її функції, типові схеми фонтанних ялинок, обв’язки трубних головок.
5.2 Перелічіть основні параметри фонтанних арматур.
5.3 Встановіть область раціонального застосування фонтанних арматур.
5.4 Які навантаження діють на елементи фонтанних арматур, яке їх походження та методика розрахунку?
5.5 Назвіть швидкозношувані елементи фонтанних арматур та способи їх заміни.
5.6 Перелічіть роботи, що виконуються при монтажі фонтанної арматури.
6 Перелік посилань
6.1 Молчанов Г.В., Молчанов А.Г. Машины и оборудование для добычи нефти и газа. - М.: Недра, 1984. -464 с.
6.2 Чичеров Л.Г. Нефтепромысловые машины и механизмы. - М.: Недра, 1983. -342 с.
6.3 Абдулаев Ю.Г., Велиев Т.К., Джафаров Ш.Т. Монтаж, эксплуатация и ремонт оборудования фонтанних и нагнетательных скважин. - М.: Недра, 1989.
6.4 ГОСТ13846-89. Арматура фонтанная и нагнетательная. Типове схемы и основне параметры.
6.5 Ивановский В.Н., Дарищев В.И., Сабиров А.А., Каштанов В.С., Пекин С.С. Оборудование для добычи нефти и газа: В 2 ч. – М: ГПУ Изд-во “Нефть и газ” РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, 2002. – Ч. 1 – 768 с.
Таблиця 1.1 – Вихідні дані до практичного заняття
Варіанти |
Продукція свердловини |
Очікуваний тиск на усті, МПа |
Дебіт нафти, м3добу (газу, 106 м3добу) |
Корозійна актив-ність продукції свердловини |
Наявність піску в продукції свердловини |
Тиск опресовки експлуатаційної колони, МПа |
Кліматичні умови |
1 |
газ |
20 |
0,8 |
6% СО2 |
відсутній |
35 |
норм. |
2 |
нафта |
31 |
60 |
15% Н2S |
1,0 гл |
39 |
норм. |
3 |
нафта |
44 |
95 |
6% Н2S |
5,0 гл |
60 |
хол. |
4 |
газ |
55 |
1,3 |
до6% СО2 |
відсутній |
64 |
норм. |
5 |
нафта |
65 |
140 |
10% СО2 |
1,5 гл |
69 |
норм. |
6 |
газ |
18 |
0,6 |
відсутня |
відсутній |
20 |
норм. |
7 |
нафта |
39 |
170 |
відсутня |
6,0 гл |
44 |
норм. |
8 |
газ |
39 |
1,5 |
20% Н2S |
відсутній |
44 |
норм. |
9 |
нафта |
50 |
100 |
відсутня |
3,0 гл |
63 |
хол. |
10 |
нафта |
13 |
33 |
20% Н2S |
0,5 гл |
19 |
норм. |
11 |
нафта |
25 |
40 |
відсутня |
1,5 гл |
36 |
норм. |
12 |
нафта |
40 |
70 |
відсутня |
0,6 гл |
43 |
норм. |
13 |
нафта |
86 |
99 |
4% СО2 |
1,4 гл |
90 |
норм. |
14 |
газ |
41 |
1,85 |
15% Н2S |
відсутній |
45 |
норм. |
15 |
нафта |
69 |
195 |
відсутня |
0,2 гл |
70 |
норм. |
16 |
нафта |
61 |
160 |
відсутня |
0,1 гл |
65 |
норм. |
17 |
нафта |
20 |
39 |
відсутня |
1,7 гл |
22 |
норм. |
18 |
газ |
26 |
0,55 |
5% Н2S |
відсутній |
30 |
норм. |
19 |
нафта |
37 |
59 |
відсутня |
5,5 гл |
39 |
хол. |
20 |
нафта |
33 |
50 |
відсутня |
1,1 гл |
36 |
норм. |
21 |
газ |
19 |
0,9 |
10% Н2S |
відсутній |
22 |
норм. |
22 |
нафта |
59 |
165 |
відсутня |
0,7 гл |
62 |
норм. |
23 |
нафта |
49 |
120 |
відсутня |
1,5 гл |
55 |
норм. |
24 |
нафта |
18 |
45 |
відсутня |
4,0 гл |
26 |
хол. |
25 |
газ |
40 |
1,2 |
3% СО2 |
відсутній |
51 |
норм. |
Таблиця 1.2 - Параметри фонтанних арматур.
