Модернизация компрессорной установки Hoerbiger
|
Введение 9
1 Оборудование для удаления газа в затрубном пространстве 10
1.1 Клапанные устройства для перепуска газа из затрубного пространства 10
1.2 Удаление газа с применением диспергаторов 11
1.3 Откачка газа с помощью компрессоров 11
2 Мобильная компрессорная установка Hoerbiger 13
2.1 Общие сведения 13
2.2 Принцип действия 15
2.3 Области применения 15
3 Патентно-информационный обзор 18
3.1 Патент RU2711798. Клапан предохранительный 18
3.2 Клапан предохранительный малоподъемный пружинный регулируемый прямого действия муфтовый ПС-350 19
3.3 Патент RU2686542. Предохранительный клапан 20
3.4 Клапан редукционный муфтовый компании "Инмор" 21
3.5 Патент RU2406903. Клапан редукционный 22
3.6 Редуктор давления проходного потока с мембранным приводом DMA компании "ARI-PREDU" 24
4 Техническое предложение 25
5 Расчетная часть 27
5.1 Расчет параметров клапанов 27
5.2 Расчет крепления предохранительного клапана на прочность 33
5.3 Расчет соединения предохранительного клапана с плитой на герметичность 36
5.4 Расчет предохранительного на долговечность 36
6 Технологическая часть 40
6.1 Определение типа производства 40
6.2 Анализ технологичности конструкции 40
6.3 Характеристика материала 43
6.4 Выбор заготовки 45
6.5 Разработка технологического маршрута изготовления детали, определение основных операций и основных переходов 46
6.6 Выбор оборудования и станочных приспособлений 49
6.7 Выбор режущего инструмента и контрольно-измерительных средств ... 51
6.8 Расчет припусков и предельных размеров на механическую обработку поверхности 52
7 Безопасность и экологичность 56
7.1 Анализ потенциальных опасных и вредных производственных факторов при проведении работ 56
7.2 Инженерные и организационные решения по обеспечению безопасности работ 57
7.3 Санитарно-гигиенические требования к помещениям и размещению используемого оборудования 58
7.4 Обеспечение безопасности технологического процесса 59
7.5 Обеспечение взрывопожарной и пожарной безопасности 60
7.6 Обеспечение безопасности в аварийных и чрезвычайных ситуациях 61
7.7 Экологичность проекта 63
8 Экономическая часть 64
8.1 Анализ МКУ 64
8.2 Расчет затрат по базовому варианту 65
8.3 Расчет затрат по проекту 70
Заключение 75
Список использованных источников 76
1 Оборудование для удаления газа в затрубном пространстве 10
1.1 Клапанные устройства для перепуска газа из затрубного пространства 10
1.2 Удаление газа с применением диспергаторов 11
1.3 Откачка газа с помощью компрессоров 11
2 Мобильная компрессорная установка Hoerbiger 13
2.1 Общие сведения 13
2.2 Принцип действия 15
2.3 Области применения 15
3 Патентно-информационный обзор 18
3.1 Патент RU2711798. Клапан предохранительный 18
3.2 Клапан предохранительный малоподъемный пружинный регулируемый прямого действия муфтовый ПС-350 19
3.3 Патент RU2686542. Предохранительный клапан 20
3.4 Клапан редукционный муфтовый компании "Инмор" 21
3.5 Патент RU2406903. Клапан редукционный 22
3.6 Редуктор давления проходного потока с мембранным приводом DMA компании "ARI-PREDU" 24
4 Техническое предложение 25
5 Расчетная часть 27
5.1 Расчет параметров клапанов 27
5.2 Расчет крепления предохранительного клапана на прочность 33
5.3 Расчет соединения предохранительного клапана с плитой на герметичность 36
5.4 Расчет предохранительного на долговечность 36
6 Технологическая часть 40
6.1 Определение типа производства 40
6.2 Анализ технологичности конструкции 40
6.3 Характеристика материала 43
6.4 Выбор заготовки 45
6.5 Разработка технологического маршрута изготовления детали, определение основных операций и основных переходов 46
6.6 Выбор оборудования и станочных приспособлений 49
6.7 Выбор режущего инструмента и контрольно-измерительных средств ... 51
6.8 Расчет припусков и предельных размеров на механическую обработку поверхности 52
7 Безопасность и экологичность 56
7.1 Анализ потенциальных опасных и вредных производственных факторов при проведении работ 56
7.2 Инженерные и организационные решения по обеспечению безопасности работ 57
7.3 Санитарно-гигиенические требования к помещениям и размещению используемого оборудования 58
7.4 Обеспечение безопасности технологического процесса 59
7.5 Обеспечение взрывопожарной и пожарной безопасности 60
7.6 Обеспечение безопасности в аварийных и чрезвычайных ситуациях 61
7.7 Экологичность проекта 63
8 Экономическая часть 64
8.1 Анализ МКУ 64
8.2 Расчет затрат по базовому варианту 65
8.3 Расчет затрат по проекту 70
Заключение 75
Список использованных источников 76
Попутный нефтяной газ (ПНГ) - это смесь газов, парообразных углеводородистых и неуглеводородных компонентов природного происхождения, которые выделяются из скважин и пластовой нефти при ее сепарации. Нестабильность его состава, а также большое количество примесей существенно затрудняют использование ПНГ. Кроме того, газ оказывает негативное влияние на работу промыслового оборудования, применяемого для добычи нефти.
