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油田生产管线带压堵漏机设计

作者:admin来源:中国石油物资网 日期:2015-8-7 8:46:01 人气: 标签:

  实例分析与经验交流零部件设计47油田生产管线带压堵漏机设计崔学政陈义保肖文生雷毅母育泸李中华鲁章成21.石油大学华东,山东东营257062;2.中原油田带压堵漏机的设计研究以及试制试用情况。

  1概述油田生产管线通常输送油气水介质或者的混合流体不管是铺设在地面上的管线,还是埋入地下的管线都存在着管线腐蚀问,特别是当流体内存在腐蚀性介质的老油田,管线的穿孔问越来越严重。以往油田生产部门所采取的措施通常是卸去穿孔处管线压力即停产,清理穿孔源,在泄漏处包扎对空心对称部分的油管俗称打卡子,然后用钢丝缠紧或用螺栓拧紧,穿孔严重时须更换新管段,这样的堵漏措施主要缺点为堵漏操作时须停产,这将严重影响油田生产;其次为手工操作,工期较长,自动化程度差。为实现带压即不停产堵漏包括其它行业的管线或设备的带压堵漏问,科研人员进行了深入的探索与研究,已经实施了多种带压堵漏方法,其中用于油田生产管线压堵漏法等等。我校与中原油田也开展了这方面2总体设计带压堵漏机的总体设计思路是采用电力驱动以减轻工人劳动强度,同时设备还要附带手动机构。对于埋入地下的油田生产管线,进行带压堵漏操作时,穿1源处的管线有时会浸入油水中,因此带压堵漏机必须采用全封闭密封结构,所有开孔及联接处必须密封良好。考虑现场使用条件,设备长期工作,如果密封失效,油水会进入设备内部,影响电机工作,该装置必须能自动检测漏水并报警。堵漏操作时,为安全起,需遥控电机运行。

  带压堵漏机整机由两部分组成机械传动系统及电气控制系统。机械传动系统由堵漏片压紧系统及整机摆动系统组成,分别由两个微型交流电机单独驱动。

  压紧系统实现堵漏片的径向压紧密封,摆动系统实现整机机箱沿管线圆周方向的位置调整,压紧系统及摆动系统的大部分零部件置于机箱内,1为带压堵漏机的机械传动意。电气控制系统由两部分组成电机控制部分及机箱内漏水自动报警系统。

  1.生产管线2.扇形齿轮3.行星齿轮4.链传动5.电机6.蜗杆传动7.电机8.螺旋传动9.堵漏片10.机箱3压紧系统设计杆转动,从而实现螺母8径向推进堵漏片9压向管线。

  螺旋传动升角小于摩擦角,以保证反向自锁。

  取螺母径向移动速度为v=lmms,螺矩根据油田现场要求,设计穿孔源最大堵漏尺寸为5f=20mmX20mm,设计最大堵漏管线外径为Z管线外径相等。设计管线内流体最大压强户2贼,下面根据流体力学原理计算作用在堵漏片上的最大工作压力。

  收稿日期20000孓08;修订巨期200,003 48零部件设计实例分析与经验交流机械设计2000年10月0胡忆沩。注剂式带压密封技术灿。机械工业出版社,1998.

  王训钜。带压堵漏技术姑。中国石化出版社,1992.

  陈普信。种带压堵漏打卡器1.石油矿场机械,19963.

  设计蜗杆传动升角入也同样小于其摩擦角9,以阳正摆动装置停在任意位置而不会翻转。

  5电气控制系统设计电气控制系统分为两部分机箱内漏水自动报警系统及电机控制系统其详细设计内容从略。自行设计的湿度传感器是漏水报警系统的核心,当机箱内有水或湿度较大时。传感器将倍号送给报警电路系统,ff灯亮起并发出蜂鸣声,控制电路自动切断堵漏机电源。电机拧制系统可分别拧制两个交流微型电机实现坊漏片的祁进或回退以及机箱的两个方向的转动61州1型带压堵漏机技术特点与操怍,81型带压堵漏机采用全封闭结构,可适用于恶劣的气候与工况,驱动装置可用电动,也可用手4两种方式无需转换装置。该堵漏机具有良好的自锁系统,摆动装置不会自行翻转,压紧系统不会自行松退,以确保该系统的可靠安乍。

  该坫漏机配备多种堵漏。可对+同管抒的荇线进行堵漏。堵漏片与推进螺母的联接采用球面接触,可使站漏片勹泄漏管线的接触实现门我调整堵制片其内面粘贴炭素纤维作为密封材料。

  堵浞片上的似大流体工作压力是发卞作±者漏片与管线贴合但还未停止泄漏时,此时压力由两部分组成流体介质通过穿孔源面积山直接作用在堵漏片上的工作吒力及流体介质穿过坫制片与管线形成的方环甩1片状,缝面枳2从边缘泄出所形成的卡力02.作用在山上的流体压强就是管线内流体压强户,而作用在2上的流体则认为是层流分布,从内边缘到外边缘。压强均匀降低,内边缘压强为心外边缘压强降为零。根据流体力学原3里作用在堵漏片上的流体压力应为其压强与有效面积也的乘积,有效面积是流体与堵漏片接触面积的投影面积,因此得考虑堵漏片尺寸比管线尺寸小得多,可近似认为将各参数代入式1及式2得堵漏片总工作压力为2=01+02=68,1根据总工作压力2及螺杆转考虑各级传动效本及传动比后选择机功率及转速分别为25界及140,1.1.由于堵漏片压紧后,电机堵转,其堵转功率大于电机额定功率,因此各传动零件应按电机堵转功率设计,4摆动系统设计电机通过两付尚轮减速驱动蜗杆蜗轮传动,蜗轮轴将运动动力分流后从两端经链传动4分别咖动其汉型行星轮系,从而带动整机摆动。设机箱10摆动速度为〃=21氏整机摆动部分重量304.下面计算型行星轮系中行星轮转速3及机箱转,的传动关系,应注意机箱内屯机的额定转速及由此转速求出的各传动零件的转速皆为相对于机箱的转速。

  设扇形齿轮2补齐后的齿数为22,行星齿轮3的齿数为23,取=523,由行星轮系传动比计算方法得行星轮3相对机箱的转速为根据式门彡及考虑各级传动比和传动效率后,选择电机功率及转速分别为180你及280017陈立周。工程稳健设计。机械设计,1998,74.

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