Комплекс оборудования для бурения скважин с модернизацией корпуса посадочной поверхности подшипников горизонтального шламового насоса 6Ш8-2-Дипломная работа-Оборудование для бурения нефтяных и газовых скважин

Комплекс оборудования для бурения скважин с модернизацией корпуса посадочной поверхности подшипников горизонтального шламового насоса 6Ш8-2-Дипломная работа-Оборудование для бурения нефтяных и газовых скважин-Текст пояснительной записки выполнен на Украинском языке вы можете легко его перевести на русский язык через Яндекс Переводчик ссылка на него https://translate.yandex.ru/?lang=uk-ru или с помощью любой другой программы для перевода
В нефтяной промышленности наиболее трудоемкой и металлоємною является отрасль строительства нефтяных и газовых скважин, на осуществление которого затрачиваются большие капитальные средства. Опыт показывает, что капитальные затраты на бурение составляют более 30% всех капиталовложений в отечественную нефтяную и газовую промышленность.
Количественный и качественный показатели бурения обеспечиваются при умелом и рациональном использовании необходимого бурового оборудования и инструментов.
Большое разнообразие геологических, географических, климатических, дорожных и других условий бурения, а также поиски новых эффективных технологических способов и технических средств для ускорения и удешевления буровых работ вызывают необходимость расширения ассортимента и усовершенствования конструкций бурового оборудования и инструмента.
Наряду с увеличением количества типоразмеров установок для бурения скважин различной глубины и различного назначения в различных условиях, в отечественной и зарубежной практике определились главные направления увеличения производительности бурового оборудования и инструмента за счет:
а) повышение мощности, используемой при подъеме бурильной колонны, разрушении породы и промывке забоя скважин в процессе бурения;
б) уменьшение диаметров скважин, и облегчения бурильных и обсадных колонн, улучшения конструкции и материала труб, замков и муфт;
в) улучшения характеристики привода установок с гидродинамическим, електромашиними и гідростатичними (объемными) передачами;
г) механизации трудоемких процессов, в частности автоматизации спуско-підъемних работ;
д) улучшения характеристики забойных двигателей;
е) улучшение конструкций породоразрушающего инструмента и повышения их устойчивости;
ж) улучшения и облегчения управления отдельными узлами и агрегатами и установкой в целом;
с) повышение надежности и устойчивости узлов и деталей буровой установки (увеличения работоспособности и межремонтного срока);
и) повышение мобильности, то есть монтажеспроможності и транспортабельности отдельных узлов, агрегатов и установки в целом, применение секционных вышек, блочных сборочно-разборних основ и укрытий, новых специальных и универсальных транспортных средств и т.п.
За время своего существования поршневой насос прошел сложный путь технического совершенствования и нашел широкое применение, в частности в вращательном бурении нефтяных и газовых скважин.
В задачу научного исследования эффективности различных структурных схем и оптимизации режимов эксплуатации поршневого бурового насоса входит сопоставление возможных сочетаний применяемых в нем пар, изнашиваются, и оценка влияния различных параметров износа — частоты нагрузки, скорости движения элементов, что изнашиваются, гидравлической части, давления нагнетания и действия совокупности факторов среды промывочной жидкости, нагнетаемой, то есть исследование механизмов путем изучения износостойкости составных структурных элементов.
Эмпирическим путем экзамена и последовательного отбора опытных образцов получить ответ на вопросы, возникающие при проектировании и выборе оптимальных структурных схем и режимов эксплуатации насосов, было бы довольно сложно.
С нагромождением отдельных научных результатов, связанных с изучением поршневого бурового насоса, в настоящее время становится все более очевидной необходимость разработки его теории как совокупности научных представлений о закономерностях гидравлической действия и изнашивания — двух основных процессов, которые одновременно протекают в буровом поршневом насосе при его работе и определяющих в основных эксплуатационных качествах насосов.
Насосы относятся к числу основных агрегатов современных буровых и нефтепромысловых установок. В одних случаях они накачивают промывную жидкость — глинистый раствор или воду в скважину с целью формирования стенок ее ствола, очистки забоя и выноса на земную поверхность розбуреної породы; в другие — подают в скважину цементный раствор для закрепления колонны трубопроводов, абразивомістку жидкость для гідроперфорації слоев, а также кислоту и другие жидкости.
Большинство насосов, используемых в нафтопромисловій технике, имеют одинаковый принцип действия и подобные условия эксплуатации. Отличительными чертами являются: высокое давление нагнетания, перекачки утяжеленных жидкостей, содержащих химические вещества и абразивные частицы, эксплуатация в полевых условиях.
Парк насосов, используемых в отечественной и зарубежной нафтопромисловій технике, состоит из насосов различных типов и конструкций: приводных, прямодіючих, поршневых, плунжерных, лопастных, передвижных, стационарных и т.д.
Мощность буровых и нефтепромысловых насосов составляет от 50 до 500 кВт, давление нагнетания от 50 до 320 кг/см2, а подача жидкости от 5 до 45 л/сек. За последние годы созданы новые образцы мощностью до 900 – 1250 кВт, наибольшее давление некоторых из них достигает 700 кг/см2, а подача доходит до 58 л/сек.
Непрерывный рост объема бурения при одновременном увеличении глубины скважин, ввод в строй новых месторождений требуют постоянного совершенствования и создания новых мощных и прогрессивных буровых и нефтепромысловых машин. Основным направлением технического прогресса нефтепромыслового машиностроения являются: повышение надежности и долговечности машин, их технико-экономических показателей, увеличение гидравлической мощности насосов. В связи с выпуском большого количества разнообразных конструкций насосов одной из важных задач, стоящих перед отечественной промышленностью, является максимальная унификация и типизация узлов, что в первую очередь относится к быстроизнашивающимся деталям.

