Викладіть методику розрахунку головного параметра зображеного комплекту устаткування, назвіть потрібні для того вихідні данні, поясніть фізичний зміст застосовуваних рівнянь.

Головний визначальний параметр - це допустиме навантаження на гаку. Для визначення цього параметру необхідно знати конструкцію свердловину, компоновку і параметри складових частин бурової і обсадної колони. Ці данні можна взяти у ГТН.

Перелічіть відомі вам конструкторські експлуатаційні документи. Які експлуатаційні конструкторські документи доцільно розробити на поворотний кран, яким комплектується БУ? Розкрийте зміст цих документів.

Технічні умови - до­ку­мент, який вста­но­в­лює ви­моги до ви­ро­бу, йо­го ви­го­то­в­лен­ня, ко­н­т­ро­лю, при­йман­ня і ре­гу­лює сто­су­н­ки між виробником і спо­жи­ва­чем продукції.

Настанова з експлуатації - до­ку­мент, який мі­с­тить: ін­фо­р­ма­цію про конс­тру­к­цію, прин­цип дії та ха­ра­к­те­ри­с­ти­ки ви­ро­бу і йо­го скла­до­вих ча­с­тин; на­ста­но­ви що­до пра­ви­ль­ної та без­пе­ч­ної екс­плу­а­та­ції ви­ро­бу (ви­ко­ри­с­тан­ня за при­зна­чен­ням, тех­ні­ч­но­го об­слу­го­ву­ван­ня, поточного ре­мо­н­ту, збе­рі­ган­ня та транс­по­р­ту­ван­ня); вка­зі­в­ки що­до оці­н­ки йо­го тех­ні­ч­но­го ста­ну при ви­яв­лен­ні не­об­хід­но­с­ті на­пра­в­лен­ня на ре­монт; ін­фо­р­ма­цію про пра­ви­ла ути­лі­за­ції ви­ро­бу і йо­го скла­до­вих ча­с­тин.

Паспорт - екс­плу­а­та­цій­ний до­ку­мент, який за­сві­д­чує га­ра­н­то­ва­ні під­при­єм­с­т­вом-ви­ро­б­ни­ком ос­но­в­ні па­ра­ме­т­ри і ха­ра­к­те­ри­с­ти­ки ви­ро­бу та га­ра­н­тій­ні зо­бо­в’я­зан­ня і мі­с­тить ві­до­мо­с­ті про ре­к­ла­ма­ції.

Програма і методика випробувань – до­ку­мент, що ви­зна­чає пе­ре­лік па­ра­ме­т­рів, норм і вла­с­ти­во­с­тей ви­ро­бу, які не­об­хід­но пе­ре­ві­ри­ти при ви­про­бу­ван­нях, а та­кож вка­зує ме­то­ди ко­н­т­ро­лю і ви­про­бу­вання.

Приведіть структуру ремонтних служб галузі, задачі баз виробничого обслуговування та їх склад в УБР і НГВУ.

Ремонтні підприємства нафтогазової промисловості для підтримання обладнання в роботоздатному стані.

Роботи з правильного використання обладнання і підтримання його в роботоздатному стані виконують такі підрозділи:

1) Центральна база виробничого обслуговування (ЦБВО)

2) База виробничого обслуговування( БВО) ,УБР чи НГВУ

3) Ремонтні підприємства

4) Ремонтні бригади з ремонту обладнання в районних інженерно-технічних службах (РІТС)

Бази виробничого обслуговування УБР і НГВУ здійснюють прокат механічного обладнання ,інструментів , засобів автоматизації і приладів, підтримують їх у роботоздатному стані і забезпечують своєчасне матеріально-технічне ремонтне обслуговування.

