Разработка технических решений в области повышения качества внутренней поверхности цилиндров штанговых глубинных насосов

Термины и определения 3
Введение 4
1 Исследование технологических параметров производства из- делий установок штанговых глубинных насосов в области обес- печения требуемых показателей качества внутреннего канала
цилиндра штангового глубинного насоса

10
1.1Описание объекта исследования 10
1.2 Анализ технологии производства цилиндров ШГН 14
1.3 Анализ брака и рекламаций производства цилиндров ШГН 29
1.4 Современное состояние технологии обработки исследуе- мых изделий - ШГН 35
2 Чистовые методы обработки глубоких отверстий 37
2.1 Зенкерование 37
2.2 Чистовое растачивание 38
2.3 Хонингование 42
2.4 Технологические методы управления качеством в произ- водстве деталей с глубокими отверстиями 44
2.5 Комплекс технологических мероприятий, позволяющий управлять точностью обработки глубоких отверстий 48
2.6 Формирование микро- и макрогеометрии поверхности об- работанных отверстий 50
2.7 Обеспечение физико-механических параметров поверх- ности глубокого отверстия 52
3 Основные направления развития современного оборудования для обработки глубоких отверстий 57
3.1 Основные направления исследований процессов обработки глубоких отверстий малых диаметров 59
3.2 Исследование процессов удаления стружки при глубоком сверлении отверстий с наружным подводом СОЖ 64
3.3 Целесообразность применения инструмента с наружным подводом СОЖ при обработке цилиндров ШГН 64
3.4 Определение расхода СОЖ для удаления дробленой стружки 65
3.5 Определение расхода СОЖ для удаления сливной стружки 67
3.6 Методы обеспечения безвибрационного процесса обработки глубоких отверстий 69
3.7Выбор параметров предохранения инструмента от перегрузок 70
3.8 Оптимизация технологических маршрутов при обработке цилиндров ШГН 73
3.9 Разработка новой схемы модульного инструмента 76
Заключение и выводы по работе 82
Апробация результатов работы 83
Список использованных источников 85

Весь текст будет доступен после покупки

Штанговые глубинные насосы (далее по тексту ШГН) используются для подъема жидких сред из скважин с больших глубин. Это объемные ма- шины, что определяет их свойства – жесткость характеристики, относительно небольшие величины подачи, независимость от подачи давления. Сфера применения – откачивание жидких сред из глубоких скважин. ШГН – наибо- лее востребованное оборудование при откачивании нефти: более 70% нефте- носных скважин, действующих сегодня, обслуживаются штанговыми насо- сами.
Приводом ШГН в основной массе являются разного вида наземные станки-качалки: балансирного типа, цепного типа, а также линейные и гид- равлические приводы.
Их основные преимущества:
- высокий КПД;
- возможность использования приводов разного типа;
- простота техобслуживания и ремонта, в большинстве случаев обслу- живающие и ремонтные работы возможны в полевых условиях. Особенно просты в обслуживании и ремонте вставные штанговые насосы, гильза и плунжер которых размещаются внутри колонны скважины – извлечь их можно без необходимости демонтажа колонны труб;

Весь текст будет доступен после покупки

1 Исследование технологических параметров производства изде- лий установок штанговых глубинных насосов в области обеспечения требуемых показателей качества внутреннего канала цилиндра штанго- вого глубинного насоса

1.1 Описание объекта исследования
Штанговые глубинные насосы (далее по тексту ШГН) используются для подъема жидких сред из скважин с больших глубин. Это объемные машины, что определяет их свойства – жесткость характеристики, относительно небольшие величины подачи, независимость от подачи давления. Сфера применения – откачивание жидких сред из глубоких скважин. ШГН – наибо- лее востребованное оборудование при откачивании нефти: примерно 70% нефтеносных скважин, действующих сегодня, обслуживаются штанговыми насосами.


Рисунок 1 – Установки с ШГН Основные преимущества ШГН:
- высокий КПД;

- возможность использования приводов разного типа;
- простота техобслуживания и ремонта, в большинстве случаев обслу- живающие и ремонтные работы возможны в полевых условиях. Особенно просты в обслуживании и ремонте вставные штанговые насосы, гильза и плунжер которых размещаются внутри колонны скважины — извлечь их можно без необходимости демонтажа колонны труб;
- возможность обслуживать пескопроявляющие скважины, перекачи- вать нефть с газовой составляющей и большим количеством нефтяного вос- ка.
Основными элементами конструкции ШГН, который размещается в скважине на особой колонне, состоящей из подъемных труб, являются (рис. 2):
- цилиндрический корпус, во внутренней части которого устанавлива- ется пустотелый поршень (вытеснитель), называемый плунжером;
- нагнетательный клапан, устанавливаемый в верхней части вытесните-
ля;
- всасывающий клапан шарового типа, который размещается в нижней
части неподвижного цилиндрического корпуса;
- насосные штанги, соединенные с особым механизмом (качалкой) и плунжером и сообщающие последнему возвратно-поступательное движение (сама качалка, приводящая в действие скважинный штанговый насос (СШН), монтируется вне скважины – на поверхности земли).
Одна из основных деталей, от которых зависят надежность работы ШГН, долговечность работы и КПД, – цилиндр (по терминологии API Spec 11AX rev. 13 – Barrel). Размеры цилиндров регламентируются API Spec 11AX rev. 13.
По ГОСТ 31835-2012 цилиндр насоса – это составной или монолитный цилиндр, в котором размещен и перемещается рабочий орган возвратно- поступательного насоса - плунжер или поршень.







