Тема 2.4 то і ремонт бурових насосів

Заняття 1 Ремонт бурових насосів

Зміст заняття

1 Поточний ремонт бурових насосів

2 Капітальний ремонт бурових насосів

1 До основних робіт з поточного ремонту бурових насосів відносяться:

- перевірка і підтягування всіх болтових з’єднань. Перевірка кріплення та стану пружинних маслянок;

- заміна швидкозношуваних деталей: циліндрових втулок, поршнів, штоків, клапанів (тарілок і сідел), клапанних пружин;

- заміна ущільнюючих манжет циліндрових кришок і кришок клапана, ущільнення штоків, ущільнення циліндрових втулок і надставки штока;

- перевірка стану і регулювання, при необхідності заміна направляючих і накладок крейцкопфа;

- перевірка стану надставок штока та їх кріплення зі штоком;

- перевірка привідного шківа і регулювання натягнення привідних пасів;

- заміна діафрагми пневмокомпенсатора;

- перевірка і регулювання підшипників кривошипного і трансмісійних валів;

- перевірка і заміна зношених корпусів сальника, пальців і втулок крейцкопфа, пальців і втулок малої головки шатуна, циліндрових і клапанних кришок;

- мащення насоса відповідно до карти мащення.

2 При капітальному ремонті проводять повне розбирання насоса, дефектування всіх деталей, відновлення або заміну непридатних деталей, заміна стаканів і всіх підшипників.

Перед розбиранням насоса з картера зливають масло, насос очищають від бруду і промивають.

Розбирання насоса починають з гідравлічної частини і проводять в наступному порядку: відгвинчують гайки і знімають кришки циліндрів, виймають нажимні коронки циліндрових втулок, вигвинчують коронки кришок клапанів, виймають кришки клапана, пружини клапанів і клапани, потім ослабляють сальники штоків, від’єднують штоки від надставок, виймають штоки з поршнями з циліндрів, знімають нажимні гайки, виймають ущільнення сальників штоків і спеціальним зйомниками циліндрові втулки з клапанних коробок. Далі відгвинчують гайки і знімають нагнітальний колектор в зборі з повітряним компенсатором, від’єднують клапанні коробки від приймального колектора і знімають їх. Потім з клапанних коробок за допомогою спеціального гідравлічного зйомника випресовують сідла клапанів.

Після цього приступають до розбирання пневмокомпенсатора. Для цього з нього перед розбиранням спускають повітря, відкривши голчаті вентилі і вигвинтивши контрольні пробки. Без цього розбирати компенсатор забороняється, оскільки стиснутим повітрям може травмувати робітників.

Після закінчення розбирання гідравлічної частини приступають до розбирання приводної частини насоса. Спочатку знімають шків клинопасової передачі, потім кришку корпусу і кришки підшипників трансмісійного вала, випресовують конусні цанги підшипників і виймають трансмісійний вал. Потім вигвинчують надставки штока з крейцкопфів, знімають стопорні планки пальців крейцкопфів, спеціальним зйомником випресовують пальці крейцкопфів, знімають спочатку кришки корінних підшипників кривошипного вала, а потім кривошипний вал у зборі з шатунами. Далі виймають крейцкопфи, знімають направляючі крейцкопфів і масляні ущільнення надставок штока.

Після цього приступають до розбирання вузлів приводної частини насоса.

Кривошипний вал розбирають в такій послідовності: знімають кришки шатунних підшипників і шатуни, випресовують за допомогою гвинтових зйомників роликові підшипники з шатунних шийок вала. Потім вал встановлюють на гідравлічний прес, знімають кришки корінних підшипників, торцеві кришки і корпуси підшипників, спресовують корінні підшипники і зубчате колесо. Потім з малої головки шатунів за допомогою спеціального зйомника або вибиванням випресовують бронзові втулки.

З трансмісійного вала за допомогою гвинтового зйомника випресовують роликові підшипники; з крейцкопфів знімають накладки.

Після розбирання насоса всі його деталі промивають і піддають контролю, де деталі перевіряють відповідно до технічних умов на вибраковування деталей і сортують на придатні, які підлягають відновленню, і непридатні. У процесі контролю деталей складають дефектовочну відомість насоса.

Замінюють або відновлюють гідравлічні коробки. Відновлюють шийки кривошипного і трансмісійного валів і кривошипа. Замінюють шестерню трансмісійного вала і зубчате колесо кривошипного вала. Ремонтуть сальники вузла надставки штока.