В склад БВО УБР входять такі цехи:

- Прокатно-ремонтний бурового обладнання

- Прокатно-ремонтний труб і турбобурів

- Прокатно-ремонтний електричного обладнання і електропостачання

- Дільниці промивних рідин ,автоматизації виробництво

- Інструментальна площадка

В склад БВО НГВУ входять наступні цехи:

-Прокатно-ремонтний експлуатації обладнання

- Прокатно-ремонтний електричного обладнання і електропостачання

- Механічний з прокату електрично-занурених установок

- Дільниці паро-водо постачання і автономного виробництва

7. Перелічіть основні експлуатаційні випадкові чинники що при роботі БУ:

- повністю залежать від обслуговуючого персоналу;

- частково залежать від обслуговуючого персоналу;

- зовсім не залежать від обслуговуючого персоналу. Вкажіть , що слід розуміти під терміном «норма надійності»?

Основні експлуатаційні чинники , що впливають на надійність бурового обладнання , можна поділити на 3 групи:

1. Ті , що не залежать від обслуговуючого персоналу – глибина буріння , кліматичні умови,властивість гірських робіт.

2. Ті, що частково залежать від обслуговуючого персоналу – режим буріння , якість промивної рідини, мастил і інших матеріалів

3. Ті, що повністю залежать від обслуговуючого персоналу – Якість і своєчасність обслуговування , кваліфікація бурової бригади.

Ці чинники взаємповязні. Так режим буріння переважно визначає властивість гірських порід і одночасно залежить від навичок бурової бригади. Кліматичні умови в яких експлуатується обладнання можуть бути різними, що суттєво впливає на тепловий режим агрегатів, корозійну активність довкілля, на трудомісткість і якість ТО і ремонту. Нормою надійності називають оптимальне значення надійності , при якому сумарна вартість проектування, виготовлення і експлуатації є мінімальна.  

Білет №16

1) На прикладених рисунках подано аксонометричне зображення і складальні креслення агрегатів, якими комплектуються бурові установки. Уважно оглянувши прикладені ілюстрації назвіть зображені на них агрегати. Детально опишіть усі функції, виконувані ними в процесі спорудження свердловини. Охарактеризуйте конструктивні схеми, за якими виконано зображені агрегати, дайте найповніший перелік переваг та недоліків кожної з них.

Бурові насоси призначені для передачі буровому розчину енергії, яка необхідна для її циркуляції в свердловині в процесі буріння.

На рисунку 16.1 зображено аксонометричне зображення трьох поршневого бурового насоса односторонньої дії. На рисунку 16.2 і 16.3 зображено схеми двопоршневих бурових насосів двосторонньої дії, які відрізняються один від одного виконанням гідропневмокомпенсаторів. На рисунку 16.2 гідропневмокомпенсатор сферичний.

На рисунку 16.4 і 16.5 зображені двох поршневі бурові насоси двохсторонньої дії.

Порівнюючи між собою конструктивні схеми зображених насосів можна сказати, що три поршневий насос односторонньої дії має ряд переваг над двопоршневими насосами двосторонньої дії, а саме:

- менша масса на одиницю потужності;

- менша кількість швидкозношуваних деталей;

- більш рівномірна подача;

Завдяки цим перевагам три поршневі насоси односторонньої дії вже майже витіснили двопоршневі насоси двосторонньої дії і всі сучасні бурові установки оснащуються саме такими буровими насосами.

2) Складіть якомога повніший перелік відомих вам технічних показників зображених агрегатів, віднайдіть серед них класифікаційні та регламентовані чинним стандартом. Пов’яжіть усі параметри агрегатів, для яких це можливо, з процесом проводки свердловини і застосованою для цього технікою та технологією.

Основними показниками, за якими класифікуються бурові насоси є їх потужність (кВт). Також до стандартних показників відносять:

- максимальну подачу, м³/с;

- максимальний робочий тиск, МПа;

- металоємність насоса, кг/кВт.

Також буровий насос класифікують такими технічними показниками, як:

- число подвійних ходів поршня за одиницю часу;

- довжина ходу поршня;

- гідравлічна потужність;

- маса і габарити.

