Госник

49. Принципиальная схема автоматизированной групповой замерной установки (АГЗУ) типа «Спут-ник-А». Состав оборудования, принципы их действия.

Спутник предназначен для автоматического измерения количества добываемой жидкости. Продукция скважин по трубопроводам поступает в ПСМ, при помощи которого продукция одной скважины направляется в сепаратор, а остальных скважин в общий трубопровод по байпасной линии. В сепараторе происходит отделение газа от жидкости. Газ при открытой заслонке поступает в общий трубопровод, а жидкость накапливается в нижней части сепаратора.

С помощью регулятора расхода и заслонки, соединённой с поплавковым уровнемером, обеспечивается циклическое прохождение накопившейся жидкости через счётчик ТОР с постоянными скоростями, что обеспечивает измерение дебита скважин в широком диапазоне с малыми погрешностями.

За время продавки газом жидкость проходит через ТОР и направляется в общий трубопровод.

Счётчик ТОР выдаёт на БУИ импульсы, которые регистрируются электромагнитными счётчиками. Они имеют шкалу и механический интегратор, где суммируются результаты измерения.

Управление переключением скважин осуществляется БУИ по установленной программе или по системе телемеханики.

При срабатывании реле включается электродвигатель гидропривода ГП-1М и в системе гидравлического управления повышается давление.

Привод переключателя ПСМ под воздействием давления ГП-1М перемещает поворотный патрубок переключателя и на измерение подключается следующая скважина.

Длительность измерения определяет реле времени.

Установки имеют электрическое освещение, обогреватели, принудительную вентиляцию.

50. Устройство и принцип действия установки для предварительного разделения компонентов продук-ции скважин. Требования к проектированию дожимной насосной станции (ДНС).

Сепарационные установки с предварительным сбросом воды типа У ПС предназначены для отделения газа от обводненной нефти и сброса свободной пластовой воды с одновременным учетом количества обезвоженной нефти и воды, выходящих из аппарата. Выпускаются установки типа УПС на рабочее давление 0,6 МПа следующих модификаций:

УПС-3000/6М, УПС-А-3000/6, УПС-

6300/6М и УШМОООО/6М. Одновременно разработаны все модификации УПС и на рабочее давление 1,6 МПа.

Работа установки происходит следующим образом. Продукция скважин поступает в сепарационный отсек А по соплу 1 и нефтеразливной полке 2, где происходит первичное

отделение газа от жидкой фазы. Отделившийся нефтяной газ через регулятор уровня отводится в отсек Б, откуда через каплеотбой-ник 4 и регулятор давления — в газовый коллектор.

В случае применения установки на I ступени сепарации предусматривается узел предварительного отбора газа (депульсатор). При использовании установки на II ступени сепарации монтаж узла предварительного отбора газа не требуется.

Водонефтяная эмульсия из отсека А передавливается в отсек Б под действием давления газа. Допустимый перепад давления между отсеками Б и А не более 0,2 МПа (в зависимости от длины каплеобразователя между отсеками).

Для улучшения отделения воды от эмульсии предусмотрено предварительное смешение продукции скважин с водой, поступающей из установки подготовки нефти. Трубопровод (капле-образователь) между отсеками А и Б может быть выполнен из трубы определенного диаметра и длины в зависимости от требуемого времени контакта эмульсии и оборотной воды. При работе установки без каплеобразователя оборотная вода с установок подготовки нефти подается за 200—300 м до входа в технологическую емкость.

Водонефтяная эмульсия поступает в отстойный отсек Б через входной распределитель 3. При этом основная часть струй, вытекающих из распределителя, движется радиально, а меньшая часть — в направлении ближайшего эллиптического днища аппарата. Доходя до стенок аппарата и теряя кинетическую энергию, струи эмульсии отражаются и принимают горизонтальное направление вдоль аппарата. Отстоявшаяся вода отводится через перфорированный трубопровод 8. Предварительно обезвоженная нефть выводится через штуцеры 5 и 6, связанные с перфорированной трубой 7, расположенной в верхней части емкости.

