Материал: Элияшевский, И. В. Типовые задачи и расчеты в бурении учеб. пособие

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ НАСОСА

Задача 155. Двухцилиндровый поршневой насос двойного дей ствия, установленный для закачки глинистого раствора в скважину, имеем следующие данные: диаметр цилиндровой втулки D = 170 мм; длина хода поршня S = 450 мм; число двойных ходов поршня п = = 55 об/мин; диаметр штока d = 65 мм.

Определить коэффициент производительности, если известно, что этим насосом можно заполнить чан емкостью 20 м3 за 13 мин.

Решение. Определяем теоретическую производительность насоса по формуле

' п _	n ( 2 D 2 - d 2 ) S n	3 , 1 4 ( 2 - 1 , 7 2 - 0 , 6 5 2 ) - 4 , 5 - 5 5	о с
V	120	120	/ С ‘

Действительная секундная подача составит

<?Ф =Т ’

где V — объем чана в дц3; чана, в с.

<?Ф

t — время, затраченное на заполнение

	20 000	25,6 л/с.
	1 3 -6 0	25,6 л/с.
	1 3 -6 0

Коэффициент производительности насоса определим по формуле

а Qj> 25,6 0,865.

Q 35

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСНОВНЫХ РАЗМЕРОВ НАСОСА

Задача 156. Определить основные размеры одноцилиндрового насоса простого действия для подачи нефти объемного веса 0,85 т/м3 в количестве 1,5 т/мин при п = 100 об/мин.

.. Решение. Основными размерами поршневого насоса являются диаметр цилиндровой втулки D и длина хода поршня S . Эти размеры определяем из соотношения

где i — число рабочих полостей. В данном случае i = 1. В качестве второго уравнения принимаем отношение

Решив эти уравнения, получим

D = \ f	— .
Г	атрпп

260

При выборе г|з надо иметь в виду, что при заданном п средняя скорость поршня

S n

'ср "30 ;2,5 м/с.

Отсюда

„ _ 30fCp

п ~ ~ Г ~

Следовательно,

т\|)	ЗО^ср	— —	ЗО^ср	\|
	—~	D	S	т

Подставив последнее соотношение в выражение для D , получим

D = V 4Q

аЗОяРср

Приняв vcp = 2 м/с, а = 0,9, находим диаметр цилиндровой втулки

D	4-1,5	= 0,204 м.
	0,9 • 30 • 3,14 • 2 • 0,85

Принимаем D == 200 мм.

Отношение длины хода поршня к диаметру цилиндра

S	30г>ср	30-2 _	0
D	n D	100-0,2
Тогда длина хода поршня составит
S =	ijiZ) = 3 • 200 = 600		мм.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ СКОРОСТИ ХОДА ПОРШНЯ

Задача 157. Определить максимальную скорость хода поршня насоса и скорость хода поршня при углах поворота кривошипа 30°,

45° и 60°, если радиус кривошипа г = 225 мм и число		двойных
ходов поршня п = 65 об/мин.
Решение. Максимальная скорость хода	поршня определяется
по формуле
сшах = 4^-г —-^!^^-'0,225 = 1,53 м/с.
Скорость хода поршня при угле поворота	кривошипа а	— 30е

с = г sin 30° =

При а — 45°

с = .EL г sin 45° = oU

При а = 60°

3,14-65

3’У 5 0.225 • sin 30е = 0,765 м/с.

3,1^‘65 0,225 - sin 45° = 1,08 м/с. ou

0,225»sin 60° = 1,33 м/с.

261

ОПРЕДЕЛЕНИЕ МАКСИМАЛЬНОЙ ГЕОМЕТРИЧЕСКОЙ ВЫСОТЫ ВСАСЫВАНИЯ НАСОСА

Задача 158. Определить максимальную геометрическую высоту всасывания для горизонтального поршневого насоса простого дей ствия, если необходимо обеспечить абсолютное давление в рабочей камере насоса рвс = 0,2 кгс/см2 (давление разряжения). Насосная установка имеет следующие данные: D = 150 мм; длина всасыва ющей линии ls= 5 м; число двойных ходов поршня п = 50 об/мин; длина шатуна 1Ш= 1000 м; радиус кривошипа г = 225 мм; диаметр всасывающей линии ds = 230 мм; длина хода поршня S = 450 мм.

Решение. Максимальная геометрическая высота всасывания опре деляется по формуле

где р а— атмосферное давление в кгс/м2; у — объемный вес перека чиваемой жидкости в кг/м3. Для расчета принимаем у = 1200 кг/м3; hK — потери давления, идущие на поддержание клапана в открытом состоянии, в м; г — радиус кривошипа в м; 1Ш— длина шатуна в м;

п — число	двойных ходов	поршня в об/мин; g — ускорение силы
тяжести в	м/с2; Ls — приведенная			длина	всасывающей		линии.
		F	F	F
	L s	Н- /q р “Ь р ^ Ь
где ls, 10, 1К— соответственно длина всасывающей трубы,							мертвого
пространства и высота фиктивного столба					жидкости,	создающего
то же инерционное давление,			что и клапан;		F, Fs, F0,	FK — соот

ветственно площадь поперечного сечения поршня, всасывающей трубы, мертвого пространства и клапана; х — путь, пройденный поршнем от мертвого положения.

