4. Контрольная работа № 4 Нефтегазопромысловое оборудование.
Методические указания для выполнения контрольной работы № 4.
Общие указания к выполнению контрольной работы.
Вариант контрольной работы взять по двум последним числам зачётной книжки.
При получении числа больше 30, необходимо от полученного числа отнимать 30 до тех пор, пока конечный результат не будет меньше или равно 30. Если последние цифры 00, студент выполняет 10 вариант.
Контрольная работа выполняется в ученической тетради в клеточку с полями «от руки».
Работа не засчитывается если:
три и более ответов на теоретические вопросы даны не верно.
неправильно решены задачи контрольной работы.
Ответы на теоретические вопросы должны даваться достаточно полно, но, не расплывчато. В случае неряшливого оформления или оформления трудночитаемым почерком, работа не проверяется преподавателем и считается не зачтённой.
Перед выполнением контрольной работы № 4 необходимо изучить темы:
Штанговые скважинные насосные установки
Бесштанговые насосные установки
Оборудование для проведения технологических процессов и механизации работ
Монтаж, техническое обслуживание и ремонт нефтегазопромыслового оборудования
При этом необходимо использование литературы:
- А. Г. Молчанов В. Л. Чичеров «Нефтепромысловые машины и механизмы», Москва «Недра» 1983 г.
- Е. И. Бухаленко «Нефтепромысловое оборудование. Справочник», Москва «Недра» 1990 г.
При решении задач необходимо использование следующих понятий и формул.
Задача № 1.
В ней производится расчёт станков-качалок, при этом, используются следующие понятия и определения:
- силы, действующие в точке подвеса штанг, определяются с учётом:
- статических сил, возникающих от веса штанг и веса жидкости, находящейся в кольцевом пространстве:
где
bv
=
коэффициент,
учитывающий изменение веса штанг в
жидкости;
Ршт – усилие от веса штанг;
Рж – усилие от веса жидкости в кольцевом пространстве между НКТ и штангами;
L – глубина спуска насоса;
gж – вес 1 метра столба жидкости в колонне НКТ;
gшт – вес погонного метра штанг с учётом муфт.
- динамические силы или силы инерции штанг и жидкости:
Р=
где S – длина хода плунжера;
n – число качаний в минуту.
Тогда максимальное усилие на головку балансира определяется по формуле:
Для выравнивания работы двигателя при ходе штанг вверх и вниз применяют различные способы уравновешивания:
- Для неглубоких скважин при усилии на головку балансира до 30000 кН применяют балансирное уравновешивание. При этом вес балансирных грузов рассчитывают по формуле:
где а – длина переднего плеча балансира;
с – радиус установки балансирных грузов.
- Роторное уравновешивание применяют, в основном, в тяжело нагруженных станках-качалках при нагрузке на головку балансира ≥ 70000 кН. Вес роторных грузов при этом определяют по формуле:
где r – радиус кривошипов СК.
- радиус установки роторных грузов:
- В средне нагруженных СК применяют комбинированный способ уравновешивания, когда грузу устанавливаются как на балансире, так и на роторе. Если известен вес балансирных грузов:
При расчёте усилий в шатунах в зависимости от способа уравновешивания используют следующие формулы:
- при балансирном уравновешивании усилие в шатунах при ходе штанг в верх:
где а – длина переднего плеча балансира;
b – длина заднего плеча балансира;
-
угловая скорость;
α – угол поворота кривошипа.
