Совершенствование установки центробежного насоса для откачки пластовой жидкости из нефтяных скважин
Анализ существующих схем и конструкций, комплектность и технические характеристики погружных центробежных насосов. Анализ неисправностей насосных установок. Расчёт рабочего колеса, направляющего аппарата, вала и корпуса погружного центробежного насоса.
Рубрика | Производство и технологии |
Вид | дипломная работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 09.12.2013 |
Размер файла | 126,6 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Nд ? 1,05 Nг, (3.20)
где Nд - мощность двигателя;
Nг - гидравлическая мощность насоса.
Nд = 1,05*15
Nд=15,8 КВт
По [1] подбираем двигатель, соответствующий условию отраженному в формуле (3.20):
Двигатель ЭД 20-103/
Мощность двигателя Nд=20 КВт.
Момент, передаваемый на рабочее колесо:
Мр.к.=Nдв. (3.21)
Nz*n
где, Nдв. - мощность подобранного двигателя;
Nz - число рабочих колес, установленных в насосе;
n - число оборотов вала насоса;
Nz =362 ступени
n=2840 об/мин=47,33 об/сек
Мр.к. = 20*103
362*47,33
Мр.к.=1,17 Вт.
Расчет шпонки на смятие производится по формуле (3.15):
усм.= 2Мр.к.
D (h-t)*l
Мр.к.=1,17 Вт.
D=17мм=0,017 м
l=10мм=0,01 м
h=1,6мм=0,0016 м
t=0,8мм=0,0008 м
усм= 2*1,17
0,017(0,0016-0,0008)*0,01
усм.=17205881 Н/м2
усм.=17,2 Мпа
Шпонка представляет собой кружок твердый, вытянутый, изготовленный из латуни марки П63. Сопротивление латуни этой марки разрыву:
ув=75-95 кгс/мм2
ув=750-950 Мпа/
Сопротивление смятию находится в пределах Ѕ ув, запас прочности на смятие нас удовлетворяет.
3.3 Проверочный расчет шлицевого соединения
Шлицевое соединение проверяется на смятие по формуле:
усм.=Т (3.22)
0,75z Асм*Rср.
где, Т - передаваемый вращаемый момент;
z - число шлицев;
Ам - расчетная поверхность смятия;
Rср. - средний радиус шлицевого соединения.
Средний радиус шлицевого соединения определяется как:
Rср.=0,25 (D+d) (3.23)
где, d-диаметр впадин шлицев,
D-максимальный диаметр шлицев;
D=0,017 м
d=0,0137 м
Rср.=0,25 (0,017+0,137)
Rср.=0,007675 м
Расчетная поверхность смятия равна:
Асм.=(D-d-2ѓ)*l (3.24)
2
где, ѓ-фаска на шлицах;
l - длина контактирующей поверхности шлицевого соединения;
ѓ=0,003 м
l=0,04 м
Асм.= (0,017-0,0137 - 2*0,0003)*0,04
2
Асм.=0,000042 м2
Т=Nдв (3.25)
n
где Nдв.- мощность двигателя;
n - число оборотов вала;
Nдв.=20 КВт=20000Вт
n=2840 об/мин=47,33 об/сек
Т=20000
47,33
Т=422,6 Н*м
усм.= 422,6
0,75*6*0,000042**0,007675
усм=291308000 Н/м
усм=291,308 Мпа.
Вал насоса изготовлен из высоколегированной стали.
[усм]вала=500-1100 МПа.
Следовательно, шлицевое соединение, рассчитанное нами и проверенное на смятие удовлетворяет нашему насосу.
3.4 Расчет вала ЭЦН
Различают валы прямые, коленчатые и гибкие. Наибольшее распространение имеют прямые валы. Коленчатые валы применяют в поршневых машинах. Гибкие валы допускают передачу вращения при больших перегибах. По конструкции различают валы и оси гладкие, фанонные или ступенчатые, а так же сплошные и полые. Образование ступеней на валу связано с закреплением деталей или самого вала в осевом направлении, а также с возможностью монтажа детали при подсадках с натягом. Полые валы изготавливают для уменьшения массы или в тех случаях, когда через вал пропускают другую деталь, подводят масло и пр. Прямые валы изготавливают преимущественно из углеродных и легированных сталей.
Валы рассчитывают на прочность.
Расчет вала на прочность.
Во время работы вал насоса подвергается воздействию крутящего момента, осевой сжимающей нагрузки на верхний торец вала и радиальной нагрузки. Радиальная нагрузка на вал вызывается насосным расположением валов секций насоса и протектора и возможность неточного изготовления шлицевого соединения.
Предварительно оценивают средний диаметр вала по внутреннему диаметру шлицев d концентрационных напряжений и изгиба вала:
фкр=Mкр.max=Mкр.max (3.26)
Wр=0,2*d3 вн.
Где
dвн.=Мкр.max (3.27)
0,2*фкр
Максимальный крутящий момент:
Мкрmax=Nmax (3.28)
w
где N max- приводная мощность двигателя, 13 т;
w= р*n - угловая скорость, сек;
30
п-частота вращения электродвигателя, об/мин.
Напряжение на кручение определяем по пределу текучести материала ут.
Допустимое касательное напряжение при кручении принимаем с коэффициентом запаса прочности з=1,5;
ф=[ф]= фт = ут (3.18)
з 2з
Для вала насоса ЭЦН берем сталь 40ХН с пределом текучести ф=750 Мпа.
Насосное соединение валов и некомпенсированные зазоры создают радиальную нагрузку в 60-130 кг.с, действующую на шлицевой конец вала насоса.
Радиальная нагрузка Р, находится по формуле:
Р1=K[3E*J*?у] (3.29)
C3
где К - коэффициент, учитывающий компенсирующее влияние зазоров и равный 0,45-0,85;
Е - модуль упругости материала вала, Па.
J - момент инерции вала, принимаемый с учетом тела втулки. М;
?у - стрела прогиба шлицевого конца вала, вызванная неспособностью в сочленении насоса и протектора, принимается равным 25*10 м;
С - расстояние от центра подшипника до середины муфты, м;
Момент инерции вала:
J=р*d4вн.*а*(D-dвн.)*(D+dвн.)*z (3.30)
64
где, а - ширина шлицы, м;
D - наружный диаметр шлицев, м;
z - число шлицев.
Радиальная нагрузка на вал Р2, зависящая от неравномерной передачи крутящего момента шлицами малы и ею можно пренебречь.
Пять работающих шлицев дают нагрузку, равную 0,2*Р, где^
Рокр.=2*Мкр.max (3.31)
dср.
где D - средний диаметр шлицев.
Р2=0,2*Рокр. (3.32)
Изгибающий момент на шлицевом конце вала:
Мизгб.max=(Р1+Р2)*b (3.33)
где, b-расстояние от середины муфты или от точки приложения силы Р до проточки под стопорное кольцо, м.
Мизг.max.=(Р1-Р2)*b.
Зная момент изгиба и момент кручения, можно определить напряжение изгиба и кручения в опасном сечении вала (под проточку на стопорное кольцо).
