Компрессорная станция. Рекомендации по расчету и выбору оборудования

Содержание:

1. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯ КУРСОВОЙ РАБОТЫ…………………………………….3

2. Компрессорная станция. Рекомендации по расчету и выбору оборудования…………..9

1.1 Максимальное рабочее давление…………………………………………………………………………..9

1.2 Чистота (качество) сжатого воздуха…………………………………………………………………………10

3. Рефрижераторные осушители ……………………………………………………………………………………….10

4. Адсорбционные осушители…………………………………………………………………………………………..12

5. Производительность………………………………………………………………………………………………………13

6. Потребление СжВ пневмоинструментом……………………………………………………………………..14

6.1 Автоматические потребители …………………………………………………………………………..15

6.2 Инструментальные потребители………………………………………………………………………15

6.3 Примерный расчет расхода СжВ для инструментальных потребителей……….16

6.4 Общее потребление……………………………………………………………………………………….….16

7. Необходимая производительность…………………………………………………………………………….…17

8. Какой воздушный ресивер выбрать……………………………………………………………………………...18

8.1 Краткие рекомендации по выбору объема воздушного ресивера………………...19

8.2 Для поршневых компрессоров………………………………………………………………………….19

8.3 Для винтовых компрессоров……………………………………………………………………………..20

9. Организационные мероприятия по выбору компрессорного оборудования и его  поставщик………………………………………………………………………………………………………………………..20

10. Компрессорные установки……………………………………………………………………………………………..23

10.1 Масловлагоотделитель………………………………………………………………………………………24

10.2 Обратный клапан………………………………………………………………………………………………..24

10.3 Предохранительный клапан………………………………………………………………………………24

10.4 Вертлюжок-разрядник……………………………………………………………………………………….24

10.5 Сервомеханизм…………………………………………………………………………………………………..24

10.6 Клапанные краны…………………………………………………………………………………………..…..25

10.7 Шинно-пневматическая муфта………………………………………………………………………....25

11. Монтаж пневматического управления буровых установок…………………………………………26

11.1 Монтаж системы воздухоснабжения………………………………………………………………..27

11.2 Техническое освидетельствование воздухосборников буровых установок…..32

11.3 Установка шинно-пневматических муфт……………………………………………………….…..34

11.4 Монтаж воздухопроводов…………………………………………………………………………….……36

12. Охрана недр и окружающей среды………………………………………………………………………….…….37

12.1. Мероприятия при строительно-монтажных работах………………………………….……38

12.2. Экологические правонарушения…………………………………………………………………….…38

12.3. Загрязнение окружающей природной среды нефтью, нефтепродуктами,  химическими реагентами….……………………………………………………………………………………….…..38

12.4. Предупреждение загрязнения…………………………………………………………………………..39

12.5. Отдельные меры предосторожности………………………………………………………………..39

14. Заключение………………………………………………………………………………………………………………………40

Список использованной литературы……………………………………………………………………………………….….41

 

 

 

Введение.

В курсовой работе рассматривается  монтаж и эксплуатация компрессора  на БУ-3200 на Северо-Покачевском месторождении, которое находится в районе г. Лангепаса  Тюменской области. Разбуривание его осуществляется организацией-подрядчиком ЭГЭБ-2 Лукойл-Бурение (Мирненское УБР).

Целью курсовой работы является практическое использование  знаний, полученных при изучении дисциплины «Эксплуатация и монтаж бурового оборудования».

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  1. Исходные  данные для выполнения курсовой работы

Стратиграфия.

 

Литолого-стратиграфическая  характеристика разреза скважины 
Северо-Покачевского месторождения

№ п/п

Глубина, м.

Стратиграфическое подразделение

Элементы залегания (падения) пластов  по подошве, угол

Коэффициент кавернозности интервала

От

до

Название

Индекс

Градусы

Минуты

1

0

75

Четвертичные отл.