- усилие в шатунах при ходе штанг в низ:
При роторном уравновешивании:
- во время хода штанг вверх:
где силы инерции:
- при ходе штанг вниз:
При комбинированном уравновешивании:
- при ходе штанг вверх
где Gб – вес балансирных грузов
- при ходе штанг вниз:
Задания для выполнения контрольной работы № 4
№ варианта |
Номер вопроса |
|||||||
1 |
5.1 |
5.16 |
6.1 |
6.16 |
7.1 |
7.16 |
8.1 |
8.16 |
2 |
5.2 |
5.17 |
6.2 |
6.17 |
7.2 |
7.17 |
8.2 |
8.17 |
3 |
5.3 |
5.18 |
6.3 |
6.18 |
7.3 |
7.18 |
8.3 |
8.18 |
4 |
5.4 |
5.19 |
6.4 |
6.19 |
7.4 |
7.19 |
8.4 |
8.19 |
5 |
5.5 |
5.20 |
6.5 |
6.20 |
7.5 |
7.20 |
8.5 |
8.20 |
6 |
5.6 |
5.21 |
6.6 |
6.21 |
7.6 |
7.21 |
8.6 |
8.21 |
7 |
5.7 |
5.22 |
6.7 |
6.22 |
7.7 |
7.22 |
8.7 |
8.22 |
8 |
5.8 |
5.23 |
6.8 |
6.23 |
7.8 |
7.23 |
8.8 |
8.23 |
9 |
5.9 |
5.24 |
6.9 |
6.24 |
7.9 |
7.24 |
8.9 |
8.24 |
10 |
5.10 |
5.25 |
6.10 |
6.25 |
7.10 |
7.25 |
8.10 |
8.25 |
11 |
5.11 |
5.26 |
6.11 |
6.26 |
7.11 |
7.26 |
8.11 |
8.26 |
12 |
5.12 |
5.27 |
6.12 |
6.27 |
7.12 |
7.27 |
8.12 |
8.27 |
13 |
5.13 |
5.28 |
6.13 |
6.28 |
7.13 |
7.28 |
8.13 |
8.28 |
14 |
5.14 |
5.29 |
6.14 |
6.29 |
7.14 |
7.29 |
8.14 |
8.29 |
15 |
5.15 |
5.30 |
6.15 |
6.30 |
7.15 |
7.30 |
8.15 |
8.30 |
16 |
5.1 |
5.16 |
6.1 |
6.16 |
7.1 |
7.16 |
8.1 |
8.16 |
17 |
5.2 |
5.17 |
6.2 |
6.17 |
7.2 |
7.17 |
8.2 |
8.17 |
18 |
5.3 |
5.18 |
6.3 |
6.18 |
7.3 |
7.18 |
8.3 |
8.18 |
19 |
5.4 |
5.19 |
6.4 |
6.19 |
7.4 |
7.19 |
8.4 |
8.19 |
20 |
5.5 |
5.20 |
6.5 |
6.20 |
7.5 |
7.20 |
8.5 |
8.20 |
21 |
5.6 |
5.21 |
6.6 |
6.21 |
7.6 |
7.21 |
8.6 |
8.21 |
22 |
5.7 |
5.22 |
6.7 |
6.22 |
7.7 |
7.22 |
8.7 |
8.22 |
23 |
5.8 |
5.23 |
6.8 |
6.23 |
7.8 |
7.23 |
8.8 |
8.23 |
24 |
5.9 |
5.24 |
6.9 |
6.24 |
7.9 |
7.24 |
8.9 |
8.24 |
25 |
5.10 |
5.25 |
6.10 |
6.25 |
7.10 |
7.25 |
8.10 |
8.25 |
26 |
5.11 |
5.26 |
6.11 |
6.26 |
7.11 |
7.26 |
8.11 |
8.26 |
27 |
5.12 |
5.27 |
6.12 |
6.27 |
7.12 |
7.27 |
8.12 |
8.27 |
28 |
5.13 |
5.28 |
6.13 |
6.28 |
7.13 |
7.28 |
8.13 |
8.28 |
29 |
5.14 |
5.29 |
6.14 |
6.29 |
7.14 |
7.29 |
8.14 |
8.29 |
30 |
5.15 |
5.30 |
6.15 |
6.30 |
7.15 |
7.30 |
8.15 |
8.30 |
Штанговые скважинные насосные установки
5.1 Схема оборудования ШСНУ. Назначение узлов.
5.2 Конструкция трубных (невставных) скважинных насосов.
5.3 Конструкция вставных скважинных насосов.