уизг.max=Мизг.max (3.34)
Wx
Wх=р*d4кр. (3.35)
32*D
где Wх- момент сопротивления в месте проточки под стопорное кольцо, м;
dкр.-диаметр вала в месте проточки под стопорное кольцо, м;
уизгб.min=Мизг.min (3.36)
Wx
Напряжение кручения
фкр.=Мкр.max (3.37)
Wp
Wр=2*Wx - полярный момент сопротивления вала в месте проточки под стопорное кольцо;
Эквивалентное напряжение находим по четвертной прочности:
уэкв.=vу2изг.max+3ф2 (3.38)
По этой величине и пределу текучести материала вала устанавливается запас прочности с учетом статистических нагрузок:
п=ут?1,3 (3.39)
уэкв
Исходные данные:
Приводная мощность двигателя N = 2000Вт. Частота оборотов двигателя п=2840 об/мин. Предел текучести материала вала у=750 МПа. Модуль упругости материала вала У=20*10 МПа. По данной методике произведем расчет с цифровыми значениями:
Момент инерции вала:
J= р*d4вн.+ а (D-dвн) * (D +dвн)2*z
64
J= 3,14*0,0124 + 0,0035 (0,017 - 0,012)*(0,017+0,012) 2*6
64
J=2,3*10-10 м;
Нагрузка создаваемая работающими шлицами:
Р2=0,2*Рокр.
Р2=0,2* Mкр.max
dср
Р2=0,2 * 2*67,28
0,0155
Р2= 1736,2584.
Максимальный изгибающий момент в месте проточки под стопорное кольцо:
Мизг.max= (Р1+Р2)*b
Мизг.max=(258,957+1736,258)*0,035
Мизг.max=69,83 Н*м.
Минимальный изгибающий момент в этом сечении:
Мизг.min=(Р1-Р2)*b
Мизг.min=(258,957-1736,258)*0,035
Мизг.min=51,74 Н*м;
Напряжение изгиба в опасном сечении:
уизг.max=Мизг.max
Wx
где, W= р*d4кр
32*D
W=3,14*0,01574
32*0,017
W=3,51*10-7 м3;
Это мы нашли осевой момент сопротивления вала:
уизг.max.= 69,83
3,51*10-7
уизг.max =198,945Мпа
Минимальное напряжение изгиба
уизг.min.= 51,71
3,51*10-7
уизг.min.= 147,321 МПа
Напряжение кручения:
фкр=Мкр.max
Wp
где Wр=2*Wх
Wр=2*3,51*10-7
Wр=7,02*10-7 м
Это мы нашли полярный момент сопротивления вала
фкр.= 67,28
7,02*10-7
фкр.=96,114 Мпа;
Эквивалентное напряжение:
уэкв=vу2 изг.max + фкр2
уэкв=v198,9452+3*96,1142
уэкв.=259,409 Мпа;
Запас прочности по пределу текучести:
п= ут ? 1,3
уэкв
п= 750
259,409
п=2,8;
Из результатов расчетов видно, что вал из стали 40 ХН диаметром 17 мм со шлицем и с проточкой под стопорное кольцо выдерживает заданные нагрузки с коэффициентом запаса прочности п=2,8, который удовлетворяет условию 2,8>[1,4].
3.5 Прочностной расчет
3.5.1 Прочностной расчет корпуса насоса
Корпусы погружных центробежных насосов изготавливают из трубных заготовок точением или из холодных комбинированных труб повышенной точности длиной 2100, 3600 и 5000 мм.
Корпус насоса будет рассчитываться в следующей последовательности.
1. Выбираем наружный диаметр и внутренний корпуса насоса.
Dвн.=0,092 м, Dвн=0,08 м
2.Определяем предварительную затяжку пакета ступеней с учетом коэффициента запаса плотности верхнего стыка по формуле:
T=рКсgНrвн.[1-Eк-Fк/2 (ЕкFк+Ена Fна)] (3.40)
где К - коэффициент запаса плотности стыка;
К=1,4
с - плотность воды;
с=1000м/кг
g - ускорение свободного падения;
g = 9,8 м/с
H- максимальный напор насоса;
Н =1300 м
r - внутренний радиус расточки корпуса насоса;
r=0,04 м
Ек- модуль упругости материала корпуса насоса;
Ек=0,1х10 6Мпа
Fк - площадь поперечного сечения корпуса насоса;
Fк=1,62х10 -3 м 2
Ена- модуль упругости материала направляющего аппарата;
Ена=1,45х10 5МПа
Fна - площадь поперечного сечения направляяющего аппарата;
Fна=6,08х10-4 м2
Т=3,14х1,4х1000х9,81х1160х0,042 [1-2,1х106 х1,62[10-3 /2(2,1х106 х1,62х10-3 +1,45х105 х6,08х10-4 ) ]=48256Н
3. Находим общее усилие, действующее вдоль оси корпуса по выражению:
Q=Т+сgНrвн 2 EкFк/2(ЕкFк+ЕнаFна)+G + рКсgНrвн (3.41)
где Т - предварительная затяжка пакета ступеней, определенная по формуле (3.40)
Т=48256Н
G - масса погружного агрегата;
G =20505 Н;
Hmax - максимальный напор насоса;
Нmax =3500 м
Q = 268519Н
4. Вычисляем осевое напряжение в опасных сечениях корпуса по формуле
у=Q/Fк (3.42)
где Q - общее усилие, действующее вдоль корпуса насоса, определенное по выражению (3.41)
Q=268591 Н
Fк - площадь ослабленного сечения корпуса по наружному диаметру трубы;
Fк =1,24х10-3 м2
уz=268519/1,24х10-3=220МПа
5. Определяем тангенциальное напряжение в опасных сечения, по выражению:
у=pgHmaxrвн/S-MT/F' (3.43)
где S - толщина корпуса в опасном сечении;
S=0,009 м
M - коэффициент Пуассона;
M=0,28
ут=142 МПа
3.5.2 Прочностной расчет винтов страховочной муфты
Расчет винтов на срез произведем по формуле:
ф?[ф] (3.44)
где ф - напряжение среза действующее на винты страховочной муфты;
[ф] - допускаемое напряжение среза.
Допускаемое напряжение среза определяется по формуле:
[ф]=0,4ут
где ут - предел текучести материала винта, для стали 35 из которой изготовлены винты
ут=360МПА.
[ф]=0,4х360=144МПа
Напряжение среза действующее на винты определяем по формуле
ф=4S/пdхz (3.45)
где S - сила среза действующая на винты;
d - внутренний диаметр резьбы;
d=0,0085 м;
z -количество винтов, z=2;
Находим силу среза по выражению
S=mхg (3.46)
где m - масса насосного агрегата
m=709 кг
g - ускорение свободного падения;
g =9,8 м/с
S=709х9,81=6955,29 кгм/с2 =6955,29 Н
Определяем напряжение среза, действующее на винты страховочной муфты по формуле (3.45)
ф=6955,29х4/3,14х0,00855 х2=61285468 Па=61,29 МПа.
Прочностной рачсет винтов на срез является допустимой, так как 61,29<144
Коэффициент запаса прочности винтов определяем из выражения
n=[ф]/ ф (3.47)
где [ф] - допускаемое напряжение среза, [ф]=144 МПА
ф - напряжение среза действующее на винты страховочной муфты,
ф=61,29 МПа
П=144/61,29=2,35
Полученный коэффициент запаса прочности является достаточным.
