CC BY
41
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ИЗУЧЕНИЕ ВЛИЯНИЯ РАСТВОРОВ СОЛЕЙ НА ЭЛАСТОМЕР С ЦЕЛЬЮ ПОВЫШЕНИЯ РЕСУРСА ВИНТОВОГО
ЗАБОЙНОГО ДВИГАТЕЛЯ 1 2 Сулеймов М.Т. , Нальгиев А.А.
1Сулеймов Магомед Тамерланович - магистр;
2Нальгиев Адам Алиевич - магистр, кафедра бурения нефтяных и газовых скважин, Уфимский государственный нефтяной технический университет,
г. Уфа
Аннотация: в статье рассмотрено влияние различных рецептур раствора для обработки эластомера винтового забойного двигателя для увеличения межремонтного ресурса. Разрушение резиновой обкладки статора - эластомера является основной причиной выхода из строя ВЗД, на которую приходится большая часть отказов в работе. Этот элемент наиболее подвержен износу во время работы в агрессивной среде бурового раствора из-за химического, механического, термического воздействия. Известно, что после ста часов работы ВЗД рабочие органы изнашиваются на 45 %, из которых 33 % приходится на первые 60-80 ч работы ВЗД, во время которых происходит интенсивный износ эластомера статора. Специально подобранная рецептура раствора для обработки эластомера может повысить устойчивость к разрушению данного элемента винтового забойного двигателя.
Ключевые слова: эластомер, резиновая обкладка, статор, винтовой забойный двигатель.
Анализ изношенных и вышедших из строя поверхностей эластомеров статоров ВЗД показывает, что износ профиля выступов резинового элемента статора различается в зависимости от характера контактного взаимодействия в каждый момент цикла нагружения и зависит от величины касательных напряжений. В зоне, где значения касательных напряжений максимальны, наблюдается наибольший износ, который изменяет профиль зубьев и снижает натяг в рабочей паре ВЗД. Во время цикла контактного взаимодействия поверхностей в рабочей паре ВЗД, происходит абразивное изнашивание, представляющее наибольшую степень опасности.
В ходе работы проведены испытания образцов резины на резание и трение в среде полимер-глинистого бурового раствора, предварительно выдержав в растворах хлорида натрия, калия, магния, кальция и бария в течении 5, 10, 15 и 20 дней в печи при температуре 80 °С. На каждый тип раствора соли и длительность выдержки проводилось по 3 опыта на трение и резание. Оценивался износ необработанных образцов для сравнения влияния конкретного раствора на износостойкость резины.
Изнашивание образцов происходило в среде полимер-глинистого бурового раствора следующего состава: бентонит (50гр-5%), ПАЦ (5гр-0,5%), вода (1л)
Концентрация соленых растворов представлена в таблице 1.
Таблица 1. Концентрация солей в растворах
—-—................ КС1 МйС12 СаС12 ВаС12
Со. (ержание вещества в 100 мл воды, гр 38,1 51,1 65,8 147 52,2
Рис. 1. Образцы без обработки после износа трением
Рис. 2. Образец после выдержки в растворе МаС! в течение 15 суток (износ трением)
0,600
Рис. 3. Сравнительная диаграмма скорости износа в зависимости от длительности выдержки
образцов в растворах солей
Из диаграмм видно, что образцы, подверженные обработке растворами хлоридом калия, магния, бария и кальция при выдержке 5 суток, имеют скорость износа больше, чем у реперных образцов, и лишь резина, обработанная хлоридом натрия, имеет результат лучше, чем у необработанных образцов. Каждый раствор имеет своё время выдержки, при котором достигается эффект наилучшего упрочнения, а именно обработку хлоридом калия - в течение 20 суток, хлоридом магния, кальция и бария -в течение 10 суток, хлоридом натрия лучше вести в течение 15 суток, хлоридом магния, кальция и бария - в течение 10 суток.
Анализ проведенных экспериментов показал, что для всех применяемых растворов солей максимальное насыщение порового пространства резины происходит на десятые сутки, далее выдержка приводит к потере массы и объема образцов. Такое явление может быть связано с длительным воздействием повышенной температуры. Для более точного установления причины требуются дополнительные исследования.
По результатам данного эксперимента можно сказать, что каждый из растворов влияет на прочностные свойства резины. Среди исследуемых образцов можно выделить те, которые практически не подверглись негативному воздействию от истирания, а именно образцы, обработанные растворами СаС12 и MgQ2 с выдержкой 10, 15 и 20 суток. При обработке образцов раствором СаС12 со временем выдержки 10 суток при температуре 80 °С получили наибольшее упрочнение при износе резанием. При данной длительности выдержки, износ образцов имеет характер продавки на 0,51 мм без потери резины. Результат сравнения массы и объема образцов до обработки
и после обработки растворами солей и полного высыхания, говорит о том, что после выдержки в рассоле, масса образцов в среднем увеличивается на 200-300 мг, а объем на 600-1200 мм3.
Таким образом, можно сказать, что дальнейшие исследования в данном направлении являются перспективными, также необходимо работать над приближением лабораторных условий к реальным для получения более достоверных данных о влиянии обработки эластомера ВЗД растворами солей.
Список литературы
1. Исмаков Р.А., Закиров Н.Н., Аль-Сухили М.Х., Торопов Е.С. Исследование работы пары «эластомер-металл» силовой секции винтового забойного двигателя // Современные проблемы науки и образования. 2015 № 2-3. С. 23
2. Симонянц С.Л.Технология бурения скважин гидравлическими забойными двигателями. М.: РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, 2007 С.160.
3. Балденко Д.Ф., Балденко Ф.Д., Гноевых А.Н. Винтовые гидравлические машины. Том 2. Винтовые забойные двигатели. М.: ООО «ИРЦ Газпром», 2007 С.470.
ОСОБЕННОСТИ ПРОВЕДЕНИЯ ОБСЛЕДОВАНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ КОНСТРУКЦИЙ Гусева К.Б.
Гусева Кристина Борисовна - магистрант, направление: судебная строительно-техническая и стоимостная экспертиза недвижимости,
кафедра «Организация строительства и управления недвижимостью» Национальный исследовательский московский государственный строительный университет,
г. Москва
Аннотация: в статье рассматриваются причины возникновения дефектов в металлических конструкциях, виды дефектов, приводятся наиболее уязвимые места, на которые необходимо обращать внимание при обследовании.
Ключевые слова: металлические конструкции, дефекты, эксплуатация, узловые соединения.
Металлические конструкции широко применяются в строительстве благодаря своим эксплуатационным характеристикам, а именно: длительному сроку службы и прочности. Чаше всего металлические конструкции используются для строительства каркасов зданий, например, производственных (заводов, фабрик), многоэтажных (в том числе общественных и жилых), большепролетных зданий, таких как ангары для самолетов или доки для кораблей, и уникальных зданий, например, дворцов спорта, велотреков и выставочных павильонов.
Экспертиза металлических конструкций чаще всего проводится в следующих случаях:
1. При возникновении механических повреждений, деформаций, трещин и других дефектов.
2. Когда необходимо определить техническое состояние здания или сооружения на данный момент.
3. Когда планируется капитальный ремонт или реконструкция здания или сооружения.
4. В случаях, когда между подрядчиком и заказчиком или другими участниками строительства возникает спорная ситуация, разрешение которой невозможно без проведения экспертизы.
Часто, лица эксплуатирующие здания и сооружения пренебрегают проведением своевременного технического освидетельствования металлических конструкций, и