Бурові насоси збирають в послідовності, зворотній до розбирання.

Спочатку проводять збирання вузлів. Збирання і регулювання підшипників кривошипно-шатунного механізму насоса виконують таким чином. Збирають корінні підшипники кривошипного вала. На вал надівають розпірну втулку і внутрішні кришки корпуса підшипників. Потім на шийки вала насаджують до упору з одного боку у розпірну втулку, а з іншого в бурт вала підшипники із заздалегідь нагрітими в маслі до 90–100°С внутрішніми кільцями. Далі надівають корпуси на зовнішні кільця підшипників і з’єднують їх болтами з внутрішніми кришками.

Потім регулюють підшипники. Для цього болти зовнішніх кришок затягують і підшипники затискають в стаканах до повного зникнення аксіальних зазорів. Болти затягують зусиллям одного робітника гайковим ключем з рукояткою завдовжки не більш 210мм, при цьому одночасно постукують молотком по дну кришки стакана, щоб вибір зазорів був надійнішим.

Потім болти звільняють і встановлюють між кришкою та корпусом три свинцеві кубики, розташувавши їх під кутом 120° один до одного. Затягують болти до затискання підшипників, при цьому стежать, щоб різниця зазору між кришкою і торцем корпуса по колу була не більш 0,05мм. Після цього вигвинчують болти, заміряють товщину свинцевих кубиків і підбирають пакети прокладок із загальною товщиною на 0,3 – 0,4мм більшу за товщину кубиків. Встановлюють пакети прокладок між кришкою і корпусом підшипника і затягують болти до упору.

Після затягування болтів стакан повинен провертатися зусиллям одного робітника важелем завдовжки 1м. Перед регулюванням підшипники мастять маслом (індустріальне И-50А), а остаточно відрегульовані підшипники заправляють консистентним мастилом.

Після цього збирають шатунні підшипники. На шатунні шийки вала надівають розпірні втулки і внутрішні кришки підшипників. Далі на шийки вала насаджують до упору у розпірні втулки підшипники із заздалегідь нагрітими до 100°С внутрішніми кільцями. Потім на підшипники надівають шатун і сполучають його болтами з внутрішніми кришками. Після цього підшипники регулюють аналогічно корінним підшипникам, при цьому товщину пакета прокладок підбирають на 0,15 – 0,25мм більшу за товщину свинцевих кубиків.

Підшипники трансмісійного вала встановлюють і регулюють аналогічно регулюванню підшипників кривошипного вала. Товщину пакета регулювальних прокладок, встановлюваного під кришки, підбирають на 0,15 – 0,20мм більше від заміряної товщини свинцевих кубиків.

При збиранні гідравлічної частини насоса особливу увагу слід звертати на чистоту спряжених поверхонь і щільність їх прилягання. Абсолютно недопустимі місцеві зазори будь-якої величини, через які можливе просочування бурового розчину, – це є основною причиною абразивного розмивання деталей.

Прилягання конічної поверхні сідла клапана до поверхні гнізда клапанної коробки перевіряють за допомогою фарби: при пробному спряженні повинне вийти суцільне кільце шириною не менше 15мм.

Прилягання конічних поверхонь штока і поршня повинне бути суцільним по кільцю і займати не менше 60% поверхні конуса.

Після збирання насос прокручують уручну за шків на один хід поршня для того, щоб переконатися, що кривошипно-шатунний механізм вільно обертається, без заїдань і скреготу.

Обкатування і випробування бурових насосів після капітального ремонту проводять на випробувальному стенді. Для випробування в насос вставляють циліндрові втулки мінімального діаметру. Режим обкатки і випробування наступний: спочатку протягом 20 – 30 хвилин насос працює без тиску, потім 20 – 30 хвилин – при тиску на нагнітальній лінії 10 – 13 МПа і в кінці випробувань – протягом 1 години при максимальному робочому тиску.

Мета обкатування і випробування – виявлення і усунення нагрівання і стуків у привідній частині, припрацювання зубчатого зачеплення (пляма контакту повинна складати не менше 50% довжини і 40% висоти зубів), перевірка щільності з’єднань, виявлення і усунення ударів в гідравлічній частині і стуків клапанів.

При задовільних результатах обкатування і випробування проводять фарбування насоса. Усі внутрішні необроблені поверхні ванн станини фарбують малостійкою фарбою.

