• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
15 апреля
ПНИПУ
10 901

Российские ученые нашли способ повысить долговечность бурового оборудования

4.6

Комплексный подход к повышению надежности нефтепромыслового и бурового оборудования предложили ученые Пермского Политеха. Они применили новые технологические и конструктивные решения для изготовления и сборки резьбовых соединений.

Российские ученые нашли способ повысить долговечность бурового оборудования / ©Getty images

Результаты опубликованы в журнале «Вестник ПНИПУ: Машиностроение, материаловедение». Анализ производственного опыта российских и зарубежных машиностроительных предприятий нефтяной и газовой промышленности показал, что упрочнение резьбы методом поверхностного пластического деформирования для обеспечения долговечности бурильных труб и других деталей не полностью изучен.

Пермские ученые установили причину низкой долговечности резьбовых соединений бурового оборудования, а именно несовершенство составных частей и элементов (бурильных труб, переводников бурильных колонн, концевых деталей для винтовых забойных двигателей) и предложили перспективные способы упрочнения поверхностей. Из рассмотренных методов специалисты выделяют два: поверхностную пластическую деформацию на основе обкатывания резьбы специальным профильным роликом и электромеханическую обработку.

©Пресс-служба ПНИПУ

«Повышение долговечности и надежности резьбовых соединений при обкатывании резьбы роликом достигается за счет формирования рациональных сжимающих остаточных напряжений, в итоге увеличивается микротвердость и снижается шероховатость впадины резьбы, и, что не менее важно, повышается сопротивление усталости высоконагруженной резьбы, – поясняет декан механико-технологического факультета, профессор ПНИПУ Михаил Песин.

– Ресурсные показатели наземного и подземного оборудования нефтегазовой отрасли в основном определяются качеством поверхностного слоя деталей, формируемого в течение всего технологического процесса их изготовления. Задачей современного машиностроения является повышение долговечности изделий».

Электромеханическая обработка — технология поверхностного упрочнения с применением концентрированных потоков энергии — может обеспечить повышение износостойкости изделий и как следствие — надежности оборудования. В основе этого метода — комплексное термодеформационное воздействие на обрабатываемую деталь при прохождении через зону ее контакта электрического тока большой плотности и низкого напряжения. В итоге формируется упрочненный поверхностный слой на глубину 1,5–2,5 мм с повышенной микротвердостью в 2-3 раза превышающий первоначальное значение, при этом значительно повышающий износостойкость детали.

Исследования применения электромеханической обработки проводились на образцах насосно-комперессорных труб и деталей промпредприятий, бурильных трубах. В результате твердость увеличилась от 18-22 до 48-52 HRC (hrc – показатель твердости), на сталях с более высоким содержанием углерода и легирующих элементов – от 36-37 до 48-49 HRC.

К преимуществам электромеханической обработки в сравнении с другими способами исследователи отнесли отсутствие обезуглероживания и окисления поверхностного слоя; технологическую простоту; повышение износостойкости до 12 раз и предела выносливости на 30–200 процентов; закалку длинномерных и маложестких деталей.

Как отмечают специалисты, разработка методологических основ конструкторско-технологического обеспечения надежности резьбовых соединений — актуальная научная задача при изготовлении бурильных труб. Она имеет практическую значимость для народного хозяйства России. «Для комплексной оценки надежности мы разработали практические рекомендации для лезвийной обработки резьбы в пределах допусков на размер шага, позволяющие сформировать рациональные сжимающие напряжения, как в процессе изготовления, так и сборки резьбового соединения, – говорит Михаил Песин.

– Сочетание различных технологических методов обработки дает синергетический эффект в надежности конструкции, работающей в экстремальных условиях эксплуатации. Кроме этого, определены режимы обработки для упрочения поверхности резьбы методом обкатывания роликом, включающие силу прижима ролика, профильный угол, материал ролика, скорость вращения обрабатываемой заготовки. Разработана комплексная модель, позволяющая определить режимы обработки и рациональные параметры сборки высоконагруженных изделий». 

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Пермский национальный исследовательский политехнический университет (национальный исследовательский, прошлые названия: Пермский политехнический институт, Пермский государственный технический университет) — технический ВУЗ Российской Федерации. Основан в 1960 году как Пермский политехнический институт (ППИ), в результате объединения Пермского горного института (организованного в 1953 году) с Вечерним машиностроительным институтом. В 1992 году ППИ в числе первых политехнических вузов России получил статус технического университета.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Предстоящие мероприятия
Вчера, 10:00
РНФ

Группа ученых из России и Германии математически описала ситуацию, когда происходит самоостановка света — явление, при котором скорость световых импульсов падает в миллионы раз, вплоть до нуля. Оказалось, что в определенных условиях излучение в резонансно поглощающей среде создает для себя «потенциальную яму», из которой затем не может выйти. Это происходит за счет обволакивания материей безмассовых фотонов, и в результате они могут остановиться.

Вчера, 16:09
Сергей Янкин

При помощи численного моделирования электромагнитных, механических и акустических процессов компания Tectonic Audio Labs создала современный динамик со сбалансированным излучателем (технология balanced mode radiator, или BMR). Динамик был использован в гарнитуре виртуальной реальности (VR) для корпорации Valve и теперь считается золотым стандартом для VR-аудио.

Позавчера, 10:02
Сергей Васильев

Распространяясь в популяциях крупных жвачных животных, паразиты незаметно оказывают мощное влияние на целые экосистемы, позволяя растительности спокойно развиваться и процветать.

20 мая
Мария Азарова

Ученые предупреждают: поскольку вес современных комбайнов и прочей сельхозтехники сегодня приближается к весу самых крупных животных, когда-либо бродивших по Земле, возникает парадокс уплотнения грунта.

Вчера, 10:00
РНФ

Группа ученых из России и Германии математически описала ситуацию, когда происходит самоостановка света — явление, при котором скорость световых импульсов падает в миллионы раз, вплоть до нуля. Оказалось, что в определенных условиях излучение в резонансно поглощающей среде создает для себя «потенциальную яму», из которой затем не может выйти. Это происходит за счет обволакивания материей безмассовых фотонов, и в результате они могут остановиться.

Позавчера, 10:02
Сергей Васильев

Распространяясь в популяциях крупных жвачных животных, паразиты незаметно оказывают мощное влияние на целые экосистемы, позволяя растительности спокойно развиваться и процветать.

26 апреля
Василий Парфенов

Крупнейшие патентные ведомства мира десятилетиями или веками принципиально игнорируют любые конструкции, нарушающие начала термодинамики. С точки зрения здравого смысла это хорошо, но конспирологи и гении-самоучки считают иначе. По их мнению, такая политика стала результатом заговора (подставьте сюда любое вымышленное или не очень секретное общество либо лобби). Что ж, похоже, Роспатент встал на их сторону.

27 апреля
Александра Медведева

С помощью GPS-трекинга ученые проследили за перемещениями целой популяции домашних кошек в небольшом норвежском городке. Оказалось, питомцы редко уходят от дома далее 50 метров и почти не совершают длительных прогулок.

28 апреля
Мария Азарова

Авторы нового исследования составили таблицу ожидаемой продолжительностью жизни для собак 18 чистокровных пород и метисов. Кроме того, они узнали, кто живет дольше — суки или кобели, кастрированные или нет.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: