книги / Эксплуатация оборудования для бурения скважин и нефтегазодобычи
..pdfКрупногабаритные втулки обычно растачивают на горизон тальных расточных станках многорезцовыми головками, закреп ленными на бортштанге. После расточки поверхность подвергают шлифованию и хонингованию.
При коррозионно-механическом разрушении наружных уп лотнительных поясков или буртов рекомендуется перед растачи ванием внутренней поверхности втулки предварительно нарас тить пояски и бурты наплавкой. Следует иметь в виду, что высо кая температура при наплавке может вызвать коробление, а ино гда и образование трещин. Поэтому лучше применять металли зацию или газовую наплавку с использованием медных электро дов и в качестве флюса - буру. После наплавки уплотнительные бурты и пояски следует обточить на токарном станке и, приняв обточенные пояски за базовую поверхность, предварительно рас точить, а затем прошлифовать отверстие на заданный ремонтный размер.
11.3. РЕМОНТ ДЕТАЛЕЙ ТИПА ДИСКОВ
К этой группе ремонтируемых деталей оборудования для бурения скважин и нефтегазодобычи относятся зубчатые колеса редукторов и коробок скоростей, цепные колеса лебедок, шкивы и др.
Характерными дефектами этих деталей являются износ, зади ры и риски на рабочих поверхностях, смятие шпоночных кана вок, коробление или погнутость. Эти детали ремонтируют пре имущественно способами механической обработки, в частности, способом ремонтных размеров или дополнительных ремонтных деталей.
РЕМОНТ ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС
В процессе работы зубчатых передач происходит из нос зубьев и посадочного отверстия, смятие шпоночных пазов. В отдельных случаях на рабочих поверхностях цементированных зубьев можно наблюдать «шелушение» и выкрошивание цемен тированного слоя. При износе более 80 % толщины цементиро ванного слоя зубчатые колеса заменяют новыми.
Процесс ремонта зубчатых колес в значительной степени оп ределяется характером повреждения и размерами детали. Изно шенное отверстие ступицы зубчатого колеса восстанавливают наплавкой, способом ремонтных размеров или дополнительных ремонтных деталей.
Выбор способа ремонта определяется диаметром отверстия и длиной ступицы. При диаметре отверстия свыше 100 мм и длине ступицы в пределах размера диаметра изношенную поверхность отверстия ступицы наращивают наплавкой, а затем отверстие растачивают до первоначального размера. При меньших размерах диаметра изношенного отверстия и длинной ступице отверстие растачивают до нового ремонтного размера из-за трудности на плавки. Однако в этом случае необходимо наращивать до нового ремонтного размера посадочную шейку вала, что усложняет про цесс восстановления сопряжения вала с зубчатым колесом. По этому, когда в отверстии зубчатого колеса отсутствуют шпоноч ные или шлицевые канавки и толщина стенки ступицы позволя ет произвести обработку на больший диаметр, изношенное отвер стие зубчатого колеса растачивают и в него запрессовывают стальную втулку, т.е. применяют способ дополнительных ре монтных деталей. После этого колесо вторично устанавливают на станке и отверстие во втулке растачивают до первоначального размера.
При смятии или разрушении кромок шпоночной канавки в отверстии зубчатого колеса обрабатывается на долбежном станке новая канавка под углом 120-180° к оси старой канавки. Про дольная ось новой шпоночной канавки должна быть параллельна оси отверстия.
В отдельных случаях необходимо восстанавливать изношен ные поверхности зубьев или поломанные зубья. Изношенные поверхности зубьев ремонтируют наплавкой, способом дополни тельных ремонтных деталей, давлением и др. Наплавку ведут электродами, специально подобранными по составу основного металла. После наплавки производят разметку и фрезерование зубьев.
Разрушенные отдельные зубья могут быть восстановлены спо собами, показанными на рис. 11.4 и 11.5.
При изломе или выкрошивании большого числа зубьев реко мендуется зубчатое колесо отжечь и обработать по наружной по верхности до полного удаления зубчатого вооружения. На ос тавшуюся часть зубчатого колеса следует установить по горячей посадке кольцо-венец, на котором нарезать новые зубья и затем их термически обработать. Термическую обработку рекомендует ся проводить токами высокой частоты, чтобы не нарушить натяг, полученный при горячей посадке венца. Отремонтированное зуб чатое колесо должно быть обкатано на стенде в паре с зубчатым колесом, с которым оно будет работать.