До відремонтованих бурових насосів ставлять наступні основні вимоги:

- усі деталі насоса повинні бути виготовлені або відремонтовані в повній відповідності з чинними кресленнями і технічними умовами. Знос деталей, що застосовують повторно, не повинен перевищувати граничних значень, встановлених технічними умовами на вибраковування деталей бурових насосів при ремонті;

- у розточках клапанних коробок під циліндрові втулки і сідла клапанів не повинно бути промоїн, забоїн і інших дефектів;

- верхні торці запресованих сідел повинні виступати з гнізд над поверхнею клапанної коробки на 6 – 12 мм;

- гумові ущільнення, сальники і прокладки повинні бути новими;

- надставки штока, штоки і поршні повинні бути надійно закріплені і мати контргайки;

- різьби кріпильних деталей не повинні мати зносу і забоїн. Шпильки повинні бути загвинчені повністю, а з боку гайок виступати на дві-три нитки;

- робочі поверхні направляючих і накладок крейцкопфів повинні бути гладкими і не мати спрацювання, зазор між направляючими і накладками крейцкопфів повинен складати 0,2 – 0,5 мм;

- зуби шестерні і зубчатого колеса повинні бути припрацьовані: пляма контакту повинна складати не менше 50% довжини і 40% висоти зубів;

- шестерня, зубчате колесо і шків (або ланцюгове колесо) повинні мати щільну посадку на валах і бути надійно закріплені, максимально допустиме биття шківа по колу і торцю не більш 2 – 3 мм;

- підшипники кривошипного і трансмісійного валів повинні бути відрегульовані і заправлені консистентним мастилом;

- збирання і регулювання кривошипно-шатунного механізму повинні забезпечувати плавну безшумну роботу насоса;

- маслопровідні канали повинні бути прочищені і промиті;

- повітряний компенсатор повинен бути перевірений на герметичність;

- усі деталі, що працюють під тиском, повинні пройти гідравлічне випробування тиском, рівним півторакратному максимально допустимому робочому тиску протягом 10 хвилин;

- після капітального ремонту насос повинен бути опресований і випробуваний на стенді відповідно до технічних умов на ремонт;

- насос повинен бути пофарбований стійкою фарбою, а поверхні, що труться, повинні бути змащені антикорозійним або консистентним мастилом.

Заняття 2 Експлуатація бурових насосів

Зміст заняття

1 Експлуатація бурових насосів

2 Заміна швидкозношуваних деталей бурових насосів

3 Відомості про умови роботи та причини виходу з ладу деталей бурових насосів

1 Тиск, що розвивають насосом, повинен відповідати його характеристиці. Допускають лише короткочасне (до 10 хвилин) підвищення нормального тиску не більше ніж на 10%. Стрілка манометра під час роботи повинна злегка вібрувати. Якщо вона нерухома, манометр несправний і його слід замінити; працювати при несправному манометрі забороняється. Недопустимий стукіт клапанів, поршнів і циліндрових втулок.

Сальникові і манжетні ущільнення повинні забезпечувати повну герметичність. Нагрівання крейцкопфів, підшипників, стукіт пальців крейцкопфа і підвищений шум зубчатого зачеплення недопустимі. Необхідно ретельно стежити за станом зубчатого зачеплення, направляючих крейцкопфа і штоками, оскільки при пошкодженні їх поверхонь працювати не можна.

Велику увагу слід приділяти кріпленню гідравлічних коробок до станини: ослаблення кріплення неприпустимо. Клинопасова передача приводу насоса повинна бути вивірена по осях канавок, її перекос і провисання пасів недопустимі. Необхідно постійно стежити, щоб кількість піску в розчині не перевищувала 4 – 5%, систематично підтягати кріплення циліндрових втулок і стежити за постійним обмиванням штоків водою або маслом.

При заміні циліндрових втулок, якщо їх діаметр змінюють, слід встановити відповідну запобіжну діафрагму.

Щоб виключити промив гідрокоробки, необхідно сідло клапана щільно посадити в гніздо. При цьому на конічній поверхні розточки гнізда в гідрокоробці, а також на поверхні сідла клапана не повинно бути пошкоджень. Перед посадкою ці поверхні треба ретельно витерти. У проточку сідла клапана вставляють гумове ущільнююче кільце з діаметром менше внутрішнього діаметру проточки. Сідло клапана з гумовим ущільнюючим кільцем поступово, без ударів і поштовхів (щоб не пошкодити конічну поверхню розточки під сідло клапана), опускають в конічну розточку.