3.5.3 Прочностной расчет корпуса полумуфты
Расчет корпуса полумуфты будет рассчитываться на растяжение в опасном сечении. Расчет полумуфты в опасном сечении произведем по формуле:
у?[у] (3.48)
где у - сопротивление при растяжении действующее в опасном сечении полумуфты;
[у] - допустимое сопротивление при растяжении.
Допустимое сопротивление при растяжении определяется из выражения
у=0,3ут (3.49)
где ут - предел текучести материала для материала сталь 30 Л, из которого отлита полумуфта ут=240 МПа
[у]=0.3х240=72 Мпа.
Определяем напряжение, получаемое давлением максимальной нагрузки на площадь по формуле:
у=S/F (3.50)
где S - максимальная нагрузка действующая на полумуфту, определенная по формуле (3.46)
S=6955,29Н
F - площадь полумуфты в опасном сечении;
F=5,68х10-4 м 2
у=6955,29/5,68х10-4=12245228Па=12,25МПА.
Прочность полумуфты в опасном сечении является допустимой, так как 12,25 МПа<72 Мпа.
Коэффициент запаса прочности определяем из выражения
П= [у] /у (3.51)
где [у] - допускаемое сопротивление при растяжении;
[у]=72 МПА
у- сопротивление при растяжении действующее в опасном сечении муфты;
у=12,25 МПА
П=72/12,25=5,87.
Полученный коэффициент запаса прочности является допустимым.
4. Экономический эффект
На месторождениях, разрабатываемых и эксплуатируемых НГДУ “Сургутнефтегаз” дебет скважин по сравнению с прошлыми годами падает, что дает основанием использовать на скважинах электроцентробежные насосы с меньшей подачей.
При эксплуатации скважин УЭЦН М-30-1300 повышается межремонтный период и наработка на отказ.
Совершенствование электроцентробежного насоса с подачей 50 м/сут состоит в том, что в корпус электроцентробежного насоса с подачей на 50 м/сут мы ставим рабочие колеса и направляющие аппараты, рассчитанные на подачу 30 м/сут. Этим мы получаем насос с подачей 30 м/сутки для использования на малодебетных скважинах. За счет этого мы получаем экономию денежных средств, так, как не приходится запускать с заводов электроцентробежные насосы для малодебетных скважин.
Экономический эффект ожидается за счет:
- увеличение наработки на отказ;
- уменьшение числа текущих ремонтов;
-п редотвращение затрат, связанных с закупкой УЭЦН-30 на заводах.
Методика расчета экономического эффекта.
Экономический эффект определяется по формуле
Эт=Рг-Зг (4.1.)
Кр+Ен
где, Рг - стоимостная оценка годовых результатов
Зг - неизменные по годам годовые затраты;
Кр - норма амортизации с учетом фактора времени
Ен - норматив для приведения к расчетному году
Стоимостная оценка годовых результатов:
от количества ремонтов
Рг1=(365 - 365 ) *Срем. (4.2.)
МРПб МРПсов.
где МРПб - базовый межремонтный период;
МРПсов. - межремонтный период усовершенствованного оборудования
Срем. - стоимость текущего ремонта.
Неизменные по годам годовые затраты:
Зг=Иг+(Кр+Ен)*К (4.3)
где, Иг - годовые текущие затраты
К - капитальные затраты.
Годовые текущие затраты:
К1=1,2 ( Зср. *L + 0,395 * Зср. * L) (4.4)
166 166
где К1 - капитальные затраты, связанные с изготовлением рабочей ступени;
Зср - средняя затрата
L - длительность изготовления.
Капитальные затраты на материалы, примененные при изготовлении рабочей ступени:
К2=m*c*Kи (4.5)
где m - масса материалов;
c - стоимость материалов;
Ки - коэффициент, учитывающий, что часть материалов расходуется при изготовлении.
К=К1+К2 (4.6)
К=n*(К1+К2) (4.7)
где n - количество рабочих ступеней.
Годовая прибыль, остающаяся в распоряжении предприятия:
Пt=Bt - Ct - Ht (4.8)
где Bt - выручка от реализации продукции, полученной с применением мероприятий НТП, без акцизов и налогов на добавочную стоимость;
Ct - себестоимость продукции;
Ht - налоги, общая сумма.
Срок возврата затрат:
Т= К (4.9)
П+А
где П - прибыль чистая, получаемая за счет реализации мероприятия за год;
А - сумма амортизации за год.
Исходные данные:
Стоимость ЭЦН - 50-1300 - 1320400 руб
Стоимость ЭЦН - 30-1300 - 18900000 руб
m1 - масса рабочего колеса, изготовляемого из полиамида.
m1=0,158 г
С - стоимость полиамида
С=1500000 руб за тонну
m2 - масса направляющего аппарата, изготовляемого из полиамида.
m2=320 г.
Средняя заработная плата:
Зср.=1800 руб
Длительность изготовления рабочей ступени
L=1 час
Межремонтный период базовый:
МРПб=316 суток
Межремонтный период совершенствованного оборудования:
МРПсов.=358 суток
Стоимость текущего ремонта (одного):
Т = 72 часа
Среднесуточный дебит:
Q=35 м/сут
Стоимость нефти на внутреннем рынке:
С = 500000 резв./тонну
Себестоимость нефти:
Ct=287274 руб/т
Расчет экономического эффекта
Стоимостная оценка годовых результатов:
- от количества ремонтов:
Рг1= ( 365 - 365 ) *Срем.
МРПб МРПсов.
МРПб=316 суток
МРПсов.=358 суток
Ср=1150000 резб.
Рг1= (365 - 365) *1150000
358
Рг1=156400 руб
Рг2 берем из 40% от стоимости ЭЦН - 50-1300 и стоимости ЭЦн - 30-1300.
Рг2=0,4*13204000+18900000=2418600 руб.
Рг=Рг1+Рг2
Рг=156400+24181600=24338000 руб.
Расчет затрат:
Зг=Иг + (Кр+Ен)*К
Иг=ДР*Т*Q*Сп
Сп3=55% от себестоимости 287274 руб./т
Иг=0,136*3,0830,0*0,55*287274
Иг=1933928,5 руб.
Затраты на изготовление рабочей ступени
К1=1,2 *(1,395 * Зср. *L)
166
Зср.=1800000 руб
L=1 час
К1=1,2 * 1,395 * 1800000*1
166
К1=18151,719 руб.
Затраты на материалы, примененные при изготовлении рабочей ступени:
К2=m*С*Ки
m=m1+m2
m=0,320+0,158
m=0,478
К2=0,478*10-3 *1500000*1,5=1075,5 руб
К=112*19227,219
К=2153449 руб
Зг=Иг + (Кр+Ен)*К
Зг=1933928,5 + (1+0,1)*2153449
Зг=4292722,4 руб.
Эффект рассчитывается для срока в 5 лет, срока амортизации оборудования типа УЭЦН
Кр=0,1638
Ен=0,1
Эт=24338000 - 4292722,4
0,1638 + 0,1
Эт=7598647 руб.
Прибыль, остающаяся в распоряжении предприятия:
Пt=Bt - Ct - Ht
Формула (4.8) общая для расчета, ее можно разложить:
Пт=Рг2Иг (4.10)
где, Пт - прибыль без налогов
Текущая чистая прибыль:
Пч=0,65 * Пт
Рг2=24181600 руб
Иг=1933928,5 руб
Пt=24181600 - 1933928,5
Пt=22247671 руб
Пч=0,65* Пт
Пч=0,65 * 22247671
Пч=14460986 руб.