5.4 Требования к цилиндрам скважинных насосов.
5.5 Требования к плунжерам скважинных насосов.
5.6 Требования к клапанным узлам штанговых насосов.
5.7 Конструкция и требования к замковым опорам вставных насосов.
5.8 Режим работы скважинного насоса. Деформации штанг.
5.9 Подача штанговых скважинных насосов. Коэффициент подачи.
5.10 Конструкция и материалы насосных штанг.
5.11 Условия работы насосных штанг. Нагрузки на штанги.
5.12 Принцип подбора материала штанг. Приведённые напряжения.
5.13 Конструкция насосно-компрессорных труб. Типы резьбы.
5.14 Нагрузки на колонну НКТ.
5.15 Определение допускаемых нагрузок на колонну НКТ.
5.16 Материалы НКТ группы прочности.
5.17 Кинематическая схема станка-качалки. Назначение узлов.
5.18.Определение ускорений в точке подвеса штанг.
5.19 Статические нагрузки на головку балансира СК.
5.20 Динамические нагрузки на головку балансира СК.
5.21 Необходимость уравновешивания СК. Методы уравновешивания.
5.22 Определение веса уравновешивающих грузов.
5.23 Момент уравновешивания. Место установки контргрузов.
5.24 Крутящий момент на кривошипе СК.
5.25 График изменения крутящего момента за один двойной ход.
5.26 Определение мощности двигателя СК.
5.27 КПД ШГНУ.
5.28 Тип и конструкция редуктора СК.
5.29 Конструкция канатной подвески СК.
5.30 Конструкция узла кривошипного пальца.
Бесштанговые насосные установки
6.1 Схема оборудования УЭЦН. Назначение узлов.
Компоновка модульного скважинного насоса серии ЭЦНМ.
Назначение модулей насоса серии ЭЦНМ.
Конструкция модуля секции ЭЦНМ.
Конструкция ступени насоса серии ЭЦНМ.
Монтаж УЭЦН.
Назначение и конструкция гидрозащиты типа Г.
Конструкция и параметру кабелей.
Конструкция и параметры ПЭД.
Назначение и конструкция обратного и сливного клапанов ЭЦН.
Назначение комплектных устройств.
Обозначение УЭЦН.
Компоновка винтовой насосной установки.
Принцип действия винтового насоса.
Компоновка электровинтового насоса назначение узлов.
Область применения винтовых скважинных насосов.
Принцип действия диафрагменного скважинного насоса ЭДН.
Область применения и параметры УЭДН.
Компоновка насосного агрегата ЭДН.
Конструкция насоса ЭДН.
Сравнительный анализ УЭДН, УЭЦН и ШСНУ.
Принципиальная схема расположения оборудования УНГП (гидропоршневой насосной установки).
Принцип действия гидропоршневого насосного агрегата.
Основные узлы гидропоршневого насоса.
Компоновка блочной УНГП. Назначение блоков.
Назначение и оборудование технологического блока УНГП.
Параметры УНГП.
Принцип действия струйных насосных установок.
Скважинное оборудование струйной установки.
Конструкция струйного насоса.
Оборудование для проведения технологических процессов и механизации работ.
7.1 Назначение и состав агрегата АзИНмаш-8А.
7.2 Насосная установка УН1Т-100х200. Назначение принцип действия.
7.3 Насосная установка УНЦ2-160х500. Назначение принцип действия.
7.4 Насосная установка ЦА-320А. Назначение принцип действия.
7.5 Насосная установка 5ЦА-320С. Назначение принцип действия.
7.6 Насосная установка 3ЦА-400А. Назначение принцип действия.
7.7 Нефтепромысловые автоцистерны АНЦ-11-257, АНЦ7,5-5334, Цр-7АП и Цр-7АПС.
7.8 Арматура устья 2АУ-700 и 2АУ-700С.
7.9 Устьевая цементировочная головка ГУЦ.
7.10 Установка насосная для гидравлического разрыва пласта УН1-630–700А. Назначение принцип действия.
7.11 Установка насосная для кислотной обработки скважин АКПП 500. Назначение принцип действия.
7.12 Назначение, параметры и конструкция автоцистерны АЦПП-21-5523А.
7.13 Назначение, параметры и конструкция агрегата АГГА-4, АГГТ-4.
7.14Установка насосная УНБ1–160х40,УНБ1–400х40. Назначение принцип действия.
7.15 Назначение, параметры и конструкция кислотовоза КП-6,5.
7.16 Установка УДС-1М. Назначение принцип действия.
7.17 Установка УМП-350-131. Назначение принцип действия.
7.18 Агрегат МЗ-4310СК.
7.19 Блок манифольдов 1БМ-700 и 1БМ-700С.
7.20 Трубовоз ТВЭ-6,5-131А
7.21 Промысловый самопогрузчик ПС-0,5К.
7.22 Промысловый самопогрузчик ПС-6,5М.
7.23 Агрегат АТЭ-6
7.24 Установка для перевозки кабеля УПК-2000ПМ.
7.25 Агрегат 2ПАРС
7.26 Установка ППУА-1600/100.
7.27 Установка АДПМ.
7.28 Агрегат АПШ.
7.29 Агрегат 2АРОК.
7.30 Агрегат 2АРВ.
Монтаж, техническое обслуживание и ремонт нефтегазопромыслового оборудования
8.1 Монтаж и демонтаж фонтанной арматуры.
8.2 Эксплуатация фонтанной арматуры.
8.3 Ремонт фонтанной арматуры.
8.4 Техника безопасности при монтаже и обслуживании фонтанной арматуры.
8.5 Оборудование и инструмент для ремонта скважинных насосов.
8.6 Монтаж станков-качалок.
8.7 Основные виды работ, проводимые при капитальном ремонте станков-качалок.
8.8 Порядок проведения текущего ремонта станков-качалок.
8.9 Обслуживание станков качалок.
8.10 Порядок выявления дефектов штанговых скважинных насосов.
8.11 Ремонт штанговых скважинных насосов.
8.12 Техника безопасности при штанговой насосной эксплуатации скважин.
8.13 Эксплуатация, транспортировка и хранение штанг.
8.14 Монтаж насосного агрегата ЦНС-180.
8.15 Обслуживание и контроль за работой насосного агрегата ЦНС-180.
8.16 Техника безопасности при эксплуатации и обслуживании оборудования для закачки воды в пласт.
8.17 Обслуживание компрессорных установок.
8.18 Техническое обслуживание поршневых компрессоров.
8.19 Техника безопасности при компрессорной эксплуатации скважин.
8.20 Последовательность выполнения работ перед спуском на устье при монтаже погружных центробежных электронасосов.
8.21 Заключительные операции после спуска труб при их подвеске на планшайбе при монтаже погружных центробежных электронасосов.
8.22 Обслуживание установки погружных центробежных электронасосов.
8.23 Специальные требования по безопасному ведению работ, связанных с эксплуатацией УЭЦН.
8.24 Вспомогательное оборудование и инструмент, применяемые для монтажа и демонтажа погружных электроцентробежных насосов.
8.25 Смазка узлов приводной части поршневого насоса.
8.26 Обслуживание поршневых насосов.
8.27 Монтаж и обслуживание АГЗУ.
8.28 Система планово-предупредительных ремонтов.
8.29 Понятие о текущем и капитальном ремонтах оборудования.
8.30 Основные ремонтные нормативы (МРП, РЦ, структура ремонтного цикла, продолжительность РЦ, продолжительность МРП, срок службы, износ оборудования)
Задачи для контрольной работы № 4
Таблица № 1 Штанговая насосная эксплуатация |
|
|||||||||||||||
Параметры |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
|
Глубина спуска, Н м |
опр |
1370 |
|
1300 |
1400 |
1500 |
опр |
1500 |
опр |
|
1500 |
1500 |
|
1500 |
1500 |
|
Диаметр насоса, D мм |
|
|
38 |
|
|
|
|
|
|
32 |
|
|
Опр |
|
|
|
Длина хода полир. штока, S м |
3 |
|
|
1,2 |
3 |
1,2 |
|
1,2 |
|
|
1,2 |
1,2 |
|
|
1,2 |
|
Число оборотов кривошипа n, об/мин |
8 |
|
|
|
10 |
|
|
|
|
|
8 |
|
|
|
|
|
Плотность жидкости ρ, кг/м3 |
|
970 |
|
820 |
850 |
800 |
950 |
800 |
870 |
|
800 |
|
|
800 |
800 |
|
Диаметр штанг d, мм |
|
19 |
|
19 |
16 |
19 |
16 |
19 |
19 |
|
19 |
|
|
19 |
19 |
|
Вн. диаметр НКТ, D мм |
|
50,3 |
|
50,3 |
40,3 |
40,3 |
40,3 |
40,3 |
50,3 |
|
40,3 |
|
|
40,3 |
40,3 |
|
Длина переднего плеча Балансира, а м |
|
|
|
1,5 |
2,4 |
1,6 |
|
1,6 |
|
|
|
1,6 |
|
1,6 |
1,6 |
|
Длина заднего плеча балансира, в м |
|
|
|
1,3 |
2 |
1.4 |
|
1,4 |
|
|
|
1,4 |
|
|
1,4 |
|
Вес 1 м штанг, qшт кг/м |
2,5 |
|
|
2,4 |
3,2 |
2,4 |
|
2,4 |
3,2 |
|
2,4 |
3,2 |
|
2,4 |
2,4 |
|
Модуль Юнга, Е МПа 105 |
|
2,1 |
|
|
|
|
2,1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Подача теоретическая, Q м3/сут |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Подача фактическая, Q м3/сут |
|
|
22 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Напор насоса, Н м |
|
|
1200 |
|
|
|
|
|
|
1200 |
|
|
1500 |
|
|
|
Диаметр полир штока, d мм |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
15 |
|
|
Длина плунжера, Lпл м |
|
|
1200 |
|
|
|
|
|
|
опр |
|
|
1200 |
|
|
|
Кинемат вяз-ть жид-ти, ν см2/с |
|
|
28 |
|
|
|
|
|
|
28 |
|
|
29 |
|
|
|
Зазор плунжер-цилиндр, е мм |
|
|
опр |
|
|
|
|
|
|
0,14 |
|
|
0,15 |
|
|
|
Деформация штанг, iшт м |
|
опр |
|
|
|
|
0,15 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Усилие в шатунах, Рш кН |
|
|
|
|
опр |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Усилие в точке подвеса штанг, Ршт кН |
|
|
|
|
|
|
|
|
110 |
|
опр |
|
|
|
|
|
Утечки жидкости ч/з зазор плунжер-цилиндр, q м3/сут 10-4 |
|
|
0,12 |
|
|
|
|
|
|
0,11 |
|
|
0,11 |
|
|
|
Вес балансирных грузов, Gб кг |
|
|
|
1300 |
|
1300 |
|
опр |
|
|
|
|
|
опр |
|
|
Вес роторных грузов, Gр кг |
|
|
|
1995 |
|
опр |
|
1994 |
|
|
|
опр |
|
|
2780 |
|
Радиус балансир грузов, с м |
|
|
|
опр |
2,2 |
2,2 |
|
2,2 |
|
|
|
|
|
2,2 |
|
|
Радиус роторных грузов, R м |
|
|
|
0,7 |
|
0,7 |
|
0,7 |
|
|
|
0,7 |
|
|
опр |
|