На встановлене сідло клапана ставлять спеціальний розпірний стакан і загвинчують кришку клапанної коробки вручну ломиком завдовжки 2 – 3 м (зусиллям двох чоловік). Кришка, упираючись в стакан, запресовує сідло клапана. Після запресування кришку відгвинчують, прибирають стакан, встановлюють клапан і так далі. Таке запресування сідла клапана найбільш надійне і ефективне порівняно з іншими способами.

Необхідно стежити за посадкою клинопасового шківа на вал і в міру потреби підтягати кріплення.

Періоди зміни долота слід використовувати для огляду насоса, особливо його клапанів і поршнів, усунення неполадок і заміни зношених деталей. Перші два-три тижні для кращого припрацювання підшипників кочення, зубчатих зачеплень та інших робочих вузлів насос треба навантажувати не більше ніж на 50 – 60% номінальної потужності.

Припрацювання зубчатого зачеплення виконане односторонньо і відповідає обертанню, вказаному стрілкою на станині. При необхідності зміни напряму обертання слід провести обкатку зубчатого зачеплення без навантаження насоса до отримання плями контакту зубів не менше 60% по висоті і 50% по довжині, а також усунути можливе нагрівання направляючих крейцкопфів шляхом припрацювання їх під час обкатки насоса.

Допускають нагрівання підшипників кочення, пальця крейцкопфа і направляючих крейцкопфа до 70°С. При нагріванні цих вузлів понад 70°С насос слід зупинити і з’ясувати причину.

Зазор між втулкою і пальцем крейцкопфа при зносі бронзової втулки допустимий не більш 0,3 – 0,4 мм. Працювати при більшому зазорі забороняється.

Заливання у ванну масла із зниженою в’язкістю може бути причиною задирів зубів. Підшипники кочення мастять відповідно до карти мащення.

2 Циліндрову втулку замінюють при наявності| на внутрішній поверхні великої кількості подряпин і значного зносу| по внутрішньому діаметру (більше 1,5 – 2мм). Для витягування циліндрових втулок бурових насосів застосовують пристосування двох типів.

Гвинтовий зйомник циліндрових втулок (рисунок 2.8) складають з шарнірного захвата 1, силового гвинта 2, упорної планки 3 і гайки 4 силового гвинта. Шарнірний захват має декілька виступів, відповідних внутрішньому діаметру втулок 5.

Для витягування циліндрових втулок бурових насосів необхідно |слідуюче|:

- послабити болти, що підтискають зовнішній стакан|склянку|, який затискає ущільнення циліндрової втулки;

• відкрутити гайки, що кріплять|зміцнюють| кришки циліндра;

• зняти кришку циліндра. Витискання|видобування| кришки можна провести|виробити,справити| болтами, вкрученими|вкрученими| в кришку, при подальшому|дальшому| їх закручуванні, вони упираються в торець гідравлічної частини|частки| і витискають кришку з проточки в гідравлічній частині|частці|;

• витягнути зовнішній стакан|склянку| за допомогою ударів по ньому внутрішнім стаканом|склянкою|;

• вивернути шток і витягнути його з|із| циліндрової втулки;

• захват 1 пропускають на силовому гвинті 2 через циліндрову втулку 5 і під дією власної ваги повертають на 90°. При обертанні гайки 4 циліндрову втулку ломиком витягують з клапанної коробки;

- промити, ретельно протерти і змастити|змазати| консистентним мастилом|змащуванням| посадочні місця гідравлічної коробки перед установкою нової циліндрової втулки. Нову циліндрову втулку очистити від піску, бруду|грязюка,бруд| і консерваційного мастила|змащування|, оглянути зовнішні і внутрішні поверхні – вм’ятини і забоїни| на втулках не допускають. Зачищення забоїн| провести|виробити,справити| слюсарним шляхом|колією,дорогою|. Установка циліндрових втулок проводиться|виробляється,справляється| таким чином: надіти|надягнути| на |втулку комплект ущільнень і розпірне кільце. Завести циліндрову втулку в гідравлічну коробку| і провести|виробити,справити| її запресування| до упору.

У циліндрову втулку встановити шток з|із| поршнем, встановити розпірні стакани|склянки|, ущільнення і надіти|надягнути| на шпильки кришку, гайки, що кріплять|зміцнюють| кришку, затягнути рівномірно “навхрест” повністю і лише після|потім| цього затягнути болти, що підтискають ущільнення циліндрової втулки. Після|потім| заміни втулки запустити насос і по сигнальному отвору| перевірити надійність затягування комплекту ущільнень циліндрової втулки|. При наявності протікання підтягти|підтягнути| болти ущільнення циліндрової втулки.