Q

    

1,3

2

75

150

Журавская свита

P2/3

    

1,3

3

150

300

Ново-михайловская

P2/3

    

1,3

4

300

375

Атлымская

P1/3

    

1,3

5

375

435

Чеганская

P1/3- P3/2

    

1,3

6

435

675

Люлинворская

P2/2

    

1,3

7

675

770

Талицкая

P1

    

1,25

8

770

870

Ганькинская

K1

    

1,25

9

870

1010

Березовская

K1

    

1,25

10

1010

1030

Кузнецовская

K1

    

1,25

11

1030

1790

Покурская

K2- K1

1

30

1,25

12

1790

1920

Алымская

K1

1

30

1,25

13

1920

2420

Вартовская

K1

1

30

1,25

14

2420

2760

Мегионская

K1

1

40

1,25

15

2760

2795

Баженовская

J3

1

40

1,25

16

2795

2800

Георгиевская

J3

1

50

1,25

17

2800

2840

Васюганская

J3

1

50

1,25

18

2840

2962

Тюменская

J3

1

122

1,25


 

Литологическая  характеристика разреза скважины: 1. пески, глины, суглинки; 2. пески, глины; 3. песчаники, глины; 4. пески, глины; 5-8. глины; 9. глины, опоки; 10. глины и глинистые  песчаники; 12. глины; 13 глины, алевролиты; 14. глины, песчаники, алевролиты; 15. аргиллиты; 16. аргиллиты; 17. песчаники, аргиллиты, 18. песчаники, аргиллиты.

 

 Нефтегазоводоносность по разрезу скважины.

 

Нефтеносность

Индекс стратиграфического подразделения

Интервал, м

Плотность г/см3

Подвижность мкм2/Мпа×с

Содержание серы, % / парафина, %

Дебит м3/сут

Газовый фактор, м/м3

Относительная по воздуху

Динамический уровень в конце  эксплуатации, м

Температура жидкости в колонне- устье скважины при эксплуатации. Град.

От (верх)

До (низ)

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

К1(АВ)

1885

1970

0,862

0,21

0,7/3,8

68,4

0,73

1,02

  

35-40

К1(БВ2)

2260

2275

0,857

0,115

0,7/2,4

13,7

1,3

1,0

  

35-40

К1(БВ3)

2335

2350

0,857

0,089

0,6/2,8

5,2

5,9

1,11

  

35-40

К1(БВ6)

2400

2415

0,864

0,127

1,0/3,0

196

12,3

1,34

  

35-40

К1(БВ8)

2435

2450

0,854

0,18

0,8/2,7

224

9,26

0,98

  

35-40

К1(БВ10)

2535

2550

0,851

0,235

0,7/1,9

33,6

32,1

0,90

  

35-40

К1(БВ18-22)

2700

2715

0,836

0,061

1,3/1,3

1,6

0,91

1,01

  

35-40

J3(ЮВ1-2)

2800

2962

0,842

0,104

0,8/2,6

151,2

21

0,98

900

35-40


 

Тип коллекторов- поровый, J3 – трещин. поровый.

 

 

Водоносность

Индекс стратиграфического подразделения

Интервал, м

Плотность г/см3

Дебит м3/сут

Химический состав воды, мг/л

Минерализация г/л.

Анионы

Катионы

От 
(верх)

До 
(низ)

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

К2-К1

950

1840

1,01

726-3550

92

-

8

88

3

9

21

К1 (АВ1-2)

1975

1980

1,02

3,6

95

-

5

97

1,1

1,9

19

К1(БВ6)

2420

2425

0,99

18,4

97

-

3

89

0,9

1,2

16

К1(БВ8)

2455

2460

0,99

17,2

93

-

7

89

0,9

1,2

16,5

К1 (БВ10)

2555

2560

1,06

38,6

98

-

2

93

1,9

5,1

17

К1(БВ18-22)

2720

2725

1,08

12,1

97

-

3

94

1,9

4,1

17

J3(ЮВ1-2)

2820

2962

1,01

1,8

96,1

-

3,9

95,3

0,6

4,1

18


 

 

Пластовые давления и температуры по разрезу скважины.

