Аналіз умов роботи циліндропоршневої пари та спосіб виготовлення біметалевих циліндрових втулок для бурових насосів односторонньої дії

Abstract

Розкрито механізм руйнування циліндропоршневої пари бурових насосів односторонньої дії, що застосовуються в світовій практиці при бурінні свердловин на нафту та газ. Встановлено основні методи підвищення довговічності циліндропоршневої пари на основі огляду досліджень температурного режиму, механічних властивостей еластичних деталей. Проаналізовано способи отримання циліндрових втулок існуючих бурових насосів. Досліджено методи виготовлення біметалевих циліндрових втулок бурових насосів. Вибрано і теоретично обгрунтовано спосіб отримання біметалевих циліндрових втулок. Для виготовлення втулок визначено детально за класичним методом квалітет точності обробки виробу, підібрано посадку пресового з’єднання, розраховано зусилля запресування втулки, температуру нагрівання зовнішньої втулки при тепловому монтуванні з'єднання з гарантованим натягом, визначено питомий тиск в посадочних поверхнях, еквівалентні напруження втулки по товщині стінки та коефіцієнт запасу міцності зовнішньої гільзи.

The damage mechanism of single-acting mud pump cylinder-piston group used in world practice during drilling for oil and gas has been discovered. The basic methods for the cylinder-piston group durability increase based on the study review of temperature regime and mechanical properties of the elastic components have been developed. The ways of the existing mud pump cylinder liners obtaining have been analyzed. The study methods of manufacturing of the bimetallic mud pump cylinder liners have been examined. The method for producing bimetallic cylinder liners has been selected and theoretically grounded. To produce liners, the accuracy degree of the product processing has been developed in detail in accordance with the classical method, the press joint seating fit has been selected, the liner press-fitting force and heating temperature of the outer liner when doing heat hook-up with guaranteed tightness, the mounting surface area pressure has been determined, the liner through-the-wall-thickness equivalent stresses and safety factor of the outer pipe sleeve have been calculated.