Обоснование рациональной технологии ремонта бурового насоса НБТ-600

Содержание

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

Назначение, устройство и описание работы заданного оборудования

Виды и периодичность технического обслуживания и ремонта оборудования

Описание возможных дефектов

Схема разборки бурового насоса

Выбор рациональной технологии восстановления детали

Расчет количества смазочных материалов на год. Карта смазки

Указания мер безопасности

Заключение

Список литературы

Введение

Для очистки забоя скважины от выбуренной породы буровая установка комплектуется гидравлической системой, которая состоит из буровых насосов, нагнетательного трубопровода, оборудования для очистки и сбора бурового раствора. В этой системе буровые насосы — это преобразователи механической, работы двигателей привода в гидравлическую энергию потока бурового раствора, необходимую для выноса на поверхность выбуренной породы.

В настоящее время широко применяются приводные поршневые насосы различных конструкций. На смену паровым прямодействующим насосам пришли двухпоршневые насосы двухстороннего действия и трехпоршневые одностороннего действия. Несмотря на более сложную конструкцию, чем у прямодействующих паровых насосов, и большую неравномерность подачи, эти насосы более экономичны и получили широкое распространение в буровых установках. Также по сравнению с центробежными, поршневые насосы имеют большие габариты, при этом они способны обеспечивать большие напоры. Их подача не зависит от напора, что позволяет применять их в качестве насосов дозаторов. КПД поршневых насосов также выше, чем у центробежных.

Затраты гидравлической энергии при бурении очень большие и с увеличением глубин скважин наблюдается тенденция их роста. Буровые насосы — главные потребители энергии на буровой и в настоящее время их приводная мощность составляет 190— 1250 кВт.

Технология бурения не допускает прекращения циркуляции бурового раствора, поэтому для обеспечения надежности процесса в составе буровой установки предусматриваются два насоса, один из которых резервный. Для глубокого бурения забойными двигателями два насоса работают на параллельном включении. В этом случае обычно устанавливают третий резервный насос.

Буровые насосы эксплуатируются в очень тяжелых условиях. Они перекачивают вязкие растворы, приготовленные обычно на основе глинисто-водных смесей и утяжеленные добавками гематита или барита. Растворы содержат до 2 % абразивных частиц выбуренной породы и перекачиваются

насосами при температуре 40—70 °С.

Водные растворы при этой температуре наиболее коррозионноактивные. Кроме того, они часто содержат активные химические реагенты: известь, каустическую соду, дубильные кислоты, соли и другие вещества.

Буровые насосы должны обеспечивать достаточную равномерность подачи, быть безопасными в эксплуатации, удобными в обслуживании и ремонте в полевых условиях. Буровой насос — обычно самый тяжелый агрегат буровой установки. Масса современных наиболее мощных насосов достигает 50 т, поэтому его конструкция должна допускать транспортировку как при помощи транспортных средств, так и волоком в пределах промысла.

Даже при нормальных условиях эксплуатации срок службы быстроизнашивающихся деталей ограничен и составляет в ч:

поршней 100—200; штоков 150—200; цилиндровых втулок 200— 300; клапанов 300—400. Иногда срок службы этих деталей сокращается до нескольких десятков часов. Поэтому быстрота и удобство их замены, а также малая трудоемкость операций имеют большое значение.

При конструировании буровых насосов важнейшее значение имеет показатель расхода металла на 1 кВт гидравлической (полезной) мощности. Этот показатель для современных двухцилиндровых насосов двойного действия составляет 35—55 кг/кВт. Обычно под буровые насосы не сооружают мощных фундаментов, поэтому для предупреждения больших вибраций с увеличением мощности возрастает и общая масса насоса. Наряду с другими преимуществами у трехцилиндровых насосов одностороннего действия (триплексов) этот показатель значительно снижен и составляет 22—35 кг на 1 кВт гидравлической мощности. Причем с увеличением приводной мощности от 600 до 1180 кВт относительный расход металла снизился с 35 до 22 кг/кВт.

