Электронно-лучевая сварка термоизолированной трубы
Цель работы – изучение структуры сварного шва и зоны термического влияния.
Объектом исследования является: процесс электронно-лучевой сварки в вакууме.
Предмет исследования – сварной шов, термоизолированной наружной (несущей) трубой с внутренней трубой (кожухом) полученного с помощью электронно-лучевой сварки в вакууме.
В процессе исследования проводились – измерения микротвердости образцов вдавливанием алмазных наконечников, проведен рентгенофазовый анализ.
В результате исследования разработана технология ЭЛС термоизолированной трубы, проведен анализ структуры сварных соединений и зоны термического влияния.
Введение……………………………………………………………………………….16
1. Обзор литературы…………………………………………………………………..18
1.1 Устройство Трубы лифтовой теплоизолированной…………………………….18
1.2 Обзор отечественных и зарубежных конструкций теплоизолированных
труб…………………..…………………………………………………………………20
1.3 Преимущества теплоизолированной внутрискважинной трубы………………27
1.4 Стали, применяемые для производства термолифтовых труб…………………28
1.5 Концентрированные потоки энергии……………………………………………29
1.6 Особенности электронно-лучевой сварки в вакууме…………………………..38
1.7 Постановка задачи………………………………………………………………..41
2. Материалы, оборудование и методы исследования…………………………….43
2.1 Материал лифтовых труб…………………………………………………………43
2.2 Оборудование для сварки…………………………………………………………44
2.2.1 Устройство вакуумной электронно-лучевой сварки и режимы сварки……..44
2.3 Анализ структуры сварных соединений…………………………………………45
3. Экспериментальная часть………………………………………………………….46
4. Финансовый менеджмент и ресурсоэффективность и ресурсосбережение……51
4.1 Планирование работ по электронно-лучевой сварке теплоизолированной
лифтовой трубы……………………………………………………………………….51
4.1.1 Анализ конкурентных технических решений…………………………………51
4.1.2 SWOT – анализ………………………………………………………………….52
4.1.3 Определение возможных альтернатив проведения научных исследований..56
4.1.4 Оценка готовности проекта к коммерциализации……………………………56
4.1.5. Методы коммерциализации результатов научно-технического
исследования……………..……………………………………………………………59
4.1.6 Разработка устава научно-технического проекта…………………………….60
4.1.7 Определение трудоемкости выполнения работ………………………………63
4.1.8 Разработка графика проведения проекта………………………………………64
4.2 Обоснование необходимых инвестиций для разработки и внедрения ИР……69
4.2.1 Бюджет затрат на проектирование…………………………………………….69
4.2.2 Расчет материальных затрат проекта………………………………………….69
4.2.3 Основная заработная плата и дополнительная заработная плата
исполнителей проекта………………………………………….……………………..70
4.2.4 Отчисления в социальные нужды………………………………………………72
4.2.5 Накладные расходы……………………………………………………………..73
4.2.6 Формирование бюджета затрат проекта………………………………………74
4.3 Определение ресурсной, финансовой, бюджетной, социальной и
экономической эффективности исследования…………………….………………..75
5. Социальная ответственность………………………………………………..……..78
5.1 Введение……………………………………………………………………………78
5.2 Производственная безопасность…………………………………………………79
5.2.1 Вредные факторы……………………………………………………………….80
5.2.1.1 Производственный шум………………………………………………………80
5.2.1.2 Ультрафиолетовое излучение (УФИ)…….………………………………….83
5.2.1.3 Освещение рабочей зоны……….…………………………………………….84
5.2.1.3 Запыленность и загазованность воздуха рабочей зоны…….………………90
5.2.2 Опасные факторы……………………………………………………………….91
5.2.2.1 Защита от поражения электрическим током………………………………..91
5.2.2.3 Пожарная опасность…………………………………………………………..94
5.3 Экологическая безопасность……………………………………………………..97
5.4 Безопасность в чрезвычайных ситуациях……………………………………….98
Заключение…………………………………………………………………………..101
Список использованных источников………………………………………………103
Приложение А (справочное)………………………………………………………..105
Перспективы развития газового комплекса России связаны с разработкой
крупнейших газоконденсатных и нефтегазоконденсатных месторождений
полуострова Ямал (Бованенковское, Харасавэйское, Новопортовское и др.), в
геологическом разрезе которых распространены многолетнемерзлые породы
(ММП). Эксплуатация скважин в сложных геокриологических условиях часто
сопровождается протаиванием и разрушением мерзлых пород в околоствольном
пространстве скважин, обвалами грунта на устье скважин, смятием обсадных
колонн и перекосом фонтанных арматур, возникновением затрубных и
межтрубных газопроявлений, образованием газогидратных пробок и т.д. Все это
приводит к увеличению эксплуатационных расходов на ремонт и обслуживание
скважин. Актуальными являются вопросы обеспечения термоизоляции обсадных и
лифтовых колонн для эффективной надежной эксплуатации скважин на
месторождениях, находящихся в районах залегания ММП.