Р исунок 2.8 – Гвинтовий зйомник циліндрових втулок

Пристосування з конічним корпусом для витягання циліндрових втулок (рисунок 2.9) являє собою конічний корпус 1 з трьома пазами у вигляді “ластівочого хвоста”, якими переміщують плашки 3 з насічкою на зовнішній поверхні. Рух плашок обмежений з одного боку кільцем 4, а з іншою — штифтами 2.

Для витягання циліндрової втулки пристосування встановлюють усередині втулки на середині її довжини. При цьому корпус натягують до себе за рукоятку 5 так, щоб плашки перемістилися до більшої основи конуса і заклинили пристосування в циліндровій втулці 6. Потім при повільному обертанні вручну шківа насоса витягують втулку з клапанної коробки, при цьому поршень із штоком із втулки попередньо не виймають.

Р исунок 2.8 – Зйомник циліндрових втулок з конічним корпусом

Не допускається залишати циліндрові втулки в недіючому|бездіяльному| насосі навіть на короткий час, оскільки|тому що| через корозію, пісок, обважнювач| і затверділий буровий розчин їх з часом важко|скрутно| буде витягнути з|із| гідравлічних коробок без пошкодження|ушкодження| пристосувань і самої втулки.

Я кщо |у разі , якщо,в случае шток придатний до роботи, зношений поршень можна спресувати за допомогою пристосування для випресування| поршнів (рисунок 2.9).

Рисунок 2.9 – Пристосування для випресування| поршнів

Клиновий зйомник для зняття поршнів з штоків бурових насосів складають з корпусу 4, виготовленого з бурильної труби, на кінці якої приварені упорні фланці 2 і 5, упорного фланця 7 та клина 6. Торцеві поверхні упорних фланців 5 і 7, по яких переміщають клин, мають нахил відповідно до форми клина 6. Ударами кувалди по бойку клина поршень 8 спресовують з штока 3, який утримують від переміщення гайкою 1. Під час випресування| гайку, що кріпить|зміцнює| поршень|, повністю| згвинчувати з штока не можна. Зазор між гайкою і поршнем повинен| бути рівний 25-35 мм.

При заміні поршнів особливу увагу необхідно приділяти стану ущільнюючих кромок і чистоті конусних поверхонь контакту поршня і штока. Прилягання конічної поверхні штока з|із| конічною поверхнею поршня повинне бути суцільним по кільцю і складати| не менше 60% поверхні конуса. Конусні поверхні поршня і штока ретельно очищають від бруду|грязюки,бруду| і знежирюють; встановлюють поршень на шток і запресовують| на конус штока. Запресований| поршень на штоку затягують гайкою і контргайкою. Шток і поршень встановлюють у втулку, попередньо| рясно змастивши|змазавши| консистетним| мастилом|змащуванням|. Рекомендують у нові циліндрові втулки| встановлювати нові поршні, оскільки|тому що| пара “втулка–поршень” має здатність|здібність| припрацьовуватися.

Працездатність клапанного вузла порушується в той момент, коли|у той момент , коли,в тот момент | ущільнення на сідлі втрачає|розгублює| здатність|здібність| герметизувати зазор між тарілкою клапана і сідлом. Після|потім| цього тарілка і сідло можуть бути швидко зруйновані.

Д ля витягання|видобування| зношених деталей вузла клапана необхідно відвернути гвинт з|із| різьбою Уп| 300×12 (у насосах УНБ-600 Уп 250×12); витягнути кришку клапана, пружину і тарілку клапана. У зношене сідло встановити пристосування для випресування сідел клапанів (рисунок 2.10) і витягнути його за допомогою гідрозйомника|.

Рисунок 2.10 – Пристосування для випресування сідел клапанів

Гідравлічний зйомник сідел клапанів бурових насосів складають з трьох основних частин: захоплюючого пристрою, гідравлічного циліндра і ручного гвинтового насоса.

Після установки штока 7 із захоплюючим пристроєм 6 в клапанній коробці на нього надівають гідравлічний циліндр 1 в зборі з поршнем 4. Шток піднімають догори і кріплять до поршня 4 гайкою 3. За допомогою гвинтового насоса 2, розташованого на корпусі поршня 4, в гідравлічному циліндрі 1 створюють необхідний тиск для випресування сідла 5 клапана з гнізда клапанної коробки.

