• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
15.04.2022
ПНИПУ
11 089

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 / Автор: Ольга Кузьмина

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
Вчера, 20:00
Ольга Иванова

Ученые из Австралии и Канады пришли к выводу, что подавляющее большинство одиноких людей не вступает в романтические отношения из-за страха. С одной стороны ими руководят опасения, что их отвергнут, с другой — что они потеряют свою независимость.

Вчера, 18:01
Алиса Гаджиева

Авторы нового исследования изучили геномы людей, живших на территории Аварского каганата времен его расцвета, и составили их родословные.

Позавчера, 15:20
Андрей

Экологи из Китая подсчитали, как изменились площади оазисов в мире с 1995 по 2020 год. Исследователи также выяснили, в каком регионе оазисных территорий больше всего, в каком темпе происходят изменения и чем на этих землях занимается человек.

Вчера, 20:00
Ольга Иванова

Ученые из Австралии и Канады пришли к выводу, что подавляющее большинство одиноких людей не вступает в романтические отношения из-за страха. С одной стороны ими руководят опасения, что их отвергнут, с другой — что они потеряют свою независимость.

21 апреля
Мария Азарова

Авторы нового исследования выявили три фактора, ответственные за так называемый алкогольный блэкаут — распространенное последствие употребления спиртных напитков, когда человек сталкивается с провалами в памяти.

22 апреля
Полина Меньшова

Большему количеству учеников, чем когда-либо, трудно осваивать школьную программу. Это связано с низким уровнем развития рабочей памяти и неумением планировать время, считает педагог Алекс Куигли. В новой книге он дал практические рекомендации для учителей, которые помогут сделать работу в классе более продуктивной.

8 апреля
Василий Парфенов

Режим работы, количество трудовых часов в неделю и экономическую стабильность профессии прочно ассоциируют с благополучием человека. Количественно и качественно определить эти взаимосвязи получается редко — нужны большие выборки респондентов и длительное время наблюдений. Автор новой научной работы использовал долговременное исследование более чем семи тысяч американцев, чтобы выявить основные эффекты паттернов трудовой деятельности на психическое и физическое здоровье работающих людей.

Вчера, 20:00
Ольга Иванова

Ученые из Австралии и Канады пришли к выводу, что подавляющее большинство одиноких людей не вступает в романтические отношения из-за страха. С одной стороны ими руководят опасения, что их отвергнут, с другой — что они потеряют свою независимость.

28 марта
Игорь Байдов

Американская компания JetZero, которая обещает произвести фурор в гражданской авиации, получила сертификат летной годности на испытания уменьшенной копии разрабатываемого ею сверхэффективного реактивного авиалайнера со «смешанным крылом». Предстоящая программа летных испытаний будет направлена на оценку летно-технических характеристик самолета, его устойчивости и управляемости.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Причина отклонения
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: