http://elar.nung.edu.ua/handle/123456789/7282 2026-04-05T22:37:29Z 2026-04-05T22:37:29Z Кустов, В.В. Шуляр, І. О. Грабовецький, В. М. http://elar.nung.edu.ua/handle/123456789/7552 2020-01-12T01:00:29Z 2019-01-01T00:00:00Z

Title: Моделювання впливу режимів відцентрового армування на зношування зубків шарошок бурових доліт Authors: Кустов, В.В.; Шуляр, І. О.; Грабовецький, В. М. Abstract: Проведено дослідження з метою підвищення роботоздатності бурових доліт. Зазначено, що основним робочим елементом долота є шарошки з зубчастим оснащенням, виконаним у вигляді суцільних або вставних зубків. Оснащення шарошок у процесі руйнування гірських порід піддається інтенсивному зношуванню під дією високих навантажень на вибої, значних перепадів температур, в умовах присутності абразивних частинок, зміни твердості порід. Для зменшення впливу зазначених факторів на знос породоруйнівного оснащення пропонуються комплексні конструкторсько-технологічні заходи зі створення породоруйнівного інструменту і, зокрема, його оснащення. Критерієм ефективності проведення таких заходів пропонується обрати стійкість породоруйнівних елементів до різних видів зношування. Для реалізації запропонованого підходу в створенні ефективного оснащення проведено критичний аналіз конструкції шарошок бурових доліт, оснащених зубками різних конструкцій, і технологій їх виготовлення. Об’єкт досліджень обрано шарошки із вставними зубками, виготовленими методом відцентрового армування як найбільш оптимальним. Конструкція таких зубків, яка реалізується процесом відцентрового литва, передбачає розташування породоруйнівного твердого сплаву в головці зубка. Ніжка зубка, що запресовується в корпус шарошки, виконана зі сталі. Побудовано математичну модель процесу відцентрового армування зубків шарошок бурових доліт для дослідження впливу режимів процесу на їх стійкість до ударно-абразивного зносу. Як незалежні змінні (інакше фактори), які визначають режими технологічного процесу відцентрового армування, було обрано Х1, Х2, Х3, Х4 ; встановлено їх основний рівень та інтервали зміни, верхній та нижній рівні. В роботі використовувався повний факторний експеримент 24. Було складено план експерименту. У відповідності із обраним планом було виконано 16 активних експериментів, причому кожний дослід повторювався тричі. Далі проведено побудову математичної моделі і рівняння регресії, що її описує. Встановлено ступінь впливу факторів процесу на величину ударно-абразивного зносу зубків та оптимальні їх значення.; A study was performed to improve the performance of drill bits. It is noted the main work item are cones, equipped with serrated arms, made in the form of solid or false teeth. It is noted reinforcement of cutters during destruction of rocks is subjected to intensive wear under the action of high loads at the bottom, significant temperature differences, in the presence of abrasive particles, changes in the rock hardness. To reduce the impact of these factors on the wear of rock-destruction weapons, comprehensive design and technological measures are proposed to create a rock-destructive tool and, in particular, its reinforcement. The efficiency criterion of such events is proposed to choose resistance of rock-cutting elements to various types of wear. For implementation of the proposed approach to creating effective reinforcement, a critical analysis of the design of the cutter teeth of drill bits equipped with teeth of various designs and technologies for their manufacture was performed, and rolling cutters with plug-in teeth made by centrifugal reinforcement were selected as the object of research as the most optimal. The design of such teeth, implemented by a centrifugal casting process, provides for location of the rock-breaking hard alloy in the tooth head. The tooth root, pressed into the cutter housing, is made of steel. A mathematical model of the process of centrifugal reinforcement of cutter teeth of drill bits was developed to study the impact of process conditions on their resistance to impact-abrasive wear. As independent variables, otherwise the factors determining the technological process modes of centrifugal reinforcement were selected X1, X2, X3, X4, their main level and intervals of variation, the upper and lower levels were established. A full factor experiment 24 was used in the research. An experimental plan was drawn up. In accordance with the chosen plan, 16 active experiments were performed; each experiment was repeated three times. Then, a mathematical model and its describing regression equation were developed. The impact degree of process factors on the value of shock-abrasive wear of teeth and their optimum values were determined.

2019-01-01T00:00:00Z Копей, Б. В. Білик, Н. Д. http://elar.nung.edu.ua/handle/123456789/7551 2020-01-12T01:00:30Z 2019-01-01T00:00:00Z

