Оценка долговечности и усталостных характеристик канатного демпфера нефтегазового оборудования

Вакуров, Андрей Александрович Отделение нефтегазового дела (ОНД)
Бесплатно
В избранное
Работа доступна по лицензии Creative Commons:«Attribution» 4.0

В данной работе были рассмотрены существующие методы защиты нефтегазового оборудования от вибраций. Проведено исследование виброизоляции на примере канатного виброизолятора. Проведен анализ усталостных характеристик канатного виброизолятора при помощи программы ANSYS, на основе полученных ранее данных cделаны соответствующие выводы о долговечности виброизолятора.

Введение ……………………………………………………………………………………………………… 11
1. Основные сведения о вибрациях ………………………………………………………………. 13
1.1. Понятие о колебательном процессе …………………………………………………….. 13
1.2. Понятие вибрации и ее параметры ………………………………………………………. 20
1.3. Методы анализа вибрационного сигнала …………………………………………….. 23
1.4. Причины возникновения вибраций в оборудовании ……………………………. 27
1.5. Последствия вибраций………………………………………………………………………… 34
1.5.1. Влияние вибраций на оборудование ………………………………………………. 34
1.5.2. Влияние вибраций на человека ……………………………………………………… 36
2. Методы борьбы с вибрациями ………………………………………………………………….. 38
2.1. Виброизоляция …………………………………………………………………………………… 38
2.2. Виброгасители ……………………………………………………………………………………. 43
2.3. Демпферы…………………………………………………………………………………………… 47
3. Канатный виброизолятор …………………………………………………………………………. 49
4. Блочная насосная станция ………………………………………………………………………… 51
4.1. Виброизоляция блочной насосной станции …………………………………………. 54
5. Расчетная часть ………………………………………………………………………………………… 57
5.1. Определение напряженно-деформированного состояния канатного
виброизолятора от действия статических нагрузок ……………………………………. 57
5.2. Определение усталостных характеристик канатного виброизолятора ….. 73
6. Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение …… 76
SWOT-анализ ……………………………………………………………………………………………. 79
Определение трудоемкости выполнения работ ………………………………………….. 82
7. Социальная ответственность ……………………………………………………………………. 96
Заключение ……………………………………………………………………………………………….. 105
Список публикаций ……………………………………………………………………………………. 107
Список используемых источников ……………………………………………………………… 108
Приложение A …………………………………………………………………………………………… 112

На сегодняшний день в нефтегазовой отрасли важным является
повышение производительности и надежности оборудования без увеличения
затрат. Одним из способов повышения является увеличение межремонтных
периодов за счет снижения вредного воздействия от динамических нагрузок, к
которым относятся вибрации. Наличие вибраций приводит к более сильному
износу узлов оборудования, проявлению кавитации, а также ослаблению
резьбовых соединений насосных агрегатов, что может привести к
возникновению аварии.
К причинам возникновения вибраций можно отнести технологические
условия перекачки нефти, дисбаланс ротора, нарушение соосности валов или
износ подшипниковых узлов.
При превышении допустимого уровня вибраций, происходит
вынужденная остановка оборудования, что значительно снижает его
производительность и приводит к дополнительным расходам на его
обслуживание и ремонт.
На нефтеперекачивающих станциях для перекачки нефти в основном
используют центробежные односекционные или многосекционные насосные
агрегаты. Для повышения их производительности возникает задача улучшения
виброзащиты, а также других методов борьбы с вибрациями. К наиболее
распространенным методам можно отнести балансировку вращающихся частей
насосных агрегатов (роторов) и центровка валов роторов. Однако эти методы
полностью не исключают возможность возникновения вибраций, из-за чего
используют дополнительные способы такие как: установка виброгасителей и
демпферов, а также установка оборудования на виброизолирующие устройства.
Необходимость гашения вибраций может предусматриваться как на
стадии проектирования оборудования, так и при их возникновении в процессе
эксплуатации оборудования. Выбор способа гашения вибраций определяется
объектом защиты. После выбора способа по величине динамических нагрузок
подбираются устройства в зависимости от их характеристик.
Целью магистерской диссертации «Оценка долговечности и
усталостных характеристик канатного демпфера нефтегазового оборудования»
является анализ способов снижения вибраций, возникающих в насосном
агрегате, влияющих на параметры фундамента, на котором установлен данный
агрегат, и на работу технологической системы насосного цеха. Поставленная
цель предопределила постановку следующих задач:
1. Исследование механизма возникновения вибраций при перекачке
нефти и существующих способов снижения вибраций технологической
системы насоса.
2. Исследование виброизолятора канатного типа.
3. Анализ напряженно-деформированного состояния расчетной модели
предложенного виброизолятора при помощи ПК МКЭ ANSYS. Объектом
исследования является способ виброизоляции фундамента от технологической
системы насоса, в которой возникают динамические нагрузки.
4. Анализ усталостных характеристик виброизолятора.
1. Основные сведения о вибрациях
1.1. Понятие о колебательном процессе
Рассмотрим систему, состоящую из некоторого числа
взаимодействующих объектов. Для этой системы существует ряд параметров,
которые описывают ее состояние в течении времени, например, температура,
положение в пространстве, состав, скорость и другие. Обозначим один из
параметров через x . Представим, что изменение этого параметра при t  0, 

