книги / Эксплуатация оборудования для бурения скважин и нефтегазодобычи

Обычно полностью собранную машину подвергают приемоч­ ным, контрольным и специальным испытаниям. Приемочные ис­ пытания устанавливают соответствие фактических эксплуатаци­ онных характеристик машины техническим условиям и прово­ дятся на специальных стендах в условиях, максимально прибли­ женных к эксплуатационным.

Порядок испытаний определяется техническими условиями. Обнаруженные в процессе приемочных испытаний неполадки устраняют, после чего машину вновь подвергают повторным (контрольным) испытаниям.

При внесении в машину каких-либо новых элементов (новый материал, изменение качества поверхности и др.) проводят спе­ циальные испытания. Результаты испытаний оформляются в ви­ де акта, а данные испытаний отмечаются в паспорте отремонти­ рованной машины. Поскольку качественные и всесторонние ис­ пытания отремонтированной машины могут быть произведены только на специальном стенде, следует стремиться к созданию подобных стендов на всех ремонтных предприятиях нефтегазо­ вой отрасли.

На рис. 8.16 приведена схема стенда для обкатки и испытания турбобуров. В состав стенда входят металлическая вышка высо­ той 27 м, лебедка с приводом и станцией управления, ротор, бу­ ровой насос с приводом, скважина глубиной 15-20 м и металли­ ческая емкость до 15 м3 с градуированной рейкой. Промывочная жидкость циркулирует по замкнутой системе, а фактическая производительность насоса определяется с помощью замерной рейки. Испытательный стенд оборудован контрольно-измери­ тельными приборами и набором приспособлений для измерения высоты подъема вала верхней секции, приспособлением для за­ пуска турбобура, приспособлением для измерения утечек через ниппель, моментомером для измерения тормозного момента, та­ хометром и регистрирующими манометрами.

Обкатку турбобура на стенде производят при таком же при­ мерно расходе промывочной жидкости, как и в эксплуатацион­ ных условиях.

В процессе обкатки проверяют плавность запуска турбобура; перепады давления на турбобуре при запуске, холостом режиме и торможении; герметичность резьбовых соединений; расход жид­ кости через ниппель; наличие посторонних шумов; биение вала турбобура; температуру в опорах; величину осевого люфта.

У секционных турбобуров перед обкаткой проверяют пра­ вильность их регулировки.

На рис. 8.17 приведена схема стенда для обкатки вертлюгов. Стенд состоит из мачты для подвешивания вертлюга, привода

Рис. 8.16. Схема стенда для испытания турбобуров:

1 ~ станция управления; 2 - электродвигатель; 3 - лебедка; 4 - вышка; 5 ~ ро­ тор; 6 - емкость с промывочной жидкостью; 7 - буровой насос; 8 - электродви­ гатель; 9 ~ агрегат форсированного бурения

для вращения ствола вертлюга и домкратов с траверсой для соз­ дания нагрузки на вертлюг. Высота мачты от основания до верх­ ней площадки 8 м. На верхней площадке смонтированы подшип­ ники, в которых установлена верхняя траверса. На траверсу на­ девают строп испытываемого вертлюга.

В нижней части мачты приварены поперечины, в которых смонтированы два гидравлических домкрата. Плунжеры домкра­ тов упираются в нижнюю подвижную траверсу, на переводник которой навинчивают рабочую трубу. В основании пола по оси мачты установлен домкрат для поддержания нижней траверсы.

Приводная часть представляет полностью скомплектованный индивидуальный привод к ротору. Привод состоит из сварной

Рис. 8.17. Схема стенда для обкатки вертлюгов:

1 ~ рама; 2 - электродвигатель; 3 ~ коробка перемены передач; 4 - ротор; 5 - вертлюг; 6 - мачта; 7 - верхняя траверса; 8 - аппарат для регистрации темпера­ туры; 9 ~ домкрат; 10 - нижняя траверса; 11 - рабочая труба; 12 - электродви­ гатель насоса; 13 - насос; 14 - емкость для масла; 15 - нагнетательный коллек­

тор

рамы, на которой смонтированы два электродвигателя и четы­ рехскоростная коробка передач.

