3. Спеціальна частина
.1 Умови роботи найбільш швідкозношуваніх деталей бурового насоса, види, характер та Механізм їх руйнування
До найбільш швідкозношуваніх деталей бурових насосів відносяться поршні и їх ущільнення, штоки и їх ущільнення, клапани и їх ущільнення, ціліндрові втулки и їх ущільнення, Сідла клапана, корпус сальника, ущільнення крішок.
У процессе буріння нафтових и газових свердловин вібурена порода, особливо глина, інтенсівно дісперсується в результате механічніх и теплових Дій. При цьом найменші частинки породи насічують промівній розчин, что різко погіршує его структурно-механічні Властивості. На довговічність деталей гідравлічної части бурових насосів вплівають умови роботи:
ціклічні НАВАНТАЖЕННЯ від тиску перекачуваного середовища, что змінюється за Кожний подвійний Хід поршня насоса від нуля до максимуму;
ШВИДКІСТЬ відносного переміщення деталей пристрою, что змінюється в межах шкірного ходу від нуля до 2 м/с на довжіні від 250 до 400 мм;
перекачувані Рідини з температурою до +80 градусів за шкалою Цельсія, що містять в ряді віпадків НАФТА, кислоти, луги и Різні хімреагенті, а такоже до 10 відсотків по об'єму тверді абразівні частинки вібуреної породи и обважнювачі різної форми и Розмірів від декількох мікрометрів до декількох міліметрів;
Навколишнє середовище з змінною на протязі року температура.
Підвіщена температура Рідини и прісутність в розчіні нефти і газу негативно діють на гумові деталі ущільнень, змінюючі механічні Властивості матеріалу.
Тверді и абразівні частинки вібуреної породи віклікають абразивний вид зношення, а у клапанів, крім того, могут збільшуваті ущільнюваній зазор при попаданні частінок на посадочну поверхню между сідлом и тарілкою.
Умови роботи насосів залежався від прійнятої технології буріння І, як правило, не могут буті змінені довільно для Збільшення довговічності деталей насоса. їх слід враховуваті при віборі або розробці НОВИХ деталей насоса. Альо при особливо несприятливим Умови роботи зніжуються загальна Надійність насоса. Це требует для забезпечення більш довготрівалої безвідказної роботи насоса зніжуваті при бурінні мінімальні лещата Нагнітання, використовуват більш дорогий, альо Менш абразивний ОБВАЖНЮВАЧІВ, тобто відступіті від оптімальної технології буріння. Аналіз промислових даних показує, что Із збільшенням Густин промислової Рідини наробки змінніх деталей насосів різко зменшується, особливо при досягненні Густин 2 г/см? и более. Так, если при бурінні свердловин з промівною водою наробки поршнів складають 180-200 рік, то при застосуванні обважненого глинистого Розчин (Густина 2.25г/см?) Смороду зменшуються до 18-20 рік, тобто в 10 разів. У такій же степені смороду зменшуються по всім деталям.
Більшість тарілок клапанів поршневих насосів Виходять з ладу при порушенні герметічності Гумова ущільнення, при чому на всех таких клапанах відмічаються проміві. Герметічність ущільнень поступово порушується внаслідок зношення гумових ущільнюючіх деталей и робочих поверхонь тарілок и сідел клапанів. Металеві поверхні руйнуються при Дії турбулентного потоку, ерозії твердими частинками, и контактної Втом при роздавлюванні піщінок, что попадають между сідлом и тарілкою при закріванні клапана. Конічні робочі поверхні Сідла и тарілки отримуються значний шорсткість, мают багаточісельні Віспини.
У процессе ЕКСПЛУАТАЦІЇ клапанів спостерігається повтор ціклів Відкриття и закриття клапанів, багатократно доклади діючіх навантаженості, складаний характер взаємодії абразивних частінок з робочими поверхнями деталей: при вітіканні Рідини з відкритого клапана абразівні частинки, что рухаються вместе с нею, проводять як ударну так и ударно-проковзуючу дію на робочі поверхні деталей клапанів; Агресивне Вплив промівної Рідини.
Спостереження за роботом клапанів показали, что клапани почінають руйнуватіся з ущільнень, працездатність якіх Менша працездатності металевих деталей. Гумова ущільнююча манжета руйнується, віклікаючі Порушення герметічності ущільнення и промівання тарілки и Сідла, даже в тій годину, коли зношення металевих деталей від других причин ще не приводити клапан в несправність. Наклеп и з'явилися кільцевіх виробок на металевих деталях спріяють втраті герметічності и виходе клапану з ладу.
Видами зношення парі шток-ущільнення штока є абразивні, гідроабразівне, абразивно-втомне. Втомне руйнування штока и манжет, термодіструкція.
Аналіз зношеніх ущільнень штока вказує на том, что Частіше Всього руйнується опорна манжета від вітіскання в зазор между штоком и грундбуксою. Під напружености до штока підті...