Применение в конструкции скважин северных месторождений
теплоизолированных обсадных и лифтовых труб (ТЛТ) позволяет замедлить
оттаивание мерзлоты, образование гидратов и парафиновых отложений в
скважинах, сократить расстояния между устьями теплоизолированных скважин в
кустах, уменьшить температурные потери в термальных и нагнетательных
скважинах, увеличить межремонтный период скважин. В настоящее время
широкое распространение получило использование ТЛТ при закачке пара в
скважину для повышения коэффициента нефтеотдачи на месторождениях с
высоковязкой нефтью, а также при добыче используемых для отопления
геотермальных вод.[1]
Теплоизолированная труба состоит из двух труб, установленных одна
внутри другой. Наружная (несущая) труба и внутренняя труба (кожух) соединены
методом РД сварки и создают конструкцию с герметичным межтрубным
пространством. Межтрубное пространство заполнено многослойной изоляцией и
завакуумировано – давление не более 8·10-2 Па. В ТЛТ применена новая
инновационная технология сохранения вакуума в течение длительного срока
эксплуатации – применение специальных газопоглотителей (так называемых
геттеров), которые вбирают в себя остаточные газы после вакуумирования и газы,
выделяющиеся из металла труб в процессе эксплуатации – в основном это
свободный водород. Гарантированный расчетный период сохранения заданного
исходного значения вакуума – 30 лет [2].
Поскольку объем производства данных труб постоянно растет возникает
задача применения более эффективного способа сварки, чем РДС. Кроме того
новый способ сварки должен основываться на непосредственном отсутствии
человека в технологическом процессе. В данном контексте наиболее подходящим
способом сварки могут выступать концентрированные потоки энергии. Поскольку
в производстве ТЛТ на предприятии ООО «НПФ Кубаньнефтемаш» уже
используется электронно-лучевая сварка пробки с трубой [ТМ 2018 №6],
целесообразно расширить ее применение и на сварные узлы наружной трубы с
внутренней.
Цель данной работы заключается в изучении структуры сварного шва и
зоны термического влияния термоизолированной наружной (несущей) трубой с
внутренней трубой (кожухом) полученного с помощью электронно-лучевой сварки
в вакууме.
Для достижения поставленной цели в работе необходимо решить
следующие задачи.
1. Провести электронно-лучевую сварку термоизолированной наружной
(несущей) трубой с внутренней трубой (кожухом).
2. Вырезать образцы сварных соединений, приготовить шлифы,
подобрать травитель для выявления структуры и осуществить анализ
микроструктуры сварных соединений.
3. Провести замер микротвердости (HV) по ГОСТ 9450-76 «Измерение
микротвердости вдавливанием алмазных наконечников» на приборе ПМТ-3
сварных соединений.
4. Сделать анализ полученных результатов
5. Дать рекомендации о возможности использования ЭЛС
термоизолированной наружной (несущей) трубой с внутренней трубой (кожухом)
в условиях ООО «НПФ Кубаньнефтемаш».
1 Обзор литературы
Хочешь уникальную работу?
Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!
5 (154 отзыва)
4.8 (37 отзывов)
4.9 (522 отзыва)
4.8 (13 отзывов)
5 (8 отзывов)
4.9 (343 отзыва)
4.8 (1033 отзыва)
4.2 (25 отзывов)
4.9 (5 отзывов)
