Раб.тет. для лаб по бурению
.pdf
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
СУРГУТСКИЙ ИНСТИТУТ НЕФТИ И ГАЗА (филиал)
ФЕДЕРАЛЬНОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО БЮДЖЕТНОГО ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО УЧРЕЖДЕНИЯ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЕФТЕГАЗОВЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
РАБОЧАЯ ТЕТРАДЬ
ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ ПО НАПРАВЛЕНИЮ
ГЕОЛОГИЯ НЕФТИ И ГАЗА
СУРГУТ, 2013
|
Содержание |
|
1. |
Лабораторная работа №1 «Испытание центробежного насоса» |
3 |
2. |
Лабораторная работа №2 «Кавитационные испытания центробежного насоса» |
5 |
3. |
Лабораторная работа №3 «Испытание поршневого насоса» |
6 |
4. |
Лабораторная работа №4 «Испытание воздушного компрессора» |
9 |
5. |
Лабораторная работа №5 «Конструкция фонтанной арматуры» |
10 |
6. |
Лабораторная работа №6 «Установка электроцентробежного насоса» |
11 |
7. |
Лабораторная работа №7 «Установка штангового скважинного насоса» |
12 |
8. |
Лабораторная работа №8 «Схема работы АГЗУ Спутник Б» |
15 |
9. |
Лабораторная работа №9 «Испытание винтового забойного двигателя» |
16 |
|
Список использованной литературы |
19 |
Рабочая тетрадь предназначена для выполнения лабораторных работ по дисциплине: «Бурение скважин и буровое оборудование»; для студентов филиала ТюмГНГУ в г. Сургуте по направлению Геология нефти и газа по всем профилям подготовки, Составитель: П.М. Сорокин, к.т.н., доцент кафедры Нефтегазовое дело, Сургут.2013г.
ОТЧЕТ по Лабораторной работе №1 «Испытание поршневого насоса»
Студент группы ___________________________________________________________________
Цель работы: Приобретение навыка испытаний поршневых насосов и построения их комплексных характеристик.
Задачи:1. Изучение специфики работы поршневых насосов.
2. Изучение зависимости подачи от напора, мощности от напора и кпд от напора.
Тип насоса: поршневой
Марка насоса: ____________
Число рабочих камер: ____
К.П.Д. трансмиссии ηп =90%
Двигатель электрический
Мощность Nэл, кВт : ______
К.П.Д. двигателя ηэл =93%
|
|
Опытные данные |
|
|
Расчетные данные |
|
|
|||
№ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Р1 |
Р2 |
Nэ |
|
Q |
РН |
NГ |
N |
η0 |
η |
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
МПа |
МПа |
кВт |
м3/час |
м3/с |
МПа |
кВт |
кВт |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Вычислить: |
|
|
1. |
давление, развиваемое насосом: |
РН = Р2 – Р1 |
2. |
гидравлическую мощность: |
NГ = РН·Q |
3.коэффициент подачи (объемный К.П.Д) ηO, (теоретическая подача QT принимается равной
действительной подаче в первом опыте): |
|
|
|
Q |
|
|
O |
QT |
|||||
|
|
|
||||
|
|
|
|
|||
4. мощность, подводимую к валу насоса: |
N = Nэл · ηэл · ηп |
|||||
5. полный коэффициент полезного действия насоса: |
N Г |
N |
Рис.4. Пример характеристики поршневого насоса
3
Рис.5. Схема обвязки поршневого насоса
Порядок проведения работы:
1.Открыть задвижку на входе в насос №1, кран №1 под мановакууметром №5, кран №2 под манометром №6, задвижки №2 , №3 и №4.
2.Запустить насос, нажав кнопку на пульте управления №10, выбрать передачу на коробке №9.
3.Снять первые измерения при полностью открытой задвижке №2.
4.Прикрыть задвижку №2 на половину и снова провести измерения и еще на четверть и снова снять измерения.
5.Последнее измерения провести при почти полностью закрытой задвижке №2.
6.Выполнить вычисления в системе СИ, т.е. время в секундах, давление в Па.