Обкатку ведут с применением абразивного порошка, смешан ного с маслом или керосином. Для более ответственных и быст-
412
Рис. 11.4. Установка ввертыша с по- |
Рис. 11.5. Установка нового зуба |
следующей наплавкой на месте ело- |
шестерни в «ласточкин хвост» |
манного зуба: |
|
1 - ввертыш; 2 - наплавленный ме |
|
талл |
|
роходных зубчатых передач применяют пасту ГОИ. Пасту или абразивный материал наносят тонким слоем на зубья, а зубчатым колесам сообщают небольшие обороты. По мере увеличения площади прилегания зубьев число оборотов постепенно увеличи вают с таким расчетом, чтобы окружная скорость на поверхности зубьев была не более 3 м/с.
РЕМОНТ ЦЕПНЫХ КОЛЕС
Цепные передачи широко используются в буровых лебедках, цепных редукторах, роторных приводах и в других ма шинах для бурения скважин и нефтегазодобычи.
Основными дефектами цепных колес являются износ поса дочной внутренней поверхности втулки из антифрикционного материала, запрессованной в ступицу колеса, изменение размеров профиля зубьев и диаметров впадин, смятие или разрушение кромок шпоночных канавок в ступице цепного колеса.
Изношенную антифрикционную втулку выпрессовывают из ступицы и вместо нее запрессовывают новую, имеющую припуск по внутреннему диаметру. Затем цепное колесо вместе с втулкой устанавливают на карусельный или токарный станок и растачи вают втулку на заданный размер.
Цепные колеса, имеющие износ по профилю зуба и диамет ру впадин, чаще всего ремонтируют способом замены части дета ли. Для этого на ремонтируемом колесе газовой горелкой сре зают изношенные зубья и обтачивают колесо по наружной по верхности под горячую посадку. Отдельно изготовляют кольцо-
Рис. 11.6. Ремонт цепного колеса способом замены части детали:
1 - цепное колесо; 2 - зубчатый венец
венец, имеющий припуск на наружной поверх ности.
Кольцо устанавливают по горячей посадке на подготовленную поверхность цепного коле са, а затем в двух-трех местах стыка просвер ливают отверстия, нарезают резьбу и ввинчи вают стопоры или накладывают прерывистые сварные швы (рис. 11.6). Температура нагрева кольца перед посадкой на остов колеса опреде ляется из следующей зависимости:
ad +Гн)
где Я - натяг, мкм; Но - минимальный сбо рочный зазор, мкм; а - коэффициент линейно го расширения, 1/°С; £е ~ начальная темпера тура, °С; d - диаметр сопряжения, мм.
Не рекомендуется нагревать кольцо выше 700 °С.
Цепное колесо с кольцом устанавливают на карусельный или токарный станок и обтачивают под заданный размер для после дующего нарезания зубьев. Зубья нарезают на зубофрезерных или фрезерных станках.
В отдельных случаях зубья восстанавливают электронаплав кой. Наплавленные зубья размечают и затем обрабатывают. При этом строго контролируют по шаблонам профиль зубьев и их шаг.
11.4. РЕМОНТ КОРПУСНЫХ ДЕТАЛЕЙ
К корпусным деталям относятся базовые детали обо рудования для бурения скважин и нефтегазодобычи, служащие Для установки и определения относительного положения других деталей. В большинстве случаев они имеют большие разме ры, сложную форму и требуют для своей обработки крупного станочного оборудования и специальной оснастки. Обычно эти детали ремонтируют реже остальных деталей оборудования и их ремонт приурочивают к капитальному ремонту оборудо вания.
414
Среди деталей этого типа имеется группа деталей, имеющих форму тел вращения, например, стол ротора, корпус крейцкопфа, корпус турбобура.
Большую группу составляют корпусные детали коробчатого типа. Это станины лебедок, роторов, насосов, картеры компрес соров, блоки двигателей внутреннего сгорания, клапанные ко робки буровых насосов, цилиндры газомоторных компрессоров и т.д. Учитывая значительную стоимость корпусных деталей, их бракуют только при больших дефектах, когда ремонт экономиче ски нецелесообразен или не может быть выполнен по техниче ским причинам.
