Машины и оборудование для гидравлического испытания газонефтепроводов

 

П1=

(9)

где

q -  вместимость  ковша (табл. 3), м3;

Кн – коэффициент, учитывающий наполнение ковша грунтом, 1,0;

Кв – коэффициент использования во времени, 0,85;

Кр – коэффициент, учитывающий степень разрыхления грунта (табл 2);

L – длина  участка скрепирования, м;

v – скорость  движения груженого ковша, м3/ч;

t – время, необходимое для перемены движения  ковша, с.

    (10)

где t – продолжительность одного цикла скрепирования, с:

    (11)

Где 

v1 -  скорость движения груженого ковша, м/с;

v2 – скорость движения порожнего ковша, м/с;

tп – суммарная пауза при переключении хода скрепера, с.

Средняя производительность:

 

П=(П1+П2)/2=(238,3+165,55)/2=201,92 м3/ч         (12)

 

Время на разработку траншеи:

(13)

 

Т=

где

V – объем  земляных работ, м3

V=Sтраншеи*Lучастка=10,14*400=4056   (14)

Профиль траншеи будет трапециевидный с откосами 1:1, т.к. грунт обводненный. Ширина траншеи по дну принимается равной ширине ковша скрепера (табл. 3.2.1).

Принимаем 1ед. КСО 1001 с канатоемкостью лебедки 500 метров, так как по условию задания длина разрабатываемой траншеи составляет 400 метров, разработку возможно проводить в один этап.

 

4. Зависимость производительности  от переменного параметра Кн=0,75;0,8;0,85;0,9;0,95;1.

Производительность канатно-скреперной установки (в м3/ч) определяется по формуле:

 

П = ,                                            (3.8)

 

где q – вместимость ковша, м3;

Кн – коэффициент, учитывающий наполнение ковша грунтом

(Кн < 1);

Ки – коэффициент использования во времени (Ки = 0,8);

Кр – коэффициент, учитывающий степень разрыхления грунта,

(Кр = 1,2...1,45);

L – длина участка скреперования;

ν – скорость движения ковша, м/с;

t – время, необходимое для перемены направления ковша (зависит от конструкции установки и составляет в среднем от 15 до 40 с.).

 

П(Кн1=0,75)== 46,3м3/ч

 

П(Кн2=0,8)==49,4 м3/ч

 

П(Кн3=0,85)==52,5 м3/ч

 

П(Кн4=0,9)== 55,6м3/ч

 

П(Кн5=0,95)== 58,7м3/ч

 

П(Кн6=1)== 61,8м3/ч

 

Рис.4. Линейный график зависимости П(Кн)

 

Вывод: в ходе выполнения данной лабораторной работы было осуществлено ознакомление с  основными конструктивными элементами канатно-скреперных установок и произведен расчет их производительности с целью установления необходимых параметров КСУ.

Было рассчитано, что для разработки участка длиной 400 м достаточно 1 единицы техники при условии, что объем работ будет выполняться около 2.5 дней. Либо 3 единицы техники для выполнения объема работ за 1 рабочий день.

Эксплуатационная производительность КСУ 57,18 м3/ч. Производительность равна 201,92 м3/ч.

Также было определено, что при увеличении переменного параметра, прямо пропорционально увеличивается производительность канатно-скреперной установки (рис.4).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Реферат на тему:

«Машины и оборудование для гидравлического испытания газонефтепроводов»

 

Введение

 

Для гидравлического испытания магистральных трубопроводов применяются специальные машины: наполнительные и опрессовочные агрегаты. Наполнительные агрегаты служат для быстрой закачки воды в испытуемый участок трубопровода, опрессовочные — для подъема давления в заполненном водой участке трубопровода до величины, обеспечивающей испытание на прочность. Существуют также наполнительно-опрессовочные агрегаты, производящие наполнение и опрессовку трубопровода.

Наполнительные агрегаты должны обеспечивать высокие скорости наполнения водой трубопроводов, поэтому на них устанавливаются насосы центробежного типа, обладающие большой подачей при малом давлении. Опрессовочные агрегаты должны обеспечивать высокие давления при малой производительности, так как трубопровод уже заполнен водой. На опрессовочных агрегатах устанавливаются насосы поршневого  (плунжерного) типа.

Наполнительный агрегат состоит из двигателя, муфты сцепления и центробежного насоса. Между муфтой сцепления и центробежным насосом при необходимости устанавливается редуктор или коробка передач.

Основным отличием опрессовочного агрегата от наполнительного является установка на нем насоса поршневого (плунжерного) типа вместо насоса центробежного типа. Рассмотрим конструкцию широко применяемого насоса 9Т. Это двухпоршневой горизонтальный насос двойного действия. Его приводная часть размещена в корпусе-станине и включает приводной горизонтальный вал с глобоидным червяком, который находится в зацеплении с бронзовым венцом червячного колеса. Оно выполнено заодно с коренным двухколенным валом.

 

 

1. Наполнительные агрегаты

 

Рис.1 Наполнительные агрегаты

Наполнительные агрегаты предназначены для проведения гидравлических испытаний магистральных и промысловых трубопроводов.

 

При строительстве магистральных трубопроводов применяют агрегаты, создающие напор 2-4 МПа при производительности 70-1000 м3/ч. Испытание трубопроводов (в частности магистральных нефтепроводов) производятся с применением специальных диагностических комплексов, представляющих собой поршень с закрепленными на нем датчиками.

 

Рис.2 Установка поршня

 

Движение поршня в полости трубопровода обеспечивается давлением воды. Таким образом наполнительный агрегат должен обеспечить движение поршня со скоростью 1 -5 км/час. Исходя из диаметра трубопровода, способа промывки и производительности наполнительных агрегатов, их используют поодиночке или группами, в которых агрегаты подключаются параллельно (режим большой подачи) или последовательно (режим большого напора). Отраслевые стандарты рекомендуют к использованию ряд типовых наполнительных агрегатов.

