Автор: Пользователь скрыл имя, 07 Мая 2013 в 17:27, дипломная работа
В данном дипломном проекте ставится задача тщательного анализа системы очистки бурового раствора, её отдельных элементов, в том числе вибросита и СГУ на их базе, сравнительной оценки существующих систем очистки, поиска возможных направлений повышения надежности и долговечности отдельных узлов и агрегатов, а также выбора наиболее подходящего типа оборудования для комплектации циркуляционной системы БУ 4Э с ДГУ.
ВВЕДЕНИЕ
1 КОНСТРУКТИВНО-ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЙ АНАЛИЗ ОБОРУДОВАНИЯ И ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРОЕКТА
1.1 Анализ существующих систем очистки бурового раствора
1.1.1 Анализ существующей системы очистки, применяемой в ООО «БКЕ»
1.1.1.1 Анализ вибросит ЛВС-1М
1.1.1.2 Анализ СГУ на базе ЛВС-1М
1.1.1.3 Недостатки существующей системы очистки бурового раствора
1.1.2 Четырёхступенчатой система очистки бурового рас¬твора
1.1.3 Блок очистки бурового раствора компании «ЛОНГБИМ Лтд»
1.1.4 Анализ системы очистки бурового раствора CОБР-1-Ц
1.1.5 Анализ блока очистки производства компании MI SWACO
1.1.5.1 Анализ вибросита Mangoose PT с каркасными сетками, c линейной и сбалансированной эллиптической вибрацией
1.1.5.2 Анализ СГУ на базе вибросита Mongoose PT
1.1.5.3 Преимущества блока 3х-ступенчатой очистки компании MI-SWACO
1.3 Патентные разработки
2 РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ
2.1 Определение количества вибросит и гидроциклонов СГУ
2.1.1 Расчёт максимальной подачи буровых насосов
2.2 Расчёт основных параметров вибросита Mongoose PT
2.2.1 Расчёт амплитуды, частоты колебаний и скорости транспортирования шлама вибросита Mongoose РТ
2.2.2 Конструкция и расчет дебаланса
2.2.2.1 Расчёт максимального статического момента дебаланса
2.2.2.2 Расчёт статического момента от двух крышек с лысками
2.2.2.3 Расчёт максимального статического момента
2.2.2.4 Проверочный расчет дебаланса
2.2.3 Проверочный расчет на прочность упругих элементов вибросита Mongoose PT
2.2.3.1 Расчёт напряжений от среза
2.2.3.2 Расчёт напряжения кручения
2.2.3.3 Расчёт максимальных напряжений в сечении
2.3 Расчёт параметров гидроциклонов
2.3.1. Расчёт параметров гидроциклонов пескоотделителя
2.3.2 Расчёт параметров гидроциклонов илоотделителя
2.4 Расчет нагнетательного трубопровода от шламового насоса к гидроциклонам илоотделителя
2.5 Подбор шламового насоса для гидроциклонов илоотделителя
2.5.1 Расчёт требуемого напора насоса
2.5.2 Расчёт коэффициента быстроходности
2.5.3 Расчёт объемного КПД насоса
2.5.4 Расчёт гидравлического КПД насоса
2.5.5 Расчёт механического КПД насоса
2.5.6 Расчёт полного КПД насоса
2.5.7 Расчёт мощности на валу насоса
2.5.8 Расчёт крутящего момента на валу
2.5.9 Расчёт диаметар вала
2.5.10 Расчёт диаметра входа на рабочие лопасти
2.5.11 Расчёт длину ступицы колеса
2.5.12 Расчёт скорости входа в рабочее колесо
2.5.13 Расчёт ширины лопаток
2.5.14 Расчёт окружной скорости на выходе из колеса
2.5.15 Расчёт диаметра выхода из рабочих лопастей
2.5.16 Расчёт отношения диаметров входа и выхода
2.5.17 Расчёт ширины лопасти на выходе
2.8.18 Расчёт количества лопаток рабочего колеса
3 МОНТАЖ, ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ И РЕМОНТ СИСТЕМЫ ОЧИСТКИ
3.1 Характеристика системы очистки бурового раствора
3.2 Монтаж, эксплуатация и ремонт системы очистки
3.2.1 Монтаж вибросит
3.2.2 Эксплуатация вибросита
3.2.3 Техническое обслуживание и ремонт вибросит
3.2.4 Монтаж СГУ
3.2.5 Техническое обслуживание и ремонт СГУ
3.2.6 Монтаж насосного агрегата ИНС-220
3.2.7 Техническое обслуживание и ремонт насосного агрегата
4 ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СВАРНОГО СОЕДИНЕНИЯ
4.1 Описание свариваемой конструкции
4.2 Выбор электродов
4.2.1Химический состав свариваемого материала