 

Сводная таблица давлений порового и пластового и конструкции скважины

Стратиграфическое подразделение

Характеристика давлений пластового (порового) и гидроразрыва пород.  
Эквивалент градиента давлений

Глубина спуска колонны (по стволу), м

!

0,9

!

1,1

!

1,3

!

1,5

!

1,7

!

1,9

!

2,1

324

245

146

Четвертичные отложения

Журавская свита

 

Ново-михайловская свита

Атлымская свита

Чеганская свита

 

Люлинворская свита

 

Талицкая свита

 

 

 

Ганькинская свита

 

 

Березовская свита

Кузнецовская свита

 

Покурская свита

 

 

Алымская свита

 

Вартовская свита

 

Мегионская свита

 

Баженовская свита

Георгиевская свита

Васюганская свита

Тюменская свита

 

                                             

 

 

 

                                                        

 

 

 

 

 

                                                      

 

 

 

                        

                                                     

 

 

 

 

                                                         

 

                                                    

 

                                                        

 

 

 

 

 

40

 

 

 

 

 

        

      790

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

МСЦ 2690

 

 

 

 

3370


 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Давление  и температура по разрезу скважины (по вертикали)

Индекс стратиграфического подразделения

Интервал, м

Градиент

От (верх)

До (низ)

Пластового давления, атм /м

Гидроразрыва пород, атм /м

Горного давления

Геотермический

Q-P3

0

430

0.1

0.2

0.22

3.5

P3/2-K2

430

950

0.1

0.2

0.22

3.5

K2-K1

950

1840

0.1

0.17

0.22

3.5

K1

1840

2260

0.1

0.17

0.22

3.5

K1

2260

2715

0.1

0.165

0.22

3.5

K1-J3

2715

2962

0.1

0.16

0.22

3.5


Возможные осложнения по разрезу скважины.

Поглощения.

Поглощения  возможны в интервале Q-P3/2 (0-450 м.). Максимальная интенсивность до 5 м3/час. Возникновение из-за отклонения параметров бурового раствора от проектных.

Осыпи и  обвалы стенок скважины.

 

Осыпи и обвалы стенок скважины

Индекс стратиграфического подразделения

Интервал, м

Устойчивость пород до начала осложнения, сутки

Интенсивность осыпей и обвалов

Проработка в интервале 

Условия возникновения-нарушение технологии промывки и простои в бурении

От 

До

Мощность, м

Скорость, м/ч

Q-P3/2

0

450

3

Интенсивные

430

100-120

P3/2-K1

450

1840

3

Слабые

1390

-


 

Нефтегазоводопроявления

 

Нефтегазоводопроявления (свободный газ отсутствует)

Индекс

От

До

флюид

плотность

Условия возникновения

K2-K1

950

1840

Вода

1,01

Пренебрежение к постоянному доливу скважины во время подъема инструмента, низкое качество бурового раствора.

K1(АВ)

18850

1970

Нефть

0,862

K1(БВ2)

2260

2275

0,857

K1(БВ3)

2335

2350

0,857

K1(БВ6)

2400

2415

0,864

K1(БВ8)

2435

2450

0,854

K1(БВ10)

2535

2550

0,851

K1(БВ18-22)

2700

2715

0,836

J3(ЮВ1-2)

2800

2962

0,842


 

Прихваты.

Прихватоопасные зоны Q-P3/2 (0-450 м.). Условия возникновения - отклонение параметров бурового раствора от проектных, плохая очистка от шлама.

Прочие  осложнения.

Водопроявления агрессивных пластовых вод в интервале 950-1840 метров и как следствие разжижение бурового раствора.

Разбухание  глин в интервале 1710-2335 м. и сужение ствола скважины.

 

Технико-технологическая  часть.

Типовая конструкция  скважины

Выбор конструкции скважины осуществляется исходя из решаемых ею задач, с учетом требований «Правил безопасности в  нефтяной и газовой промышленности»  от 01.09.98г.