Рабочая труба проходит через отверстие в столе ротора и в верхней части присоединяется к ниппелю ствола вертлюга.

К домкратам подведены трубопроводы гидравлической систе­ мы для подачи и отвода масла насосом.

Давление гидравлической системы контролируется маномет­ рами. Уровни масла в коробке перемены передач и нижней тра­ версе определяются с помощью уровнемеров.

Стволу вертлюга вращение передается от электродвигателей через коробку перемены передач, ротор и рабочую трубу (квад­ рат). Нагрузку на вертлюг создают домкратами. Плунжеры дом­ кратов, перемещаясь под действием нагнетаемого насосом масла,

давят на нижнюю траверсу, усилие от которой передается через рабочую трубу на ствол вертлюга.

Перед установкой на стенд вертлюг должен быть полностью собран без грязевой трубы и манжет грязевого сальника. В кор­ пус вертлюга должно быть залито масло в объеме, предусмот­ ренном техническими условиями.

При обкатке вертлюгов нагрев масла допускается до 60 °С. Температуру измеряют хромель-копелевыми термопарами, про­ пущенными внутрь корпуса вертлюга через заливочное отвер­ стие, а регистрируют потенциометром.

8.10. ОКРАСКА ОБОРУДОВАНИЯ

Окраска оборудования - одна из операций техноло­ гического процесса ремонта предназначена для защиты оборудо­ вания от коррозии и придания ему определенного декоративного вида.

Чтобы надежно предохранить оборудования от коррозии, ла­ кокрасочные покрытия должны обладать определенным комплек­ сом свойств: сплошностью пленки, хорошим сцеплением с ме­ таллической поверхностью, стойкостью к действию масел, топ­ лив, повышенной влажности, водной среды; в некоторых случаях к покрытиям предъявляются специальные требования, как на­ пример, сопротивление износу, теплостойкость, стойкость в ки­ слотах, щелочах и др. Чтобы покрытие удовлетворяло этим тре­ бованиям и обладало достаточным сроком службы, необходимо правильно выбрать состав лакокрасочного материала и техноло­ гию его нанесения.

Лакокрасочные материалы, выпускаемые промышленностью, делятся на грунты, шпатлевки, лаки и эмали. Каждый вид лако­ красочного материала имеет определенное целевое назначение. Грунты обеспечивают хорошее сцепление между металлом и по­ следующими слоями покрытия, а также создают надежный анти­ коррозионный слой. Шпатлевки применяют для выравнивания неровностей и заполнения грубых изъянов на окрашиваемой по­ верхности. Эмали и лаки используют для наружных слоев по­ крытия с целью получения механически прочных и химически инертных пленок, устойчивых к действию окружающей среды.

Обычно лакокрасочное покрытие представляет собой много­ слойную систему, состоящую из различных лакокрасочных мате­ риалов, нанесенных в определенной последовательности.

В зависимости от назначения покрытия применяются разные схемы его.нанесения. Схемы нанесения покрытия выбирают, ис­

ходя из условий эксплуатации и с учетом возможности осущест­ вления принятой технологии окраски оборудования на данном предприятии.

В каждом конкретном случае следует выбирать конструкцию покрытия с учетом предъявляемых к нему требований.

Отечественная промышленность выпускает большое количест­ во различных лакокрасочных материалов (рис. 8.18).

Технологический процесс окраски состоит из подготовки по­ верхности под окраску, грунтования, шпатлевания, нанесения наружных слоев и сушки покрытия. Качество покрытия в значи­ тельной степени определяется качеством выполнения всех опе­ раций технологического процесса окраски. Чтобы обеспечить хо­ рошее сцепление покрытия с металлом, необходимо правильно подготовить поверхность под окраску. Подготовка поверхности предусматривает очистку от ржавчины, окалины, влаги, старого лакокрасочного покрытия, жировых и других загрязнений.