Title: Вдосконалення привода обертача колони насосних штанг Authors: Копей, Б. В.; Білик, Н. Д. Abstract: На даний час недостатньо досліджено ефективні методи очищення насосної штанги від асфальто-смолистих та парафінових речовин і солей з використанням обертачів колони штанг. Досі не розроблено штангообертачів, які суттєво зменшують знос тіла насосної штанги чи можуть застосовуватись для колон штанг із полімерних композитів. Особливо актуальним є розроблення ефективного обертача насосних штанг, який забезпечував би безперервне обертання колони насосних штанг для очищення від парафінових відкладів. Вибір такого методу боротьби з АСПВ за умов збереження якості продукції та виконання нормативних показників супутніх робіт із забезпеченням необхідних техніко-економічних показників у сучасних умовах є важливим і актуальним питанням. Розроблено конструкцію штангообертача, яка забезпечує безперервне обертання колони насосних штанг від незалежного привода. Дана модернізація конструкції штангообертача дає можливість зменшити кількість швидкозношуваних деталей; забезпечує незалежність обертання від ходу верстата-гойдалки, що дає змогу провертати колону штанг у моменти, коли балансир знаходиться у верхній чи нижній точці; обертання здійснюється плавно та без ривків, оскільки при механічному приводі можливі невеликі поштовхи (коли насосні штанги труться до НКТ); забезпечує легкість заміни зношених деталей загалом і доступність огляду та заміни привода. За допомогою програми SolidWorks проведено скінченно-елементний аналіз, складено корпус і кришку штангообертача, які з’єднано за допомогою наскрізних болтів із крутним моментом, що створює стягуючу силу, рівну 120 кН. З отриманих даних видно, що в місцях кріплення кришки до корпусу обертача за допомогою болтів виникають незначні напруження, які є допустимими для даних матеріалів. Проведено оцінку дії ваги колони штанг на корпус обертача. Встановлено, що деформації, які виникають в місцях кріплення кришки до основи, знаходяться в межах допуску. Таким чином, дані удосконалення забезпечують безперервну дію штангообертача, що дасть змогу зменшити обсяги відкладів парафінів у свердловині, сповільнити знос штанг та НКТ. Проведено скінченно-елементний аналіз обертача, який свідчить про його працездатність у випадку прикладання експлуатаційних навантажень.; At present, there is not enough literature on the study of effective methods of the pump rod cleaning from asphalt-resinous and paraffinic substances and salts using the rod string rotator. At present, no rotators have been developed that significantly reduce the wear of the sucker rod body, or can be applied to polymer composite rods. The development of an effective rod rotor, ensuring continuous rotation of the rod string for cleaning of paraffin deposits. The choice of this method against APSD in the conditions of preserving the quality of products and implementation of normative and economic indicators in modern conditions is an important and topical issue. The design of the rod string rotator is developed, ensuring continuous rotation of the rod string from an independent actuator. This rotator design modernization makes it possible to reduce the amount of wearable parts, ensures independence of rotation from the progress of the rocking machine, which makes it possible to rotate the column of the rod at moments when the walking beam is at the top or bottom point, the rotation is carried out smoothly and without jerks, because with a mechanical drive slight jerks (when the rod is in contact with the tubing) is possible, the ease of replacing worn parts, inspection and replacement of the drive could be implemented. Using SolidWorks, a finite-element analysis was performed; a body and a cover are connected by means of transverse bolts with a torque, which creates a pulling force equal to 120 kN. From the data obtained, it can be seen that in attachment points of the cover to the body of the rotary screw with the help of bolts, there are slight tensions that are permissible for these materials. An assessment of the rod string weight on the rotating body was performed. It has been established that the deformations that occur in the attachment points of the cover to the base are within the tolerance. Thus, these improvements provide a continuous operation of the rotator to reduce paraffin deposition in the hole and reduce the wear of the rod and tubing. A finite-element analysis of the rotator is performed, which testifies to its efficiency at application of operational loads.

2019-01-01T00:00:00Z Федорович, Я. Т. Лях, М. М. Михайлюк, В. В. Дейнега, Р. О. Коваль, Б. І. http://elar.nung.edu.ua/handle/123456789/7550 2020-01-12T01:00:28Z 2019-01-01T00:00:00Z