При проектирования дожимных насосных станций необходимо предусматривать:

1) компоновку аппаратуры и оборудования для проведения основных технологических процессов в едином технологическом блоке; 2) сепарацию нефти с предварительным отбором газа; 3) этажное расположение оборудования; 4) учет нефти, газа и воды по бригадам; 5) технологические процессы предварительного обезвоживания и очистки пластовой воды в герметизированных аппаратах при давлении первой ступени сепарации и, как правило, осуществление процесса при естественной температуре поступающего на ДНС сырья; 6) получение из аппаратов-отделителей воды с качеством, обеспечивающим закачку ее в продуктивные пласты без дополнительной подготовки.

51. Основные сведения о надежности, долговечности и работоспособности оборудования.

Работоспособность - состояние изделия, при котором оно способно выполнять заданные функции с параметрами, установленные требованиями тех. документации.

Надежность - св-во изделия выполнять заданные функции, сохраняя свои эксплуатационные показатели в заданных пределах в течение требуемой наработки.

Долговечность - свойство изделия сохранять работоспособность до предельного состояния с необходимыми перерывами для тех. обслуживания и ремонтов.

Надежность оборудования можно характеризовать следующими показателями:

вероятность безотказной работы, частота и интенсивность отказов, средняя наработка на отказ, средний срок службы, коэф-т тех. использования.

Технологические способы повышения долговечности позволяют добиться уменьшения интенсивности изнашивания деталей соотв. обработкой и упрочнением.

Эксплуатационные мероприятия, повышающие долговечность: тщательное обслуживание оборудования, своевременная регулировка и смазка сопряжений, использование оптимальных режимов работы.

52.Отказы оборудования при эксплуатации. Факторы, влияющие на техническое состояние деталей и узлов оборудования. Деформация и излом деталей. Классификация, особенности, механизм образова-ния.

Отказ - событие, заключающееся в нарушении работоспособного состояния объекта. Конструкционный - отказ, вызванный несовершенством конструкции.

Технологический- отказ, возникший в результате отклонения от принятого технологического процесса изготовления изделия или в результате несовершенства этого процесса.

Эксплуатационный - отказ, возникший в результате нарушения установленных правил эксплуатации или ремонта.

Постепенный Внезапный Явный Скрытый Перемежающийся отказ Зависимые Независимые Полным Частичным, В процессе эксплуатации изделия нередко отказы возникают раньше, чем это установлено ресурсом, что приводит к неожиданному прекращению работы машины или к снижению ее эффективности.

Различные факторы, действующие на машину при эксплуатации, связанные с климатическими, биологическими условиями и внешними воздействиями, создают комплекс причин для ускорения процессов старения и разрушения.

Так, повышенная влажность среды, колебания температуры, загрязненность атмосферы, ветер, акустический шум, солнечная радиация, плесень, бактерии, насекомые, грызуны - вот неполный перечень тех факторов, которые приходится учитывать при оценке возможности отказа изделия в различных условиях эксплуатации.

Чем большие воздействия оказывает на машину среда, тем выше вероятность отказа, которая резко возрастает при работе изделия в несвойственной ему обстановке. В этих случаях надо оценивать не вероятность отказа, а вероятность возникновения недопустимой ситуации.

При возникновении преждевременных отказов часто создается конфликтная ситуация между конструкторами, технологами и эксплуатационниками. Чтобы найти виновника и источник возникновения отказа необходимо проанализировать причины преждевременного отказа, т.е. обстоятельства, которые обусловили внезапность его возникновения.

Рассмотрим основные критерии для решения вопроса об ответственности той или иной службы за возникновение отказа. Таблица 5 - Категории преждевременных отказов

Если отказ возник при нормальных условиях эксплуатации изделия без технологических дефектов, то возникновение такого отказа - допустимое событие, если число случаев отказа находится в регламентированных пределах.

