Техническое диагностирование машин и оборудования нефтяных и газовых промыслов на примере компрессора КТ-6

Федеральное государственное автономное

образовательное учреждение

высшего профессионального  образования

«СИБИРСКИЙ  ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

 

Институт  Нефти и Газа

 

Машины и  оборудование нефтяных и газовых  промыслов

 

 

 

 

 

 

КУРСОВАЯ  РАБОТА

 

Техническое диагностирование машин и оборудования

нефтяных  и газовых промыслов на примере компрессора КТ-6

 

 

 

 

 

 

 

 Руководитель                    доцент кафедры МОНГП, к.т.н.             В.Н. Конов

                       подпись, дата             должность, ученая степень                                  инициалы, фамилия

 Студент        НГ09-04              080904476                                   А.А. Аксютович

                              номер группы        номер зачетной книжки         подпись, дата               инициалы, фамилия

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Красноярск 2013

Оглавление

Введение 3

1. Основы диагностики технических систем 4

1.1 Общие сведения 4

1. 2 Методы неразрушающего контроля 5

1.3 Принципы повышения надежности 7

1.4 Правила надежности 8

2. Объект диагностирования – компрессор КТ-6 10

2.1. Компрессор, его назначение и классификация 10

2.2. Устройство и принцип действия поршневых компрессоров 12

2.3. Классификация поршневых компрессоров 14

2.4. Области применения компрессоров в нефтегазовой отрасли 15

2.5. Компрессор КТ-6 16

2.6. Основные методы диагностирования компрессоров 18

2.7 Метод вибродиагностики поршневых компрессоров 19

2.7.1 Общие сведения 19

2.7.2 Синхронная многоканальная регистрация информации 19

2.7.3 Диапазон регистрируемых частот 20

2.7.4 Учет фазовых диаграмм работы оборудования 21

2.7.5 Длительность непрерывной регистрации вибросигналов 22

2.7.6 Перечень дефектов, диагностируемых при помощи виброанализаторов 23

2.7.7 Алгоритмы и программы для диагностики поршневых машин 25

2.7.8 Приборы для проведения диагностики поршневых машин 27

3. Методы и средства диагностирования 28

3.1. Основные понятия 28

3.2. Техническая диагностика и прогнозирование 30

3.3 Причины отказов и повреждений нефтегазового оборудования. 31

Понятие «дефект» 31

3.3. Классификация видов информации, получаемой при техническом диагностировании 35

3.4. Основные способы и средства технического диагностирования 36

Заключение 38

Список использованных источников 40

 

 

 

 

Введение

Современный этап развития экономики  России характеризуется возрастанием роли нефтегазовой отрасли и соответственно объемов добычи и реализации ее продукции. Важнейшими направлениями повышение эффективности производственных процессов отрасли являются:

1. обновление действующего парка основных и вспомогательных машин и оборудования, позволяющее внедрить прогрессивные технологии бурения и эксплуатации скважин;
2. поддержание в исправном и работоспособном состоянии используемой техники на основе применения передовых методов организации технического обслуживания и ремонтно-восстановительных работ;
3. подготовка инженерно-технических и рабочих кадров высокого профессионального уровня для буровых и нефтегазовых предприятий.

Эксплуатация наземного и подземного скважинного нефтегазопромы- слового оборудования выдвигает повышенные требования к его надежности, поскольку отказы техники всегда чреваты большими экономическими потерями и экологическими последствиями, наносящими непоправимый вред окружающем среде. Поддержание высокого уровня показателей надежности бурового и нефтегазового оборудования обеспечивается организацией системы контроля его технического состояния - технической диагностикой на стадиях изготовления, эксплуатации и ремонта.

Расширение роли технической диагностики  обусловило ее выделение в самостоятельную  область научных и практических знаний, разработку методов, технологических процессов и средств диагностирования.

Целью данной курсовой работы является закрепление  и углубление знаний по технической  диагностике нефтегазового оборудования, в частности компрессора КТ-6.

1. Основы  диагностики технических систем

1. Общие сведения

 

Техническая диагностика — область знаний, включающая в себя сведения о методах  и средствах оценки технического состояния машин, механизмов, оборудования, конструкций и других технических  объектов.

Техническая диагностика является составной  частью технического обслуживания. Основной задачей технического диагностирования является сокращение затрат на техническое  обслуживание объектов, и на уменьшение потерь от простоя в результате отказов.

Диагностирование  технических объектов включает в  себя следующие функции:

• оценка технического состояния объекта;
• обнаружение и определение места локализации неисправностей;
• прогнозирование остаточного ресурса объекта;
• мониторинг технического состояния объекта.

Различают прямые и косвенные диагностические  параметры. Первые непосредственно  характеризуют состояние объекта, а вторые связаны с прямыми  параметрами функциональной зависимостью.

В зависимости  от технических средств и диагностических  параметров, которые используют при  проведении диагностирования, можно  составить следующий неполный список методов диагностирования:

• органолептические методы диагностирования, которые основаны на использовании органов чувств человека (осмотр, ослушивание);
• вибрационные методы диагностирования, которые основаны на анализе параметров вибраций технических объектов;
• акустические методы диагностирования, основанные на анализе параметров звуковых волн, генерируемых техническими объектами и их составными частями;
• тепловые методы; сюда же относятся методы диагностирования, основанные на использовании тепловизоров;
• специфические методы для каждой из областей техники (например, при диагностировании гидропривода широко применяется статопараметрический метод, основанный на анализе задросселированного потока жидкости; в электротехнике применяют методы, основанные на анализе параметров электрических сигналов, и т. д.).