4.2.2 Основные механические свойства свариваемого металла
4.2.3 Выбираем электрода
4.2.4 Сравнительная характеристика металла материала и электрода
4.2.5 Вывод о правильности подбора электродов
4.3 Входной контроль электродов
4.4 Проверка сварочно-технологических свойств сварочных электродов
4.5 Выбор и расчёт режима ручной дуговой сварки
4.6 Расчет сварного соединения на прочность
4.7 Выбор сварочного оборудования
4.8 Карта технологического процесса сварки сварного соединения
4.9 Контроль качества сварного соединения
4.9.1 Визуальный и измерительный контроль
4.9.2 Ультразвуковая дефектоскопия
4.9.3 Гидравлические испытания
5 РАСЧЕТ ЭКОНОМИЧЕСКОГО ЭФФЕКТА ОТ ВНЕДРЕНИЕ ВИБРОСИТ МОДЕЛИ Mongoose PT И СГУ НА ИХ БАЗЕ
5.1 Технологический эффект
5.2 Исходные данные для расчета
5.3 Методика расчета экономического эффекта
5.3.1 Годовой экономический эффект
5.3.2 Годовой объем бурения
5.3.3 Количество скважин на установку в год
5.3.4 Коммерческая скорость бурения
5.3.5 Станко-месяцы бурения
5.3.6 Механическая скорость бурения
5.3.7 Срок окупаемости дополнительных капитальных вложений в проект
5.4 Расчет экономического эффекта модернизации системы очистки буровых растворов за счет внедрения вибросит модели Mongoose PT и СГУ на их базе в БУ Уралмаш 4Э с ДГУ
5.5 Технико-экономические показатели модернизации системы очистки
бурового раствора за счет внедрения вибросит MongoosePT и СГУ на их базе
6 ЭКОЛОГИЯ. ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ. БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ
6.1 Экологическая защита и охрана окружающей среды
6.1.1 Общие положения
6.1.2 Характеристика твердых и высокопластичных отходов бурения
6.1.3 Методы и технологии нейтрализации и утилизации твердых отходов бурения
6.2 Охрана труда
6.2.1 Общие положения
6.2.2 Охрана труда работников
6.2.3 Анализ существующих потенциально опасных и вредных производственных факторов
6.2.4 Обеспечение спецодеждой, обувью и средствами индивидуальной защиты
6.2.5 Требования безопасности при работе с электроустановками
6.2.6 Знаки и надписи безопасности, опознавательная окраска
6.3 Промышленная безопасность
6.3.1 Обеспечение требований промышленной безопасности к эксплуатации опасного производственного объекта
6.3.2 Профессиональная подготовка персонала
6.3.3 Производственный контроль за соблюдением требований промышленной безопасности и охраны труда
6.3.4 План действий в аварийных и чрезвычайных ситуациях
6.4 Пожарная безопасность
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАНЫХ ИСТОЧНИКОВ
Таблица 4.7 - Основные характеристики сварочного аппарата ВД-306
Характеристики |
Значение |
Напряжение |
380 В |
Частота |
50 Гц |
Продолжительность нагрузки (ПН) |
60 % |
Диаметр электродов |
2-6 мм |
Диапазон регулирования сварочного тока |
30-315 А |
Напряжение холостого хода |
60-70 В |
Мощность |
24 кВт |
Габаритные размеры |
560х400х600 мм |
Масса |
90 кг |
4.8 Карта технологического процесса сварки сварного соединения
Основные показатели процесса сварки сварного соединения представлены в таблице 4.8.
Таблица 4.8 - Показатели процесса сварки
Вид (способ) сварки (наплавки) |
РД |
Наименование НД (шифр) |
ПБ03 - 585 - 03, ГОСТ 16037-80 |
Тип шва |
У8 |
Присадочные материалы |
УОНИ-13/55 |
Основной материал (марка) |
35Г2 |
Диаметр (Dy), мм |
140 |
Толщина, мм |
6 |
Способ сборки |
На прихватках |
Требования к прихватке |
3-4 прихватки длиной 30-40 мм равномерно по периметру |
Сварочное оборудование |
ВД-306 |
Карта технологического процесса сварки представлена в таблице 4.9
Таблица 4.9 - Карта технологического процесса сварки
Конструкция соединения |
Конструктивные элементы шва |
Порядок сварки |
Технологические параметры сварки представлены в таблице 4.10
Таблица 4.10 - Технологические параметры сварки.