Умовний прохід, мм |
Робочий тиск, МПа |
||
ствола ялинки |
бокових відводів ялинки |
бокових відводів трубної головки |
|
50 |
50 |
50 |
14,21,35,70,105,140 |
65 |
50,65 |
50,65 |
|
80 |
50,65,80 |
14,21,35,70,105 |
|
100 |
65,80,100 |
65 |
21,35,70 |
150 |
100 |
21 |
|
Таблиця 1.3 - Параметри фланців 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 = 14 МПа |
||||||||||||
50x14 |
52 |
127,0 |
82,5 |
165 |
84 |
19 |
8 |
34 |
12,0 |
8,0 |
П23 |
М16 |
65x14 |
65 |
149,0 |
101,6 |
190 |
100 |
23 |
8 |
37 |
12,0 |
8,0 |
П26 |
М20 |
80x14 |
80 |
168,0 |
123,8 |
210 |
118 |
23 |
8 |
40 |
12,0 |
8,0 |
П31 |
М20 |
100x14 |
103 |
216,0 |
149,2 |
275 |
153 |
25 |
8 |
46 |
12,0 |
8,0 |
П37 |
М22 |
180x14 |
180 |
292,0 |
211,1 |
355 |
223 |
28 |
12 |
56 |
12,0 |
8,0 |
П45 |
М24 |
p = 21 МПа |
||||||||||||
50x21 |
52 |
165, |
95,2 |
215 |
105 |
25 |
8 |
46 |
12.0 |
8,0 |
П24 |
М22 |
65x21 |
65 |
190,5 |
107,9 |
245 |
124 |
28 |
8 |
50 |
12,0 |
8,0 |
П27 |
М24 |
80x21 |
80 |
190,5 |
123,8 |
242 |
127 |
25 |
8 |
46 |
12,0 |
8,0 |
П31 |
М22 |
100x21 |
103 |
235,0 |
149,2 |
292 |
159 |
32 |
8 |
53 |
12.0 |
8,0 |
П37 |
М27 |
p = 35 МПа |
||||||||||||
50x35 |
52 |
165,0 |
95,2 |
215 |
105 |
25 |
8 |
46 |
12.0 |
8,0 |
П24 |
М22 |
65x35 |
65 |
190,5 |
107,9 |
245 |
124 |
28 |
8 |
50 |
12,0 |
8,0 |
П27 |
М24 |
80x35 |
80 |
203,0 |
136,5 |
265 |
134 |
32 |
8 |
56 |
12,0 |
8,0 |
П35 |
М27 |
100x35 |
103 |
241,0 |
161,9 |
310 |
162 |
36 |
8 |
62 |
12.0 |
8,0 |
П39 |
М33 |
Таблиця 1.4 - Параметри фланців виконання 2. Розміри, мм
Позначення фланця |
Діаметр прохідного отвору d, не більше |
Діаметр ділильного кола центрів отворів під шпильки D1 |
Зовнішній діаметр канавки під прокладку D3 |
Зовнішній діаметр D |
Діаметр шийки D4 |
Діаметр отворів під шпильки d1 |
Kількість отворів під шпильки |
Повна висота тарілки фланця h |
Ширина канавки b |
Глибина канавки f |
Позначення прокладки |
Різьба шпильок |
р = 70 МПа |
||||||||||||
50x70 |
52 |
158,5 |
86,2 |
200 |
100 |
23 |
8 |
44 |
12,6 |
6,0 |
БХ152 |
М20 |
65x70 |
65 |
184,0 |
102,8 |
230 |
121 |
25 |
8 |
51 |
14,1 |
6,8 |
БХ153 |
М22 |
80x70 |
78 |
216,0 |
119,0 |
270 |
142 |
28 |
8 |
58 |
15,4 |
7,5 |
БХ154 |
М24 |
100x70 |
103 |
258,5 |
150,6 |
315 |
183 |
32 |
8 |
70 |
17,7 |
8,3 |
БХ155 |
М27 |
р= 105 МПа |
||||||||||||
50x105 |
52 |
174,5 |
86,2 |
222 |
111 |
25 |
8 |
51 |
12,6 |
6,0 |
БХ152 |
М22 |
65x105 |
65 |
200,0 |
102,8 |
255 |
129 |
28 |
8 |
57 |
14,1 |
6,7 |
БХ153 |