 

 

 

 

К типовым агрегатам можно отнести следующие модели:

 

		Давление		Размеры: длина х
Модель	Производи-	нагнетания,		ширина х высота,
агрегата	тельность	МПа	Описание	мм, не более*
АН-301	300	2,4	Силовой капот-	5000х 1800х 2800
			контейнер. Базовый
АН-302	300	3		5000х 1800х 2800
			двигатель ЯМЗ/ТМЗ или
АН-303	300	3,6		5500х 1800х 2800
			зарубежный аналог
АН-501	450	1,7		5000х 1800х 2800
			(Doosan, Iveco). Базовый
			насос - многосекционный.
			В стандартный
			комплект поставки
			входит запорная
			арматура, манометры,
			всасывающая
АН-502	450	2,4	магистраль 4 метра.	5500х 1800х 2800

 

Анализ имеющегося на рынке оборудования позволяет выделить некоторые недостатки существующих наполнительных агрегатов.

 

К таким недостаткам относятся:

 

• применение устаревших моделей дизельных двигателей, не экономичных как по расходу топлива, так и масла

 

• использование в составе агрегатов узлов, не рассчитанных на нужные режимы работы (например в ряде агрегатов АН до сих пор применяются муфты, не позволяющие производить отключение насоса от работающего двигателя, или ненадежные радиаторы системы охлаждения)

 

• система охлаждения, не рассчитанная на тяжелые условия работы
• низкая эргономика системы управления

 

• отсутствие шумоглушителей,
• отсутствие виброопор;

• элементы системы управления (кнопки, переключатели, тумблеры) не рассчитаны на работу в условиях высокой вибрации и низких температур.

 

• и ряд других.

 

 

2. Опрессовка

Опрессовку применяют для систем газоснабжения, а также после укладки местных и магистральных трубопроводов. Некоторое оборудование, к примеру газовые баллоны, также подлежит обязательной периодической опрессовке.

 

Как вид испытания, опрессовка – имеет достаточно простую в проведении методику, однако, требует аккуратности и специализированного насосного оборудования.

 

Гидравлическая опрессовка проводится для испытания и проверки трубопроводов различного диаметра, резервуаров, сосудов, а также самых различных узлов и механизмов на прочность и герметичность под высоким давлением, которое создается тем или иным, специализированным устрйоством, путем накачивания жидкостью. Причем, в качестве закачиваемой жидкости может выступать вода или масло, а в качестве закачивающего устройства, как правило, выступает опрессовочный насос.

 

Опрессовка – это процесс, поэтому необходимо привести порядок его проведения:

По завершению сборки всей системы из труб её необходимо полностью заполнить жидкостью. Такое требование обусловлено тем, что у насосов для опрессовки, часто, небольшая подача, т.е. заполняя систему опрессовщиком, на это может уйти много времени и ручных сил. После заполнения системы жидкостью, к ней подключают уже, непосредственно, сам опрессовочный насос, которым и создается избыточное давление внутри системы. Величина такого давления, как правило, в два, а то и три раза превышает рабочее давление.

Рабочее давление – это давление в системе, под которым такая система будет функционировать после введения её в эксплуатацию.

 

Особенно важным является соблюдение границ предельного избыточного давления, посокльку, если переборщить с давлением, то можно разрушить абсолютно любую систему, подав слишком высокое для неё давление. В электрических опрессовщиках, как правило, встраивается механический ограничитель давления (например, перепускной клапан, регулируемый в ручном режиме путем поджатия). В то же время, максимальное давление ручного насоса для опрессовки, ограничивается самим мастером, который должен следить за ним по мере накачивания.

 

При достижении желаемого давления в системе, опрессовщик отключают, и следят только за стрелкой манометра. Система считается полностью герметичной и пригодной к эксплуатации, в случае, если она держит опрессовочное давление. В случае, если замкнутая система не выдержала проверку и давление упало, то место протечки необходимо найти и устранить (переделать), после чего испытание опрессовщиком ещё раз.

 

! Проводить  испытание избыточным давлением  необходимо используя именно  жидкость (т.е. проводить гидроиспытание). И хотя, сжатый воздух подать в систему гораздо проще, такое требование обуславливается физическими свойствами жидкостей – а именно несжимаемостью. Таким образом, если система окажется непрочной, и в результате гидроиспытания разрушится, то, в отличие от пневматических испытаний воздухом, не произойдёт взрыва, или сопутствующих разуршений, а место протечки, можно будет легко отследить.

 

Как можно было понять, процесс опрессовки неразрывно связан с такими устройствами, как опрессовщики.

 

Опрессовщик или опрессовочный насос – это специальный, профессиональный, строительный инструмент, который предназначается для проведения технических испытаний давлением систем, узлов и агрегатов.

 

Помимо основного своего назначения – испытания на прочность и герметичность различных инженерных систем, опрессовщики могут быть использованы как перекачивающие станции или как ручные насосы.

 

Опрессовочные насосы, в зависимости от типа привода, подразделяют на электрические и ручные.

 

-Ручные  опрессовщики. Положительными качествами таких насосов являются такие характеристики, как: дешевизна, малый вес для легкости в транспортировке, простота в работе. При всем при этом, ручные опрессовочные насосы имеют рабочее давление до 500 атмосфер, и, как правило, комплектуются баком, встроенным манометром, и шлангами высокого давления. Таким образом, за малые деньги, покупатель получает весь комплект оборудования, который необходим для опрессовки в одной коробке. Минусом ручного опрессовщика является, непосредственно, ручной привод, а также сравнительно низкая производительность (перекачивающая способность).