Принимая  во внимание геологические особенности  разреза, а также проектируемый  комплекс исследований, предусматривается  следующая конструкция скважины:

- направление диаметром 324 мм спускается на глубину 40 м для крепления устья скважины и предотвращения размыва и осыпания современных образований. Цементируется до устья. Марка цемента ПЦТ1-50, удельный вес цементного раствора 1,80-1,83 г/см3;

- кондуктор диаметром 245 мм спускается до глубины 790 м по стволу. Башмак кондуктора устанавливается на 50 м ниже подошвы Люлинворской свиты. Кондуктор предназначен для перекрытия вышележащих неустойчивых пород верхней части Люлинворской свиты, изоляции зон реликтовой мерзлоты и пресноводных горизонтов Атлым-Новомихайловского комплекса. Глубина спуска кондуктора рассчитана из условия предотвращения разрыва горных пород после полного замещения бурового раствора в скважине пластовым флюидом и герметизации устья скважины. Цементируется раствором портландцемента марки ПЦТ1-50. Плотность тампонажного раствора 1,80-1,83 г/см3, цементируется до устья;

- эксплуатационная  колонна диаметром 146 мм спускается до глубины 3370 м по стволу. Назначение эксплуатационной колонны – крепление стенок скважины, разобщение проницаемых горизонтов и проведение опробования пластов в запроектированных интервалах. Высота подъёма цементного раствора - 330 м от устья скважины, исходя из условия подъёма цементного раствора на 100 м выше кровли Люлинворской свиты. Цементируется в две ступени. Первая ступень цементируется тампонажным цементом марки ПЦТ1-100, плотностью 1,83-1,85 г/см3. Устройство ступенчатого цементирования устанавливается на глубине 3070 м., исходя из расчёта установки муфты на расстоянии более 300 м от забоя. Вторая ступень цементируется облегчённым тампонажным цементом ПЦТ1-50, плотностью 1,5 г/см3.

Принимая  во внимание высокую вероятность  применения методов гидроразрыва пласта, во время освоения либо в процессе эксплуатации, внутренний диаметр всех элементов эксплуатационной колонны должен быть не менее 127 мм.

 

Профиль скважины

Участок

ai, м

hi, м

li, м

1. Вертикальный

0

40

40

2. Набор зенитного угла

101,5

360,3

379,1

3. Стабилизация

1162,9

1899,5

2227,2

4. Спад зенитного угла

284,4

662,3

723,2


Профиль скважины


Рис 2. Профиль скважины.

 

 

 

  1. Компрессорная станция. Рекомендации по расчету и выбору оборудования.

Проблема обеспечения  сжатым воздухом промышленного предприятия  не ограничивается только выбором одного компрессора. Для нормальной работы пневматических устройств, пневмооборудования и инструмента необходим сжатый воздух без посторонних примесей. Для решения этой задачи используются системы подготовки воздуха.

В данной статье мы рассмотрим вопросы построения компрессорных  станций в комплексе и представим рекомендации по выбору производительности компрессора, необходимого объема ресивера, фильтров и осушителей.

Компрессорная станция - это "цепочка" оборудования для производства, хранения и подготовки (осушки и очистки) сжатого воздуха в соответствии с требованиями технологического процесса.

Основными критериями, определяющими  комплектность компрессорной станции, являются:

  • максимальное рабочее давление;
  • чистота (качество) сжатого воздуха;
  • объемный расход воздуха.

Дополнительно следует обратить внимание на температуру воздуха  в помещении (компрессоры без  специальной подготовки работают при  температуре окружающего воздуха  от +5°С до +40 ...+45°С), на состояние пневмосистемы предприятия (на загрязненность трубопроводов, утечки), на запыленность помещения компрессорной, на предполагаемый режим работы оборудования (одно/двухсменный, круглосуточный и т.д).

Рассмотрим подробнее  каждый из критериев:

2.1 Максимальное рабочее давление.