Для обезжиривания поверхностей обычно применяют органи­ ческие растворители (ацетон, бензин, уайт-спирит). На подготов­ ленную поверхность наносят слой грунта, сушат, а затем шпат­ люют. При выборе грунта необходимо учитывать природу лако­ красочных материалов, которые необходимо наносить на грунт. Под эпоксидные покрытия обычно применяют эпоксидный грунт. Толщина грунта не должна превышать 15-20 мкм. Грунт должен обладать высоким сцеплением с металлом, так как является ос­ новой лакокрасочного покрытия. Шпатлевание не улучшает за­ щитных свойств покрытия, и если оно неправильно выполнено, то, наоборот, может снизить прочность и вызвать растрескивание покрытия.

После шпатлевания производят сушку изделия и механиче­ скую зачистку поверхности абразивными шкурками, а затем на­ носят основные слои покрытия. Для защиты от воздействия хи­ мически агрессивных сред основные слои покрытия следует по­ лучать нанесением эмали. Рабочая вязкость лакокрасочных мате­ риалов регулируется с помощью органических растворителей. Рабочую вязкость выбирают в зависимости от способа нанесения покрытия.

Лакокрасочные покрытия наносят на поверхности оборудова­ ния кистью, распылением, окунанием, обливом. Выбор способа нанесения лакокрасочного материала определяется прежде всего серийностью ремонтного производства, габаритами и конфигура­ цией окрашиваемого изделия.

На ремонтных предприятиях нефтегазовой отрасли наиболь­ шее применение нашел способ воздушного распыления лакокра­ сочных материалов.

Окраску деталей небольших размеров производят окунанием, т.е. детали погружают в ванну с краской. Для устранения подте­ ков детали дополнительно обрабатывают в специальной камере парами растворителей. Для уменьшения потерь лакокрасочных материалов целесообразно применять окраску распылением в электрическом иоле высокого напряжения. В этом случае корронирующий электрод вводят в пистолет-краскораспылитель или другое устройство, предназначенное для распыления краски, а окрашиваемую деталь заземляют. При распылении частицы краски, контактируя с корронирующим электродом, получают заряд, в результате чего приобретают в электрическом поле направленное движение и оседают равномерным тонким слоем на заряженной противоположным знаком металлической поверх­ ности.

Процесс сушки лакокрасочных материалов является ответст­ венной операцией, от правильности проведения которой сущест­ венно зависит качество покрытия. При сушке покрытия проис­ ходят испарение растворителя и сложные физико-химические превращения в полимерном материале, скорость которых зависит от температуры и продолжительности процесса отверждения. В зависимости от природы лакокрасочного материала и требова­ ний, предъявляемых к покрытию, сушку проводят при нормаль­ ной или при повышенной температуре. В некоторых случаях не­ обходимо применять смешанный тип отверждения, т.е. сначала при нормальной температуре, а затем при повышенной в течение определенного времени. Для сушки покрытий при повышенных температурах применяют специальные нагревательные устройст­ ва, обогреваемые горячим воздухом, электронагревателями, газом или паром. Кроме того, успешно используются инфракрасные излучатели и индукционные печи, работающие на токах высокой или промышленной частоты.

Продолжительность сушки зависит от природы лакокрасоч­ ного материала и способа нагрева и колеблется в широких пре­ делах.

станавливают уменьшением числа прокладок в стыке между по­ лукольцами. Перемещением разрезной конусной втулки с помо­ щью гайки относительно конусной поверхности внутреннего кольца подшипника восстанавливают исходный натяг в соедине­ нии этого кольца с шейкой вала. За счет изменения толщины комплекта прокладок регулируют зазор в зацеплении конических шестерен главных передач ведущих мостов тракторов, автомоби­ лей и комбайнов.

