2 Технічна частина

2.1 Умови роботи бурового насосу і причини виходу з ладу вузлів і деталей

Кожна справна машина, в тому числі і бурова, залежно від її технічного стану володіє певною працездатністю. Під працездатністю розуміється здатність машини виконувати в певних умовах роботу з допустимими відхиленнями від параметрів, настанов технічним паспортом машини.

Кожна машина має свою робочу характеристику у вигляді встановленої потужності, вантажопідйомності, швидкості підйому, продуктивності. Зниження цих параметрів від встановлених технічним паспортом говорить про зниження працездатністю і машини і про наявність в ній несправностей.

В процесі експлуатації машини її працездатність безперервно знижується внаслідок порушення її регулювання, зносу деталей та інших причин.

Використання машин, що мають несправності, неефективно, оскільки знижується продуктивність машини, її надійність і безпеку роботи і збільшується експлуатаційні витрати. Так наприклад, при великому зносі поршнів бурового насоса знижується його продуктивність.

Основними факторами, що впливають на працездатність машини, є її надійність і довговічність.

Під надійністю розуміть здатність машини безвідмовно виконувати в певних умовах роботу протягом встановленого часу з відхиленнями передбаченими технічними вимогами.

Надійність машини залежить від конструкції машини, матеріалу деталей, якості виготовлення і монтажу машини і її вузлів, організації та методів ремонту й експлуатації.

Надійність машини пов'язана з довговічністю і в значній мірі залежить від неї.

Довговічність машин підрозділяють на фізичну, економічну і моральну.

Фізична довговічність машини визначається її здатністю зберігати працездатність при відповідних режимах і умовах роботи до граничного стану, при якому подальша її робота неможлива або небезпечна в результаті зносу і руйнування її деталей і вузлів. Фізична довговічність машин залежить від конструкції, якості матеріалів та виготовлення машин, зносостійкості, міцності деталей та інших факторів.

Економічна довговічність машини визначається сумарною тривалістю її роботи у відповідних умовах з виробництвом ремонтів, кількість яких обмежується економічною ефективністю виробництва. Під час експлуатації машини піддаються різним ремонтам. Однак з плином часу внаслідок збільшення кількості зношених деталей обсяги ремонтів, а отже і їх вартість зростають і в якийсь момент часу відновлення та експлуатація даної машини стає економічно невигідною.

Під час експлуатації машин з'являються нові, досконаліші агрегати які відрізняються від машин, що знаходяться в експлуатації, високою продуктивністю і низькими експлуатаційними витратами. В результаті цього використання машин, що знаходяться в експлуатації незважаючи на їх технічну справність стає економічно невигідним. Такі машини вважаються морально застарілими. Їх замінюють новими або модернізують. Таким чином, під моральною довговічністю розуміється час роботи машин до заміни їх більш досконалими.

В процесі експлуатації устаткування деталі безперервно зношуються, в результаті змінюються їх розміри і порушуються посадки в з'єднаннях.

Основними видами спрацювання деталей бурового устаткування є: спрацювання під дією сил тертя, абразивне спрацювання, утомлене руйнування, корозія деталей.

В процесі експлуатації бурового обладнання найчастіше відбувається поєднання двох, трьох, а іноді всіх чотирьох зазначених видів спрацювання.

Так наприклад шток бурового насоса в процесі роботи піддається абразивному, утомленому і корозійному зношуванню. При роботі насоса в ущільнення штока потрапляють абразивні частинки з промивної рідини, які деформуючи гумові манжети затримуються на них і дряпають поверхню штока при його русі. У результаті на поверхні штока з'являються поздовжні подряпини.

Шток в процесі роботи сприймає також змінні навантаження які при певній кількості циклів можуть привести до втомного руйнування. При втомному зношуванні на поверхні штока з'являються дрібні тріщини, які в міру роботи поширюються в глиб тіла штока і призводять до його обриву.

Процес втомного руйнування штока прискорюється корозією. Хімічні сполуки промивальної рідини проникаючи в дрібні тріщини, вступають у хімічну реакцію з металом штока і знижують його механічні властивості в результаті чого розповсюдження тріщин прогресує.

Спрацювання під дією сил тертя відбувається в результаті механічної дії поверхонь що взаємодіють.

Тертя ковзання виникає при переміщенні однієї деталі щодо іншої. При цьому тертьові поверхні деталей стикаються між собою одночасно безліччю точок. Наприклад переміщення накладок крейцкопфів насоса по напрямних.

Тертя кочення виникає при перекочування однієї деталі по іншій.

Сухе тертя виникає в тому випадку коли між тертьовими поверхнями відсутнє мастило. Сухе тертя призводить до підвищеного зносу деталей.

Граничне тертя виникає в тому випадку коли внаслідок малої швидкості руху тертьових поверхонь або великого навантаження масляна гранична плівка буває настільки тонкою, що протікання мастила між поверхнями, що труться припиняється. Граничне тертя відзначається при пуску і зупинці машин.

Втомне руйнування відбувається під дією змінних або знакозмінних зусиль при напрузі нижче межі міцності.

Втомне руйнування настає без ознак деформації але йому передує поява розвинених дрібних тріщин.

Корозійне зношування відбувається в результаті руйнування поверхні деталей під дією навколишнього середовища.

Порушення нормальних умов роботи машини може бути викликане наступним.

1. Недотриманням режиму роботи машини відповідно до її технічної характеристики.

2. Критичною величиною зносу основних деталей і вузлів машини некомпенсованих сучасним проведенням відповідного ремонту.

3. Неякісним монтажем машини який викликає передчасний інтенсивний знос окремих деталей і вузлів машини.

4. Аварійне спрацювання наростає дуже швидко і призводить до руйнування деталей, вузлів і машини в цілому.