Если исходить только из технических характеристик, то для  большинства промышленных предприятий  вполне бы мог подойти компрессор с Р max = 8 бар, т.к. значительная часть оборудования работает при давлении 6 бар. Но опыт говорит, что лучше вес же отдать предпочтение "10-ти "барнику". Основная причина в том, что по пути сжатого воздуха от компрессора до потребителей происходит падение давления. Чем длиннее магистраль и больше в ней местных сопротивлений (запорной арматуры, уголков, тройников, различных фитингов и т.п.), тем падение давления больше. Кроме того, если сравнить два участка трубопровода одинаковой длины с разными диаметрами, например, 1/2" и 3/4", то в "полудюймовой" трубе падение давления будет больше. Падение давления происходит и в оборудовании для осушки/очистки сжатого воздуха: при прохождении через осушитель на 0,2 бар и при прохождении каждого из фильтров на 0,1 - 0,15 бар, причем по мере загрязнения фильтрующего элемента эта величина будет увеличиваться.

2.2 Чистота (качество) сжатого воздуха.

Атмосферный воздух, всасываемый  компрессором, может содержать в 1 м3 до 180 млн частиц пыли, а содержание масла составляет 0,01 - 0,03 мг/м3. При сжатии, например, до 10 бар, концентрация загрязняющих веществ увеличивается в 11 раз, и в 1 м3 сжатого воздуха будет содержаться уже более 2 млрд частиц пыли. Загрязняющие вещества делят на твердые, жидкие и газообразные. К твердым загрязняющим компонентам относятся песок, пыль, частицы метала, ржавчины, угля, резины и и т п

Основными жидкими загрязнителями являются вода и масло. Из-за  естественной  влажности в воздухе всегда содержится определенное количество воды в парообразном и взвешенном состояниях. Смазочные масла, применяемые в компрессорах, также попадают в воздушный контур. При этом они могут находиться в следующих состояниях:

  • пар;
  • аэрозоль с размерами от 0,05 до 1 мкм;
  • дым с размерами от 0,2 до 0,8 мкм;
  • масляный туман с размерами от 1,2 до 1,4 мкм.

которая в процессе сжатия преобразуется в конденсат, объем которого в зависимости от производительности компрессора и режима его работы может достигать нескольких десятков литров в сутки.

Для обеспечения нормальной работы пневматических устройств необходимо удалить влагу из сжатого воздуха. Для решения этой задачи наиболее часто используются осушители рефрижераторного типа с температурой точки росы +3°С:

  1. Рефрижераторные осушители

Осушка охлаждением - наиболее широко применяемый в промышленности и наиболее экономичный тип осушки сжатого воздуха. Рефрижераторные  осушители используют принцип действия бытового холодильника. Поэтому такие  осушители называют ещё осушителями  холодильного типа.

В испарителе теплообменника происходит охлаждение сжатого воздуха хладагентом до температуры примерно +3°С. При этом температура сжатого воздуха опускается ниже точки насыщения, лишняя влага конденсируется и отводится. При процессе теплообмена использует фазовый переход жидкость-газ. Далее хладагент подается компрессором в охладитель, где происходит охлаждение и конденсация хладагента. Затем уже жидкий хладагент через капиллярную трубку подается на испаритель и т.д.

Слив конденсата осуществляется двумя  способами: по мере накопления с помощью  клапана поплавкового типа, либо через  определенные промежутки времени (по таймеру). Первый способ является более эффективным, т.к. не зависит от условий окружающей среды и влажности сжимаемого воздуха.

Рефрижераторные осушители  широко используются на многих производственных предприятиях, где они отлично  зарекомендовали себя как высокопроизводительные, надежные и вместе с тем экономичные  устройства. Также к существенным преимуществам рефрижераторных  осушителей являются их компактные размеры, удобство и простота эксплуатации, а также низкая потеря давления сжатого  воздуха.

Компания «Пневмо-Альянс» является официальным представителем мировых лидеров по производству компрессорного оборудования и систем подготовки сжатого воздуха — FRIULAIR, BOTTARINI, SCHNEIDER AIRSYSTEMS. Поставляемые нами осушители сертифицированы и соответствуют высочайшим мировым и российским стандартам качества.

адсорбционные осушители с температурой точки росы -20°С, -40°С и -70°С.