Если же отказ связан с нарушением ТУ при изготовлении и эксплуатации изделий или неправильными расчетами при проектировании изделия, то соответствующие подразделения должны вносить коррективы в свою деятельность - пересмотреть методы расчета и прогнозирования надежности, повысить надежность технологического процесса, усовершенствовать методы эксплуатации и ремонта машины и т. п.

Большую информацию о преждевременных и недопустимых отказах, возникающих в процессе эксплуатации, могут дать рекламации потребителя, если они подвергаются тщательной обработке и анализу.

Деформация материала детали происходит в результате приложения нагрузки и выражается изменением формы и размеров детали. Эти изменения могут быть временными (упругие деформации, исчезающие после снятия нагрузки) или остаточными (пластические деформации, остающиеся после снятия нагрузки). Повреждения деталей происходят в результате пластической деформации и выражаются в виде изгибов, вмятин и скручиваний.

При изгибах и вмятинах нарушается геометрическая форма деталей в результате приложения в основном динамических нагрузок.

Скручивание деталей вызывается приложением крутящего момента, превосходящего расчетный.

Указанным повреждениям подвергаются бурильные трубы, замки, штанги, клинья, тела качения основных опор ротора, детали корпусов, а также детали, изготовленные из листового проката (емкости, желоба др.).

Излом материала детали также происходит в результате приложения нагрузки и выражается в разрушении детали. В зависимости от характера нагружения излом бывает статический, динамический и усталостный.

Статический излом является результатом воздействия значительных местных нагрузок. Чаще всего он наблюдается в наиболее нагруженных местах в деталях корпусов в виде трещин, особенно в деталях, изготовленных из чугуна.

Д и н а м и ч е с к и й и з л о м является следствием сильных поверхностных ударов и часто наблюдается на литых деталях. Опытом доказано, что одной из причин отказов роторов является недостаточная работоспособность основной опоры вследствие отколов металла на рабочей поверхности беговой дорожки колец. Аналогичное повреждение наблюдается в вертлюгах, в которых откол буртов колец основной опоры, возникающий из-за ударов о бурты при значительных радиальных нагрузках, происходит вследствие колебаний бурильной колонны в процессе бурения.

В зависимости от скорости нагружения и исходного строения материала деталей бывают хрупкий и вязкий изломы.

Хрупкий излом характеризуется полным отсутствием или весьма незначительной величиной пластических деформаций. Причины -хладноломкость материала детали, наличие концентраторов напряжений в опасном сечении и мгновенное приложение нагрузки. При хрупком изломе в зоне разрушения кристаллическое строение материала хорошо наблюдается

невооруженным глазом, особенно в мосте расположения концентратора напряжений. Хрупкое разрушение часто является причиной низкой долговечности шарошек буровых долот, деталей основной опоры ротора и вертлюга.

Вязкий излом обусловлен наличием макропластической деформации. Разрушение материала детали при вязком изломе - результат резкого возрастания приложенной статической нагрузки. Вязкий излом появляется в результате превышения предела текучести материала детали. На поверхности вязкого излома наблюдаются следы пластической деформации.

Однако наиболее часто причиной выхода детали из строя является усталостный излом, в основе которого лежит явление усталости, т. е. разрушение материала под влиянием циклических напряжений, действующих в течение определенного времени. Свойство материала детали, характеризующее ее способность сопротивляться усталостному разрушению, называют выносливостью.

Установлено, что усталостные изломы возникают при напряжениях ниже предела текучести. Процесс начинается с зарождения усталостной трещины, появлению которой способствует наличие концентратора напряжений или какого-либо микродефекта в опасном сечении детали. Возникнув, усталостная трещина под действием циклической нагрузки распространяется в глубь детали, что приводит в конечном итоге к ее разрушению. Практика показала, что разрушение вооружения шарошек буровых долот начинается с появления усталостных трещин.