Нередко конструкцией механизмов предусматривается авто­ матическое регулирование зазора, например, между тормозными колодками и тормозным барабаном колеса автомобиля. Здесь одна из соединяемых деталей (тормозная колодка) перемещается

всторону компенсации износа по мере его нарастания, поддер­ живая стабильный зазор. Упрощенный вариант автоматического регулирования зазора - автоматическое поддержание за счет пружины контакта деталей, например, щеток и коллектора элек­ трической машины.

Восстановление посадки регулировкой особенно эффективно

всоединениях с резко меняющейся, особенно со знакоперемен­ ной, нагрузкой, поскольку энергия удара в зависимости от зазора

всоединении возрастает по параболе.

Однако в соединениях типа вал - подшипник, рассчитанных на работу в условиях жидкостного трения, при простой регули­ ровке зазора исходная надежность соединения не восстанавлива­ ется, поскольку не устраняется искажение геометрической фор­ мы работающих поверхностей. Зазор в соединении опять быстро достигает предельного значения. Этим объясняется тот факт, что конструкция соединения шейка коленчатого вала - вкладыш де­ лается нерегулируемой.

Способ перестановки деталей в другое положение (позицию) основан на использовании симметричного расположения одина­ ковых по всем параметрам поверхностей, одна из которых всегда, или почти всегда, оказывается нагруженной и поэтому изнаши­ вается, а другая всегда, или почти всегда, работает вхолостую (например, две эвольвентные поверхности зуба шестерни, две поверхности цевочного зацепления зуба ведущей звездочки при­ вода гусеничного полотна трактора и т.п.). Поэтому при ремонте допускаются перестановка справа налево и наоборот пары шес­ терня - зубчатое колесо конечной передачи гусеничного тракто­ ра, перестановка ведущих звездочек гусеничного полотна и т.п.

Способ эффективен при ремонте втулочно-роликовых цепей. Из-за одностороннего износа валиков и втулок цепь удлиняется в результате увеличения размера между соседними внутренними звеньями. Валики и втулки в пластинах поворачивают на 180°

относительно их прежнего положения для работы неизношенны­ ми поверхностями, благодаря чему шаг цепи восстанавливается практически до исходного, хотя при этом приходится полностью разбирать цепь.

Восстановление посадки заменой детали или ее перестановкой в дополнительную рабочую позицию не обеспечивает полного восстановления ресурса сопряжения, так как в этом случае новая деталь или неизношенная поверхность старой (при перестановке ее в новую позицию) работает в паре с частично изношен­ ной деталью и, следовательно, зазор S будет больше первона­ чального:

< $ < *^тах »

где 5Н - первоначальный зазор; 5тах “ зазор в изношенном со­ пряжении; S - зазор после восстановления посадки заменой де­ тали.

Частичное восстановление посадки целесообразно, если ре­ сурс отремонтированного сопряжения достаточен для работы в течение очередного межремонтного периода.

Восстановление посадки изменением первоначальных разме­ ров деталей осуществляется способом ремонтных размеров. Сущность способа ремонтных размеров заключается в том, что одну из изношенных деталей сопряжения, обычно более трудо­ емкую, подвергают механической обработке до заранее установ­ ленного ремонтного размера с целью придания ей правильной геометрической формы и получения требуемой шероховатости поверхности, а другую деталь заменяют новой или заранее отре­ монтированной до этого же ремонтного размера, что обеспечива­ ет первоначальную посадку в сопряжении.

В паре вал - подшипник ремонтные размеры сопрягаемых поверхностей будут меньше, а в паре цилиндр - поршень больше первоначальных размеров.

Применяют свободные и стандартные ремонтные размеры. При использовании свободного ремонтного размера для дос­

тижения начального зазора или натяга в соединении поверхность более дорогой детали обычно обрабатывают до удаления искаже­ ния геометрической формы и изготовляют для комплектации соединения менее дорогую деталь под этот размер. Например, отверстие под втулку верхней головки шатуна растачивают до получения цилиндрической формы. Изготовляют втулку под по­ лученный свободный размер с учетом ее посадки с требуемым натягом.

Преимуществами свободных ремонтных размеров являются

ззо