Зачастую при выделении в затрубном пространстве газа из жидкости газ скапливается, создавая в нем давление равное или большее, чем давление в нефтесборном коллекторе. С ростом давления происходит отжатие уровня жидкости в сторону забоя скважины. Отжатие может происходить вплоть до приема насоса. Это может привести к срыву подачи.
Для решения проблем, связанных с ПНГ, существует множество путей - от обратных клапанов, установленных на устье, вплоть до компрессорных установок.
На промысле используются мобильные компрессорные установки компании Hoerbiger с приводом от газопоршневого двигателя, работающего на перекачиваемом газе. Данная установка откачивает газ из затрубного пространства, очищает его для использования в качестве топлива, а жидкую фазу направляет в линейный трубопровод.
В связи с тем, что данная установка используется на скважинах, работающих продолжительный срок времени, к общему коллектору подключают введенные недавно в работу скважины, что приводит к повышению давления в коллекторе. В свою очередь это ведет к прекращению подачи рабочей среды в МКУ в линейный трубопровод и отключению установки, так как в системе МКУ не предусмотрена линия сброса избыточного давления. Также это может привести к повреждению компрессора.
На основе проведенного патентно-информационного поиска разработан блок клапанов, предназначающийся для сброса избыточного давления, с целью предотвращения вывода из строя компрессора. Блок состоит из предохранительного и обратного клапанов, смонтированных на монтажной плите.
Предохранительный клапан изготавливается на основе патента, поэтому необходимо рассчитать рабочие параметры клапана, проверить крепление клапана при помощи винтов на прочность и герметичность. Так как на монтажную плиту крепится клапан не стандартного типа, то необходимо разработать конструкцию и изготовить плиту по технологическому маршруту.
Целесообразность применения МКУ на промысле во много зависит от ее безопасности и экологичности, поэтому важно, чтобы установка была в исправном состоянии, а все противоаварийные системы исправны.
Экономическая эффективность достигается за счет снижения простоя МКУ и УЭЦН, снижения отказов компрессора.
Зачастую при выделении в затрубном пространстве газа из жидкости газ скапливается, создавая в нем давление равное или большее, чем давление в нефтесборном коллекторе. С ростом давления происходит отжатие уровня жидкости в сторону забоя скважины. Отжатие может происходить вплоть до приема насоса. Это может привести к срыву подачи.
Для решения проблем, связанных с ПНГ, существует множество путей - от обратных клапанов, установленных на устье, вплоть до компрессорных установок.
На промысле используются мобильные компрессорные установки компании Hoerbiger с приводом от газопоршневого двигателя, работающего на перекачиваемом газе. Данная установка откачивает газ из затрубного пространства, очищает его для использования в качестве топлива, а жидкую фазу направляет в линейный трубопровод.
В связи с тем, что данная установка используется на скважинах, работающих продолжительный срок времени, к общему коллектору подключают введенные недавно в работу скважины, что приводит к повышению давления в коллекторе. В свою очередь это ведет к прекращению подачи рабочей среды в МКУ в линейный трубопровод и отключению установки, так как в системе МКУ не предусмотрена линия сброса избыточного давления. Также это может привести к повреждению компрессора.
На основе проведенного патентно-информационного поиска разработан блок клапанов, предназначающийся для сброса избыточного давления, с целью предотвращения вывода из строя компрессора. Блок состоит из предохранительного и обратного клапанов, смонтированных на монтажной плите.
Предохранительный клапан изготавливается на основе патента, поэтому необходимо рассчитать рабочие параметры клапана, проверить крепление клапана при помощи винтов на прочность и герметичность. Так как на монтажную плиту крепится клапан не стандартного типа, то необходимо разработать конструкцию и изготовить плиту по технологическому маршруту.