Характерными дефектами корпусных деталей являются: меха нические повреждения в виде трещин, пробоин, раковин, полом ки шпилек, срыв резьб, коробление, износ посадочных поверхно стей под подшипники, втулки и др.
Ремонт корпусных деталей обычно начинают с устранения дефектов от механических воздействий и удаления обломанных шпилек. Трещины, свищи, раковины и пробоины устраняют при помощи сварки. В некоторых случаях применяют синтетические клеи или мастики.
Для устранения трещин в неответственных деталях применя ют способ штифтовки (рис. 11.7), а также устанавливают допол нительные накладки на винтах или заклепках (рис. 11.8).
После проведения всех сварочных и наплавочных работ уст раняют коробление присоединительных плоскостей. Для этого применяют шлифование или шабрение; в отдельных случаях ис пользуют фрезерование. Затем восстанавливают посадочные по верхности под подшипники, вкладыши, пальцы или втулки. Для
Рис. 11.7. Последовательность сверле ния отверстий для штифтовки
Рис. 11.8. Установка накладки с болтами и ввертышами на месте трещины: 1 - трещина; 2 - болты; 3 - ввертыши; 4 ~ накладка
восстановления этих поверхностей в большинстве случаев при меняют дополнительные ремонтные детали, металлизацию, на плавку, гальванические или полимерные покрытия.
РЕМОНТ СТАНИНЫ И СТОЛА РОТОРА
Основные дефекты станины ротора - износ поверх ности, сопрягаемой с опорным подшипником, и посадочных по верхностей в горловине под стаканы подшипников приводного вала. Износ указанных поверхностей вызывает нарушение со пряжения зубчатой пары и перекос стола ротора относительно вертикальной оси станины, вследствие чего нарушается перпен дикулярность осей зубчатой пары, возникают шум и удары в зубчатой передаче, а также изнашиваются зубья. Перекос стола ротора приводит к местному нагреву ротора и неравномерной выработке в станине.
Для восстановления изношенных поверхностей станины рото ра применяют способы ремонтных размеров, дополнительных ремонтных деталей, наплавку или металлизацию. При незначи тельных износах отверстий в горловине их растачивают под ре монтный размер; под новый размер отверстия изготовляют ста каны подшипников. При восстановлении изношенных посадоч ных поверхностей в горловине способом дополнительных ре-
416
1 2
Рис. 11.9. Ремонт станины ротора с применением дополнительных ремонтных деталей:
1 - корпус; 2, 3 ~ втулка
монтных деталей растачивают эти поверхности на больший диа метр с последующей запрессовкой втулок и расточкой их под посадочный размер стаканов подшипников (рис. 11.9). Одновре менно восстанавливают отверстие в станине под ось стопорной защелки. Отверстие рассверливают на больший размер, запрессо вывают втулку, а затем отверстие во втулке развертывают до не обходимого размера сопряжения с осью защелки.
Основными дефектами стола ротора являются износ поверх ностей, сопрягаемых с вкладышами, повреждение лабиринтного уплотнения и резьбы.
Изношенные поверхности под вкладыши восстанавливают электродуговой наплавкой с последующей механической обра боткой на долбежных станках. При незначительном повреждении резьбы ее восстанавливают слесарно-механическими способами обработки. Когда резьба сильно повреждена, и восстановить ее невозможно, часть стола с резьбой отрезают газовой горелкой или на станке, торец стола со стороны отрезанной части подго тавливают под сварку и приваривают надставку стола ротора, на которой нарезают новую резьбу. Резьбу контролируют подготов ленной гайкой.
РЕМОНТ КОРПУСА ВЕРТЛЮГА
Характерными дефектами корпуса вертлюга являют ся износ поверхностей, сопрягаемых с пальцами серьги и ради альными подшипниками, и отверстия, в котором установлен нижний сальник.
