Конструкцію насосу У8–6МА2 передбачено одним запобіжним клапаном діафрагменного типу. При роботі насосу з втулками діаметром Ш130 мм максимальний тиск на виході становить 25 МПа, найбільша об’ємна подача 71 м3/год.

Діаметр отвору клапана

dотв. = 18,4 мм [ 1 ]

Згідно ГОСТ 12–2–065–82 “Посудини, що працюють під тиском. Клапани запобіжні. Вимоги безпеки”, пропускну здатність запобіжного клапана в кг/год. потрібно розраховувати за формулою:

G = 5,03 б2 F v ( P1-P2) S2 (5.1)

де G - пропускна здатність клапана, кг / год.;

Р1 – Р2 = 25 МПа; Р2 – 0; [ 1 ]

S2 - густина рідини перед клапаном кг/м3;

S2 = 1700 кг/м3; [ 2 ]

F – площа поперечного перерізу клапану, рівна найменшій площі перерізу в проточній частині, мм;

б2 - коефіцієнт витрати відповідної площі;

б2 = 0,5 – 0,7 [ 1 ]. Приймаємо = 0,7.

Площа перерізу клапана

265,87 мм2

Пропускна здатність клапана:

G = 5,03 * 0,7 * 265,8 * v (25 – 0) * 1700 = 192936,1 кг/год

Масова подача для втулок Ш130 мм складає:

М = Qпос. * S2 = 71 * 1700 = 120700 кг/год

пропускна здатність запобіжного клапану G перевищує масову подачу насосу М в К = G / М = 192936,1 / 120700 = 1,51,

що відповідає вимогам безпеки.

Розрахунок запобіжного клапану на зріз

Напруження зрізу діафрагми визначається за формулою:

фзр. = d*P / U*S ? [фзр.], (7.2)

де d = діаметр отвору кільця, м, d = 0,0184 м;

Р – граничний тиск спрацювання клапану, МПа, Р = 25 + 0,5 = 25,5 МПа;

S – товщина діафрагми, м, S = 0,5 *10-3 м;

[фзр.] – допустима границя міцності на зріз діафрагми, [фзр.] = 230 МПа;

фзр = 0,0184 * 25,5 * 106 / 4 * 0,5 8 10-3 = 234 МПа > 230 МПа;

Це означає, що клапан спрацює при перевищенні тиску на 0,5 МПа від максимального робочого.

8. Економічна частина.

В останні роки в практиці буріння все більше використовуються трипоршневі насоси односторонньої дії, але за браком коштів для оновлення парку бурових насосів, для глибокого експлуатаційного і розвідувального буріння також широко використовують двопоршневі бурові насоси двосторонньої дії.

До швидкозношувальних вузлів і деталей таких насосів належать: циліндро-поршнева пара, клапанна група, ущільнення штока, ущільнення циліндрових втулок і клапанних кришок.

Основним робочим органом гідравлічної частини насосу є циліндро-поршнева пара (Ц.П.П.). Тому модернізація Ц.П.П. двопоршневих насосів двосторонньої дії являється актуальним завданням.

Дослідженнями вітчизняних і закордонних вчених доведено, що найбільш раціональним варіантом для двопоршневих насосів двосторонньої дії являється збірна конструкція поршня. Ресурс роботи таких поршнів порівняно з базовою конструкцією вищий в середньому у 2,2 рази, а вартість його по відношенню до базової конструкції майже однакова.

8.1. Розрахунок економічного ефекту від впровадження поршнів збірної конструкції.

Коефіцієнт використання бурового насосу:

Км = 0,44; Кк = 0,95.

Насос введено в експлуатацію 01.06.97 р., до 01.06.00 р. він відпрацював 34 місяці.

В годинах 720 * 34 = 24480 год.

Тмашинне = 2448 * Км * Кк = 24480 * 0,44 * 0,95 = 10232,64 маш.год.

Ми отримали час машинного напрацювання за цей період часу.

Таб.8.1. Структура ремонтного циклу насосу.

Назва

обладнання | Структура ремонтного циклу | Тривалість

маш.год. | Нормальний строк служби | Простій в кап. ремонті | Трудомісткість слюс. склад.

роб.

Рем. циклу | Міжрем. період | кап. рем, год. | Пот. рем, год.

Насос буровий У8-6МА2 |

К-9П-К |

6000 |

600 |

7,23 |

33 |

250 |

70

Визначаємо кількість капітальних ремонтів до 01.06.00 р.:

Пк = Тмаш / Тцмаш = 10232,64 / 6000 = 1,7.

Визначаємо тривалість ремонтного циклу в календарному часі:

Тцкал = 6000 / 720 * 0,44 * 0,951 = 19,9 міс.

8.2. Розрахунок оптової ціни поршня.

Визначаємо вартість матеріалів з врахуванням транспортно - заготівельних робіт:

Sn = Sм + Sтр (8.1)

де Sтр – затрата транспортно – заготівельних , грн.;

Sм – вартість матеріалів, грн.;

Sм = У Nм * Цм - У Nв * Цв (8.2)

де Nм – норма витрат матеріалу, грн.;

Цм – ціна за 1 кг матеріалу , грн.;

Nв - маса зворотніх відходів, кг;

Nв – ціна за 1 кг зворотніх відходів, грн.;

Для виготовлення поршня необхідно:

Nм = Цч + Цпл.від. (8.3)

де Nм – норма витрат матеріалу на виготовлення поршня, кг;

Цч – конструктивна маса, кг;

Цпл.від. – планова маса відходів, кг;

Поршень виготовляють з матеріалу Сталь 20 ГОСТ 1050-90

Nм = 4,8 + 0,6 = 5,4 кг

Зворотні відходи для прокату чорних металів становлять 15%

Nв = 5,4 * 0,15 = 0,81 кг

Ціни сталі і зворотніх відходів

Цм = 0,72 грн/кг;

Цв = 0,15 грн/кг;

Sп = 54 * 0,72 – 0,81 * 0,15 = 3,76 грн.;

Напівфабрикати при виготовленні поршня є: гумові манжети, пластмасові кільця і розрізні пружинні кільця. Їх закуповують(стандартні).

Цнапівф. = 8 грн.;

З врахуванням транспортно – заготівельних робіт (5%)

Цтр.напівф. = 1,05 * Цнапівф.;

Цтр.напівф. = 1,05 * 8 = 8,4 грн.;

Враховуючи транспортні витрати, затрати на основні матеріали (5%),

Sпт = 1,05 * Sп;

Sпт = 1,05 * 3,76 = 3,95 грн.;

Для виготовлення поршня і його складання необхідно затратити 20 люд./год. з середньою тарифною ставкою IV розряду (1,38 грн.).

При погодинній формі оплати:

Lпо =У Ті * lі; (8.4)

де У Ті - загальна трудоємність виготовлення пристрою, люд./год.;

lі – тарифна ставка, грн.;

Lпо = 20 * 1,38 = 27,6 грн..

Відрахування на соціальне страхування складає 37,5 % від заробітної плати з нарахування на відпустки.

Врахуємо, що 10% йдуть на відпустки:

Lпов = Lпо