Пов’язуючи вище перераховані параметри з процесом проводки свердловини, можна сказати, що тиск насоса повинен бути таким, який би дозволив зрівняти всі гідравлічні опори циркуляційної системи.

Подача насоса – це кількість рідини, яка подається в свердловину за одиницю часу.

Формула потужності

N_Г = P · Q

де:    P - тиск;

Q – подача.

Всі ці параметри вибираються таким чином, щоб забезпечити найкращу промивку в свердловині, тобто таку, при якій долото працює чистому вибою.

3) Викладіть методику розрахунку головного параметру зображених агрегатів, назвіть потрібні для того вихідні дані.

Головним параметром бурових насосів є їх потужність. Для визначення потужності необхідні наступні вихідні дані:

- глибина спуску кожної з обсадних колон, м;

- довжини, діаметри та товщини стінок бурильних труб та ОБТ;

- густину бурового розчину в конкретній фазі буріння;

- дані про механічну швидкість в кожній фазі буріння;

- коефіцієнт зносостійкості та можливі ускладнення в процесі буріння;

- типорозміри доліт;

- спосіб буріння в кожній фазі.

Методика розрахунку полягає в наступному:

- обчислюємо подачу насоса виходячи із різних умов;

- обчислюємо сумарне значення гідравлічних опорів усіх елементів циркуляційної системи;

- визначаємо середнє для кожної з фаз буріння значення подачі;

- визначаємо необхідну гідравлічну потужність бурових насосів;

- визначаємо тиск насоса для кожної з фаз буріння;

- поділивши гідравлічну потужність на коефіцієнт корисної дії насоса і на кількість насосів, якими оснащується дана бурова установка, отримаємо одиничну потужність бурового насоса.

Після цього приймається стандартне значення потужності насоса і модель насоса (з стандартного ряду бурових насосів) якими слід оснастити дану бурову установку. Вибраний насос повинен забезпечити промивку свердловини при найкращому співвідношенні “ціна-якість”.

4) Перелічіть реалізовані конструктивні елементи і технічні рішення, які підвищують технологічність конструкції бурового насоса.

Насос зображений на рисунку 16.1 є досить технологічним по своїй будові. В його конструкції використовується велика кількість уніфікованих і стандартних деталей, багато з яких є взаємозамінними. Даний насос має досить зручний доступ до швидкозношуваних деталей, а також до місць, що вимагають контролю та регулювання. Кришки клапанів і циліндрів в даному насосі виконані з різьбою, яка має великий крок, що дозволяє спростити процес збираня-розбирання. Кожухи даного насоса є швидкоз’ємними, що дає змогу легко дістатися до потрібних вузлів. Складання та розбирання виробу потребує стандартних технологічних операцій і оснащення. Насос має досить зручну схему (від трьох поршневих односторонньої дії), що в порівнянні з насосами зображеними на інших рисунках робить його набагато технологічнішим. Так при однакових технологічних характеристиках, він має значно меншу масу і габарити, а також має меншу кількість швидкозношувальних деталей.

5) Визначіть навантаження на різьбу кришки 6 клапана (рисунок 16.6) від тиску бурового розчину в клапані. Тиск на виході насоса – 25 МПа. Необхідну для розрахунку інформацію виберіть з рисунку. Тертям в спряженнях клапана знехтувати.

Відсутній малюнок 16.6 – задача не підлягає вирішенню

6) Назвіть та охарактеризуйте чинники, вд яких буде залежати ресурс роботи зображених пристроїв. Вкажіть характерні види спрацювання деталей гідравлічної частини (рисунки 16.1, 16.4), що мають місце при роботі пристроїв. Запропонуйте конструктивні та технологічні заходи з підвищення довговічності найбільш швидкозношуваних деталей.

Ресурс роботи бурового насоса буде залежати, в першу чергу від ресурсу роботи його швидкозношуваних деталей, таких, як циліндро-поршнева пара, клапанна група.