7.Построить комплексную характеристику насоса в координатах Q=f(РН); ηО =f(РН); η=f(РН);
8.Заполнить данные насосной установки перед таблицей.
Q, м3/час
|
|
кпд, % |
|
|
|
|
100 |
|
|
|
|
|
90 |
|
|
|
|
|
80 |
|
|
|
|
|
70 |
|
|
|
|
|
60 |
|
|
|
|
|
50 |
|
|
|
|
|
40 |
|
|
|
|
|
30 |
|
|
|
|
|
20 |
|
|
|
|
|
10 |
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
0 |
|
Рн, МПа |
|
4 |
|
Рис. 6. Буровой поршневой насос одностороннего действия: 1-всасывающий коллектор; 2,4-всасывающий и нагнетательный клапаны; 3-крышка клапанной коробки; 5-нагнетательный коллектор; 6-цилиндровая втулка: 7- шток; 8-быстросьемный хомут; 9-контршток; 10-ползун; 11-шатун; 12-станина насоса; 13-трансмиссионный вал; 14-коренной вал; 15-компенсатор.
Рис.7. Буровой поршневой насос двойного действия (заполнить, используя рис.6)
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
5
ОТЧЕТ по Лабораторной работе №2 «Конструкция фонтанной арматуры»
Студент группы ___________________________________________________________________
Цель работы: Приобретение навыка подбора фонтанной арматуры для конкретных условий. Задачи: 1. Изучение назначения фонтанной арматуры.
2. Изучение типовых схем и составных элементов фонтанной арматуры.
Порядок проведения работы:
1.Запустить лабораторную работу нажав на иконку 
2.В режиме «Обучение» Записать назначение фонтанной арматуры
3.Зарисовать типовую схему фонтанной арматуры, соответствующую номеру рабочего места в лаб. 303 и обозначить все элементы.
4.Запустить 3D модель АФ кликнув мышкой на выбранной схеме. Разрешить заблокированное Internet Explorer на появившейся панели.
5.Запустить сборку разборку АФ, внимательно изучить внешний вид и соответствие 3D модели нарисованной схеме.
6.В режиме «Моделирование» собрать выбранную схему и проверить ее, нажав на кнопку «Проверить».
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
6
ОТЧЕТ по Лабораторной работе №3 «Испытание винтового забойного двигателя»
Студент группы ___________________________________________________________________
Цель работы:
Приобретение навыка испытания объемных гидродвигателей и построения комплексных их характеристик.
Задачи:
Изучение специфики работы гидродвигателей.
Изучение зависимости оборотов от момента, мощности от момента и кпд от момента.
Провести анализ результатов, сделать выводы, подготовить отчет и защитить его.
Данные гидродвигателя и таблица испытаний:
Тип гидродвигателя_ Марка гидродвигателя_
Максимальная мощность, кВт Крутящий момент при максимальной мощности, кН*м
Перепад давления при максимальной мощности, МПа Частота вращения при максимальной мощности, с-1 Расход жидкости, м3 /с
№ |
|
Опытные данные |
|
|
|
Расчетные данные |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
М, |
P1, |
Р2 |
n, |
Q, |
Q, |
Р, |
, |
Nг, |
|
N, |
|
|
кН·м |
МПа |
МПа |
об/c |
м3 /час |
м3/с |
МПа |
с-1 |
кВт |
|
кВт |
|
1. |
0,0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2. |
0,2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3. |
0,4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4. |
0,6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5. |
0,8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6. |
1,0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7. |
1,2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8. |
1,4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
9. |
1,6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рис.17. Схема обвязки винтового забойного двигателя
7
Порядок проведения работы:
1.Открыть задвижки №1 на входе в насос (рис.17), кран под мановакууметром №5, кран под манометром №6, задвижки №2, №3, №11,№12 и №13.
2.Запустить насос, нажав кнопку на пульте управления №10, выбрать передачу на коробке №9.
3.Задать на весах №4. значение крутящего момента М=0,0кН·м, Снять первые измерения
4.Увеличить значение крутящего момента до 0,2кН·м и снова провести измерения и т.д. до величины 1,6кН·м
5.Выполнить вычисления в системе СИ, т.е. время в секундах, давление в Па.