Перед установкою нового сідла необхідно ретельно видалити|знищити,віддалити| з конічних поверхонь гідравлічної коробки і сідла бруд|грязюку,бруд| та мастило|змащування|. Протерши їх насухо чистим полотном, перевірити правильність виготовлення конусних поверхонь. Тільки|лише| за наявності чистих, знежирених конічних поверхонь дозволяють провести|виробити,справити| установку нового сідла.

Категорично забороняється проводити|виробляти,справляти| запресування| сідла в гідрокоробку| за наявності бруду|грязюки,бруду|, масла|мастила,олії|, забоїн| на їх конічних поверхнях. Дрібні|мілкі| забоїни| перед запрессуванням| необхідно зачистити слюсарним інструментом. У разі|в разі| виявлення сідел з|із| дефектами на конусній поверхні вони повинні бути вибракувані. Установка бракованих сідел не допускається, оскільки|тому що| це призводить|призводить,наводить| до промивання гідравлічних коробок.

Під час заміни сідла необхідно контролювати стан направляючих втулок кришок клапанів. При збільшенні внутрішнього діаметра з 31 мм до 33 (у насосах УНБ-600 з 33 до 35) втулку слід замінити на нову.

Перед установкою комплект ущільнення штока рясно змастити|змазати| мастилом|змащуванням|. Встановлювати його в корпусі сальника необхідно в такому| порядку|ладі|: першою встановлюється втулка, кільце, чотири| манжети, кільце опорне, втулка. Самоущільнюючі кромки манжет повинні бути завжди обернені у бік тиску|тиснення| промивальної рідини. При протяганні штока через ущільнення на різьбовий кінець рекомендують одягати|надівати| монтажний ковпачок, що оберігає|запобігає| кромки ущільнюючих манжет від пошкоджень.|ушкоджень| При мінусових температурах гідравлічний блок прогріти до температури +10-15⁰С або залити гарячою перекачуваною рідиною.

Ущільнення штока слід затягувати гайкою через втулку, обережно до усунення просочування рідини по штоку під час його руху. Перетягування викликає|спричиняє| підвищений тиск|тиснення| на шток з боку ущільнення, внаслідок чого відбуватиметься|настане| перегрівання і швидкий знос штока і ущільнень. Слабке|слабе| затягування дає можливість|спроможність| ущільненню переміщуватися в корпусі сальника при зміні|перерві,переміні| ходу поршня, а це викликає|спричиняє| підвищений знос отвору| корпусу сальника і передчасні промиви| по зовнішньому діаметру ущільнень штока.

3 Особливі фізичні властивості промивальної рідини і високий тиск її нагнітання є причиною того, що поршневий буровий насос при існуючому рівні техніки не може безперервно працювати протягом всього часу буріння досить глибокої свердловини.

Гідравлічна частина поршневого бурового насоса складається з корпусних деталей, ресурс яких може скласти 15–20 тис. годин, тобто може бути рівний ресурсу насоса в цілому, і змінних деталей з ресурсом 100–500 годин, в 30–200 разів меншим, ніж насоса.

Тиск в насосних камерах гідравлічного циліндра змінюють від мінімальної величини, близької при всмоктуючому ході поршня до тиску в приймальному колекторі, до максимальної величини, рівної тиску нагнітання при нагнітальному ході поршня.

Тиск в нагнітальному колекторі змінюють залежно від різних чинників у невеликих межах, що характеризують ступенем нерівномірності тиску нагнітання, яка за чинними нормами не повинна перевищувати 7–12%.

Корпусні деталі, що піддають дії змінного внутрішнього тиску, розраховують (з урахуванням впливу корозійно-активної промивальної рідини) на довговічність під дією циклічних навантажень, властивих майже всім конструктивним елементам гідравлічної частини поршневого бурового насоса. Міцність визначають розрахунком і контролюють гідравлічним випробуванням після виготовлення кожної корпусної деталі, одночасно перевіряючи герметичність її стінок при пробному тиску, рівному 1,5–2 максимального тиску нагнітання.

У конструкції корпусних деталей передбачають можливість неодноразового їх ремонту і повного відновлення працездатності після пошкоджень.

Вставні змінні деталі служать для захисту корпусних деталей від зношування. Змінні деталі повинні бути встановлені і закріплені в певному положенні щодо відповідної корпусної деталі. Монтаж нових змінних деталей і демонтаж зношених не повинні бути тривалим і трудомістким.

Властивістю змінних деталей є їх парність. Одна з деталей кожної пари закріплена в корпусі, а інша при роботі переміщають щодо неї.

