Совершенствование и повышение долговечности уплотнений объемных нефтегазовых гидроагрегатов возвратно-поступательного действия

• Автор: Душко, Олег Викторович
• Шифр специальности: 05.02.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Волгоград
• Количество страниц: 177 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение
1. Современное состояние проблемы и задачи исследований
1.1. Условия эксплуатации объёмных гидромашин и разработки по повышению технического уровня и ресурса их уплотнений
1.2. Некоторые предпосылки исследования и экспериментальной обработки уплотнителей поршней и универсальных уплотнений
1.3. Задачи исследований
2. Совершенствование, повышение долговечности и аналитическое исследование уплотнений объёмных гидроагрегатов
2.1. Совершенствование и повышение ресурса резинометаллических и сборных поршней. Модифицирование уплотнителей
2.2. Математическая модель напряжённо-деформированного состояния уплотнителей поршней на основе линейной теории упругости. Особенности метода генетических алгоритмов
2.3. Результаты аналитического исследования и оптимизации геометрии уплотнителей
2.4. Повышение технического уровня пневмогидравлических объёмных агрегатов высокого и сверхвысокого давлений. Основы проектирования универсальных уплотнений
3. Испытательное оборудование, объекты и методика экспериментальных исследований
3.1. Стендово-испытательное оборудование и объекты экспериментальных исследований
3.2. Особенности методики экспериментальных исследований
4. Основные результаты экспериментальных исследований. Техникоэкономическая эффективность совершенствования уплотнителей
4.1. Сравнительные испытания шевронных уплотнений. Основные результаты испытаний универсального уплотнения на сверхвысокое давление

4.2. Влияние микрогеометрии поверхности цилиндровых втулок и размеров уплотнителей на износостойкость резинометаллических поршней
4.3. Влияние давления, скорости скольжения и температуры контакта на долговечность серийных резинометаллических поршней
4.4. Сравнительные результаты испытаний резинометаллических модифицированных и сборных (с М-образными манжетами) поршней повышенной долговечности
4.5. Технико-экономическая эффективность совершенствования уплотнителей (на примере их модифицирования)
Общие выводы
Литература
Приложения
Программа «PUMP»
Протоколы, акты
Копии авторских свидетельств и заявки на патент РФ

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность проблемы. В нефтегазовой, машиностроительной и ряде других отраслей народного хозяйства работоспособность, надёжность, пожарная и экологическая безопасность производственных объектов существенно зависит от совершенства и ресурса работы объемных гидроагрегатов возвратнопоступательного действия, в которых наиболее уязвимыми элементами являются уплотнения. Например, бурение нефтегазовых скважин немыслимо без системы циркуляции бурового раствора и её основы - буровых насосов.
От стабильной работы буровых насосов на заданных технологических режимах зависит не только автоматизированная технология проводки скважины, но и безотказность и безаварийность самого процесса бурения. Отказ насоса -чаще всего по причине ненормированной выработки уплотнения —может привести к внезапному флюидо- и газопроявлению скважины.
Буровые наосы - объёмные гидравлические машины - характеризуются высокой мощностью и повышенным гидравлическим давлением: на установках ОАО «Волгоградский завод буровой техники» мощность насосов достигает 600 кВт, а давление - 25 МПа; на ОАО «Уралмаш» - соответственно 950 кВт и 40 МПа (уникальные установки для сверхглубокого бурения не рассматриваются). Цилиндропоршневая группа насосов работает в тяжелых условиях - при наличии твердых частиц (абразива) в буровом растворе, температура которого достигает 100 °С.
Такие условия предопределяют ограниченный срок службы уплотнений насосов, который при закачивании бурения глубокой скважины (3000 и более метров) иногда составляет всего 40 часов. Это вынуждает содержать в составе буровой установки не менее двух насосов (один в горячем резерве).
На морских нефтегазовых комплексах, а также на машиностроительных, химических, нефтехимических, некоторых перерабатывающих и иных предприятиях получают распространение пневмогидравлические объемные агрегаты и автоматизированные пневмогидравлические испытательные установки, основу которых составляют пневмоприводные насосы прямого возвратнопоступательного действия. Объёмные агрегаты с пневмоприводом эффективны, прежде всего, при использовании в объектах с повышенной пожарной и экологической опасностью.
Наиболее уязвимым местом пневмогидр авлических объемных агрегатов,

Рис.2.2.Буровая установка БУ 2500 ЭП с регулируемым приводом