Номер валика (слоя шва) |
Способ сварки |
Диаметр электрода, мм |
Род тока, полярность |
Сила тока, А |
Напряжение, В |
1 |
РД |
4 |
Постоянный, обратный |
180 |
25 |
4.9 Контроль качества сварного соединения
Таблица 4.11 - Требования к контролю качества сварного соединения
Метод контроля |
Наименование (шифр) НТД |
Объём контроля, % |
Визуальный и измерительный контроль |
РД 03-606-03, ПБ 03-505-03 |
100 |
Ультразвуковая дефектоскопия |
ГОСТ 22368-77, РД 26-11-01-8 |
100 |
Гидравлические испытания |
ПБ 03-505-03 |
100 |
4.9.1 Визуальный и измерительный контроль
Визуальный контроль производится невооруженным глазом или с помощью лупы 4-7 кратного увеличения для участков, требующих уточнения характеристик обнаруженных дефектов, с применением, при необходимости, переносного источника света.
Недопустимыми дефектами, выявленными при визуальном контроле сварных соединений, являются: трещины всех видов и направлений; непровары (несплавления) между основным металлом и швом, а также между валиками шва; наплывы (натеки) и брызги металла; незаваренные кратеры; свищи; прожоги; скопления включений.
Измерительный контроль сварных соединений (определение размеров швов, смещения кромок, переломов осей, углублений между валиками, чешуйчатости поверхности швов и др.) следует выполнять в местах, где допустимость этих показателей вызывает сомнения при визуальном контроле. Размеры и форма шва проверяются с помощью шаблонов, размеры дефекта – с помощью измерительных инструментов.
Выявленные при визуальном и измерительном контроле дефекты, которые могут быть исправлены (удалены) без последующей заварки выборок, должны быть исправлены до проведения контроля другими методами.
4.9.2 Ультразвуковая дефектоскопия
Ультразвуковой контроль основан на способности ультразвуковых волн отражаться от границы раздела двух упругих сред, обладающих разными акустическими свойствами.
Отразившись от нижней поверхности изделия, ультразвук возвратиться, будет принят датчиком, преобразован в электрические колебания и подан на экран электронно-лучевой трубки. По характеру и размерам искажений определяют виды и размеры дефектов.
Используемая для
Сварные швы контролируются в основном с обеих сторон шва, с одной (при толщине до 50мм) или с обеих поверхностей соединения. Контроль проводят после выполнения внешнего осмотра и устранения выявленных при этом недопустимых поверхностных дефектов.
Подготовка включает в себя следующие этапы:
При очистке поверхности
предъявляются высокие
При подготовке контактной среды используют жидкие смазочные материалы (вода, масло, глицерин) и вязкие (солидол), с помощью которых заполняют зазоры между близко расположенными ребрами жесткости.
Поиск дефектов осуществляют путем сканирования на несколько завышенной чувствительности путем продольно-поперечного перемещения преобразователя по всей контролируемой зоне сначала с одной, затем с другой стороны. Шаг продольного перемещения преобразователя должен быть не более половины диаметра пьезоэлемента. В процессе перемещения наклонный преобразователь необходимо непрерывно поворачивать вокруг своей оси на ±15°, для того, чтобы обнаружить различно ориентированные дефекты. Контроль преобразователя с поверхностью контролируемого изделия надо обеспечить легким нажатием руки на преобразователь.
4.9.3 Гидравлические испытания
Все сварные соединения котлов и трубопроводов пара и горячей воды, на которые распространяются правила Ростехнадзора России, проверяют на прочность и плотность гидравлическим испытанием. Пробное давление, технология проведения и оценка результатов гидравлического испытания устанавливаются соответствующими правилами Ростехнадзора России.
Сварные соединения прочих
трубопроводов проверяют
5 РАСЧЕТ ЭКОНОМИЧЕСКОГО ЭФФЕКТА ОТ ВНЕДРЕНИЕ ВИБРОСИТ МОДЕЛИ Mongose PT И СГУ НА ИХ БАЗЕ
5.1 Технологический эффект
Модернизированная система очистки бурового раствора за счет внедрения вибросит модели Mongoose PT сито-гидроциклонной установки на их базе обеспечивает улучшение степени очистки буровых растворов от выбуренной породы и повышение технико-экономических показателей бурения.
Основными факторами, обеспечивающими экономический эффект, являются:
- увеличение скорости бурения;
- сокращение расхода химреагентов, материалов для приготовления бурового раствора.
Цель проекта - повышение надежности и производительности блока очистки буровых растворов при возможно полной механизации технологического процесса, экономии материалов и сокращении времени проведения операций.
Расчет экономического эффекта выполнен для месторождения Ошское куст №26 скважина №709 (эксплуатационная) (Буровая установка Уралмаш 4Э с ДГУ) с проектной глубиной по стволу 3944,5 м.