Срок возврата затрат
Т = К
П+А
К=2153449 руб.
Пч=14460986 руб.
А=20% от К.
А=430689,8 руб.
Т= 2153449
14460986+430689,8
Т = 2153449
14891675
Т=0,15 года
Т=1,8 месяца
Сводная таблица экономических показателей
Таблица 4.1
Показатели |
Значение |
|
Капитальные затраты, руб |
2153449 |
|
Текущие годовые затраты, руб |
1933928,5 |
|
Межремонтный период до совершенствования, сутки |
316 |
|
Межремонтный период после усовершенствования, сутки |
358 |
|
Экономический эффект, руб |
75986647 |
|
Чистая прибыль, руб |
14460986 |
|
Срок окупаемости, год |
0,15 |
5. Безопасность и экологичность проекта
Основными законодательными актами по охране труда в нашей стране являются Конституция России, Основы законодательства и др. в этих документах отражены правовые вопросы охраны труда и здоровья трудящихся. На основании вышеперечисленных источников, а также исходя из соответствующих правил безопасности и норм производственной санитарии в данном проекте нами разрабатываются основные мероприятия по созданию безопасных условий работы операторов при обслуживании скважин, оборудованных УЭЦН.
Всякая деятельность протекает из определенных мотивов и направлена на достижение конкретных целей. Жизнедеятельность - активное отношение человека к окружающему миру для целесообразного его преобразования. Абсолютно безопасной деятельности не существует. По данным Госкомстата, по различным причинам в Российской Федерации на производстве ежегодно травмируется 650-700 тысяч человек, 15-16 тысяч человек с летальным исходом, 6 млн. человек работают во вредных условиях, более 700 тысяч единиц оборудования и 61 тысяча зданий и сооружений не отвечает требованиям безопасности. В среднем, ежегодно происходит около 500 тысяч пожаров, основными причинами этих негативных явлений являются:
недостаточный уровень обучения и квалификации персонала;
несоответствие технологических процессов современным требованиям безопасности;
недостаточное оснащение производства системами очистки выбросов;
устаревшее оборудование;
В данном случае, описывается несколько мероприятий по улучшению охраны и условий труда, охраны окружающей среды, предложены возможные чрезвычайные ситуации и их предотвращение.
5.1 Анализ и оценка опасностей при выполнении работ, вязанных с обслуживанием скважин, оборудованных УЭЦН
Одна из главных особенностей условий труда операторов по добыче нефти - это работа, в основном, на открытом воздухе (на кустах скважин), а также работа, связанная с перемещениями на территории объекта и между объектами (кустами), частыми подъемами на специальные площадки, находящиеся на высоте. Поэтому в условиях сурового климата Западной Сибири и Крайнего Севера с низкими температурами (зимой до -500С) и высокой влажностью (летом до 100%) играет метеорологические факторы. При низкой (сверхдопустимых норм) температуре окружающей среды тепловой баланс нарушается, что вызывает переохлаждение организма, ведущее к заболеванию. В случае низкой температуры воздушной среды уменьшается подвижность конечностей вследствие интенсивной теплоотдачи организм, что сковывает движения. Это может послужить причиной несчастных случаев и аварий.
При длительном пребывании работающего в условиях низкой температуры и, следовательно, переохлаждении организма возможно возникновение различных острых и хронических заболеваний: воспаление верхних дыхательных путей, ревматизм и другие. Результатами многократного воздействия низких температур являются пояснично-крестцовый радикулит и хроническое повреждение холодом (ознобление).
При высокой температуре снижаются внимание и скорость реакции работающего, что может послужить причиной несчастного случая и аварии. При работе в летнее время при высокой температуре (до +50 С) возможны перегревания организма, солнечные и тепловые удары.
Кусты, как правило, засыпаются песком, поэтому при сильных ветрах случается поднятие частиц песка и пыли, которые могут попасть в глаза и верхние дыхательные пути. Нормирование метеорологических параметров устанавливает ГОСТ 12.1.005-76.
В ходе производственных операций рабочие могут подвергаться вредных газов и паров нефти, источником которых являются нарушения герметичности фланцевых соединений, механической прочности фонтанной арматуры (свище, щели по шву) вследствие внутренней коррозии или износа, превышения максимально допустимого давления, отказы или выходы из строя регулирующих и предохранительных клапанов. Пары нефти и газа при определенном содержании их в воздухе могут вызвать отравления и заболевания. При постоянном вдыхании нефтяного газа и паров нефти поражается центральная нервная система, снижается артериальное давление, становится реже пульс и дыхание, понижается температура тела. Особенно опасен сероводород - сильный яд, действующий на нервную систему. Он нарушает доставку тканям кислорода, раздражающе действует на слизистую оболочку глаз и дыхательных путей, вызывает острые и хронические заболевания, ПДК Н2S - 0,1 мг/м3 (ГОСТ 12.1.005-76.).
Специфическая особенность условий эксплуатации нефтяных скважин - высокое давление на устье, которое доходит до 30 МПа. В связи с этим любое ошибочное действие оператора при выполнении работ на устье скважины может привести к опасной аварии.
Высокое давление и загазованность указывают на повышенную пожаро-и взрывоопасность объекта.
Эксплуатация скважин с УЭЦН характеризуется с наличием высокого напряжения в силовом кабеле. Причем станция управления и скважина оборудования ЭЦН обычно не находятся в непосредственной близости друг от друга и часть кабеля проходит по поверхности, что увеличивает зону поражения электротоком, а следовательно и вероятность несчастного случая.
Причиной несчастного случая может быть также неудовлетворительное состояние объекта с позиции санитарии, его чрезмерная захламленность и замазученность, плохая подготовка скважин к замерам пластового давления.
Таким образом, мы выяснили основные факторы производственной среды, влияющие на здоровье и работоспособность операторов в процессе труда:
метеорологический фактор.
Вредное влияние паров нефти и газа.
Высокое давление.
Повышенная пожаро-и взрывоопасность.
Наличие высокого напряжения.
Причины организационного характера.
5.2 Расчет заземления электрооборудования
Для предохранения рабочих от поражения электрическим током электрооборудование УЭЦН должно быть надежно заземлено. В соответствии с ГОСТом 12.1.006-84 выполнен расчет заземляющего устройства станции управления ЭЦН.
Заземление КТПН осуществляется электродами из круглой стали d=12 мм, l=5 м, забиваемых в землю на глубину 5,7 м и соединенных стальной полосой 40х4 мм. Сопротивление заземляющего устройства должно быть не более 4 Ом в любое время года. все соединения выполняются сваркой согласно ПЭУ. После устройства контура заземления необходимо замерить сопротивление и, если оно окажется больше допустимого, забить дополнительные электроды.
Расчет производится в соответствии «Типовых расчетов по электрооборудованию».
Сопротивление растеканию тока одиночных стержневых заземлителей определяется по формуле:
Rо.с.=с*Кс (ln 2l + 1 ln 4t+l (5.1.)