Работа насосов протекает в неблагоприятных условиях. Промывочная жидкость содержит частицы выбуренной породы, вызывают абразивный износ трущихся деталей. Нередко насосы эксплуатируются на утяжеленном глинистом растворе, содержащем в большом количестве гематит, частицы которого имеют твердость, близкую к твердости закаленных стальных деталей насоса. При неудовлетворительной химической обработке вязкость обважненого раствора повышается, вследствие чего устройства для очистки промывочной жидкости ухудшают свою работу. Обважнений раствор является очень абразивным средой для деталей насоса.
Абразивный износ особенно интенсивен при больших скоростях жидкости, возникающих в уплотнениях. В таких условиях жидкость за короткое время промывает глубокие каналы в деталях, изготовленных из высококачественной стали. Нередко промывочный раствор содержит различные химические реагенты (известь, каустическую соду, кислоту) и нефть, что агрессивно действуют особенно на резиновые детали. Этому способствует высокая температура жидкости достигает иногда 60-80° С.
Насосы должны быть приспособлены к тяжелым условиям, иметь высокую эксплуатационную надежность и выносливость в работе, быть удобными для осмотров и замены быстроизнашивающихся частей.
В процессе эксплуатации насоса 6Ш8-2 от действия радиальных и осевых нагрузок на подшипники происходит износ посадочной поверхности корпуса подшипников. Предлагается изготовить втулку 2 (рисунок 4.1). Расточить в корпусе 1 посадочные поверхности с двух сторон. Запрессовать втулки 2 в корпус 1 в соответствии с рисунком 4.1.
Результаты внедрения: достигается возможность реставрировать корпус шламового насоса 6Ш8-2 с изношенными посадочными гнездами подшипников.
Экономическим эффект по приближенным расчетом составит 4000 грн./год.
Эффективность достигается за счет уменьшения затрат на ремонт, проводимый собственными силами, в сравнении с ремонтом в условиях Гоголевской ЦБВО.
Таким образом решается первая проблема связана с внедрением горизонтальных шламовых насосов.

Рисунок 4.1 - Схема ремонта посадочной поверхности корпуса подшипников насоса:
1 - корпус; 2 – втулка
Для решения второй проблемы предлагается заміти уплотнения «грибок» на один из двух вариантов, изображенных на рисунке 4.2 и на рисунке 4.3.
Предложенные варианты уплотнения рабочего колеса позволят значительно ускорить и удешевить работы по техническому обслуживанию и ремонту насоса.
Я предлагаю применить вариант изображен на рисунке 4.3, ибо по моему мнению он является более надежным и обладает большим коэффициентом стандартизации и унификации.

Рисунок 4.2 – Модернизированный вариант уплотнения №1:
1 – вал, 2 – рабочее колесо, 3 – корпус насоса, 4 – крышка, 5 – корпус уплотнения, 6 – уплотняющие манжеты, 7 – нажимная втулка.

Рисунок 4.3 – Модернизированный вариант уплотнения №2:
1 – подвижная втулка; 2 - уплотнительное кольцо, 3 – набор уплотнительных манжет, 4 – неподвижная втулка; 5 – грундбукса.