Title: Імітаційне моделювання зношування елементів дроселя фонтанної арматури Authors: Федорович, Я. Т.; Лях, М. М.; Михайлюк, В. В.; Дейнега, Р. О.; Коваль, Б. І. Abstract: Ефективне використання машин і обладнання нафтогазової галузі неможливе без вирішення завдань, пов’язаних із підвищенням зносостійкості їх вузлів та деталей. Одним із видів обладнання, що піддається інтенсивному зношуванню, є елементи фонтанних арматур (засувки, дроселі тощо). Під час експлуатації запірні елементи дроселя (наконечник та насадка) піддаються руйнівному впливу робочого середовища, у результаті чого відбувається гідро- і газодинамічне зношення наконечника та насадки. Як наслідок, неможливим стає регулювання режиму роботи фонтанної свердловини. Метою роботи є застосування імітаційного моделювання для дослідження процесу зношування елементів дроселя фонтанної арматури і визначення ділянок, які піддаються найбільшому зносу, з врахуванням розмірів абразивних частинок у потоці газу. За результатами імітаційного моделювання встановлено, що величина та місце максимального зносу елементів дроселя є різним і залежить від розміру піщинок. Величина зносу наконечника дроселя становить 15 мм/рік, причому найбільше зношується не наконечник, а насадка (46 мм/рік). Також встановлено, що величина зносу поверхонь, що розміщені перед насадкою, у порівнянні із зносом наконечника та насадки, є значно меншою та становить 3 мм/рік. Виходячи з наведеного алгоритму імітаційного моделювання та отриманих результатів, побудована модель регульованого дроселя може слугувати базою для подальших його досліджень, а саме: оптимізації конуса наконечника з метою зменшення величини зносу самого наконечника; дослідження впливу швидкості перепаду тиску на величину зносу елементів дроселя.; The effectiveness of the use of machinery and equipment in the oil and gas industry is impossible without solving the problems associated with improving the wear resistance of their components and parts. One of the types of equipment that is subject to intensive wear is the elements of the gushing fittings (valves, chokes, etc.). During operation, the throttle locking elements (tip and nozzle) are subject to the destructive influence of the working environment, as a result of which hydro and gas-dynamic wear of the tip and nozzle occurs. As a result, it becomes impossible to control the flow of a well. The aim of the work is to use simulation modeling to study the wear process of the elements of the choke of the Christmas tree fittings to determine the areas that are the most worn, taking into account the size of abrasive particles in the gas stream. According to the results of simulation, it was found that the size and place of maximum wear of the throttle elements is different, depending on the size of the grains of sand. The amount of wear on the throttle tip is 15 mm/year, and most of all, it is not the tip that wears, but the nozzle (46 mm / year). It was also found that the amount of wear of the surfaces located in front of the nozzle, compared with the wear of the tip and the nozzle, is much less, and is 3 mm/year. Based on the above simulation algorithm and the obtained results, the model of an adjustable choke can later serve as a basis for its subsequent research, namely: optimizing the tip cone to reduce the amount of wear of the tip itself; studies of the effect of speed and pressure drop on the amount of wear of the throttle elements; design optimization.

2019-01-01T00:00:00Z Костишин, В. С. Николин, П. М. http://elar.nung.edu.ua/handle/123456789/7429 2019-11-22T01:00:28Z 2019-01-01T00:00:00Z

Title: Експрес-оцінка енергетичної ефективності відцентрового насоса за відсутності експериментального визначення його витрати Authors: Костишин, В. С.; Николин, П. М. Abstract: За допомогою математичної моделі, створеної на основі методу електрогідравлічної аналогії, розроблено методологію експрес-оцінки енергетичної ефективності відцентрового насоса. Визначено розрахунковий кут навантаження для аналізу ефективності режимів роботи гідравлічних машин. Встановлено залежність споживаної з валу приводного двигуна потужності та сумарного коефіцієнта корисної дії відцентрового насоса від його розрахункового кута навантаження. Визначено взаємозв’язок між кутом навантаження та коефіцієнтом швидкохідності, який є прототипом електромагнітного кута навантаження, що характеризує режим роботи електричної синхронної машини. Встановлено залежність витрати магістрального насоса від розрахункового кута навантаження та диференційного напору, що створюється відцентровим насосом. Розроблена методологія дає можливість уникнути значних труднощів технічного та фінансового характеру, оскільки витратоміри мають велику вартість та певні вимоги до встановлення, а манометри встановлені штатними вимогами технологічного процесу. Визначено розрахункове значення кута навантаження відцентрового насоса через його каталогові параметри. Розраховано та побудовано робочі характеристики для магістрального відцентрового насоса типу НМ–7000-210 без експериментального визначення його витрати. Такий підхід показав хороший збіг розрахункових та отриманих експериментально характеристик. Відносна похибка енергетичних характеристик не перевищує десяти відсотків. Запропоновану методологію можна використати для експрес оцінки ефективності енергетичних перетворень цілого електроприводного насосного агрегата. Експрес-аналіз є запорукою успішного ведення енергетичного господарства через своєчасне виявлення неефективних режимів роботи електроприводних насосних агрегатів та здешевлення проведення енергетичних дослідження.; Using a mathematical model, created on the basis of the electrohydraulic analogy method, a methodology for express estimation of the energy efficiency of a centrifugal pump was developed. The design load angle for analyzing the efficiency of operating modes of hydraulic machines is determined. The dependence of the powerdriven engine shaft and the total efficiency of the centrifugal pump on its calculated load angle is established. The relationship between load angle and speed coefficient, which is a prototype of an electromagnetic load angle which characterizes the synchronous machine operating mode, is determined. It is established the dependence of the main pump head on the calculated load angle and the differential pressure created by the centrifugal pump. The developed methodology makes it possible to avoid significant technical and financial difficulties, since flow meters have a high cost and certain requirements for installation, while manometers are established by the standard requirements of the technological process. The estimated value of the load angle of the centrifugal pump through its catalog parameters is determined. The operating characteristics for the main centrifugal pump of type НМ-7000-210 were calculated and built without experimental determination of its head. Such approach showed a good coincidence of calculated and experimental characteristics. Relative error of energy characteristics does not exceed ten percents. The proposed methodology can be used for express estimation of the efficiency of energy transformations of the whole electric drive pump unit. Express-analysis is a key to successful management of the energy economy through timely detection of inefficient modes of operation of electric-driven pump units and makes energy research cheaper.

2019-01-01T00:00:00Z