М24 |
80x105 |
78 |
230,0 |
119,0 |
288 |
154 |
32 |
8 |
65 |
15,4 |
7,5 |
БХ154 |
М27 |
100x105 |
103 |
290,5 |
150,6 |
360 |
195 |
39 |
8 |
80 |
17,7 |
8,3 |
БХ155 |
М36х3 |
р = 140 МПа
|
||||||||||||
50x140 |
52 |
230,2 |
86,2 |
287 |
154 |
32 |
8 |
72 |
12,6 |
6,0 |
БХ152 |
М27 |
65x140 |
65 |
261,9 |
102,8 |
325 |
173 |
36 |
8 |
80 |
14,1 |
6,8 |
БХ153 |
М33х3 |
80x140 |
78 |
287,3 |
119,0 |
357 |
192 |
39 |
8 |
86 |
15,4 |
7,5 |
БХ154 |
М36х3 |
100x140 |
103 |
357,2 |
150,6 |
446 |
243 |
48 |
8 |
107 |
17,7 |
8,3 |
БХ155 |
М45х3 |
Таблиця 1.5 - Розміри прокладок типу П, мм
Позначен-ня про- кладки |
Середній діаметр D, |
Висота h |
Ширина b |
Ширина торця b1 |
Маса, кг, не більше |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
П23 |
82,5 |
16 |
11,1 |
7,7 |
0,38 |
П24 |
95,2 |
16 |
11,1 |
7,7 |
0,41 |
П26 |
101,6 |
16 |
11,1 |
7,7 |
0,46 |
П27 |
107,9 |
16 |
11,1 |
7,7 |
0,49 |
П31 |
123,8 |
16 |
11,1 |
7,7 |
0,71 |
П35 |
136,5 |
16 |
11,1 |
7,7 |
0,97 |
П37 |
149,2 |
16 |
11,1 |
7,7 |
0,65 |
П39 |
161,9 |
16 |
П,1 |
7,7 |
1,20 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
П45 |
211,1 |
16 |
11,1 |
7,7 |
0,92 |
П46 |
211,1 |
18 |
12,7 |
8,7 |
2,05 |
П49 |
269,9 |
16 |
11,1 |
7,7 |
1,17 |
П50 |
269,9 |
21 |
15,9 |
10,5 |
2,10 |
П53 |
323,8 |
16 |
11,1 |
7,7 |
1,41 |
П54 |
323,8 |
21 |
15,9 |
10,5 |
2,60 |
П57 |
381,0 |
16 |
11,1 |
7,7 |
1,65 |
П65 |
469,9 |
16 |
11,1 |
7,7 |
2,10 |
П66 |
469,9 |
21 |
15,9 |
10,5 |
3,89 |
П73 |
584,2 |
18 |
12,7 |
8,7 |
2,18 |
П74 |
584,2 |
24 |
19,0 |
12,3 |
3,60 |
Продовження таблиці 1.5
Таблиця 1.6 - Розміри прокладок типу БХ, мм
Позна-чення про-кладки |
Зовніш-ній діаметр D |
Зовніш-ній діаметр торця D1, |
Шири-на b
|
Шири-на торця b1 |
Висо-та h |
Діа-метр пере-пуск-ного отво-ру d |
Радіус скру-глен-ня R |
Маса, кг, не більше |
БХ152 |
84,7 |
83,2 |
10,20 |
8,8 |
10,2 |
1,6 |
1,0 |
0,19 |
БХ153 |
100,9 |
99,3 |
11,40 |
9,8 |
11,4 |
1,6 |
1,0 |
0,28 |
БХ154 |
116,8 |
115,1 |
12,40 |
10,6 |
12,4 |
1,6 |
1,2 |
0,38 |
БХ155 |
148,0 |
145,9 |
14,20 |
12,2 |
14,2 |
1,6 |
1,2 |
0,65 |
БХ156 |
237,9 |
235,3 |
18,60 |
16,0 |
18,6 |
3,2 |
1,6 |
1,90 |
БХ157 |
294,5 |
291,5 |
21,00 |
18,0 |
21,0 |
3,2 |
2,0 |
2,90 |
БХ158 |
352,0 |
348,8 |
23,10 |
19,9 |
23,1 |
3,2 |
2,0 |
4,30 |
БХ159 |
426,7 |
423,1 |
25,70 |
22,1 |
25,7 |
3,2 |
2,5 |
6,70 |
БХ160 |
402,6 |
399,2 |
13,70 |
10,4 |
23,8 |
3,2 |
2,0 |
3,20 |
БХ162 |
475,5 |
473,5 |
14,20 |
12,2 |
14,2 |
1,6 |