Рисунок 2 – Основные элементы конструкции ШГН:
1 - переходник штока; 2 - шток; 3 - нагнетательный клапан; 4 - шар; 5 - седло; 6 - переходник плунжера; 7 - уплотнительная часть; 8 - направляющая штока; 9 - уплотнительное кольцо; 10 - анкерный шпиндель; 11 - крепление шпинде- ля; 12 - резьбовая часть; 13 - удлинительная муфта; 14 - цилиндр насоса; 15 - корпус приемного клапана; 16: 17 - клапанная пара шар-седло; 18 - держатель седла; 19 - грубый фильтр

Цилиндры насосов допускается изготовлять в трех исполнениях: ЦБ - цилиндр цельный безвтулочный толстостенный (рис. 3); ЦТ - цилиндр цельный безвтулочный тонкостенный;
ЦС - цилиндр втулочный (составной) из набора втулок, стянутых внут- ри кожуха переводниками.
Толстостенные и тонкостенные безвтулочные цилиндры следует изго- товлять из прецизионных холоднотянутых труб, материал которых определя- ется условиями эксплуатации насосов. Внутренняя поверхность цилиндра

после механической обработки должна быть подвергнута термохимическому упрочнению, например азотированию, на глубину 0,2-0,5 мм. Твердость упрочненного слоя - HV 8,7...11,2 ГПа (870...1124 кгс/мм2).
Отношение наружного и внутреннего диаметров для толстостенных цилиндров составляет 1,15-1,5, для тонкостенных - 1,1.
Основные характеристики ШСН и их составляющих, изготовляемых предприятиями приведены в ГОСТ 31835-2012.

Весь текст будет доступен после покупки

1. Звонцов И. Ф., Серебреницкий П. П., Схиртладзе А. Г. Прогрессив- ные процессы формообразования и контроля глубоких точных отверстий. Ст. Оскол: ТНТ, 2015. 516 с.
2. Обработка глубоких отверстий малых диаметров: учебное пособие / Ю.И. Кижняев и [др.]; Балтийский государственный технический универси- тет «Военмех» – СПб., 2018. – 53 с.
3. Звонцов И. Ф., Серебреницкий П. П., Схиртладзе А. Г. Технологии сверления глубоких отверстий. СПб.: Лань, 2013. 496 с.
4. Звонцов И. Ф., Серебреницкий П. П. Прогрессивные технология растачивания отверстий в трубах из непрецезионных заготовок // Металлооб- работка. 2012. № 1 (67). С. 15-23.
5. Технологические методы управления качеством в производстве де- талей с глубокими отверстиями / И. Ф. Звонцов, К. М. Иванов, П. П. Сереб- реницкий [и др.] // Металлообработка. – 2016. – № 4(94). – С. 11-25.
6. Немцев Б.А., Яковлев П.Д., Яковлев С.П.. Технология глубокого сверления отверстий малых диаметров с наружным подводом СОЖ//Металлообработка, 2015. № 4 (88). С.19-24.
7. Глубокое сверление: каталог фирмы «Sandvik Coromant», 2008.
162с.
8. Кижняев Ю.И. , Немцев Б.А., Яковлев П.Д., Яковлев С.П. Рекомен-
дации по проектированию маслоприемников для глубокого сверления отвер- стий малых диаметров//Металлообработка. 2016. №6(96). С. 2-8.
9. Обработка металлов резанием: Справ. технолога / А. А. Панов, В. В. Аникин, Н. Г. Бойм [и др.]. Машиностроение, 2004, 784 с.
10. Пушечные сверла: каталог фирмы «Botek», 2010. 31 с.
11. Серебреницкий П. П. Краткий справочник технолога- машиностроителя. СПб.: Политехника, 2007.952 с.
12. Маталин А. А. Технология машиностроения. 2-е изд., перераб., исп.

СПб.: Лань, 2008. 257 с.
13. Твердосплавные сверла одностороннего резания с внутренним под- водом СОЖ: Методические рекомендации. М.: НИИмаш, 1984. 44 с.
14. ОСТ3-5868-85...ОСТ3-5874-85. Инструмент для глубокого сверле- ния и зенкерования отверстий диаметром 8.. .30 мм. 1985. 70 с.
15. Суслов А. Г. Качество поверхностного слоя деталей машин. М.: Машиностроение, 2000. 320 с.

Весь текст будет доступен после покупки