До змінних деталей поршневого бурового насоса належать: а) циліндрова втулка, в якій працює поршень; б) корпус сальника, в гумових або гумово-металевих кільцях ущільнювачів або втулках якого працює поршневий шток; в) сідло, в парі з яким працює клапан.

Циліндрова втулка, корпус сальника з кільцями ущільнювачів і сідло клапана нерухомо закріплені в корпусі гідравлічної частини.

Особливістю роботи промивальних насосів при бурінні свердловин є різноманітний характер перекачуваної рідини, що містить тверді частинки розбурюваної породи і металу, що висуває підвищені вимоги до зносостійкості вузів і деталей гідравлічної частини бурового насоса.

Однією з основних вимог, що висувають до сучасного бурового устаткування, є його надійність. Аналіз роботи бурових насосів у виробничих умовах показує, що основною причиною їх відмови є низька довговічність поршнів, клапанів, а також ущільнень. Це пояснюють тим, що деталі гідравлічної частини насосів піддають відразу декільком видам зношування. Основними є: абразивне, гідроабразивно-ерозійне, ударно-гідроабразивне, корозійно-механічне, окислювальне, втомне тощо. Велика кількість абразивного матеріалу, яку несуть перекачувані промивальні рідини, їх обробка різними реагентами, різкі зміни температурного режиму, різноманіття умов експлуатації насосів і різний рівень їх обслуговування та ремонту значно скорочують терміни служби деталей і вузлів бурових насосів.

Уникнути абразивного зносу елементів промивальних насосів неможливо, оскільки він виникає не тільки в місцях тертя спряжених деталей, але і в місцях руху потоку рідини, що містить абразивні частинки. Тому необхідно забезпечити можливість оперативної заміни швидкозношуваних деталей.

Для насоса характерні також і раптові відмови, пов’язані з втомою матеріалу різних деталей. Відмови окремих деталей впливають на основні параметри насоса: продуктивність і тиск, пов’язані з втратою герметичності, зносом, появою різних стуків, зломів матеріалу тощо. На практиці наявність відмови встановлюють за зниженням тиску, зв’язаним з втратою продуктивності, і за іншими характерними ознаками, наприклад, за появою струменя рідини, що проривається через зношене ущільнення, часто за звуком, що викликається цим струменем.

Дослідження показали, що одним з чинників, які впливають на довговічність циліндрових втулок, є чистота поверхні втулки.

Для збереження герметичності порожнини циліндрової втулки необхідно, щоб спряжена пара “втулка–поршень” зберігали щільність по всьому периметру поршня. Як тільки в якому-небудь місці ця щільність буде порушена, неминучий прорив розчину через нещільність, що з’явилася, і руйнування абразивним струменем і в цьому місці зв’язаної деталі стає невідворотним.

Клапани бурових насосів є одним з швидкозношувальних вузлів. Критерієм виходу з ладу клапана є ступінь герметизації, що досягається при закритому клапані. Герметизація в клапані здійснюється шляхом можливо точної підгонки замочних поверхонь сідла і тарілки клапана за рахунок гумового ущільнення між спряженими деталями. Основним видом руйнування клапана є утворення канавок на замочних поверхнях його деталей.

Основними напрямами в підвищенні довговічності клапанів є точне виготовлення деталей і збирання вузла, забезпечення правильної осьової посадки тарілки на сідло; висока чистота, твердість і зносостійкість замочних поверхонь; досконалість очищення перекачуваного бурового розчину.

Підвищення надійності і збільшення довговічності деталей гідравлічної частини насоса дозволяє скоротити непродуктивний час простоїв бурового устаткування, знизити витрати на ремонтне обслуговування і зменшити витрату запасних частин.

Заняття 3 ТО бурових насосів

Зміст заняття

1 Характерні несправності бурових насосів та способи їх усунення

2 Карта мащення бурових насосів

1 Таблиця 2.14 – Характерні несправності бурових насосів і способи їх усунення

Несправність	Можлива причина	Спосіб усунення
Нагрівання направляючих крейцкопфа внаслідок зменшення або припинення подачі масла в обидві камери крейцкопфа	Насос встановлений з нахилом	Встановити насос за рівнем
	Маслопроводи забруднені, немає прохідності	Прочистити маслопроводи
	Недостатня кількість масла у ванні зубчатої пари	Поповнити маслом масляну ванну зубчатої пари до необхідного рівня
Протікання розчину через контрольний отвір в циліндричній частині гідравлічної коробки. Падіння тиску і подачі. Глухий, переривистий, шиплячий звук у циліндричній частині гідравлічної коробки	Зношення ущільнення циліндрової втулки	Замінити ущільнення циліндрової втулки

Продовження таблиці 2.14

Несправнрість	Можлива причина	Спосіб усунення
Зменшення або припинення подачі рідини	Нещільності на всмоктувальній лінії	Підтягнути болти фланцевих з’єднань або змінити прокладки
	Засмічення всмоктувальної лінії приймальної ємності або фільтра	Очистити ємність, фільтр і всмоктувальну лінію
	Нещільність поршнів, знос циліндрових втулок, знос ущільнення клапанів	Замінити спрацьовані або зламані деталі
	Сторонній предмет попав під тарілку клапана	Очистити клапанне гніздо
	Знос штоків, заїдання клапанів	Змінити штоки, якщо вони мають подовжні канавки завглибшки більше 2 мм.
		Перевірити, чи вільно підіймаються клапани, чи немає заїдання в направляючих клапана
Насос працює поштовхами	Знос або несправність одного з поршнів або клапанів	Замінити спрацьовані або зламані клапани і поршні
Шиплячий звук в гідравлічній коробці. Тиск і подача насоса падають	Знос стінок клапанної коробки між нагнітальними і всмоктувальними порожнинами або в місці посадки сідла	Замінити гідравлічну коробку
Стук в гідравлічній коробці. Тиск і подача насоса падають	Послаблення гайки штока, слабо підтягнуті упорні болти циліндрових втулок	Підтягнути гайки штоків і упорні болти
	Знос ущільнення клапана	Змінити ущільнення клапана
	Поломка пружини або клапана	Змінити зламані деталі клапана або пружину
	Знос ущільнення циліндрових втулок	Змінити ущільнення циліндрових втулок
Биття клинопасового шківа на трансмісійному валу	Послаблення посадки шківа на вал	Затягнути маточину шківа болтом М64 і законтрити
	Шпонковий паз або шпонка зношені	Замінити шпонку, відновити паз

Продовження таблиці 2.14

Несправність	Можлива причина	Спосіб усунення
Стук в привідній частині	Знос накладок або направляючих крейцкопфа	Відрегулювати або змінити накладки чи направляючі крейцкопфа
	Послаблення з’єднання штока з надставкою штока або надставки штока з крейцкопфом	Підтягти шток з надставкою і крейцкопфом. Застопорити
	Послаблення кріплення підшипників шатуна	Підтягти гайки або відрегулювати підшипники за допомогою прокладок
	Знос або розрегулювання підшипників кривошипного вала	Змінити підшипники або відрегулювати їх за допомогою прокладок
	Знос пальця або втулки крейцкопфа	Змінити зношені деталі
	Знос маточини крейцкопфа під палець	Те ж
Нагрівання підшипників	Недостатня кількість масла	Додати масло
	Надлишок масла	Збавити масло
	Перетиснуті підшипники	Поставити додаткові прокладки
	Знос підшипників	Змінити підшипники
	Забрудненість мастила підшипників	Промити підшипники і заправити чистим мастилом

2 Таблиця 2.15 – Карта мащення бурових насосів (УНБ-600) (рисунок 2.11)

Точка мащення	Найменування точки мащення	Сорт мастила	Вказівки щодо мащення
1	Підшипники кривошипного вала	Мастило універсальне середньоплавке УС-2 або УС-3 (ГОСТ 1033)	Один раз на тиждень 2кг (не більше половини вільного об’єму підшипника) за допомогою ручного шприца через пружинні мастильниці
2	Підшипники трансмісійного вала

Продовження таблиці 2.15

Точка мащення	Найменування точки мащення	Сорт мастила	Вказівки щодо мащення
3	Масляна ванна (зубчата передача, підшипники шатунів, крейцкопфи, надставки штоків)	Трансмісійне автотракторне ТАп-15В (ГОСТ23652) або індустріальне И-50А (ГОСТ20799)	350-370 л заливати через горловину до верхньої відмітки масловкажчика. Заміна один раз на 3 місяці
4	Штоки поршня (для насосів У8-6М)	Емульсол ЕГТ ТУ 38 101149 або суміш дизельного палива і масла індустріального И-50А (ГОСТ20799)	Мащення здійснюють електронасосом. Об’єм мастильної рідини 85-100л
	Гідравлічний зйомник сідел клапанів	Масло індустріальне И-50А (ГОСТ20799)	0,4 – 0,5 л

Рисунок 2.11 – Мащення бурового насоса УНБ-600