2рl d 2 4t-l
где с - удельное сопротивление грунта, 1*10-4ом*см;
Кс-коэффициент сезонности, для I климатической зоны Кс =1,65;
l - длина стержня, 500 см;
d - диаметр стержня, 1,2 см;
t - глубина залегания, 570 см;
Rс=1*104*1,65 (ln 2*500 +1/2 ln 4*570 +500) = 37,5 Ом
2*3,14 8500 1,2 4*570-500
Необходимое количество стержней:
n= Rо.с.
зсR3 (5.2.)
где, з - коэффициент использования стержневых заземлителей, 0,61;
R3- сопротивление, оказываемое заземляющим устройством растеканию тока, 4 Ом;
n=37,5/0,61*4=16
Сопротивление всех стержней:
Rс=Rо.с./n* зc=37,5/16*0,61=3,8 Ом
Сопротивление растекания горизонтального (протяжного) заземлителя определяется по формуле:
Rn= 0,366 * срасч./ln * lg lg2/dt1 (5.3.)
где, ln - общая длина горизонтального заземлителя (полосы 40х4 мм), 100000 см;
срасч = с* Кс=104*5 ом*см,
Кс=5 - для I климатической зоны;
t1 - глубина залегания протяжного заземлителя, 70 см;
Rn= 0,366* 5*10-4/100000 * 1000002/1,2*70=14.3 Ом.
Действительное сопротивление растеканию протяжного заземлителя с учетом коэффициента использования зn=0,32
Rnд=Rn/ зn=14,3/0,32=44,7 Ом (5.4.)
Общее сопротивление заземляющего устройства:
R32=Rc*Rпд/ Rc+Rпд= 3.8* 44,7/3,8+44,7=3,5 Ом (5.5.)
Из расчета следует, что полученное значение сопротивления не превышает допустимого, а следовательно будет обеспечено полноценное заземление объекта, соответствующее ГОСТу 12.1.006-84.
5.3 Основные мероприятия по обеспечению безопасности условий труда операторов
Основное условие безопасности при обслуживании нефтяных скважин - соблюдение трудовой и производственной дисциплины всеми работающими на них.
Все работы связанные с эксплуатацией УЭЦН (обслуживание, перевозка, монтаж, демонтаж) должны выполняться в соответствии с правилами безопасности и инструкциям по охране труда для рабочих цехов добычи нефти и ППД, а также следующими документами:
1. Правило безопасности в нефтяной и газовой промышленности, утверждение Госгортехнадзором.
2. Правила технической эксплуатации электроустановок, утвержденные Госэнергонадзором.
3. Правила техники безопасности при эксплуатации электроустановок, утвержденные Госэнергодзором.
4. Правила устройства электроустановок, утвержденные Госэнергонадзором.
5. Руководство по эксплуатации УЭЦН РЭ, утвержденное ОКБ БН.
На работу следует принимать лиц не моложе 18 лет, годных по состоянию здоровья, соответственным образом обученных и прошедших инструктаж по технике безопасности.
Перевозка рабочих на место и обратно должна осуществляться на бортовых автобусах или специально оборудованных грузовых бортовых автомобилях, а в труднодоступных местностях - на вездеходах. Продолжительность рабочего времени установлена трудовым законодательством и не должна превышать 41 час в неделю.
Рабочие должны обеспечиваться необходимой спецодеждой, соответствующей времени года (лето - роба х/б, сапоги, головной убор, рукавицы, а также средства защиты от кровососущих насекомых; зимой - шапка-ушанка, валенки, ватные штаны, шуба, ватные рукавицы).
На каждом кусте должна быть оборудована пульт-будка с имеющимися в наличии аптечкой, бачком с питьевой водой, носилками, а также мебелью для отдыха.
При работе в темное время суток объект должен быть освещен, во избежание травматизма. В качестве осветительных приборов применяются фонари и прожектора. Норма освещенности не ниже 10 лк (СНиП I - 4-79).
Особое внимание следует обратить на санитарное состояние территории куста, не допускать его захламления и замазученности, зимой необходимо регулярно расчищать снежные заносы на подходах к скважине.
Содержание нефтяных паров и газов в воздухе рабочей зоны не должно превышать ПДК (углеводороды предельно С-С10 в пересчете на С - 300 мг/м3, ГОСТ 12.1.005-76). Во время ремонта скважин при наличии в воздухе рабочей зоны нефтяных паров и газов, превышающих ПДК, необходимо заглушить скважину жидкостью соответствующих параметров и качества. Работы в загазованной зоне должны проводиться в соответствующих противогазах.
К монтажу (демонтажу) погружного агрегата УЭЦН и его обслуживанию допускается электротехнический персонал, знающий схемы применяемые станций управления, трансформаторов, подстанций погружных насосов (КТПН), конструкции по их эксплуатации, прошедший производственное обучение и стажировку на рабочем место, а также проверку знаний с присвоением квалификационной группы по электробезопасности.
Для измерения буферного давления и давления в затрубном пространстве на скважинах оборудованных УЭЦН должны быть установлены стационарные манометры с трехходовыми кранами.
Конструкция устьевого оборудования должна обеспечить возможность снижения давления в затрубном пространстве, а так же закачку жидкости для глушения скважины.
Наземное оборудование УЭЦН должно быть установлено в специальной будке или на открытой местности на расстоянии не менее 20 м от устья скважины.
При установке наземного оборудования в будке станция управления должна быть расположена так, чтобы при открытых дверцах обеспечивался свободный выход из будки.
При установке электрооборудования на открытой местности оно должно иметь ограждение и предупреждающий знак «Осторожно! Электрическое напряжение!».
Намотка и размотка кабеля на барабан кабеленаматывателя должна быть механизирована. Производить намотку (размотку) кабеля вручную, а также тормозить барабан руками, доской или трубой запрещается.
Все открытые движущиеся части механизмов кабеленаматывателя, могущие служить причиной травмирования, должны иметь ограждения.
Прокладка, перекладка кабелей УЭЦН по эстакаде рядом с действующими кабелями, находящимися под напряжением, а также перекладка кабелей допускается в случае необходимости при выполнении следующих условий:
Работу должны выполнять рабочие, имеющие опыт прокладки кабелей, по наряду-допуску (распоряжению электротехнического персонала ЦБПО НПО под руководством лица с группой по электробезопасности не ниже V при напряжении выше 1000 В.
Работать следует в диэликтрических перчатках, поверх которых для защиты от механияческих поверждений одеваются брезентовые рукавицы. Санитраные нормы действия тока на организм, устанавливает ГОСТ 12.1.000-76.
Таким образом в данном разделе разработаны основные мероприятия, которые обеспечат безопасные условия работы операторов при обслуживании скважин, оборудованных УЭЦН.
5.4 Общие требования к безопасности к рабочим цеха в подготовке и перекачке нефти (ППН)
К самостоятельной работе в цехе ППН допускаются лица:
достигшие 18-летнего возраста.
Прошедшие медицинское освидетельствование согласно приказа Минздрава ССР № 700 от 19.06.84;
прошедшие производственное обучение, обучение безопасным методам в проведении работ, стажировку (при необходимости) на рабочем месте и проверку знаний по технике безопасности;
имеющие удостоверение о проверке знаний по технике безопасности.
Через каждые 3 месяца рабочие должны проходить инструктаж по безопасному ведению работ и не реже 1 раза в год - проверку знаний.
При внедрении новых видов оборудования и механизмов, новых технологических процессов, а также при введении в действие новых правил и инструкций по охране труда рабочие должны пройти дополнительное обучение и инструктаж.