В ходе выполнения магистерской диссертации был рассмотрен
колебательный процесс, а также его частный случай – вибрации. Были
рассмотрены параметры вибраций, методы их анализа, причины их
возникновения и способы борьбы с ними, в частности с помощью гасителей,
демпферов и изоляции. Были выявлены достоинства и недостатки способов, и
предложен в качестве альтернативы канатный виброизолятор.
Была рассмотрена методика расчета виброизоляции насосных агрегатов
блочной насосной станции перекачки нефти. Разработаны модели
используемой резинометаллической опоры и предлагаемого в качестве замены
канатного виброизолятора в среде SolidWorks, схемы их нагружения от
действия статических и циклических нагрузок, проведен расчет и анализ
напряжено-деформированных состояний изоляторов с помонью программного
комплекса метода конечных элементов ANSYS, а также расчет и анализ
усталостных характеристик канатного виброизолятора. На основе
получившихся данных были сделаны выводы о надежности конструкции и
долговечности канатного виброизолятора.
В разделе «Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и
ресурсосбережение» проведён SWOT–анализ проекта, выявлены и обозначены
его слабые и сильные стороны, определены угрозы и возможности при
осуществлении проекта. Проведён расчёт затрат для научно–
исследовательского проекта, который составил 342364,08 рублей. А также
рассчитана экономия предприятия при установке канатных виброизоляторов на
насосные агрегаты.
В разделе «Социальная ответственность» был проведен анализ
возможный опасностей и угроз для человека и окружающей среды в процессе
проведения исследования? производства, монтажа, обслуживания или ремонта
канатных виброизоляторов. Были рассмотрены возможные чрезвычайные
ситуации, их последствия, выявлена наиболее вероятная и разработана схема
ликвидации последствий, а также рассмотрены правовые и организационные
вопросы обеспечения безопасности при работе в насосных станциях.
Список публикаций
1. Вакуров А. А. Оценка НДС внешнего движителя геохода от действия
статических нагрузок / А. А. Вакуров, А. В. Лушников; науч. рук. К. К.
Манабаев // Проблемы геологии и освоения недр: труды XX
Международного симпозиума имени академика М. А. Усова студентов и
молодых ученых, посвященного 120-летию со дня основания Томского
политехнического университета, Томск, 4-8 апреля 2016 г.: в 2 т. — Томск:
Изд-во ТПУ, 2016. — Т. 2. — [С. 827-829].
2. Вакуров А. А. Решение позиционных задач при разработке скребков для
внутренней очистки криволинейных участков нефтепроводов / А. А.
Вакуров; науч. рук. Г. П. Борисенко // Проблемы геологии и освоения недр:
труды XX Международного симпозиума имени академика М. А. Усова
студентов и молодых ученых, посвященного 120-летию со дня основания
Томского политехнического университета, Томск, 4-8 апреля 2016 г.: в 2 т. —
Томск: Изд-во ТПУ, 2016. — Т. 2. — [С. 829-831].
3. Вакуров А. А. Оценка НДС модели канатного демпфера от действия
статических нагрузок / А. А. Вакуров; науч. рук. К. К. Манабаев //
Современные проблемы машиностроения: сборник научных трудов XI
Международной научно-технической конференции, г. Томск, 4-6 декабря
2017 г. — Томск: Изд-во ТПУ, 2017. — [С. 96-102].
4. Вакуров А. А. Абсорбционная осушка природного газа и принцип расчета
абсорбера / А. А. Вакуров, А. П. Куренков; науч. рук. С. Н. Харламов //
Проблемы геологии и освоения недр: труды XXII Международного
симпозиума имени академика М. А. Усова студентов и молодых ученых,
посвященного 155-летию со дня рождения академика В.А. Обручева, 135-
летию со дня рождения академика М.А. Усова, основателей Сибирской
горно-геологической школы, и 110-летию первого выпуска горных
инженеров в Сибири, Томск, 2-7 апреля 2018 г.: в 2 т. — Томск: Изд-во ТПУ,
2018. — Т. 2. — [С. 654-656].

Заказать новую

Лучшие эксперты сервиса ждут твоего задания

от 5 000 ₽

Не подошла эта работа?
Закажи новую работу, сделанную по твоим требованиям

    Нажимая на кнопку, я соглашаюсь на обработку персональных данных и с правилами пользования Платформой

    Последние выполненные заказы

    Хочешь уникальную работу?

    Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!