Силы инерции штанг, Ри Н |
300 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Длина шатуна, l м |
2,2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Продолжение таблицы № 1
Параметры |
16 |
17 |
18 |
19 |
20 |
21 |
22 |
23 |
24 |
25 |
26 |
27 |
28 |
29 |
30 |
Глубина спуска, Н м |
|
|
|
1500 |
1500 |
|
1400 |
1430 |
2100 |
опр |
опр |
1370 |
|
1300 |
1400 |
Диаметр насоса, D мм |
32 |
|
32 |
|
|
32 |
|
|
28 |
|
|
|
38 |
|
|
Длина хода полир. штока, S м |
1,2 |
2,5 |
|
|
1,2 |
|
1,2 |
2,5 |
3 |
2,5 |
3 |
|
|
1,2 |
3 |
Число оборотов кривошипа n, об/мин |
10 |
10 |
|
|
|
|
|
12 |
|
10 |
8 |
|
|
|
10 |
Плотность жидкости ρ, кг/м3 |
|
|
|
800 |
870 |
|
880 |
870 |
|
900 |
|
970 |
|
820 |
850 |
Диаметр штанг d, мм |
|
|
|
19 |
16 |
|
19 |
19 |
|
16 |
|
19 |
|
19 |
16 |
Вн. диаметр НКТ, D мм |
|
|
|
40,3 |
40,3 |
|
50,3 |
40,3 |
|
40,3 |
|
50,3 |
|
50,3 |
40,3 |
Длина переднего плеча Балансира, а м |
|
|
|
1,6 |
1,6 |
|
1,5 |
|
|
2,4 |
|
|
|
1,5 |
2,4 |
Длина заднего плеча балансира, в м |
|
|
|
|
1,4 |
|
1,3 |
|
|
2,2 |
|
|
|
1,3 |
2 |
Вес 1 м штанг, qшт кг/м |
|
|
|
2,4 |
2,4 |
|
2,4 |
2,4 |
2,4 |
3,2 |
2,5 |
|
|
2,4 |
3,2 |
Модуль Юнга, Е МПа 105 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2,1 |
|
|
|
Подача теоретическая, Q м3/сут |
|
54,7 |
21 |
|
|
|
|
|
25 |
|
|
|
|
|
|
Подача фактическая, Q м3/сут |
опр |
|
опр |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
22 |
|
|
Напор насоса, Н м |
1500 |
|
1200 |
|
|
опр |
|
|
|
|
|
|
1200 |
|
|
Диаметр полир штока, d мм |
2 |
опр |
8 |
|
|
|
|
4 |
|
10 |
|
|
|
|
|
Длина плунжера, Lпл м |
1200 |
|
1200 |
|
|
1200 |
|
|
|
|
|
|
1200 |
|
|
Кинемат вяз-ть жид-ти, ν см2/с |
32 |
|
30 |
|
|
30 |
|
|
|
|
|
|
28 |
|
|
Зазор плунжер-цилиндр, е мм |
0,06 |
|
0,1 |
|
|
0,17 |
|
|
|
|
|
|
опр |
|
|
Деформация штанг, iшт м |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
опр |
|
|
|
Усилие в шатунах, Рш кН |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
54 |
|
|
|
|
опр |
Усилие в точке подвеса штанг, Ршт кН |
|
|
|
|
|
|
|
опр |
|
|
|
|
|
|
|
Утечки жидкости ч/з зазор плунжер-цилиндр, q м3/сут 10-4 |
|
|
|
|
|
0,11 |
|
|
|
|
|
|
0,12 |
|
|
Вес балансирных грузов, Gб кг |
|
|
|
2780 |
|
|
опр |
|
|
|
|
|
|
1300 |
|
Вес роторных грузов, Gр кг |
|
|
|
|
3745 |
|
2780 |
|
|
|
|
|
|
1995 |
|
Радиус балансир грузов, с м |
|
|
|
опр |
|
|
2 |
|
|
2 |
|
|
|
опр |
2,2 |
Радиус роторных грузов, R м |
|
|
|
|
опр |
|
0,9 |
|
|
|
|
|
|
0,7 |
|
Силы инерции штанг, Ри Н |
|
|
|
|
|
|
|
|
опр |
|
300 |
|
|
|
|
Длина шатуна, l м |
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
2,2 |
|
|
|
|