Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
u_manual Макушкин Д.О..pdf
Скачиваний:
181
Добавлен:
06.03.2016
Размер:
5.59 Mб
Скачать

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Пример расчета по прогнозу надежности модернизированной установки скважинного электроцентробежного насоса

Прогнозирование надежности модернизированной установки типа УЭЦН–80 проводится на стадии технического предложения.

Установку на этой стадии можно представить в виде структурной иерархической системы, включающей три последовательно соединенных подсистемы.

I. Энергетического обеспечения: трансформаторной подстанции, станция управления, вспомогательного оборудования.

II.Устьевого оборудования и колонны насосно-компрессорных труб. III. Подземного скважинного оборудования: электродвигателя, самого

насоса, протектора, пакера, якоря и т. д.

Укрупненная структурная иерархическая схема установки представлена на рис. П1.1.

УЭЦН

 

I

 

 

II

 

 

III

 

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Рис. П1.1. Иерархическая структурная схема УЭЦН:

I, II, III – подсистемы установки; 1 – трансформаторная подстанция; 2 – наземная часть силового кабеля; 3 – станция управления и вспомогательное электрическое оборудование; 4, 5 – устьевое оборудование (колонная головка, лубрикатор, манифольд), 6 – насоснокомпрессорные трубы; 7 – двигатель; 8 – протектор; 9 – центробежный насос в сборе

В процессе эксплуатации аналога УЭЦН установлено, что его ремонтный цикл составляет Т = 555 суток, средний межремонтный период Тср = 109 суток. При этом средняя наработка на отказ в этом периоде по подсистеме I была равна TI = 0; в подсистеме II отказы зафиксированы по НКТ, их средняя наработка на отказ составила TII = 308 суток при коэффициенте вариации VI = 0,257; в подсистеме III: отказы имели место по кабелю и элементам электропривода Tэ = 247 суток при Vэ = 0,426; по фланцевым соединениям секций насоса с Tc = 529 суток при Vc =0,33.

На стадии технического и рабочего проектов схема расчленяется на большее количество элементов, представляющих собой более мелкие сбо-

Расчет и конструирование машин и оборудования нефтяных и газовых промыслов. Учеб. пособие

143

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

рочные единицы и детали, по которым надлежит определить ожидаемые показатели безотказности и долговечности на основе вероятностных расчетов по нагрузкам и запасам прочности и другим критериям работоспособности.

Выполним расчет ожидаемых показателей безотказности по приведенной укрупненной схеме, используя программу MathCad (рис. П1.2).

Рис. П1.2. Расчет ожидаемых показателей безотказности УЭЦН

Расчет и конструирование машин и оборудования нефтяных и газовых промыслов. Учеб. пособие

144

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Рис. П1.2. Окончание

Рис. П1.3. График функции распределения наработок до отказа

Рис. П1.3. Окончание

Расчет и конструирование машин и оборудования нефтяных и газовых промыслов. Учеб. пособие

145

 

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица П2.1

 

 

Виды показателей ТКИ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Виды показателей, их составляющие

Обозначение

Формулы и способы определения

 

1

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

Показатели технологической рациональности

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Коэффициент сборности

 

Kсб

Kсб

 

 

 

 

E

;

(4.1)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

E D

число сборочных единиц в изделии, шт.

 

E

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

По спецификации конст-

 

 

 

 

число деталей в изделии,

 

D

 

рукторской документа-

число составных частей, шт.

 

E D

 

 

 

 

 

 

ции

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Коэффициент легкосъемности

 

Kлс

 

 

 

J

t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Kлс

 

 

 

i

T

 

 

(4.2)

трудоемкость i-й составной части в монтажно-

ti

 

 

 

 

i 1

 

 

 

TO(p)

 

Хронометраж операций, расчеты

демонтажных работах, нормо/ч

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

общая трудоемкость изделия в техническом обслу-

TTO(p)

Хронометраж операций, расчеты

живании (ремонте), нормо/ч

 

 

 

 

 

m

 

 

 

 

 

 

Коэффициент разновесности:

 

K

рв

 

 

 

J

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Kрв

 

 

i

 

(Jm

 

) (4.3)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

mi

 

 

 

i 1

 

 

 

 

 

max

 

масса i-й поставляемой составной части (элемента)

 

Издокументацииилиопределяется

изделия,кг

 

 

 

 

взвешиванием

 

 

число поставляемых составных частей (элементов),

J

 

 

 

Из документации

 

шт.

 

 

K

 

 

 

 

 

 

To

 

 

 

 

Коэффициент доступности:

 

д

Kд

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(4.4)

 

 

 

 

 

 

 

To Tвсп

 

 

 

 

 

To

 

 

 

 

 

 

 

трудоемкость изделия в основных операциях изго-

 

Учет трудовых затрат,

товления (технического обслуживания и ремонта),

 

 

хронометраж

 

 

нормо/ч

 

 

Tвсп

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

трудоемкость изделия во вспомогательных операци-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ях изготовления (технического обслуживания и ре-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

монта), нормо/ч

 

Kк

 

 

 

 

Tок

 

 

 

 

Коэффициент контролепригодности

 

Kк

 

 

 

 

(4.5)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

T

Tвк

 

 

 

 

Tок,

 

 

 

Tвк

 

 

 

 

 

 

трудоемкость изделия в основных и вспомогатель-

 

 

 

Хронометраж, учет затрат време-

ных операциях диагностирования соответственно,

 

 

 

 

 

 

 

 

ни

 

 

 

 

нормо/ч

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Коэффициент

распределения допуска между изго-

K

р.д

Kр.д

1

n

 

 

 

(4.6)

товлением и монтажом

 

Dм

 

 

 

 

 

 

 

где соответственно монтажный допуск

и погреш-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

DM , n

 

 

По чертежам

 

 

ность изготовления (суммарный допуск на отклоне-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ние формы и расположения) поверхностей оборудо-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

вания, выносных площадок и элементов, используе-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

мых в качестве выверочных баз

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Расчет и конструирование машин и оборудования нефтяных и газовых промыслов. Учеб. пособие

 

 

 

146

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Продолжение табл. П.2.1

 

 

1

 

2

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

Показатели преемственности

конструкции

изделия

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Коэффициенты применяемости

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Коэффициенты новизны:

 

Kнов

Kнов

 

 

Eор Dор

 

 

 

 

 

 

 

 

(4.7)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

E D

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

общее число оригинальных составных частей (сбо-

Eор Dор

Определяется по спецификации

рочных единиц и деталей, не входящих в состав по-

 

 

 

 

 

чертежей

 

следних)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Коэффициент

применяемости

унифицированных

K

сч

сч

 

 

Eу

Dу

 

 

 

 

 

 

 

 

составных частей

 

 

 

пр

Kпр

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(4.8)

 

 

 

 

 

 

E D

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

число унифицированных сборочных единиц в изде-

Eу

Eу Eуз Eуп Eст

лии;

 

 

 

 

 

 

 

Dу

Dу Dуз Dуп Dст

число унифицированных деталей, являющихся со-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ставными частями, но не вошедшие в состав Eу ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

уз – заимствованные унифицированные;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

уп – унифицированные покупные;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ст – стандартизованные

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

общее число составных частей

 

E D

 

E Eу

Eор ,

 

 

 

 

 

 

 

 

D Dу

Dop

 

Коэффициент

применяемости

унифицированных

K E и K D

E

 

 

Eу

 

 

 

 

 

 

 

 

сборочных единиц, а также деталей, соответственно

пр

пр

Kпр

 

 

 

 

 

;

 

 

 

 

(4.9)

 

 

E

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

KпрD

 

 

Dу

(4.10)

 

 

 

 

 

 

 

 

D

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Коэффициент

применяемости

стандартизованных

Kпрс ст.ч

Kпрс

ст.ч

Eст

Dст

 