Назначение, устройство и описание работы заданного оборудования

Буровой трехпоршневой насос НБТ750, предназначен для нагнетания промывочной жидкости под давлением в скважину при геологоразведочном и эксплуатационном бурении, а также для перекачки бурового и других растворов для хозяйственных нужд и других целей (например, перекачка раствора цементировочным агрегатам при цементации).

Насос выпускается заводом в нескольких исполнениях. Базовая модель (рис.1) состоит из гидравлической части 4, рамы 3, приводной части 2 и системы смазки 1.

Основным отличием данного насоса от наиболее распространённых двухцилиндровых насосов двойного действия является наличие трёх цилиндров с поршнями одностороннего действия.

Основной особенностью этого насоса является быстроходность поршней и поэтому обязательность установки во всасывающем трубопроводе центробежного подпорного насоса с подачей не менее 50 ДмЗ/с.

Насос подает промывочную жидкость через колонну бурильных труб на забой скважины для охлаждения долота и выноса разрушенной долотом породы, а также передачи энергии потока промывочной жидкости забойному двигателю и связанному с ним долоту.

В качестве промывочной жидкости применяется вода или глинистый раствор с наличием нефти, щелочи, соды и других компонентов.

Оптимальные режимы бурения обеспечиваются установкой цилиндровых втулок и поршней одного из типоразмеров от 120 до 180 мм и регулированием числа ходов бурового насоса.

Приводная часть (рис. 3) предназначена для преобразования энергия вращательного движения трансмиссионного вала в энергию возвратно-поступательного движения поршней гидравлической части насоса.

Корпус приводной части выполнен разъемным и состоит из станины 1 и несущей крышки, обработанных совместно. Взаимное положение крыши и станины зафиксировано специальными втулками. Приводная часть состоит из трансмиссионного вала 6 и вала с шатунами 9.

Трансмиссионный вал установлен в крышке корпуса на сферических роликоподшипниках. Подшипники, заключены в стаканы и закрываются снаружи крышками.

Выбор рациональной технологии восстановления детали

Технологический процесс капитального ремонта – это комплекс мероприятий по восстановлению работоспособности оборудования, выполняемый в определённой последовательности и включающий:

Приёмку оборудования в ремонт

Моечно – очистные операции

Разборку оборудования на агрегаты, сборочные единицы и детали

Контроль, сортировка и ремонт деталей

Сборку сборочных единиц, агрегатов и оборудования в целом

Обкатку и испытание оборудования после сборки

Окраску и сдачу оборудования из ремонта

Моечно-очистные работы.

Моечные операции предшествуют этапам разработки, дефектации и ремонта оборудования. Организация и технология моечно-очистных работ зависят от типа предприятия, объема производства, номенклатуры ремонтируемых изделий, вида загрязнений. Соответственно условиям производства организуются универсальные или специальные моечные участки; наружная мойка может осуществляться в помещениях или на эстакаде, мойка выполняется вручную или механизированным способом. Для получения высокого давления моющей струи используют вихревые и плунжерные насосы.

Загрязнителями оборудования являются нефтяные загрязнения, остатки смазочных материалов, осадки, абразивные и металлические частицы, остатки красок, лаковые пленки, возникающие в результате термического окисления масляных слоев, ржавчина.

Нефтяное оборудование, работающее под открытым небом, очищают от песка, глины, бурового раствора, нефти, металлическими щетками и скребками.

При подготовке оборудования к ремонту из систем охлаждения, питания, масляных емкостей (картеров, корпусов) сливают охлаждающую жидкость, топливо, масло, промывают их растворами кальцинированной соды, 5% соляной кислоты или керосином с добавлением кальцинированной соды или едкого натрия. После промывки рассматриваемые системы обрабатываются паром.

В качестве моющих средств для очистки оборудования от грязи, нефти, масла, остатков покрытий используют холодную и горячую (7090°С) воду, холодные и горячие щелочные растворы, растворители (бензин, керосин, ацетон).

