Дипломная работа (ВКР) — бакалавр, специалист на тему Насос ЦНС 180 — 1900 оптимизация работы за счёт применения частотного регулирования электропривода

Содержание:

СОДЕРЖАНИЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ.. 5
ВВЕДЕНИЕ. 6
1. Насос ЦНС180-1422 с применением частотного
регулирования электропривода. 9
1.1 Обзор существующих конструкций насосов. 9
1.2 Анализ работы насоса. 19
1.3 Обоснование основных параметров насоса. 31
1.4 Оптимизация конструкции насоса ЦНС180-1422. 41
1.4.1 Применение современных систем электроприводов для
оптимизации режимов работы насосного оборудования. 41
1.4.2 Разработка структуры автоматического управления и
выбор станции управления электроприводом насосной установки. 46
1.5 Расчет на прочность и долговечность. 55
1.6 Мероприятия по повышению коррозионно стойкости
насоса. 67
1.7 Техническое обслуживание и ремонт насоса. 71
2. Безопасность проекта. 75
3. Экологичность проекта. 81
4. Расчет экономических показателей. 83
ЗАКЛЮЧЕНИЕ. 89
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ.. 91
СПИСОК ИЛЛЮСТРАЦИОННО-ГРАФИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛА.. 93

Введение:

ВВЕДЕНИЕ Специфика нефтегазовой
отрасли Российской Федерации заключается в том, что основные месторождения
углеводородного сырья располагаются в труднодоступных местах. В связи с этим,
транспортировка газа и нефти становится очень дорогостоящим мероприятием. Для
решения этой задачи разрабатываются и внедряются современные средства и
инструменты автоматизации процесса транспортировки нефти и газа от
месторождения к местам их переработки, а также потребителям.

Огромное значение в
нефтедобывающей отрасли играет техническое состояние и степень надежности
транспортной системы. От состояния транспортных магистралей зависит степень
эффективности и уровень экономических затрат транспортировки углеводородного
сырья и готовой продукции. Таким образом, очевидно, что большое внимание
необходимо уделять соблюдению требований и рекомендаций относительно
эксплуатации всех элементов транспортной системы. Неотъемлемой частью
эффективного использования транспортных магистралей являетс применение средств
автоматизации.

Постоянное
совершенствование и внедрение новой техники и технологии в производство
является основным фактором повышения эффективности производства. Ускорение
научно-технического прогресса является главным рычагом улучшения всех
показателей эффективности.

В последнее время в
нефтегазовой отрасли можно наблюдать устойчивую тенденцию к ухудшению структуры
текущих и вновь вводимых запасов, что проявляется в увеличении количества
трудноизвлекаемой нефти, росте вводимых в разработку месторождений с
осложненными геолого-физическими условиями, возрастании удельного веса
карбонатных коллекторов с высоковязкой нефтью, повышении количества скважин с
повышенной обводненностью [4].

В этих условиях следует
уделить особое внимание совершенствованию проектирования рациональных систем
разработки вновь вводимых в эксплуатацию нефтяных месторождений, которое в свою
очередь невозможно осуществить без детальной оценки и анализа текущего
состояния разработки уже введенных в эксплуатацию залежей.

Разработка нефтяных
месторождений включает в себя последовательность технических мероприятий:

– бурение скважин на
выделенные эксплуатационные объекты;

– обустройство
эксплуатационных объектов;

– строительство
нефтепромыслового хозяйства;

– строительство
необходимых коммуникаций;

– эксплуатацию скважин;

– надлежащий контроль за
дебитом жидкости, обводненностью и газовым фактором каждой добывающей скважины;

– контроль за закачкой
воды каждой нагнетательной скважиной и оптимизацию их режимов работы.

Наивысшая важность
нефтедобывающего сектора для экономики Российской Федерации ставит задачу
модернизации и автоматизации бурового оборудования на приоритетное место [12].

Все увеличивающаяся
потребность в добычи газа и нефти обусловливает необходимость бережного и
оптимального использования бурового оборудования. В связи с этим большое
значение приобретает технически грамотная эксплуатация данных систем с
применением новейшей технологии автоматизации и оптимизации их работы.

Тема настоящей выпускной
квалификационной работы – «Оптимизация работы насоса ЦНС 180 — 1900 за счёт
применения частотного регулирования электропривода».

Цель настоящей выпускной
квалификационной работы – разработка обоснованных практических рекомендаций по
оптимизации режимов работы насоса ЦНС 180 — 1900 за счёт частотного регулирования
электропривода.