Внеочередную проверку знаний по технике безопасности рабочие должны пройти:
после обучения, вызванного изменением технологического процесса, внедрением новых видов оборудования и механизмов, введением в действие новых правил и инструкций;
по требованию или распоряжению руководителей предприятий и представителей службы надзора.
Приступая к работе, рабочие должны иметь при себе удостоверение о проверке знаний по технике безопасности.
При приеме смены рабочие обязаны ознакомится с заданиями и распоряжениями руководителей работ, с записями в вахтовом журнале и уяснить себе обстановку на объекте и на рабочем месте.
При обнаружении какой-либо неисправности, не записанной в журнале, принимающий смену должен указать на нее сменяющемуся и вместе с ним сделать соответствующую запись в вахтовом журнале.
Не разрешается:
принимать или сдавать смену во время аварии и при ее ликвидации;
передавать смену рабочему, явившемуся в нетрезвом состоянии или больному.
Находясь на территории цеха ППН работающие должны соблюдать общие для всех правила поведения:
места открытого выделения газа надо обходить с наветренной стороны;
переходить через траншею, трубопроводы надо только в специально указанных местах, оборудованных переходами.
Рабочие цеха ППН перед началом работы обязаны: проверить состояние и исправность работающего и резервного оборудования (насосов, запорной арматуры, КИПиА и т.п.), чистоту рабочего места, производственных помещений и территории наличие инструмента и вспомогательного инвентаря, исправность действия вентиляционных установок, наличие и состояние средств индивидуальной защиты; привести в порядок спецодежду и др. средства индивидуальной защиты; проверить наличие и исправность пожаротушения и инструментов, их соответствие характеру работы, наличие и укомплектованность аптечки.
Рабочие обязаны следить за чистотой рабочих мест и всего оборудования. Рабочие площадки, лестницы и переходы необходимо очищать от грязи, снега и льда.
загромождение лестниц и площадок, проходов между трубопроводами и др. оборудованием, мешающие нормальному обслуживанию и ремонту не допускается.
Освещение объектов ППН должно быть выполнено во взрывобезопасном исполнении. Осветительная проводка должна прокладываться в герметичных газовых трубах, выключатели должны быть во взрывоопасном исполнении и установлены вне помещения.
В качестве аварийного освещения могут применятся только аккумуляторные фонари во взрывобезопасном исполнении напряжением 12 Вт.
Рабочие должны иметь полагающиеся по нормам спецодежду, спецобувь, рукавицы и другие средства индивидуальной защиты, обеспечивающие безопасность. Спецодежду следует носить в застегнутом виде, она не должна меть свисающих концов.
При опасности попадания инородных тел, вредных жидкостей, паров, газа, раздражения глаз сильным световым излучением необходимо пользоваться соответствующими защитными очками.
При работе в колодцах, аппаратах, емкостях и других плохо проветриваемых местах необходимо применять шланговые противогазы.
Лица, допущенные к работам на объектах с возможным выделением сероводорода, должны иметь при себе исправные средства индивидуальной защиты (противогазы марки КД). Промышленные фильтрующие противогазы применяют в том случае, если в воздухе содержится не менее 18% объемных кислорода, а концентрация вредных газов не превышает 0,5% объемных.
Рабочие должны следить за состоянием предохранительной арматуры, наличием и исправностью манометром, обращать внимание на наличие и целостность пломб.
Не допускается эксплуатация аппаратов, емкостей и оборудования при неисправных предохранительных клапанах, отключающих и предохранительных устройствах, при отсутствии или неисправности контрольно-измерительных приборов и средств автоматики, а также работа с неисправным инструментом.
Все движущиеся части механизмов должны быть ограждены. Выступающие и вращающиеся детали должны быть закрыты по всей окружности вращения сплошными кожухами.
Запрещается эксплуатация неисправного оборудования отключающих и предохранительных устройств, неисправных контрольно-измерительных приборов и средств автоматики, а также работа неисправным инструментом.
Корпуса электрооборудования и пусковой аппаратуры должны быть заземлены.
Перед пуском механизмов в работу необходимо проверить их исправность. Пускать в работу механизмы следует, только убедившись, что у движущихся частей нет людей. И только после подачи предупредительного знака (сигнала).
Во время работы механизма запрещается:
производить ремонт их или крепление каких-либо частей;
чистить и смазывать движущиеся части вручную;
снимать ограждения или отдельные их части и проникать за ограждения;
тормозить движущиеся части механизмов подкладыванием труб, ваг и других предметов;
переходить через приводные ремни, цепей или под ними;
направлять, надевать, сбрасывать, натягивать или ослаблять ременные передачи;
находится в опасной зоне.
Ремонтные работы должны проводиться в дневное время. При необходимости ремонтов в ночное время место работы должно быть освещено.
Работы по ремонту оборудования, связанные с применением открытого огня и возможностью образования открытого искрения, должны осуществляться по наряду-допуску на производство газоопасных работ или письменному разрешению главного инженера, согласованного с главным энергетиком предприятия и местной пожарной охраной.
Ремонтные работы в котловане, а также в нефтяных и газовых колодцах разрешается выполнять при соблюдении следующих условий:
бригада рабочих должна состоять не менее чем из двух человек (работающий и наблюдающий), обеспеченных соответствующими средствами индивидуальной защиты;
перед началом работ ответственный за их проведение должен спросить исполнителя о его самочувствии;
перед работой котлован или колодец проветрить, а перед сварочной работой - провести анализ воздушной среды;
проверить исправность шлангового противогаза, спасательного пояса и сигнально-спасательной веревки;
сроки единовременного пребывания работающего в шланговом противогазе должен превышать 20 минут.
В случае гидратообразования или замораживания участка трубопровода, обвязки насосов, запорной арматуры отогревать их следует водой или паром. Перед отогревом участок должен быть отключен от работающей системы.
При пропарке емкостей, аппаратов запрещается поднимать давление в них: пар должен иметь свободный выход. При пропарке труб запрещается стоять с противоположного конца, тем более, устранять закупорку пропариваемых труб разрыхлением различными предметами.
Пропуск газа и нефтепродуктов через фланцевые соединения, сальники, задвижки и другие неплотности необходимо своевременно устранять.
При необходимости проведения ремонтных работ на трубопроводах находящихся под давлением, подлежащий ремонту участок необходимо отключить задвижками с установкой маркированных заглушек после снижения в нем давления до атмосферного.
Закрывать (открывать) запорную арматуру следует плавно, без рывков, пользуясь при необходимости специальным (штурвальным) ключом.
В случае возникновения аварийной ситуации, связанной с повышением содержания сероводорода в воздухе, необходимо:
немедленно одеть противогаз;
прекратить все работы в опасной зоне;
сообщать об этом ответственному руководителю работ;
обозначить опасную зону предупреждающими знаками;
дальнейшие работы производить по плану ликвидации возможных аварий.
При аварии рабочие обязаны действовать в соответствии с планом ликвидации аварий; сообщить о происшедшей аварии диспетчеру, вывести людей из помещения или опасной зоны и при необходимости, в целях предупреждения осложнений, отключить технологическое оборудование.
При возникновении пожара необходимо немедленно вызвать пожарную охрану и приступить к тушению огня имеющимися на объекте противопожарными средствами.