При проведении технического диагностирования выделяют две основные проблемы:

• вероятность пропуска неисправности;
• вероятность «ложной тревоги», то есть вероятность ложного сигнала о наличии неисправности.

Чем выше вероятность «ложной тревоги», тем  меньше вероятность пропуска неисправности, и наоборот. Задача технической диагностики  состоит в нахождении «золотой середины»  между этими двумя проблемами.

1. 2 Методы неразрушающего контроля

Неразрушающий контроль (НК) — контроль надежности и основных рабочих свойств и  параметров объекта или отдельных  его элементов/узлов, не требующий  выведение объекта из работы либо его демонтажа.

Основными методами неразрушающего контроля являются:

• магнитный;
• визуальный;
• электрический;
• вихретоковый;
• акустический (УЗК, УЗД);
• радиационный;
• тепловой;
• радиоволновой;
• оптический;
• проникающими веществами.

Неразрушающий контроль (англ. Nondestructive testing (NDT)) также называется оценкой надёжности неразрушающими методами (англ. nondestructive evaluation (NDE)) или проверкой без разрушения изделия (англ. nondestructive inspection (NDI)). НК особенно важен при создании и эксплуатации жизненно важных изделий, компонентов и конструкций. Для выявления различных изъянов, таких как разъедание, ржавление, растрескивание.

Существует  также и понятие разрушающего контроля. Например, точно измерить прочность на разрыв какого-то объекта  можно только путём приложения разрушающей  нагрузки, после чего объект уже  не будет пригоден к использованию. Такой контроль обычно применяют  только к нескольким объектам из партии, чтобы определить отсутствие в партии нарушения технологий, влияющих на проверяемые параметры. Такой контроль весьма экономически затратен. К разрушающему контролю можно отнести краш-тесты автомобилей.

Основное  применение в промышленности находят  методы: магнитопорошковый, ультразвуковой эхо метод, также многие другие методы.

Частое  применение акустического контроля обусловлено следующими достоинствами: возможность контроля внутренних дефектов, относительная простота аппаратуры, широкий спектр материалов пригодных  для контроля.

Магнитные методы контроля, а также вихревые, электрические позволяют вести  контроль лишь металлов на поверхности  и в предповерхностном слое.

     1.3 Принципы повышения надежности

 

  Повышение надежности функционирования технической системы всегда было и остается актуальной, но трудноразрешимой проблемой. Наиболее распространенным способом уменьшения отказов является введение структурной избыточности в систему. Для этого, например, дублируют наиболее ответственные элементы схемы. В большой системе такой путь повышения надежности не всегда приемлем вследствие дороговизны элементов или невозможности их размещения.

Принципиально другой путь повышения надежности системы  заключается в том, что в нее  вводится не структурная, а энергетическая избыточность. Такой путь называется методом «джит-надежности» (англ. «JIT-reliability») или JIT — «Точно в срок»). Принцип «Точно в срок» является основополагающим в логистике, бережливом производстве, системе по управлению качеством, программировании.

Действие  принципа джит-надежности можно показать на примере электрической релейной схемы. Традиционно для снижения вероятности отказа схемы устанавливаются параллельно реле. По принципу джит-надежности на входе питания схемы повышается напряжение, последовательно устанавливается гасящий резистор. При отказе работы какого-либо контакта на нём мгновенно, по закону Ома, возрастает напряжение, с учетом резервной мощности. Работа схемы восстанавливается. Интуитивно этот принцип давно используется в электрических и гидравлических системах.

Принцип джит-надежности основывается на способности системы к самоорганизации. Особое значение он может получить при создании систем по нанотехнологии, систем «человек-машина» и глобальных систем. Знания и их производство также можно отнести к джит-надежности.

Изучение  и исследование проблем повышения  надежности и диагностирования технических  объектов приобретает особое значение при проектировании, конструировании,  изготовлении и  эксплуатации ответственных  изделий  агрегатов , к которым относятся паровые и газовые турбомашины. Одним из .отработанных направлений решения этой проблемы является испытание и диагностика   турбомашин.

1.4 Правила надежности

 

Инженерный опыт позволяет сформулировать основные правила, которых надо придерживаться на различных этапах создания, эксплуатации и ремонта машин с целью  обеспечения их максимальной надежности. Рассмотрим их на примере создания, эксплуатации и ремонта нефтегазового оборудования.

Проектирование  и конструирование:

1. Максимально  возможное число деталей, узлов и систем создаваемого оборудования должно быть ранее проверено на практике.

2.   Рекомендуется   использование   модульного   принципа конструирования,    широкое    использование    стандартных    и унифицированных  деталей.

3. Оборудование должно содержать защитные устройства, предусматривающие устранение возможности возникновения катастрофических отказов, и сигнальные устройства, предупреждающие о нарушениях нормальной работы.

4. Каждый  узел или система и оборудования в целом должны быть удобны для ремонта.

5. Нагруженные   детали  оборудования  должны   подвергаться тщательному расчету на статическую и динамическую прочность.

6. Установленные нормы прочности,   регламентирующие допустимые    запасы    прочности    и    необходимый    объем  экспериментальных исследований, должны  учитывать возможный разброс  свойств материалов, вероятность  нагрузок различной величины, продолжительность  и число циклов нагружения  и т. п.

Производство  и испытания:

1. Целесообразно  проводить опережающие исследования  и испытания отдельных узлов  и деталей оборудования в лабораторных и стендовых условиях.

2. Головные  образцы оборудования в обязательном порядке должны проходить стендовые испытания и исследования в эксплуатационных условиях.

3. В процессе  производства головных и серийных  образцов оборудования допустимо вносить изменения в конструкцию и технологию только в том случае, если эти изменения не снижают надежность.