Гидравлическая часть бурового насоса УНБ-600 с модернизированным клапаном
ВВЕДЕНИЕ
Буровые насосы применяются для нагнетания промывочной жидкости в скважину при бурении. Поток промывочной жидкости от бурового насоса направляется к забою скважины внутри колонны бурильных труб, очищает забой и долото от частиц породы, образовавшихся в следствии механического воздействия на забой зубьев долота и струй промывочной жидкости, а затем через затрубное пространство выносит эти частицы на поверхность. Энергия потока промывочной жидкости часто используется для привода различных забойных механизмов: турбобура, вибробура или забойного механизма подачи.Развитие техники и технологии бурения скважин требует постоянного совершенства буровых установок в следующих направлениях: повышение мощности и давления насосов, повышение гибкости характеристики Q−P насосов, уменьшение массы насосов и габаритов, улучшение транспортабельности, монтаже-способности и удобства обслуживания.
СОДЕРЖАНИЕ
Введение …………………………………………………………………………………..5
Общие сведения о буровых насосах…………………..7
1.1 Буровой насос и его классификации…………………………………………..7
1.2Характеристика поршневых насосов………………………………………...10
1.3 Анализ конструктивного исполнения буровых насосов и принцип работы…………………………………….13
1.4 Технические характеристики буровых насосов различных производителей…………………………..16
2 Отказы и неисправности бурового насоса УНБ-600………………...19
3 Литературный обзор и патентная проработка клапана бурового насоса
УНБ-600………………………………………..29
3.1 Литературный обзор бурового насоса УНБ-600…………………………….29
3.2 Патентный анализ УНБ-600………………………………………………….33
3.2.1Патент № 672421«Узел клапана» МПК F 16 K 15/02 ………….....36
Патент № SU1617231A1 «Клапан» F 16 К 15/02 …………............38
4 Анализ ремонтопригодности и методы диагностики…………….....42
4.1Анализремонтопригодности…………………………………...........................42
Методы диагностики при эксплуатации бурового насосаУНБ-600………..44
4.2.1 Внешний осмотр бурового насоса УНБ-600…………………………44
4.2.2 Метод вибродиагностики………...…………………............................48
5 Модернизация конструкции клапана бурового насоса УНБ-600…….......51
6 Расчетная часть………………………………...........53
6.1 Расчет подачи насоса…………………………………………………………54
6.2 Гидравлический расчет клапанного узла…………………………………....56
6.3 Расчет пружины сжатия……………………………………………………....66
6.4 Расчет с помощью программы ANSYS……………………………………...69
Заключение……………………………………………………………………………….87
Список использованных источников…………………………………………...............88
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
Абдюков, Р.Я. Виброизоляция седла клапана / Р.Я. Абдюков. – Текст: электронный. – URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=17998422 (дата обращения: 17.10.2022).
Анурьев, В.И. Справочник конструктора-машиностроителя –Текст: непосредственный / В.И. Анурьев. Москва: Машиностроение, 2001. – 848с.
Балденко, Ф.Д. Расчеты бурового оборудования. – Текст: Непосредственный / Ф.Д. Балденко. Москва:РГУ нефти и газа И. М. Губкина, 2012. – 428 с.
Буровой насос– Текст: электронный. – URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Буровой_насос (дата обращения: 20.11.2021).
Буровые насосы. –Текст: электронный. – URL: http://elib.tyuiu.ru/wp-content/uploads/2012/08/Буровые_насосы. pdf (дата обращения: 20.11.2021). Буровые насосы. Запасные части к буровым насосам. – Текст: электронный. – URL: https://intechgmbh.ru/drilling_pumps_spareparts/#capacity_head_mud_pumps (дата обращения: 24.11.2021)
ГОСТ 12.0.003–2015 Опасные и вредные производственные факторы. Классификация.– Текст: электронный. – URL: https://docs.cntd.ru/document/1200136071 (дата обращения: 20.10.2022).
ГОСТ 12.1.003–2014 ССБТ Шум. Общие требования безопасности. – Текст: электронный. – URL: https://docs.cntd.ru/document/1200118606 (дата обращения: 20.10.2022).
ГОСТ 12.1.012–2004 ССБТ Вибрационная безопасность. Общие требования. – Текст: электронный. – URL: https://docs.cntd.ru/document/1200059881 (дата обращения: 20.10.2022).
ГОСТ 17.1.5.05-85 Охрана природы. Гидросфера. Общие требования к отбору проб поверхностных и морских вод, льда и атмосферных осадков. – Текст: электронный. – URL: https://docs.cntd.ru/document/1200008297 (дата обращения: 20.10.2022).
ГОСТ 17.2.3.01-86.Правила контроля качества воздуха населенных пунктов.– Текст: электронный. – URL: https://docs.cntd.ru/document/1200012789. (дата обращения: 8.09.2022).
Приводная часть бурового насоса выполняет функции преобразования вращательного движения ведущего шкива в возвратно-поступательное крейцкопфов и передачи поршням энергии, получаемой от силового привода. Кроме того, трансмиссия насоса снижает частоту вращения коренного вала. Приводная часть насоса состоит из литой и сварной станины, в которой смонтированы трансмиссионный вал с одной или двумя шестернями и приводным шкивом, коренной вал в сборе с одним или двумя зубчатыми колесами, шатуны и крейцкопфы с контрштоками. В современных конструкциях буровых насосов обычно применяется одна косозубая или шевронная передача [22]. Это уменьшает ширину и массу насоса. Использование эксцентриков на коренном валу вместо кривошипов также уменьшает габариты и массу насоса. При такой конструкции уменьшается длинна трансмиссионного вала.