Подготовка детали к ремонту

Технологический процесс ремонта деталей сваркой или наплавкой состоит из следующих операций: подготовка деталей путем очистки поверхности от окалины, ржавчины и масла; подготовка кромок деталей под сварочный шов; подогрев детали до необходимой температуры при сварке удовлетворительно и ограниченно свариваемых сталей, а если сваривают термообработанную деталь, ее следует подвергнуть отпуску; сварка или наплавка детали; термообработка наплавленного слоя всей детали; механическая обработка детали.

Восстановление изношенных деталей давлением основан на принципе пластичности нагретого металла. Под действием молота или пресса деталь меняет свою геометрическую форму при неизменном объеме. Существует несколько методов восстановления давлением:

обжатие под прессом при помощи матрицы и пуансона; при этом уменьшают внутренний диаметр втулки на величину износа и припуска на последующую обработку, после чего наружный диаметр наращивают наплавкой или металлизацией;

раздача продавливанием на прессе через внутреннее отверстие втулки стальных шариков, что позволяет восстановить наружный диаметр цилиндрических полых деталей с наружной рабочей поверхностью (например, поршневых пальцев, втулок и т. п.);

осаживание под прессом, когда уменьшается высота втулки, но увеличивается толщина стенки;

вытяжка (в отличие от осаживания) восстанавливает длину детали за счет уменьшения ее наружного диаметра.

При ремонте валов и осей вначале выполняют:

сварочные и слесарные работы, так как при их осуществлении возможны деформации детали и могут быть повреждены чисто обработанные поверхности.

валы и оси подвергают правке и предварительной механической обработке. Чистовая обработка рабочих поверхностей вала должна производиться в последнюю очередь.

Для обеспечения неизменяемости формы вала и снятия внутренних напряжений после правки производят термическую обработку, состоящую в выдержке вала при температуре 400—500 °С в течение 0,5—1 ч. Значительные прогибы валов устраняют горячей правкой под прессом, для чего место изгиба вала нагревают до 600 °С в горне или пламенем газовой горелки.

Повторно проверить вал на биение и, если изгиб полностью не устранен, повторить операцию правки.

Следует помнить, что чем выше степень очистки промывочной жидкости от частиц разрушенной горной породы, тем более долговечна и надежна работа узлов и деталей насоса.

Заключение

В данном курсовом проекте мною были рассмотрены вопросы по техническому обслуживанию и ремонту бурового насоса НБТ600. Также были представлены рекомендации по эксплуатации бурового насоса, сведения по конструкции, охрана труда и техника безопасности при работе с насосом.

Был рассмотрен ремонт трансмиссионного вала бурового насоса, используя метод вибродуговой наплавки. Данный метод имеет ряд достоинств: позволяет в короткие сроки восстанавливать деталь, восстановление изношенной детали до состоянии оригинальной обходится в 2070% от стоимости новой детали, снижает затраты на запасные части. Минусом является необходимость специальном оборудовании, что приведёт к дополнительным расходам.

Ещё были рассмотрены вопросы по увеличении межремонтного периода. Предложенные методы очень эффективны и увеличивают срок межремонтного периода в несколько раз.

Список используемой литературы

1. Николич А.С. Поршневые буровые насосы, -М.: Недра, 1973.

2. Верзилин О.И. Современные буровые насосы, -М.: Машиностроение, 1971.

3. Ильский А.Л., Миронов Ю. В., Чернобыльский А. Г. Расчеты и конструирование бурового оборудования. М.: Недра 1985 г. 457 с.

4. Баграмов Р. А. Буровые машины и комплексы. М.: Недра 1988 г. 432 с.

5. Композит – каталог нефтегазового оборудования и услуг. 1-е издание в 3-х томах. М.: Энергетика. 274 с.

6. Волков А. С. Машинист буровой установки. ВИЭМС, МПР России 2003 г.

7. Северенчик Н. А. Машины и оборудование для бурения скважин. М.: Недра 1986 г. 362 с.