Дані вузли працюють в складних експлуатаційних умовах при високому тиску, великій швидкості руху рідини, що призводить до значного гідроабразивного спрацювання цих деталей, особливо в місцях посадки клапана на сідло, а також манжети поршня і внутрішньої поверхні циліндрової втулки. Також при робті насоса можливий корозійний знос металевих деталей насоса, ерозійний знос гумових деталей. Для забезпечення більшої довговічності швидкозношуваних деталей насоса можна піти декількома шляхами – покращенням очистки промивної рідини або встановити конструктивні елементи, які перешкоджали б попаданню абразиву в зазори між парами тертя (відбивна шайба). Іншим шляхом підвищення довговічності цих деталей є підвищення твердості та зносостійкості шляхом поверхневого зміцнення. Так, наприклад, циліндрову втулку можна виготовити з сталі 30ХНМ і для її зміцнення використати лазерно-термічну обробку, що дасть змогу досягти твердості шару 70 -75 HRC (дана обробка є ефективнішою та дешевшою за СВЧ).

Сідло клапана слід виготовити з легованої сталі, з цементацією по всій поверхні, після чого загартовують та відпускають, що дає змогу досягти твердості 55-60HRC. Тарілку клапана також виготовляють з легованих сталей, після чого її гартують, відпускають, а після піддають плазмовому напиленню твердосплавними матеріалами.

7) Навести приклади конструктивної, експлуатаційної, раптової та часткової відмов, що можуть мати місце при роботі зображеного пристрою.

Відмова – подія, що полягає в порушенні роботоздатності.

Конструкційні – відмова викликана недосконалістю конструкції (наприклад невірно підібраний матеріал деталей).

Експлуатаційна – відмова, що виникає в результаті порушення встановлених правил експлуатації чи ремонту (наприклад невірно підібраний тип насосу, для заданих умов експлуатації).

Раптова – відмова, що супроводжується скачкоподібною зміною одного чи кількох параметрів виробу (наприклад руйнування тарілки клапана в результаті втомних напружень).

Часткова – відмова, при якій можливе використання виробу за призначенням (наприклад спрацювання ущільнень поршня чи спрацювання циліндрової втулки).

Білет №20

(шарошки доліт)

На прикладених рисунках А, Б, В і Г зображено вузли шарошок тришарошкових доліт різних типів. Складіть якомога довші переліки виявлених вами на рисунках ідентичних та різних конструктивно-технологічних рішень, реалізованих в зображених вузлах. Визначте тип і застосовність доліт, якими належать і вузли, вкажіть ознаки, якими ви при цьому керувалися.

Тришарошкові долота рисунок А І Г складаються з 1—карбід-вольфрамові вставки; 2—прецизійний підшипник ковзання; 3—еластомірне ущільнення; 4—срібне покриття; 5—твердосплавна зносостійка поверхня; 6—наварка твердим сплавом; 7—антифрикційний швидкісний підшипник.

В рисунку В позиція 5 показана масло заповнена опора з автоматичною подачею мастила. Долота А і Г використовуються в дуже твердих породах, долото Б використовується в твердих породах, а долото В використовується в твердих породах з прошарками м’яких.

Прогресивні ріжучі структури із збільшеним кутом нахилу зубів полегшують зрізання породи із стінки стовбура, в результаті чого більше енергії витрачається на поглиблення свердловини і значно підвищується швидкість проходки.

Для буріння у твердих і високоабразивних гірських породах застосовуються долота, армо­вані удароміцними синтетичними алмазними різцями з проміжним перехідним прошарком, що дозволяє поєднати зносостійкість алмаза і ударну міцність карбіду вольфраму. Долота, ар­мовані удароміцними алмазними різцями по калібруючому зовнішньому вінцю, значно надійні­ше зберігають номінальний діаметр свердловини і дозволяють бурити з більш високими швид­костями обертання.