 

составных частей

 

 

 

(4.11)

 

 

E D

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

число стандартных единиц в изделии, включая заим-

E

ст

Eст

Eстз

 

Eстп Eсти

ствованные,

покупные

и стандартизованные при

 

 

 

(из документации)

разработке данного изделия

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

число стандартных деталей, не вошедших в состав

D

Dст

Dстз Dстп Dсти

сборочных единиц

 

 

 

ст

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Коэффициент

применяемости

унифицированных

K

кэ

кэ

 

Qкэу(с)

 

 

 

 

 

(стандартизованных)

конструктивных элементов

 

пр

Kпр

 

 

Qкэ

 

 

 

 

(4.11)

(резьб, креплений, галтелей, проточек и т. д.):

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

число унифицированных (стандартных) конструк-

Qу(с)

 

По документации

 

тивных элементов

 

 

кэ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Qкэ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

общее число конструктивных элементов

 

 

 

По документации

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Коэффициент применяемости материала:

Kпрм

м

 

 

Mi

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Kпр

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(4.12)

 

 

 

 

Mi

M

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

суммарная масса данного материала в изделии, кг

 

 

 

По чертежам

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Расчет и конструирование машин и оборудования нефтяных и газовых промыслов. Учеб. пособие

147

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Продолжение табл. П2.1

1

 

2

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

общая масса изделия, кг

M

 

 

 

По чертежам

 

 

 

Коэффициенты

повторяемости

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Коэффициент повторяемости составных частей

Kповсч

 

сч

 

 

 

 

 

 

Qc.ч

 

 

 

 

 

 

 

Kпов

1

 

 

 

 

 

; (4.13)

 

 

 

 

 

E D

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

число наименований составных частей

Qc.ч

 

 

По спецификации

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

общее число составных частей

E D

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Коэффициент повторяемости конструктивных эле-

 

кэ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ментов, где:

Kпов

 

Kповкэ

1 Qкэ

(4.14)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Qкэ

 

 

 

число типоразмеров конструктивных элементов в

 

 

 

 

По документации

 

изделии

Qкэ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Qкэ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

общее число конструктивных элементов

 

 

 

 

По документации

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Коэффициент повторяемости материалов:

 

ма

 

ма

 

 

 

 

 

 

Qм

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Kпов

 

Kпов

1

 

 

 

 

 

 

(4.15)

 

D

Dм

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

число материалов, входящих непосредственно в из-

Dм

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

делие и перечисленное в разделе “Материалы” его

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

спецификации

Qм

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

число наименований (марок, сортаментов) материа-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

лов, применяемых в изделии.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Коэффициент типизации:

Kтип

 

Kтип

 

 

Qск

 

 

 

 

 

 

 

 

(4.16)

 

 

 

 

 

Qсп

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

число структурных компонентов изделия

Q

 

 

Из документации

 

общее число компонентов типовых представителей

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

группы однотипных исполнений

Qсп

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Показатели ресурсоемкости (основные)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Производственная ТКИ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Трудоемкость изделия в технической подготовке

Т

ТПП

 

Расчеты в сравнении с аналогом

производства (нормо/ч, чел.-мес)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Трудоемкость изделия в изготовлении (нормо/ч,

Ти

 

Расчеты в сравнении с аналогом

чел.-мес)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Трудоемкость изделия в монтаже вне производства,

Тм

 

 

Расчеты по аналогу

(чел.-ч; чел.-мес)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ми

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Материалоемкость изделия в изготовлении (т или кг)

 

 

 

Учет затрат материалов, расчеты

 

Эи

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Энергоемкость изделия в изготовлении, кВт/ч.