Задачи работы:

– произвести обзор
существующих конструкций насосов;

– произвести анализ
работы насоса;

– произвести обоснование
основных параметров насоса;

– разработать
рекомендации по оптимизации конструкции насоса;

– произвести расчет на
прочность и долговечность;

– разработать мероприятия
по повышению коррозионно стойкости насоса;

– разработать
рекомендации по техническому обслуживанию и ремонту насоса;

– разработать решения по
безопасности и экологичности проекта;

– произвести расчет
экономических показателей проекта.

Заключение:

ЗАКЛЮЧЕНИЕ Основной путь развития и прогресса
всех отраслей промышленности заключается в постоянном совершенствовании и
развитии средств автоматизации технологических процессов и метолов производства
продукции. Уровень производительности и качество выпускаемой продукции напрямую
зависят от наличия в технологических и производственных процессах  современных и эффективных средств
автоматизации.

Специфика нефтегазовой отрасли
Российской Федерации заключается в том, что основные месторождения
углеводородного сырья располагаются в труднодоступных местах. В связи с этим,
транспортировка газа и нефти становится очень дорогостоящим мероприятием. Для
решения этой задачи разрабатываются и внедряются современные средства и инструменты
автоматизации процесса транспортировки нефти и газа от месторождения к местам
их переработки, а также потребителям.

Таким
образом, одним из решающих факторов в эффективной работе нефтедобывающих
предприятий является степень оптимизации и автоматизации технологических
процессов транспортирования добытого сырья.

В данной выпускной
квалификационной работе произведено аптимизация насоса ЦНС 180 — 1900 за счёт
применения частотного регулирования электропривода.

По завершению выполнения
выпускной квалификационной работы получены следующие результаты:

– произведен обзор
существующих конструкций насосов;

– произведен анализ
работы насоса;

– произведено обоснование
основных параметров насоса;

– разработаны
рекомендации по оптимизации конструкции насоса;

– произведен расчет на
прочность и долговечность;

– разработаны мероприятия
по повышению коррозионно стойкости насоса;

– разработаны
рекомендации по техническому обслуживанию и ремонту насоса;

– разработаны решения по
безопасности и экологичности проекта;

– произведен расчет
экономических показателей проекта.

По завершению работы,
можно утверждать, что поставленная цель полностью достигнута, а задачи
выполнены.

Фрагмент текста работы:

Работать такая установка
может при различных температурах (от — 50 до + 400 ºС). Промывочной жидкостью
может выступать вода или различные эмульсии.

Укомплектованный шаровыми
клапанами насос НБ 50 можно использовать для закачки различных сложных
растворов, которые должны иметь определенные параметры плотности, вязкости,
твердых частиц в составе.

Преимуществами настоящей
насосной установки является простата конструкции и обслуживания [23].

4) Насосная установка
УНБ-600.

Следующая насосный
агрегат, предлагаемая к рассмотрению — УНБ-600 [36] — насосная установка
двустороннего действия. Выпускается Южно-Уральским машиностроительным заводом
(АО «МК ОРМЕТО-ЮУМЗ»).

Схема установки приведена
на рисунке 1.10 [23]

Основные характеристика
установки УНБ-600 приведены в таблице в приложении 1. [23]

Рассмотрим продукцию
зарубежных производителей.

1) Насосные установки
Blackmer S-Series.

Насосные установки
Blackmer S-Series – эффективная насосная установка с уникальными
конструктивными особенностями, соответствующая сертификату ATEX и
предназначенная для работы во взрывоопасных условиях [21].

Проанализируем принцип
работы насосной установки Blackmer S-Series.

Двухвинтовые насосы
Blackmer, являющиеся объемными ротационными насосами, способны перекачивать
различные чистые жидкости, не содержащие твердых частиц. Насос состоит из двух
противоположных комплектов винтов. Во время работы насоса происходит зацепление
этих винтов, расположенных на двух валах, в результате чего образуется
герметичная полость с окружающим корпусом насоса. Во время вращения винтовых
валов происходит осевое смещение перекачиваемой жидкости, которая
последовательно и непрерывно поступает к центру насоса, где находится
нагнетательное отверстие. Поскольку гидравлические силы, действующие на два
винта, противоположны и равны, то происходит автоматическое балансирование
гидравлического осевого напряжения, действующего на валы. Принцип работы насоса
проиллюстрирован рисунком 1.1 [18].