  1. Адсорбционные осушители

Сжатый воздух с максимально  низким содержанием паров воды используется в медицине, электронике, пищевой  промышленности.  С этой задачей справляются осушители адсорбционные. Они обеспечивают точку росы до -70 град.(Для эффективной осушки точка росы должна быть ниже темпера-туры сжатого воздуха). Это обеспечивает надежную, бесперебойную и эффективную работу на предприятиях, где важно получать сухой и чистый сжатый воздух.

В результате процесса осушки  расходуется активный материал(пары воды химически поглощаются адсорбентом). Как следствие, после каждого рабочего цикла необходимо восстанавливать свойства адсорбирующего материала. Для этого у адсорбционного осушителя имеются два контейнера — один для сушки, другой для ре-генерации. Таким образом, гарантируется постоянство точки росы и максимальная эффективность адсорбента в течение длительного времени в самых неблагоприятных условиях функционирования. Адсорбционные осушители могут применяться для наружных трубопроводов.

В зависимости от типа, в  адсорбционных осушителях используется различный активный материал и способ его регенерации. Восстановление может  быть осуществлено холодным(без нагрева), горячим и вакуумным методами.

Табл. 1. ISO 8573-1:1991. Классы частоты воздуха в зависимости  от максимального размера частиц и концентрации твердых загрязняющихся веществ

Класс

Максимальный размер частиц, мкм

Максимальная концентрация, (*)мг/м3

1

0,1

0,1

2

1,0

1,0

3

5

5

4

15

8

5

40

10


 

Табл. 2. ISO 8573-1:1991. Классы частоты воздуха в зависимости  от максимальной точки росы частиц и концентрации

Класс

Максимальная точка росы, *С

1

- 70

2

- 40

3

- 20

4

+ 3

5

+ 7

6

+ 10

7

Не установлено


 

Табл. 3. ISO 8573-1:1991. Классы частоты воздуха в зависимости  от максимального содержания масла

Класс

Максимальная концентрация (*) мгм/м3

1

0,01

2

0,1

3

1

4

5

5

25


3. Критерии выбора компрессора

Правильный выбор компрессора  подразумевает удачное соотношение  следующих параметров:

  • производительность;
  • максимальное рабочее давление;
  • объем ресивера;
  • рабочий цикл и ресурс.

Если ошибиться с какой-либо из характеристик, компрессор быстро выйдет из строя или будет использоваться неэффективно. Исходя из этих величин выбирается модель компрессора, его тип, стоимость, надежность, ремонтопригодность и др.

  1. Производительность

Производительность –  объемный расход воздуха.

Первым шагом при подборе  и расчете компрессорной системы  необходимо ориентироваться на производительность по нагнетанию. Большинство западноевропейских производителей указывают в качестве производительности геометрический объем воздуха, рассчитанный исходя из размеров и хода поршня (производительность по всасыванию), а не производительность, замеренная на выходе из компрессора (производительность по нагнетанию), но пересчитанная на условия всасывания, т. е. на давление и температуру во всасывающем патрубке цилиндра первой ступени.

Следующим шагом является определение предполагаемого потребления  СжВ.

Для этого вначале нужно  выяснить количество потребляемого  СжВ отдельными потребителями, просуммировать их и откорректировать в соответствии с рабочими условиями.

Необходимо учитывать  вероятность утечек, а также (где  это применимо) принимать во внимание фактор одновременности.

  1. Потребление СжВ пневмоинструментом

Практически на любом промышленном предприятии используется пневмоинструмент, на долю которого иногда приходится значительная часть общего потребления СжВ.

В таблице указан усредненный  расход СжВ для наиболее часто встречающихся видов пневмоинструмента. Обычным рабочим давлением пневматического инструмента является 6 бар, для которого и указаны расходы. Однако существуют некоторые модели, нуждающиеся и в большем давлении СжВ – в этом случае, при прочих равных условиях, увеличивается и расход СжВ.

Компрессорная станция. Рекомендации по расчету и выбору оборудования 📙 Курсовая → 🆔 106479

Компрессорная станция. Рекомендации по расчету и выбору оборудования 📙 Курсовая → 🆔 106479

Компрессорная станция. Рекомендации по расчету и выбору оборудования