5.2 Исходные данные для расчёта
Таблица 5.1 - Исходные данные для расчета
Показатели |
Базисный вариант |
По проекту |
Источник информации | |
1 Площадь (месторождение) |
Ошское |
3 стр. ДП | ||
2 Номер скважины |
куст 26,скв. №709 |
3 стр. ДП | ||
3 Назначение |
нагнетательная |
3 стр. ДП | ||
4 Проектная глубина, м. |
3944,5 |
3 стр. ДП | ||
5 Календарное время бурения, час, в том числе: - механическое бурение - вспомогательные работы |
3191
1502,75 1023 |
расчёт
расчёт расчёт |
Баланс календарного времени | |
6 Скорость бурения, м/ст.-мес. |
890 |
расчёт |
Баланс календарного времени, расчёт | |
7 Расстояние до базы снабжения, км. |
120 |
|||
8 Сокращение расхода материалов и реагентов, % |
- |
25 |
22 стр. ДП | |
9 Время на приготовление 1 м3 бурового раствора, ч/ м3 |
0,07 |
расчёт |
ЕНВ | |
10 Сокращение времени
на приготовление бурового |
- |
30 |
22 стр. ДП | |
11 Потребляемая мощность 1 вибросита, кВт |
6,04 |
3,38 |
22 стр. ДП | |
12 Срок службы вибросита, лет |
11,5 |
Классифика- тор норм амортизации 1.01.2002г. | ||
13 Количество ситовых панелей на вибросите,шт |
2 |
4 |
22 стр. ДП | |
14 Средняя наработка на отказ 1 ситовой панели, ч |
120 |
1200 |
15 стр. ДП | |
15 Стоимость 1 ситовой панели, тыс.руб |
10,151 |
14,237 |
||
16 Стоимость блока очистки, тыс.руб, в том числе: - вибросито (2 шт) - СГУ |
976,494
525,238 451,256 |
3757,103
1755,264 2001,838 |
||
17 Сметная стоимость 1 метра проходки, руб./м. |
61470 |
расчёт |
Смета на бурение | |
18 Масса реагентов и материалов на скважину, т |
256,967 |
расчёт |
Смета на бурение | |
19 Стоимость реагентов и материалов, (тыс.руб). |
7506,73 |
расчёт |
Смета на бурение | |
20 Стоимость 1 кВт-ч потребляемой электроэнергии, руб. |
Активная - 3,2 Реакт (40%акт) - 0,23 Передача активной - 1,01 |
|||
21 Стоимость 1 ч работы машины, руб/ч |
577 |
|||
22 Установленная скорость движения машины, км/ч |
40 |
|||
23 Грузоподёмность 1 машины, т |
20 |
|||
24 Стоимость часа работы рабочего по обслуживанию системы (3 разр), руб./ч. |
64,22 |
|||
25 Коэффициент оборачиваемости буровой установки |
1,56 |
1,58 |
||
26 Расход бурового раствора на 1 скважину, м3 |
1308,75 |
Смета на бурение | ||
27 Норма амортизации |
8,7 |
Классификатор норм амортизации01.01.2002 |
Таблица 5.2 - Расчёт дополнительных капитальных вложений
Базисный вариант, |
Проектный вариант, |
Дополнительные капитальные вложения ( | ||
Наименование оборудования |
Цена без НДС с ТЗР, тыс.руб. |
Наименование оборудования |
Цена без НДС с ТЗР, тыс.руб. | |
28 Вибросито ЛВС-1М (2 шт) |
525,238 |
-Mongoose PT (2шт) |
1755,264 |
1755,264-525,238= =1230,026 |
29 СГУ на базе ЛВС-1М |
451,256 |
-СГУ на базе Mongoose PT |
2001,838 |
2001,838-451,256= =1550,582 |
30 Итого |
976,494 |
Итого |
3757,103 |
2780,609 |
Примечание: Цены на оборудование и тарифы приняты по отчётам предприятия ООО «БКЕ».
5.3 Методика расчета экономического эффекта
Основным обобщающим показателем, характеризующим эффективность мероприятия, является показатель экономического эффекта. В нем находят отражение частные показатели эффективности: производительность труда, фондоотдача, материалоемкость и энергоемкость производства, показатели технического уровня производства и качества продукции. Показатель экономического эффекта (Эт) на всех этапах оценки мероприятия определяется как повышение стоимостной оценки результатов (Рт) над стоимостной оценкой совокупных затрат ресурсов (Зт) за весь срок осуществления мероприятия (Т):
,
При определении стоимостной оценки результатов и затрат по мероприятию возможны два основных направления.
Первое, когда использование мероприятия позволяет увеличить объем производимой продукции. В этом случае Рт представляет собой прирост произведенной продукции, оцененной в оптовых ценах предприятия. Зт складываются из затрат на производство дополнительной продукции и затрат на осуществление мероприятия.