    Дмитрий Л. КНЭУ 2015, Экономики и управления, выпускник
    4.8 (2878 отзывов)
    Занимаю 1 место в рейтинге исполнителей по категориям работ "Научные статьи" и "Эссе". Пишу дипломные работы и магистерские диссертации.
    Занимаю 1 место в рейтинге исполнителей по категориям работ "Научные статьи" и "Эссе". Пишу дипломные работы и магистерские диссертации.
    #Кандидатские #Магистерские
    5125 Выполненных работ
    AleksandrAvdiev Южный федеральный университет, 2010, преподаватель, канд...
    4.1 (20 отзывов)
    Пишу качественные выпускные квалификационные работы и магистерские диссертации. Опыт написания работ - более восьми лет. Всегда на связи.
    Пишу качественные выпускные квалификационные работы и магистерские диссертации. Опыт написания работ - более восьми лет. Всегда на связи.
    #Кандидатские #Магистерские
    28 Выполненных работ
    Татьяна Б.
    4.6 (92 отзыва)
    Добрый день, работаю в сфере написания студенческих работ более 7 лет. Всегда довожу своих студентов до защиты с хорошими и отличными баллами (дипломы, магистерские ди... Читать все
    Добрый день, работаю в сфере написания студенческих работ более 7 лет. Всегда довожу своих студентов до защиты с хорошими и отличными баллами (дипломы, магистерские диссертации, курсовые работы средний балл - 4,5). Всегда на связи!
    #Кандидатские #Магистерские
    138 Выполненных работ
    Екатерина С. кандидат наук, доцент
    4.6 (522 отзыва)
    Практически всегда онлайн, доработки делаю бесплатно. Дипломные работы и Магистерские диссертации сопровождаю до защиты.
    Практически всегда онлайн, доработки делаю бесплатно. Дипломные работы и Магистерские диссертации сопровождаю до защиты.
    #Кандидатские #Магистерские
    1077 Выполненных работ
    Евгения Р.
    5 (188 отзывов)
    Мой опыт в написании работ - 9 лет. Я специализируюсь на написании курсовых работ, ВКР и магистерских диссертаций, также пишу научные статьи, провожу исследования и со... Читать все
    Мой опыт в написании работ - 9 лет. Я специализируюсь на написании курсовых работ, ВКР и магистерских диссертаций, также пишу научные статьи, провожу исследования и создаю красивые презентации. Сопровождаю работы до сдачи, на связи 24/7 ?
    #Кандидатские #Магистерские
    359 Выполненных работ
    Виктор В. Смоленская государственная медицинская академия 1997, Леч...
    4.7 (46 отзывов)
    Имеют опыт грамотного написания диссертационных работ по медицине, а также отдельных ее частей (литературный обзор, цели и задачи исследования, материалы и методы, выв... Читать все
    Имеют опыт грамотного написания диссертационных работ по медицине, а также отдельных ее частей (литературный обзор, цели и задачи исследования, материалы и методы, выводы).Пишу статьи в РИНЦ, ВАК.Оформление патентов от идеи до регистрации.
    #Кандидатские #Магистерские
    100 Выполненных работ
    Татьяна С. кандидат наук
    4.9 (298 отзывов)
    Большой опыт работы. Кандидаты химических, биологических, технических, экономических, юридических, философских наук. Участие в НИОКР, Только актуальная литература (пос... Читать все
    Большой опыт работы. Кандидаты химических, биологических, технических, экономических, юридических, философских наук. Участие в НИОКР, Только актуальная литература (поставки напрямую с издательств), доступ к библиотеке диссертаций РГБ
    #Кандидатские #Магистерские
    551 Выполненная работа
    Александр О. Спб государственный университет 1972, мат - мех, преподав...
    4.9 (66 отзывов)
    Читаю лекции и веду занятия со студентами по матанализу, линейной алгебре и теории вероятностей. Защитил кандидатскую диссертацию по качественной теории дифференциальн... Читать все
    Читаю лекции и веду занятия со студентами по матанализу, линейной алгебре и теории вероятностей. Защитил кандидатскую диссертацию по качественной теории дифференциальных уравнений. Умею быстро и четко выполнять сложные вычислительные работ
    #Кандидатские #Магистерские
    117 Выполненных работ
    Екатерина Д.
    4.8 (37 отзывов)
    Более 5 лет помогаю в написании работ от простых учебных заданий и магистерских диссертаций до реальных бизнес-планов и проектов для открытия своего дела. Имею два об... Читать все
    Более 5 лет помогаю в написании работ от простых учебных заданий и магистерских диссертаций до реальных бизнес-планов и проектов для открытия своего дела. Имею два образования: экономист-менеджер и маркетолог. Буду рада помочь и Вам.
    #Кандидатские #Магистерские
    55 Выполненных работ

    Другие учебные работы по предмету

    Верификация Черкашинской свиты Приобского месторождения
    📅 2020 год
    🏢 Санкт-Петербургский государственный университет
    Повышение надежности эксплуатации резервуаров путем внедрения новых конструктивных решений
    📅 2019 год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)