Введение к работе
Актуальность разработок гидроприводных насосных агрегатов (ГПНА)
обусловлена активным их применением в нескольких отраслях
промышленного производства: в химической промышленности, для многих целей которой требуются герметичные насосные агрегаты с высокими характеристиками регулирования; в нефте и горнодобывающей промышленности, где требуются высокие показатели КПД и энергоемкости; в разветвленных сетях гидротранспорта, где требуется замена устаревших лопастных насосов новыми с высокими показателями КПД. абразивной и химической стойкости. В частности, для систем поддержания пластового давления (ППД) за последнее- десятилетие возникла потребность в регулируемых насосных агрегатах высокого давления (более 15 МП а) и небольшой подачи (менее 6 л/с) с высокими показателями долговечности и надежности. Объемные ГПНА позволяют восполнить эту потребность.
Целью данной работы является разработка регулируемого объёмного ГПНА с оптимизированным алгоритмом управления, обладающего свойствами увеличенной долговечности и плавно регулируемой подачи при минимизированной гидрокинематической схеме.
Для достижения обозначенной цели были решены следующие задачи:
проведен анализ возможных вариантов схем ГПНА и определены области их рационального применения;
систематизирована структура ГПНА и создана их классификация;
проведен анализ типовых конструкций ГПНА, и выявлены наиболее технологичные технические решения;
проведено экспериментальное исследование АНГР 4-20 и даны рекомендации по направлениям совершенствования конструкции;
- созданы формализованные математические модели для оценки
минимального давления на входе в АНГР 4-20 и даны рекомендации по
границам их применимости.
При решении указанных задач были использованы следующие методы
исследований:
- анализ схем ГПНА с выделением существенных признаков и синтез
обобщенныхтипов (при решении задачи систематизации структуры ГПНА);
параллельные опыты (при решении задачи экспериментального исследования АНГР 4-20);
- анализ формализованных математических моделей методами численных
экспериментов на ЭВМ (при решении задачи математического
моделирования минимального давления на входе в АНГР 4-20).
Научная новизна работы заключается:
- в разработанной методике классификации ГПНА;
- в сформулированных условиях, определяющих эффективность внедрения
ГПНА в распределенные сети гидротранспорта;
в разработанной схеме ГПНА нового типа - АНГР 4-20 - с оптимизированным алгоритмом управления по положению в конце такта нагнетания;
. в формализованных математических моделях для расчета минимального давления на входе для агрегатов типа АНГР 4-20.
Практическая значимость работы заключается в результатах анализа различных схем ГПНА и областей их применения, позволяющих конструкторам еще на этапе создания схемы оценить ее оптимальность; на основании анализа конструкций промышленных ГПНА принять наиболее технологичные решения элементов ГПНА. Создан и испытан новый ГПНА -АНГР 4-20. По результатам его испытаний сформулированы рекомендации по совершенствованию конструкции. Созданы математические модели, позволяющие проводить расчет значимых конструктивных параметров и автоматизировать процесс проектирования агрегатов типа АНГР.
Новые результаты, которые выносятся на защиту.
1. Методика классификации различных видов ГПНА.
2. Схема ГПНА козого типа - АНГР 4-20 - с оптимизированным алгоритмом
управления по положению в конце такта нагнетания;
3. Методика расчета минимального давления на входе в АНГР 4-20 с
помощью полной и упрощенных формализованных математических моделей.
Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на 59-й (2001 г.), 60-й (2002 г.), 61-й (2003г.) и 62-й (2004г.) научно-методических и научно-исследовательских конференциях МАДИ (ГТУ), а также на научно-технических совещаниях Центра.разработки новой.техники ОАО "Борец" (2001 - 2003 г.), и Центра разработки нефтепромыслового оборудования (2003 г.).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано четыре печатные работы и подготовлена одна завка на патент.
Объем- работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов по результатам диссертационной работы, списка источников информации. Работа изложена на 160 страницах печатного текста, содержит 70 рисунков, Итаблиц. Библиография содержит70 источников.