Из общего числа вышедших из строя колец основных опор роторов более половины повреждены усталостным разрушением. Подобный характер повреждения наблюдается также в элементах основной опоры вертлюга, зубьях венца и шестерни ротора.

53. Износ. Виды износа, динамика износа. Предотказное состояние деталей и узлов. Межремонтный пе-риод и ремонтный цикл.

При эксплуатации оборудования наблюдается равномерный и неравномерный износ. Т.к. при работе детали подвергаются перемен по величине и знаку нагрузкам, то набольшее распр-е получил неравномерн. износ.

Изнашивание - процесс постепенного изменения размеров тела при трении, проявл-ся в отделении с пов-ти трения материала и его остаточной деформации.

Износ - результат изнашивания, проявляющийся в виде отделения или остаточной дефор-мации материала.

Усталостная теория изнаш-я: две пов-ти прижаты одна к другой взаимно перемещ-ся. Многократные нагр-ки даже очень малые по величине вызыв усталостные явления (возник-ют усталостные трещины, которые сливаясь, приводят к отделению слоя материаля с пов-ти).

Виды изнашивани:

1.Механическое - изнашив-е в результате мех воздействия: а)абразивное; б)гидроабразивное; в)газообразив-е; г)эрозионное; д)устал-е; е)кавитац-е.

2.Молекулярномех-е - происх в результате одноврем мех и молеку-го действия.

3.Коррозионномех-е - среда, окруж-я трущ пов-ти вступает с матер-ом в хим взаимодей-е, а в результате перемещения тел удался продукты коррозии.

Динамика износа техники зависит от темпов сближения удельных приведенных затрат производства продукции на новой технике и предстоящих приведенных затрат на оцениваемой технике. При этом динамика снижения удельных приведенных затрат производства продукции на новой технике определяет динамику морального износа оцениваемой техники, а динамика изменения предстоящих приведенных затрат на оцениваемой технике определяется динамикой ее физического износа и ор- ганизационно-технического совершенствования производства в период эксплуатации.

Но при определении динамики износа техники правильнее говорить о ее зависимости от темпов снижения экономии от использования техники относительно ее стоимости. Как было показано, чем выше удельная стоимость техники при прочих равных условиях, тем больше срок ее службы, а значит, менее динамичен износ. Показателем динамики износа техники может служить отношение ее удельной стоимости к среднегодовому снижению экономии от ее использования. В табл. 5.9 приведены результаты расчета этого отношения по рассмотренным выше примерам.

Как видно из этой таблицы, срок службы техники 8 лет соответствует коэффициенту относительной динамики износа в пределах 24-28,5, 10 лет - 30,6-38, 12 лет - 45-48,

16лет - 82,-9. Из этих примеров видно, чем выше отношение стоимости техники к среднегодовому сближению предстоящих приведенных затрат на новой и оцениваемой технике, тем выше срок службы техники. Соответственно, на срок службы техники влияют все те факторы, которые влияют на это соотношение, т. е. на стоимость техники, динамику снижения приведенных затрат производства продукции на новой технике и динамику изменения предстоящих приведенных затрат на оцениваемой технике".

Факторы, влияющие на изнашивание

1.Факторы, влияющие на износостойкость: качество материала детали и качество рабочей поверхности детали. Износостойкость-свойства материала сопротивл износу.

2.Факторы, влияющие на изнашиваемость: вид трения, относительные скорости перемещения поверхностей, условия смазки, форма и размер зазора между поверх-ностями.

Изнашиваемость-противопол-о износостой-ти.

Межремонтный период - время работы оборудования между двумя любыми очередными плановыми ремонтами.

Ремонтный цикл - период работы оборудования между двумя очередными кап. ремонтами, а для нового - с момента ввода в

экспл.

Предотказное состояние деталей и узлов – такое состояние деталей и узлов, у которых дальнейшая эксплуатация не целесообразна, за счет возникновения дальнейшего разрушения.