При несчастном случае необходимо оказать пострадавшему доврачебную помощь, вызвать, если необходимо скорую медицинскую помощь, сообщать о происшедшем руководителю работ или начальнику цеха и по возможности сохранить обстановку на рабочем месте такой, какой она была в момент несчастного случая.
В случае возникновения аварийной ситуации смена, в которой возникла авария, не сдает смену до ликвидации аварии. Принимающая смена включается в работу по ликвидации аварии.
5.5 Характеристика условий труда
Характеристика выбросов вредных веществ в атмосферу
Таблица 5.1
Вредные вещества |
Кол-во вредных веществ отходящих от всех источников |
В том числе: выделяются без очистки |
Всего выброшено в атмосферу |
Лимит выброса |
|
Наименование |
|||||
Окислы азота |
9,355 |
9,355 |
9,355 |
9,355 |
|
Сернистый ангидрид |
73,985 |
73,985 |
73,985 |
73,985 |
|
Окись углерода |
53,62 |
53,62 |
53,62 |
53,62 |
|
Пятиокись ванадия |
0,296 |
0,296 |
0,296 |
0,296 |
|
Окись железа |
0,616 |
0,616 |
0,616 |
0,616 |
|
Стирол |
0,222 |
0,222 |
0,222 |
0,222 |
По формуле можно рассчитать степень риска производства, определяемого за год:
R=Сn/Np= 1/104500=9,57х10-6
где Cn - число смертельных случаев за год;
где Np - число работающих.
5.6 Пожарная профилактика
Пожарная профилактика достигается правильным проектированием, эксплуатацией и обеспечением средствами пожаротушения.
В зависимости от пожаро- и взрывоопасных свойств применяемых, производимых или хранимых веществ, все производство по степени пожарной опасности подразделяется на пять категорий: А, Б, В, Г, Д.
Категория А. Производство, связанное с получением, применением или хранением: жидкостей, имеющих температуру вспышки паров (280С) и ниже; паров или газов с нижним пределом взрываемости 10% и менее в количествах, которые могут образовать с воздухом взрывоопасные смеси; горючих жидкостей при температуре нагрева их до 2500С.
Категория Б. Производства, связанные с применением, получением, хранением или переработкой: жидкостей с температурой паров от 290 до 1200С; горючих газов, нижний предел взрываемости которых более 10% к объему воздуха, при применении этих газов в количествах, которые могут образовать с воздухом взрывоопасные смеси; производства, в которых выделяются горючие волокна или пыль в таком количестве, что они могут образовать с воздухом взрывоопасные смеси.
Категория В. Производства, связанные с обработкой или применением твердых сгораемых веществ и материалов, а также жидкостей с температурой вспышки паров выше 1200С.
Категория Г. Производства, связанные с применением или обработкой несгораемых веществ и материалов в горячем, раскаленном или расплавленном состоянии и сопровождающиеся выделением лучистой теплоты, искр и пламени, а также производства, связанные с ожиганием твердого, жидкого и газообразного топлива.
Категория Д. Производства, связанные с обработкой несгораемых веществ и материалов в холодном состоянии.
Для тушения пожара используют следующие средства пожаротушения: ручные пенные огнетушители типа ОП, углекислотные огнетушители ОУ-2, пенопроизводящие установки - пеномесителя, воздушнопенные стволы, генераторы высококоратной пены, гидранты и другие средства.
Первичные средства пожаротушения размещают в легко доступных местах. Огнетушители защищают от солнечных лучей, осадков.
Для улучшения условий труда необходимо намечать как можно большее количество позитивных мероприятий и соответствовать ГОСТам.
5.7 Прогнозирование чрезвычайных ситуаций и их предотвращение
Одной из наиболее частых аварий является взрыв.
При выборе электрооборудования для объектов добычи нефти и газа необходимо учитывать специфические условия работы электрических установок, связанных с наличием взрывоопасных газов и паров.
К взрывоопасным относятся смеси с воздухом горючих газов и паров горючих жидкостей с температурой вспышки 450С и ниже, а также горючей пыли или волокон с нижним пределом взрываемости не выше 65 г/см3.
В зависимости от температуры самовоспламенения устанавливаются 5 групп взрывоопасных смесей:
Таблица 5.2
Группа взрывоопасной смеси |
Температура самовоспламенения С |
|
Т1 |
Свыше 450 |
|
Т2 |
300 до 450 |
|
Т3 |
200 до 300 |
|
Т4 |
135 до 200 |
|
Т5 |
100 до 135 |
Распределение некоторых смесей по категориям и группам приведено в таблице 5.3.
Таблица 5.3
Категория взрывоопасных смесей |
Группа взрывоопасных смесей |
|||||
Т 1 |
Т 2 |
Т 3 |
Т 4 |
Т 5 |
||
1 |
Аммиак, метан, дихлорэтан, изобутилен, метилстирол, метил хлористый, метил хлористый, метилацетат. |
Амилацетат, бутилацетат, винилацетат, изопропен, метилметакрилат, спирты: бутиловый, изоамиловый, изопропиловый и др. |
Скипидар, уайтспирит, циклогексан, спирт амиловый, полиэфир ТГМ-3 и др. |
- |
- |
|
2 |
Ацетон, бензин-100, бензол, толуол, стирол, пропан, этан, этилбензол, окись углерода и др. |
Бензин Б-95/130, бутан, дивинил, диоксан, метиламин, метилфуран, пентан, пропилен и др. |
Бензин: А-66, А-72, А-76, Б-70, гексан, топливо Т-1, ТС-1 и др. |
Ацетальдегид, этиленглиголь, диэтиловый эфир, дибутиловый эфир. |
- |
|
3 |
Коксовый газ (метана 40%, водорода 60%), светильный газ, этилен. |
Окись этилена, окись пропилена, этилтрихлорсилан. |
Винилтрихлормилан, этилдиххлорсилан. |
Диэтиловый (серный) эфир. |
- |
|
4 |
Водород, водяной газ. |
Ацетилен, метиодихлорсилан. |
Сероводород Трихлорсилан |
- |
Сероуглерод- |
При взрыве газовоздушной смеси весом в 10 т находится на расстоянии менее 65 м от эпицентра взрыва опасно для жизни.
Для насосов и другого оборудования:
Слабые разрушения при Дpф =0,25-0,4 атм.
Средние разрушения при Дpф =0,4-0,6 атм.
Сильные разрушения при Дpф =0,6-0,7 атм.
На рис. 5.1. изображена примерная схема распространения ударной волны по зонам.
Рис.5.1
Условные обозначения на схеме:
1 - зона детонации
2 - зона действия продуктов взрыва
3 - зона ударной волны
R1 - радиус первой зоны
R2 - радиус второй зоны
r2 - расстояние от центра взрыва до элемента предприятия (во 2 зоне)
r3 -расстояние от центра взрыва до элемента предприятия (в 3 зоне)
R1=17,5 3vQ=17,5v10=37,7 м
где Q -количество газа, т.
