Дипломы-2 / D1-195 / Пояснительная записка / Доклад

Темой моего ДП является ВЗД типа Д1-195 повышенной надёжности. Двигатель состоит из трёх основных узлов: секции двигательной, секции шпиндельной и перелив-ного клапана. Основными элементами двигательной секции являются статор, ротор и двухшарнирное соединение. Шпиндельная секция состоит из осевой и радиальных опор, вала шпинделя и ниппеля. Переливной клапан предназначен для сообщения внутренней полости бурильной колонны с затрубным пространством при СПО.

Небольшой межремонтный период, сравнительно невысокая перегрузочная способность и др. факторы требуют развития опытно-конструкторских работ по усовер-шенствованию винтовых двигателей. Для этого необходимо уделить особое внимание таким элементам конструкций, как: уплотнение вала шпинделя, шарнирные соединения, переливной клапан, осевые и радиальные опоры.

В данном ДП рассматривается проблема, связанная с износом осевой опоры ВЗД. В настоящее время широко применяется осевая опора качения, имеющая тороидальные дорожки качения. Основным недостатком этой опоры является то, что не происходит выноса абразивных частиц из плоскости трения, что в свою очередь приводит к быстрому износу. Этот недостаток устраняется в представленной резинометаллической осевой опоре скольжения. В этой опоре используются упругие силы деформации резинового кольца для удаления абразивных частиц с поверхности трения. Данная конструкция состоит из двух основных элементов: диска пяты и подпятника. Рабочий торец диска пяты снабжён по радиусу канавками, размещёнными по окружности трения, при этом сквозные канавки чередуются с тупиковыми. С набегающей стороны у канавки имеется скос для создания гидродинамического давления между трущимися поверхностями. Геометрические и прочностные расчёты резинометаллической опоры скольжения представлены в дипломном проекте.

Для определения надёжности ВЗД при работе с осевой опорой качения необходимо произвести расчёт параметров надёжности. При этом я выбираю закон распределения Вейбулла, т. к. он является одним из самых распространённых в теории надёжности. Произведя проверку выбранной гипотезы по критериям согласия (Пирсона, Колмогорова) принятая мной гипотеза опровергается, поэтому дальше проводим расчёты по экспоненциальному закону распределения, являющийся частным случаем распределения Вейбулла. Произведя проверку о наработке ВЗД типа Д1-195 до отказа по экспоненциальному закону распределения, принятая мной гипотеза не отвергается. Согласно этого закона рассчитываю статистическую (толстая) и теоретическую (тонкая) функции плотности наработки, функции распределения отказов, функции вероятности безотказной работы и функции интенсивности отказов ВЗД типа Д1-195. Из графика интенсивности отказов видно, что после 110 часов работы двигателя происходит увеличение отказов.

Т. к. двигатель работает в среде сильно абразивной жидкости, многие его детали подвержены износу. Так, например ротор можно восстанавливать металлизацией, т. е. распылением расплавленного металла на специально подготовленную поверхность, с последующим шлифованием и полированием червячным абразивным кругом на вулканитовой связке, при этом необходимо контролировать размеры при помощи микрометра и специально разработанных приборов. Резьбы можно восстанавливать наплавкой, с последующей обработкой до необходимых размеров.

Раздел «Безопасность и экологичнось проекта» включает такие вопросы, как требования к персоналу при работах на объектах нефтегазового комплекса, требования к оборудованию и инструменту, мероприятия по промышленной санитарии, мероприятия по обеспечению пожарной безопасности, мероприятия по охране окружающей среды.

Экономический эффект от применения модернизированного ВЗД образуется за счёт повышения проходки на долото, механической скорости проходки и показателей надёжности двигателя. После выполнения расчётов экономический эффект на двигатель составляет 566 718 руб., а общий годовой эффект составляет 3 139 465 руб. При этом себестоимость метра проходки снизилась на 24 руб. 22 коп.