 

 

 

Расчеты, учет затрат энергии

 

 

 

 

 

Продолжительность технической подготовки произ-

пп

 

Учет, сравнение с аналогом

водства изделия (дни, мес)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Продолжительность изготовления изделия (часы,

 

и

 

Учет, сравнение с аналогом и

дни, месяцы)

 

 

 

 

хронометраж

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Технологическая себестоимость изделия в техниче-

Cтпп

 

 

 

 

 

Расчет

 

 

 

ской подготовке производства

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Расчет и конструирование машин и оборудования нефтяных и газовых промыслов. Учеб. пособие

148

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

 

 

 

 

 

 

 

 

Окончание табл. П2.1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

2

 

 

 

 

3

 

Технологическая себестоимость изделия в изготов-

Cи

 

 

 

 

Расчет

 

лении

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Показатели эксплуатационной ТКИ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Трудоемкостьизделиявэксплуатации, чел.-ч., маш.-ч.

 

 

Tэ

Сравнительный анализ нового

 

 

 

 

 

 

 

изделия и аналога, расчеты

 

 

 

Трудоемкость изделия разовая оперативная в техни-

Tто

Сравнительный анализ , расчеты и

ческом обслуживании, чел.-ч.

 

 

 

 

 

хронометраж

 

Трудоемкость изделия

в монтаже (демонтаже),

Тмэ

Хронометраж, нормы по аналогу

чел.-ч., маш.-ч.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Tут

 

 

 

 

 

 

Трудоемкость изделия в утилизации, чел.-ч., маш.-ч.

 

 

Хронометраж, нормы

 

 

 

 

 

 

 

Мэ

 

 

 

 

 

 

Материалоемкость изделия в эксплуатации, кг или т

 

 

Расчеты по нормативам аналога

 

 

 

 

 

 

 

Ээ

 

 

 

 

 

 

Энергоемкость изделия в эксплуатации, кВт/ч

 

 

 

 

Расчеты по нормативам аналога

 

 

 

 

Продолжительность технического

обслуживания

то

Хронометраж, расчеты с исполь-

(разовая, оперативная), ч

 

 

 

 

 

зованием нормативов по аналогу

Технологическая себестоимость в эксплуатации,

Cэ

 

 

 

 

Расчет

 

руб.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Показатели ремонтной ТКИ те же,

но применитель-

Те же обозна-

Те же способы, что по показате-

но к ремонту

 

 

 

 

 

чения, но с ин-

лям эксплуатационной ТКИ

 

 

 

 

 

 

 

дексом «р»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Удельные показатели ресурсоемкости и стоимости

 

 

 

 

 

 

 

по всем областям проявления (П, Э и Р)

 

 

 

Tуд

 

 

 

T

 

удельная трудоемкость, ч/кВт, ч/м, ч/км и т. д.

 

 

 

 

Tуд P

 

 

 

 

 

 

 

 

Муд

(4.18)

 

 

 

 

 

 

 

 

M

 

удельная материалоемкость, кг(т)/кВт, кг(т)/км(м) и

 

Муд

 

 

 

 

т. д.

 

 

 

 

 

 

 

P

(4.19)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

удельная

энергоемкость,

кВт ч

 

 

,

Э

Эуд

 

 

 

Э

 

 

 

 

 

кВт

 

уд

 

Р

(4.20)

кВт чкм(м) и т. д.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

удельная

хроноемкость

(продолжительность),

ч

уд

уд

 

 

 

 

 

(дни,

месяцы,

годы)/м

(куб.м

 

и

 

 

(4.21)

т. д.)

 

 

 

 

 

 

Суд

 

 

Р

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

С

 

удельная технологическая себестоимость, руб/кВт,

 

Суд

 

 

 

 

руб/км(м)

 

 

 

 

 

 

 

 

Р

(4.21)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Примечание к таблице: на разных стадиях проектирования показатели трудоемкости и материалоемкости определяются с помощью методов учета конструкторско-технологических особенностей изделий: аналогии, учета масс, удельного нормирования, элементокоэффициентов и т. д.

Расчет и конструирование машин и оборудования нефтяных и газовых промыслов. Учеб. пособие

149

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]