Подставив известные величины и'пренебрегая 10, 1к и х, получим

0,152 = 2,12 м.

0,232

Потерю напора в клапане примем hK = 0,5 м. Таким образом,


	10 000 — 2000		. 0 с	0,225-502 / ,	. 0,225	•2,12 = 4,5 м.
	1200		U’	90 -9,8	1

		ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЧИСЛА КОМПЕНСАТОРОВ
	Задача 159.	Двухцилиндровый насос двойного действия с диамет
ром цилиндровой втулки D = 200 мм и длиной хода поршня S =
=	450 мм установлен для создания циркуляции бурового раствора
в	скважине.	Давление,		развиваемое	насосом, рн — 50 кгс/см2.

262

Требуется определить число компенсаторов для выравнивания пульсации подачи. Степень неравномерности давления довести до б = 0,025.

Решение. Средний объем воздуха в компенсаторе определяют по формуле

где AV — величина, которая зависит от рода действия насоса и мо жет быть определена при помощи графиков подачи. AF по объему равно количеству жидкости, задерживающейся в компенсаторе, когда фактическая подача больше средней. Значение ДV приведено в табл. 47.

			Т а б л и ц а 47
Значение ДУ для одноцилиндровых насосов
Р о д д е й с т в и я н а с о с а	Д У	Р о д д е й с т в и я н а с о с а	Д У
Одинарный ....................	0,55У5	Тройной ........................	0,009УУ
Двойной ........................	0,21FS	\| Четверной ....................	0,042FS

Внашем случае AV = 0,042 FS. Таким образом,

		тг 7)2
v	0,042FS	0,042	S	0,042 • 3,14	• 22 • 4,5	=23,8 л.
	а	а		0,025	• 4	=23,8 л.

Давление предварительно закачанного воздуха в компенсаторе не должно быть больше 80% минимального давления насоса и меньше 20% максимального. Обычно оно находится в пределах 25—50 кгс/см2. Принимаем рпр = 30 кгс/см2.

Средний объем сжатого воздуха, приведенный к предваритель

ному давлению воздуха	в компенсаторе,		составит
y;» -	F^	“ 23-8 I	H 9'5 л-

При высоте компенсатора h = 750 мм, внутреннем диаметре компенсатора D == 200 мм и внешнем диаметре резинового баллона dH= 125 мм число воздушных компенсаторов равно

а =	Уср	39,5	2, 86.
а =	-£-(D l - d \ ) h	0,785 (22 —1,252)	2, 86.
		0,785 (22 —1,252)

Принимаем а = 3.

263

РАСЧЕТ ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНЫХ КЛАПАНОВ БУРОВЫХ НАСОСОВ НА ПРОЧНОСТЬ

Задача 160. Для устранения опасности поломки бурового насоса и нагнетательной линии на насосе установлен предохранительный клапан гвоздевого типа (рис. 42). Рассчитать диаметр гвоздя при работе насоса с цилиндровой втулкой, позволяющей развивать да вление р = 70 кгс/см2. Предел прочности на срез материала гвоздя тв ср = 3400 кгс/см2; диаметр поршня dn = 50 мм.

Рис. 42. Предохранительный кла	Рпс. 43. Предохранительный клапан
пан гвоздевого типа:	диафрагменного	типа.
1 — к о р п у с ; 2 — г в о з д ь ; 3 — ш т о к ; 4 —	1 — р е г у л и р о в о ч н о е к о л ь ц о ;	2 — д и а ф р а г м а ;
п о р ш е н ь ; 5 — п р о к л а д к а .	з — к о р п у с ; 4 — н а ж и м н о й с т а к а н .

Решение. Предохранительный клапан любого типа должен сра батывать при давлении на 25—30% ниже опрессовочного, или на 10—15% больше давления, соответствующего тому или иному раз меру цилиндровой втулки. Таким образом, в качестве расчетного давления в нашем случае будем иметь

Рр = 1,15р = 1,15*70 = 80,50 кгс/см2.

Диаметр гвоздя б находим по формуле

6 =d°V 2^ = 5 V2^1ю = °’545 СМ= 5’45 ММ-

Задача 161. Определить диаметр проходного отверстия регули ровочного кольца предохранительного клапана диафрагменного типа (рис. 43), если на насосе установлена цилиндровая втулка, позволя ющая развивать давление р = 172 кгс/см2. Материал диафрагмы — латунь Л62, имеющая предел прочности на разрыв ав = 30 кгс/мм2.

264

Источник: https://tut-files.ru/previewfile/155653

Смотрите также:









Анализ эффективности инвестиций предприятия на примере ООО «СпецПримСтрой»
Изложение содержания дела, по которому приняты судебные постановления