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
σ=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
σz=268519/1,24х10-3=220МПа
5.Определяем тангенциальное напряжение в опасных сечения, по выражению:
σ=pgHmaxrвн/S-MT/F’ (3.43)
где S – толщина корпуса в опасном сечении;
S=0,009 м
M – коэффициент Пуассона;
M=0,28
σт=142 МПа
3.5.2.Прочностной расчет винтов страховочной муфты.
Расчет винтов на срез произведем по формуле:
τ≤[τ] (3.44)
где τ – напряжение среза действующее на винты страховочной муфты;
[τ] – допускаемое напряжение среза.
Допускаемое напряжение среза определяется по формуле:
[τ]=0,4σт
где σт – предел текучести материала винта, для стали 35 из которой
изготовлены винты
σт=360МПА.
[τ]=0,4х360=144МПа
Напряжение среза действующее на винты определяем по формуле
τ=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)
τ=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=[τ]/ τ (3.47)
где [τ] – допускаемое напряжение среза, [τ]=144 МПА
τ – напряжение среза действующее на винты страховочной муфьы,
τ=61,29 МПа
П=144/61,29=2,35
Полученный коэффициент заппса 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:
σ≤[σ] (3.48)
где σ – сопротивление при растяжении действующее в опасном сечении
полумуфты;
[σ] – допустимое сопротивление при растяжении.
Допустимое сопротивление при растяжении определяется из выражения
σ=0,3σт (3.49)
где σт – предел текучести материала для материала сталь 30 Л, из которого отлита полумуфта σт=240 МПа
[σ]=0.3х240=72 МПа
Определяем напряжение, получамемое давлением максимальной нагрузки на площадь по формуле:
σ=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
σ=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= [σ] /σ (3.51)
где [σ] – допускаемое сопротивление при растяжении;
[σ]=72 МПА
σ- сопротивление при растяжении действующее в опасном сечении
муфты;
σ=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;
-предотвращение 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
316 358
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=ΔР*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:
)