Модернизация спирального гидроциклона СГМ-ТПИ (стр. 6 из 6)

габаритные размеры верхнего хомута пластины: 346 х 40 х 3;

габаритные размеры нижнего хомута пластины: 326 х 40 х 3;

Пластины следует изогнуть в форме полуокружности, как показано на рис.9

радиус верхней пластины 45 мм. радиус нижней пластины 40 мм.

Рис.9 эскиз хомута.

Крепить хомут к буровому сданию предлагается болтами, как это показано на рис.10.

Рис.10. Способ крепления хомутов к

буровому сданию.

III.ЭСКИЗНЫЙ ПРОЕКТ

Цель курсового задания заключается в модернизации гидроциклонной установки СГМ-ТПИ, уменьшение его габаритных размеров, упрощение технологии изготовления и увеличения срока службы.

В гидроциклонную установку входят: малогабаритный спиральный гидроциклон СМГ-С; соеденительные шланги; 3 штуцера с различными по диаметру отверстиями; хомуты, для крепления гидроциклона к стене бурового здания, болты.

На Рис. 11. показан гидроциклон

СМГ-С в рабочем положении,

закреплённый на стенке бурового здания с помощью хомутов.

Рис. 11. Эскиз гидроциклонной установки СМГ-С.

Принцип работы гидроциклонной установки СМГ-С.

В процессе бурения скважины, по мере ее углубки и зашламовывания очистного агента, возникает необходимость в очистке промывочной жидкости, зашламованный глинистый раствор поднимаясь по затрубному пространству направляется через отводной патрубок превентора в гидроциклон, где проходит очистку седиментационным осаждением, чему способствует 3 различных штуцера. Очищенная жидкость из гидроциклона направляется в зумпф, откуда через фильтр всасывается патрубком бурового насоса, который направляет промывочную жидкость с постоянным давлением, через гибкий шланг и сальник-вертлюг, в скважину, далее цикл повторяется.

В комплект гидроциклонной установки СМГ-С входят три песковых штуцера с различными проходными отверстиями, для различных режимов отчистки бурового агента от зашламовывания. Отверстия в них выполняются в виде конуса в верхней части. Начальный диаметр конуса штуцера, должен быть равен конечному диаметру внутренного конуса гидроциклона.

Применение штуцеров зависит от зашламованности бурового агента и производительности бурового насоса. Так штуцер (Рис.12,а) используется при производительности насоса 200-220 л/мин, штуцер (Рис.12,б) используется при расходе 160 л/мин, штуцер (Рис.12,в) ставится при производительности насоса 100 л/мин. Для снижения износа штуцеры следует упрочнить при помощи химико-термического упрочнения (ХТО).

Для крепления хомутов к стенке бурового здания, выбираем болты марки СЧ12-28, отлитых из серого чугуна. Шаг резьбы – 2 мм; диаметр – 20 мм

Чтобы исключить различного рода вибрации в процессе работы гидроциклона, между хомутами и корпусом гидроциклона не должно быть зазоров. Поэтому, очевидно, что необходимо сделать расчет.

С помощью этого расчета мы определим, на сколько оборотов можно затянуть гайку.

Толщина стенки бурового здания

=100 мм.

Решение:

Допускаемое напряжение для болта

= 80 МПа, для пластины

= 60 МПа. Принимаем = 2*10⁵ МПа, = 0.7*10⁵ МПа [ 5,табл. 2.4, стр 70].

При затягивании гайки пластина будет сжиматься, а болт растягиваться. Применяя метод сечений и составляя уравнение равновесия для сил (рис. 14), получим

Таким образом задача статически не определима, так как неизвестных сил две, а статика для системы сил, направленных по одной прямой, дает лишь одно уравнение.

Для составления уравнения перемещений рассуждаем следующим образом: при завертывании гайки на

оборотов она переместится на . Так как вначале торец гайки касался шайбы, то это перемещение могло быть осуществлено за счет деформаций болта и пластины. Рис. 14

Предположим, что пластина абсолютно жесткая, тогда перемещение гайки равно удлинению болта. Если допустить, что пластина податливая, а болт абсолютно жесткий, то перемещение гайки равно сжатию пластины. Фактически обе детали податливы и при затягивании гайки деформируются. Следовательно, перемещение гайки равно сумме абсолютных значений удлинения болта и сжатия пластины.

или . (1)

Вычислим допускаемые силы для болта и пластины (для болта не учитываем влияние резьбы)

(2)

(3)

В качестве допускаемой должна быть принята меньшая сила

Вычисляем коэффициенты податливости болта и пластины:

(4)

(5)

Определяем допускаемое по условию прочности число оборотов гайки:

(6)

Заключение

Гидроциклон СМГ-С рекомендуется использовать в неосложненных геолого-технических условиях, он может быть рекомендован для использования в организациях занимающихся геологоразведочным бурением.

Данная установка будет находить оптимальное применение при бурении на твердые полезные ископаемые с применением промывки глинистым раствором.

По сравнению с гидроциклоном СГМ-ТПИ данная гидроциклонная установка обладает следующими преимуществами:

• простота конструкции, эксплуатации, регулировки, монтажа, высокий ресурс работы;

• высокая степень очистки промывочной жидкости – до 0.2%;

• незначительные потери промывочной жидкости через штуцеры;

• уменьшены габаритные размеры и металлоемкость конструкции;

Технические характеристики модернизированного гидроциклона СМГ-С по сравнению с гидроциклоном СГМ-ТПИ остались неизменными. С учётом упрочнения средний ресурс гидроциклона СМГ-С до списания приблизился к 2000 часов.

Список использованной литературы

1. Поваров А. И. Гидроциклоны на обогатительных фабриках. -М.: Недра, 1978. -267 с.

2. Мустафаев А. М., Гутман Б. М. Гидроциклоны в нефтедобывающей промышленности. -М.: Недра, 1971. -260 с.

3. Рябчиков С. Я., Дельва В. А., Чубик П. С. Руководство к лабораторным работам по буровым машинам и механизмам. – Томск: изд.ТПУ, 1994.-112 с.

4. Резниченко И. Н. Приготовление, обработка и очистка буровых растворов. -М.: Недра, 1982. -230 с.

5. Ицкович Г. М. Сопротивление материалов: Учеб. Для учащихся машиностроит. Техникумов. -7-е изд., испр. –М.: Высш. Шк., 1986. -352 с.: ил.

6. Бабаев С. Г. Надежность и долговечность бурового оборудования. –М.: Недра, 1984. -184 с.

7. Поваров А. И. Гидроциклоны. М.: Госгортехиздат, 1961. -267 с.

8. Лахтин Ю.М., Арзамасов Б.Н. Химико-термическая обработка металлов. – Учебное пособие для вузов. – М.: Металлургия, 1985. 256 с.