6.Построить комплексную характеристику двигателя в координатах Р =f(M), n=f(M), =f(M)
7.Заполнить данные перед таблицей.
Расчетные формулы: |
|
|
|
перепад давления |
Р= P1- Р2 |
|
угловая скорость |
2 n |
|
мощность гидравлическая |
Nr = Р ·Q |
мощность на валу гидродвигателя |
N=M· |
|
коэффициент полезного действия гидродвигателя
N NГ
Рис. 18 Комплексная характеристика ВЗД
Рис.19. Конструкция ВЗД: 1- клапан; 2- секция двигателя; 3- секция шпинделя; 4- торсион.
Рис.20. Поперечный разрез ВЗД с разным кинематическим соотношением
8
Р
N
n
0 |
М, кН*м |
Классификация ВЗД:
Д- двигатели общего назначения для бурения и капитального ремонта; ДОдвигатели отклонители; ДРдвигатели отклонители с регулируемым механизмом искривления;
ДГдвигатели отклонители для горизонтального бурения; ДВдвигатели с повышенной частотой вращения;
ДКмногофункциональные двигатели для капитального ремонта скважин.
Шифр |
Расход |
Рабочий режим |
Присоединительная |
Длина |
Масса |
|||
двигателя |
жидкости |
|
|
|
резьба |
мм |
кг |
|
|
л/с |
частота |
момент |
перепад |
к |
к бурильной |
|
|
|
|
вращения |
на валу |
давления |
долоту |
колонне |
|
|
|
|
вала, |
кН*м |
МПа |
|
|
|
|
|
|
об/мин |
|
|
|
|
|
|
ДР3-95 |
5-10 |
72-144 |
1,5-2,3 |
3-6,3 |
З-76 |
З-73 |
5345 |
220 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Д1-105 |
6-10 |
126-180 |
0,5-0,7 |
3-4,5 |
З-88 |
З-88 |
3740 |
180 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ДГР-127 |
12-20 |
108-180 |
3-4,5 |
6-12 |
З-88 |
З-101 |
4830 |
370 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Д1-145 |
15-20 |
120-180 |
3-4.5 |
7-9 |
З-88 |
З-117 |
4670 |
418 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ДРУ-172 |
25-35 |
78-108 |
4,5-5,0 |
4,5-7,0 |
З-117 |
З-147 |
5135 |
750 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Д2-195 |
25-35 |
90-114 |
5.2-7 |
5-7 |
З-117 |
З-171 |
5330 |
890 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ДО-240 |
30-50 |
72-132 |
10-14 |
6-8 |
З-152 |
З-171 |
7280 |
1860 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
9
Список использованной литературы:
1.Ивановский В.Н., Дарищев В.И., Сабиров А.А., Каштанов В.С., Пекин С.С. Скважинные насосные установки для добычи нефти.-М: ГУП Изд-во «Нефть и газ» РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, 2002.-
824 с.: ил.
2.Мищенко И.Т. Скважинная добыча нефти: Учебное пособие для вузов.- М: ГУП Изд-во «Нефть и газ» РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, 2003.-816 с.: ил.
3.Касьянов В.М. Гидромашины и компрессоры. - Учебник для ВУЗов - 2-е изд. переработанное и доп. -
М.; Наука: 1981.
4.Молчанов Г.В., Молчанов А.Г. Машины и оборудование для добычи нефти и газа. Учебник для вузов. -
М.: Недра, 1984, 464 с.
5.Справочник по нефтепромысловому оборудованию под редакцией Е.И. Бухаленко - 2-е издание, перераб. и доп. - М.: Недра» 1990.
Мультимедийные и технические средства обучения:
6.Комплекс мультимедийных лабораторных работ по дисциплине «Гидромашины и компрессоры». ЦДО ТюмГНГУ.
7.Виртуальная лабораторная работа «Арматура фонтанная» по дисциплине «Машины и оборудование для добычи нефти и газа». Кафедра МОНГП ТюмГНГУ.
8.Компьютерная лаборатория (каб.303.)
10