1,2 |
4,00 |
БХ163 |
556,1 |
551,9 |
17,37 |
13,1 |
30,1 |
3,0 |
3,0 |
6,86 |
БХ164 |
570,5 |
556,3 |
24,58 |
20,3 |
30,1 |
3,0 |
3,0 |
9,80 |
БХ165 |
624,7 |
620,2 |
18,50 |
14,0 |
32,0 |
3,2 |
3.0 |
9,50 |
БХ166 |
640,0 |
635,5 |
26,10 |
21,6 |
32,0 |
3,2 |
3,0 |
14,40 |
БХ167 |
759,4 |
754,3 |
13,10 |
8,0 |
35,9 |
1,6 |
3,2 |
10,00 |
БХ168 |
765,2 |
760,2 |
16,00 |
11,0 |
35,9 |
1,6 |
3,2 |
14,00 |
Таблиця 1.7 – Запірні пристрої фонтанних арматур
Запірний пристрій |
Габаритні розміри |
Маса, кг |
|||||
L |
B |
H |
|||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|||
Крани пробкові прохідні з мастилом типу КППС (Юго-Камський машинобудівний завод нафтопромислового обладнання |
|||||||
КППС-65Х14 КППС-65Х14ХЛ |
350 350 |
195 195 |
420 420 |
53 53 |
|||
Крани прохідні кульові типу КПШ |
|||||||
КПШ-50Х14 КПШ-50Х14ХЛ КПШ-65Х14 КПШ-65Х14ХЛ |
350 350 350 350 |
195 195 195 195 |
218 218 245 245 |
31,3 31,3 40,6 40,6 |
|||
Засувки прямоточні шиберні маслонаповнені типу ЗПШ |
|||||||
ЗПШ-65Х14 ЗПШ-65Х14ХЛ ЗПШ-65Х21 ЗПШ-65Х21ХЛ ЗПШ1-65Х21 ЗПШ1-65Х21ХЛ |
350 350 420 420 350 350 |
195 195 245 245 195 195 |
560 560 565 565 580 580 |
66 66 96 96 72 72 |
|||
Засувки прямоточні шиберні типу ЗМ і ЗМС (Конотопський арматурний завод) |
|||||||
ЗМ-65Х21 ЗМ-100Х21 ЗМ-50Х35 ЗМ-65Х35 ЗМ-80Х35 ЗМ-100Х35 ЗМ-50Х70 ЗМ-80Х70 ЗМ-50Х105 ЗМ-80Х105 ЗМС-50Х70 ЗМС-80Х70 |
350 511 350 350 473 549 521 619 485 590 520 620 |
195 295 215 195 265 310 200 270 222 268 200 270 |
610 824 598 610 785 824 640 800 714 923 956 1185 |
80 300 86 85 213 320 175 240 225 349 195 340 |
|||
Засувки прямоточні шиберні типу ЗМ і ЗМС (Воронезький механічний завод) |
|||||||
ЗМС-65Х14 К2 ЗМС-65Х21 К1 ЗМС-65Х21 К2 ЗМС-80Х21 К1 ЗМС-80Х21 К2 |
254 320 320 414 414 |
333 350 350 435 435 |
600 630 780 750 750 |
53 64 64 88 88 |
|||
Продовження таблиці 1.7
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
ЗМС-100Х21 К1 ЗМС-100Х21 К2 ЗМС-100Х21 К3 ЗМС-150Х21 К1 ЗМС-50Х35 К1 ЗМС-50Х35 К2 ЗМС-50Х35 К3 ЗМС-65Х35 К1 ЗМС-65Х35 К2 ЗМС-65Х35 К3 ЗМС-80Х35 К1 ЗМС-80Х35 К2 ЗМС-80Х35 К3 ЗМС-100Х35 К1 ЗМС-100Х35 К2 ЗМС-50Х70 К1 ЗМС-50Х70 К2 ЗМС-50Х70 К3 ЗМС-65Х70 К1 ЗМС-65Х70 К2 ЗМС-65Х70 К3 ЗМС-80Х70 К1 ЗМС-80Х70 К2 ЗМС-80Х70 К3 ЗМС-100Х70 К1 ЗМС-100Х70 К2 ЗМС-100Х70 К3 |
470 470 470 610 342 342 342 380 380 380 364 364 364 530 530 360 360 360 530 530 530 604 604 604 650 650 650 |
480 480 480 613 372 372 372 422 422 422 473 473 473 522 450 520 520 520 565 565 565 619 619 619 680 670 680 |