Изношенные поверхности, сопрягаемые с пальцами серьги,
14 - 10480 |
417 |
|
Рис. 11.10. Ремонт корпуса вертлюга способом дополнительных ремонтных деталей:
1 - корпус; 2 - втулки
восстанавливают способом дополнительных ремонтных деталей. Для этого отверстия под пальцы растачивают на больший раз мер, запрессовывают в них подготовленные втулки, а затем от верстия во втулках растачивают на первоначальный размер (рис.
11. 10).
Изношенные поверхности, сопрягаемые с радиальным под шипником и с нижним масляным уплотнением, восстанавливают металлизацией с последующей механической обработкой на пер воначальные размеры.
РЕМОНТ КОРПУСА КРЕЙЦКОПФА БУРОВОГО НАСОСА
Основными дефектами корпуса крейцкопфа являют ся износ отверстий под палец и разрушение резьбы под надстав ку штока. Изношенные отверстия под палец крейцкопфа восста навливают металлизацией или способом дополнительных ре монтных деталей.
При восстановлении способом дополнительных ремонтных деталей изношенные отверстия растачивают на больший размер, запрессовывают в них втулки, имеющие припуск по внутреннему
диаметру, и обваривают втулки с внешней стороны корпуса сплошным швом. Затем крейцкопф устанавливают на токарном станке и растачивают отверстия во втулках с одной установки на первоначальный размер.
Для восстановления резьбы в отверстии под надставку штока также применяют дополнительные ремонтные детали. Отверстие с поврежденной резьбой растачивают на больший размер и за прессовывают втулку. Втулка имеет бурт, удерживающий ее в корпусе крейцкопфа; с противоположной стороны бурта втулка приваривается к корпусу крейцкопфа. Затем втулку растачивают и нарезают резьбу первоначального размера.
РЕМОНТ КЛАПАННЫХ КОРОБОК БУРОВЫХ НАСОСОВ
Основными дефектами клапанных коробок буровых насосов является износ поверхности упорного бурта внутри ци линдра под уплотнение цилиндровой втулки, а также поверхно стей сопряжения седел и цилиндровых втулок с корпусом. Из ношенные поверхности клапанных коробок восстанавливают на плавкой или способом ремонтных размеров. При незначительных износах восстановление изношенных поверхностей ведется при помощи электродуговой наплавки с последующей расточкой на плавленных поверхностей на расточных станках. При значитель ных разрушениях гнезда клапанов восстанавливают способом дополнительных ремонтных деталей. В этом случае отверстие гнезда клапана растачивают на больший размер и запрессовыва ют втулку, которую затем растачивают до первоначального раз мера сопряжения гнезда с седлом клапана. Для создания надеж ной герметичности восстанавливаемую поверхность гнезда раста чивают на конус при помощи специального приспособления и при запрессовке втулки под ее торец подкладывают уплотняю щую прокладку из свинца, а также применяют обварку по кром ке запрессованной в гнездо втулки. Конусную поверхность втул ки под седло клапана после расточки пришабривают и притира ют. На некоторых ремонтных предприятиях крепление втулок в гнезде клапана осуществляют способом склеивания. При этом устраняется необходимость в механической обработке втулки после ее установки в клапанной коробке, так как отсутствует ко робление, имеющееся при сварке.
При значительных износах в местах посадки цилиндровых
1
Рис. 11.11. Ремонт клапанной коробки бурового насоса способом дополнитель ных ремонтных деталей:
1 - корпус; 2 - втулки
втулок также применяют способ дополнительных ремонтных де талей, т.е. производят предварительную расточку поверхностей под цилиндровые уплотнения с последующей запрессовкой втул ки (рис. 11.11).
РЕМОНТ КОРПУСОВ ЗАДВИЖЕК ФОНТАННОЙ И ТРУБОПРОВОДНОЙ ЗАПОРНОЙ АРМАТУРЫ
Наиболее характерными повреждениями корпусов фонтанной и трубопроводной запорной арматуры является износ уплотнительных поверхностей корпуса, сопрягаемых с клином.
Для восстановления уплотнительных поверхностей обычно применяют наплавку или способ дополнительных ремонтных деталей. Перед наплавкой восстанавливаемые поверхности под вергают предварительной механической обработке на токарном или расточном станках для удаления дефектного слоя и прида ния правильной геометрической формы. После наплавки произ водят механическую обработку наплавленного слоя. Более про грессивным способом ремонта является приклеивание на восста-