R2=1,7R1=1,7*37,7=64,1 м
Разность давлений в 1 зоне Дpф =1700 кПа
Разность давлений во 2 зоне:
Дpф=1300 (R1 / r2)3+50= 1300 (37,7/50)3+50=607 КПа
Ш=r3/R1=85/37,7=2,3
При Ш> 2 разность давлений в третьей зоне:
Дpф=22/ Шvlg Ш+0,155 =13,3 Кпа
Радиус Зоны, опасной для жизни человека:
Rсм=30 3vQ=64,4 м
5.8 Основные мероприятия по предотвращению опасностей, связанных с особенностями оборудования
Технологические процессы, идущие под высоким давлением, оборудование, находящиеся под большими нагрузками, в определенных условиях представляют опасность для работающих.
Основные мероприятия по предотвращению опасностей, обусловленные повышением давления и нагрузкам, сводится к следующим:
осмотр и испытание установки, оборудования, механизмов;
использование ослабленных элементов и устройств для механизации опасности;
применение средств блокировки, исключающих аварии при неправильных действиях работающих;
автоматизация производственных процессов, позволяющая вывести из опасных зон, осуществление контроля за показаниями приборов и дистанционные управления;
учитывать розу ветров. Нельзя допускать возможность попадания опасных по взрыву и пожару смесей в огнедействующие установки;
на каждом предприятии с числом работающих более 300 человек организуют фельдшерский здравпункт, а более 800 человек - врачебный здравпункт.
Выводы
На основании анализа условий труда обслуживающего персонала, характеристики вредных веществ, загрязняющих природную среду и прогнозирования возможных чрезвычайных ситуаций на данном объекте можно сделать следующие выводы:
В основном объект отвечает требованиям ГОСТов по условиям труда, намечены мероприятий по условиям труда. Анализируя возможные чрезвычайные ситуации, в данном проекте выявлены вероятные параметры ударной волны при взрыве газовоздушной смеси, и намечены мероприятия по предотвращению возникающих поражающих вредных факторов: взрыва и др. факторов.
Литература
1. Бухаленко Б.И. Справочник по нефтепромысловому оборудованию М., Недра, 1983 г., 390 с.
2. Бабаев С.Г. Надежность нефтепромыслового оборудования. М., Недра, 1987 г., 265 с.
3. Бухаленко Е.И., Абдуллаев Ю.П. Монтаж, обслуживание и ремонт нефтепромыслового оборудования. М., Недра, 1985 г., 390 с.
4. Богданов А.А. Погружные центробежные электронасосы для добычи нефти. М., Недра, 1986 г., 272 с.
5. Бочарников В.Ф., Чижиков Ю.Н. Методические указания по дипломному проектированию для студентов специальности (0508). Машины и оборудование нефтяных и газовых промыслов. Тюмень, 1987 г., 33 с.
6. Беззубов Д.В. и др. Насосы для добычи нефти. М., Недра, 1986 г., 224 с.
7. Говорова Г.Л. Разработка нефтяных месторождений и добыча нефти с США. М., Недра, 1970 г., 272 с.
8. Иванов М.Н., Детали машин М., Высшая школа, 1991 г., 350 с.
9. Казак А.С., И.И. Росин, Л.Г. Чичеров. Погружные бесштанговые насосы для добычи нефти. М., Недра, 1973 г, 230 с.
10. Лутошкин Г.С. Сбор и подготовка нефти, газа и воды. М., Недра, 1974 г, 184 с.
11. Сулейманов М.М. и др. Охрана труда в нефтяной промышленности. М., Недра, 1980 г, 392 с.
12.Чичеров Л.Г. Расчет и конструирование нефтепромыслового оборудования М., Недра, 1987 г., 280 с.
13.Паспорт погружного центробежного модульного насоса. 211. НМЛ 03.000 ПС 1. Лебядянский машиностроительный завод. 15 с.
14.Анализ отказов по ЭЦН. СЦБПО ЭПУ, Сургут, 1998 г.
15.Руководство по эксплуатации УЭЦНМ. БПТО и КО № 3, Сургут. 118 с.
Приложение 1
Сведения о наработке и количестве отказов установок, оборудованных ЭЦН
НГДУ, месторождение |
Тип оборудования |
Общая наработка |
Кол-во отказов |
Наработка на отказ |
|
Быстринскнефть |
ЭЦН - 20 50 80 130 200 250 400 FS Итого: |
19224 117828 75781 80062 45203 11898 3828 13581 367405 |
65 349 192 178 122 24 6 24 960 |
295 337 394 449 370 495 638 565 382 |
|
Федоровскнефть |
ЭЦН - 20 50 80 130 200 250 |
Подобные документы
Центробежные насосы и принцип их работы. Расчёт основных параметров и рабочего колеса центробежного насоса. Выбор прототипа проектируемого центробежного насоса. Принципы подбора типа электродвигателя. Особенности эксплуатации центробежного насоса.
курсовая работа [859,3 K], добавлен 27.05.2013Анализ существующих конструкций центробежных насосов для перекачки воды отечественного и зарубежного производства. Расчет проточного канала рабочего колеса, вала центробежного насоса, на прочность винтовых пружин. Силовой расчет торцового уплотнения.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 07.11.2014Предварительный расчет центробежного насоса. Размеры рабочего колеса и относительная скорость на входе и выходе. Расчет спирального направляющего аппарата и диффузора спиральной камеры. Критический кавитационный запас энергии и коэффициент быстроходности.
контрольная работа [6,1 M], добавлен 20.11.2009Центробежные насосы и их применение. Основные элементы центробежного насоса. Назначение, устройство и техническая характеристика насосов. Капитальный ремонт центробежных насосов типа "НМ". Указания по дефектации деталей. Обточка рабочего колеса.
курсовая работа [51,3 K], добавлен 26.06.2011Характеристика погружного насоса, погружаемого ниже уровня перекачиваемой жидкости. Анализ штанговых погружных и бесштанговых погружных насосов. Коэффициент совершенства декомпозиции системы. Знакомство с основными видами насосов погружного типа.
курсовая работа [1,0 M], добавлен 18.12.2011Насосы-гидравлические машины, предназначенные для перемещения жидкостей. Технология монтажа центробежного насоса. Монтаж центробежного насоса. Принцип действия насоса. Монтаж горизонтальных насосов. Монтаж вертикальных насосов. Испытание насосов.
реферат [250,5 K], добавлен 18.09.2008Расчет ступени центробежного насоса с осевым входом жидкости, с назад загнутыми лопатками. Построение треугольников скоростей на входе и выходе из рабочего колеса, параметры и основные размеры ступени. Переход на другую частоту вращения ротора насоса.
контрольная работа [205,6 K], добавлен 15.02.2012Назначение и технические данные установок погружных центробежных насосов, их типы. Анализ аварийного фонда по НГДУ "Лянторнефть". Гидрозащита электродвигателя, предназначенная для предотвращения проникновения пластовой жидкости в его внутреннюю полость.
дипломная работа [784,0 K], добавлен 31.12.2015Расчет основных величин и определение характеристик питательного насоса ПН-1050-315 для модернизации Каширской электростанции. Проект лопастного колеса и направляющего аппарата. Определение геометрических размеров центробежного колеса, параметров насоса.
дипломная работа [5,6 M], добавлен 26.12.2011Назначение, технические данные, конструкция и принцип работы насоса НЦВ 40/40. Гидравлический расчет проточной части. Профилирование меридионального сечения рабочего колеса. Расчет спиральной камеры круглого сечения. Расчет на прочность вала насоса.
курсовая работа [917,5 K], добавлен 14.04.2015