Коэффициент технического использования — отношение наработки изделия в единицах времени за некоторый период эксплуатации к сумме этой наработки и времени всех простоев, вызванных техническим обслуживанием и ремонтами за тот же период эксплуатации

Ресурс — наработка изделий до предельного состояния, оговоренного в технической документации. Различают ресурс до первого ремонта, межремонтный ресурс, назначенный ресурс, среднии ресурс и др.

Средняя продолжительность работы изделия за период эксплуатации до разрушения или другого предельного состояния называется средним ресурсом.

Статистическая оценка среднего ресурса определяется по формуле Срок службы — календарная продолжительность эксплуатации изделия до момента возникновения предельного состояния, оговоренного в технической документащшрили до списания изделия.

Удельная трудоёмкость ремонтов - отношение средней трудоёмкости ремонтов к средней наработке изделия за один и тот же период эксплуатации.

56. Методы определения остаточного ресурса нефтепромыслового оборудования.

Определение остаточного ресурса оборудования находится путем сбора, систематизации и обработки статистических данных о наблюдениях за его работой, обобщения результатов.

Все работы по оценке остаточного ресурса состоят из 4 этапов:

1)накопление статистической информации об отказах оборудования. Достоверная информация об отказах оборудования достигается точным учетом времени его работы, моментов возникновения отказов и времени, затрачиваемого на их устранение. Для получения необходимых сведений об отказах и работоспособности оборудования имеются специальные журналы наблюдений и учета неисправностей или организуется опытная эксплуатация;

2)систематизация, анализ и обобщение полученных статистич данных. С помощью комплекса ЭВМ создаются табуляграммы, представляющие собой ведомости, в которых содержатся сведения об отказах, суммарном времени, затраченном на устранение отказов, наработках оборудования до выхода из строя. Табуляграммы явл основным исходным документом для дальнейшего статистического анализа и подсчета количественных показателей надежности оборудования;

3)выбор и обоснование количественных показателей для оценки надежности. Колич показатели: вероятность безотказной работы, частота и интенсивность отказов, средняя наработка на отказ, средний срок службы, коэффициент техиспользования, среднее время восстановления, удельная трудоемкость ремонта;

4)матаматич обработка полученных эмпирических данных для определения закономерностей отказов анализируемого оборудования. Математическая обраб-ка сводится к составлению рядов распределения, построению эмпирической функции плотности вероятностей, случайной величины, вычислению параметров эмпрического распределения, выравниванию эмпирич распределения по предварительно выбранному теоретическому закону. На основе выбранного закона распределения исследуемой случайной величины и его параметров определяют показатели надежности оборудования.

После чего выбирают один из методов прогнозирования.

1 – Принцип стохастичности ресурса объекта. Этот принцип исходит из того, что ресурс любого технического объекта является случайной величиной. Так как на любой элемент оборудования Сложной Системы (СС) действует комплекс проектных, конструктивных, технологических и эксплуатационных факторов, большинство из которых имеют случайный характер.

2 – Принцип обоснования значения ресурса оборудования из условий риска. Требования к значению ресурса оборудования должны назначаться исходя из условий обеспечения заданного уровня безопасности СС.

3 – Принцип сохранения физической сущности процессов при прогнозировании ресурса. Сложность прогнозирования обуславливается не только построением модели процессов деградации машины во времени.

4 – Принцип адекватности математических методов оценки и прогнозирования ресурса статистическими данными о работоспособности оборудования. Этот принцип вытекает из принципа 3.

5 – Принцип прогнозирования индивидуального ресурса. На стадии проектирования системы прогнозу подлежит ресурс генеральной совокупности оборудования.

6 – Принцип продления назначенного ресурса. Назначенный ресурс устанавливается заводом изготовителем оборудования исходя из определенных факторов. Поэтому продлить ресурс невозможно. В этом случае можно всего лишь вести речь о продлении назначенного ресурса при помощи назначения ресурса.