930 930 930 1280 640 640 640 800 800 800 890 890 890 988 988 770 770 770 760 760 760 880 880 880 900 1030 900 |
218 218 218 353 96 96 96 116 116 116 243 243 243 360 360 195 195 195 287 287 287 340 340 340 380 380 380 |
Засувки прямоточні шиберні типу ЗМАД |
||||
ЗМАД-50Х70 ЗМАД-80Х70 ЗМАД-50Х70К2 ЗМАД-80Х70К2 |
500 650 500 650 |
355 500 355 500 |
980 1117 980 1130 |
196 328 196 328 |
Засувки дискові типу ЗД |
||||
ЗД 65-21М ЗДШ 65-21М ЗД 65-35М ЗДШ 65-35М |
350 350 420 420 |
230 230 500 500 |
315 315 315 315 |
73 75 81 83 |
Таблиця 1.9 –Вимоги до механічних властивостей матеріалів для виготовлення корпусних деталей фонтанної арматури.
Робочий тиск, МПа |
Тип матеріалу |
Механічні властивості |
||
Межа текучості, МПа |
Тимчасовий опір, МПа |
Відносне видовження, % |
||
7,14 |
1 |
295 |
480 |
19 |
21,35,70 |
2 |
410 |
620 |
16 |
105,140 |
3 |
520 |
685 |
14 |
Таблиця 1.10 - Механічні властивості матеріалів для виготовлення корпусних деталей фонтанної арматури.
Марка |
Термічна обробка |
Механічні властивості |
Умови експлуата-ції |
||
Межа теку-чості, МПа |
Тимча-совий опір, МПа |
Віднос-не видов-ження, % |
|||
38Х2МЮА |
гартування, відпуск |
850 |
1000 |
14 |
холодний клімат |
30ХМА |
гартування, відпуск |
750 |
950 |
12 |
холодний клімат |
40ХН |
гартування, відпуск |
800 |
1000 |
11 |
холодний клімат |
35 |
нормалізація |
320 |
540 |
20 |
помірний клімат |
35ХМ |
гартування в маслі, відпуск |
900 |
1000 |
11 |
помірний клімат |
40Х |
гартування в маслі, відпуск |
800 |
1000 |
10 |
помірний клімат |
30 |
нормалізація |
300 |
500 |
21 |
помірний клімат |
30ХМЛ-3 |
нормалізація, гартування і відпуск |
400 550 |
600 700 |
12 12 |
будь-які кліматичні умови |
40Л |
нормалізація, гартування і відпуск |
300 350 |
530 550 |
14 14 |
помірний клімат |
Таблиця 1.11 - Вимоги до механічних властивостей матеріалів заготовок або готових шпильок в термообробленому стані.
Тип фланцевого з’єднання |
Межа текучості, МПа |
Тимчасовий опір, МПа |
Відносне видовження, % |
Ударна в’язкість, Дж/см2 |
Не менше, ніж |
||||
1 |
637 |
785 |
13 |
59 |
2 |
722 |
865 |
16 |
59 |
Таблиця 1.12 – Рекомендації щодо матеріалів сталевих прокладок фланцевих з’єднань.
Марка сталі |
Твердість НВ, не більше |
Корозійне середовище |
08 ГОСТ 1050 |
109 |
Нормальне |
20 ГОСТ 1050 |
127 |
Нормальне |
08кп ГОСТ 1050 |
98 |
Нормальне |
12Х18Н9Т ГОСТ 5632 |
160 |
Корозійне К1 |
10Х17Н13М3Т ГОСТ 5632 |
160 |
Корозійне К3 |
Практичне заняття № 2