Целесообразность применения МКУ на промысле во много зависит от ее безопасности и экологичности, поэтому важно, чтобы установка была в исправном состоянии, а все противоаварийные системы исправны.
Экономическая эффективность достигается за счет снижения простоя МКУ и УЭЦН, снижения отказов компрессора.
Мобильная компрессорная установка Hoerbiger была рассмотрена в данной работе. Она предназначена для решения проблем сбора и транспортировки попутного газа на промысле и, как следствие, обеспечивает стабильность работы УЭЦН. Принцип работы установки заключается в выкачивании из затрубного пространства скважины газожидкостной смеси, ее разделении. Жидкая фаза поступает обратно в линию, при этом осушенный газ из скуббера используется в качестве топлива для газопоршневого двигателя, питающего МКУ.
Однако в установке не предусмотрен блок сброса избыточного давления. Повышенное давление в выкидной линии, например, при введении в эксплуатацию новых скважин, может вывести из строя МКУ и УЭЦН, если не установлен такой блок. Соответственно, существует необходимость в разработке такого блока.
Для сброса давления применяются предохранительные клапана. Они и являются ключевым элементом в блоке сброса давления. Был проведен патентно-информационный поиск таких клапанов, и был выбран клапан по патенту RU2686542, так как по сравнению с другими имеют не сложную конструкцию, и в отличие от существующих вариантов возможен подбор параметров для работы с данной МКУ. Для определения основных его параметров был произведен расчет и выбрана пружина клапана.
К предохранительному клапану был выбран обратный клапан. Оба установлены на монтажной плите, конструкция которой была разработана. Монтажная плита предназначена для соединения клапанов с РВД. Был произведен анализ технологичности ее конструкции и разработан технологический маршрут изготовления данной детали.
Крепления предохранительного клапана также рассчитаны на прочность и герметичность.
МКУ Hoerbiger имеет высокие показатели экологичности, так как не требует нарушения растительного и почвенного покрова, подвода электричества так как поставляется в контейнере, дополнительного оборудования для утилизации жидкостей. Модернизация МКУ решает проблему, которая может привести к утечкам и простою оборудования, описанную выше. Таким образом, установка обеспечивает замкнутый цикл и при соблюдении всех норм несет положительный эффект для окружающей среды.
Экономическая эффективность модернизации достигается за счет отсутствия простоя МКУ и УЭЦН, и, как следствие, за счет увеличения дебита скважины. Экономическая эффективность составила 127 459 руб.
Модернизация МКУ Hoerbiger эффективна и по техническим и экономическим показателям, так как повышается ресурс ее работы, и при этом затраты на ее осуществление меньше затрат, возникающих при эксплуатации МКУ без блока сброса избыточного давления.
Однако в установке не предусмотрен блок сброса избыточного давления. Повышенное давление в выкидной линии, например, при введении в эксплуатацию новых скважин, может вывести из строя МКУ и УЭЦН, если не установлен такой блок. Соответственно, существует необходимость в разработке такого блока.
Для сброса давления применяются предохранительные клапана. Они и являются ключевым элементом в блоке сброса давления. Был проведен патентно-информационный поиск таких клапанов, и был выбран клапан по патенту RU2686542, так как по сравнению с другими имеют не сложную конструкцию, и в отличие от существующих вариантов возможен подбор параметров для работы с данной МКУ. Для определения основных его параметров был произведен расчет и выбрана пружина клапана.
К предохранительному клапану был выбран обратный клапан. Оба установлены на монтажной плите, конструкция которой была разработана. Монтажная плита предназначена для соединения клапанов с РВД. Был произведен анализ технологичности ее конструкции и разработан технологический маршрут изготовления данной детали.
Крепления предохранительного клапана также рассчитаны на прочность и герметичность.
МКУ Hoerbiger имеет высокие показатели экологичности, так как не требует нарушения растительного и почвенного покрова, подвода электричества так как поставляется в контейнере, дополнительного оборудования для утилизации жидкостей. Модернизация МКУ решает проблему, которая может привести к утечкам и простою оборудования, описанную выше. Таким образом, установка обеспечивает замкнутый цикл и при соблюдении всех норм несет положительный эффект для окружающей среды.
Экономическая эффективность модернизации достигается за счет отсутствия простоя МКУ и УЭЦН, и, как следствие, за счет увеличения дебита скважины. Экономическая эффективность составила 127 459 руб.
Модернизация МКУ Hoerbiger эффективна и по техническим и экономическим показателям, так как повышается ресурс ее работы, и при этом затраты на ее осуществление меньше затрат, возникающих при эксплуатации МКУ без блока сброса избыточного давления.
