CC BY
170
ваний и полей / Б. А. Дубровин, С. П. Новиков. — М. : Эдитори-ал УРСС, 1998. - 336 с.
7. Яблонский, А. А. Курс теоретической механики. В 3 ч. Ч. 1. Статика. Кинематика / А. А. Яблонский. — М. : Высшая школа, 1966. — 439 с.
8. Корн, Г. Справочник по математике : для научных работников и инженеров / Г. Корн, Т. Корн. — М. : Наука, 1974. — 832 с.
9. Bruno Siciliano, Oussama Khatib Springer Handbook of Robotics // Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2008. — 1591 p.
ЛУКИНОВ Александр Павлович, кандидат технических наук, доцент, преподаватель кафедры «Ро-
бототехника и мехатроника» Московского государственного технического университета «СТАНКИН». СЫРОМЯТИН Алексей Николаевич, инженер-конструктор III категории Научно-исследовательского центра электронной вычислительной техники».
Адрес для переписки: redwindrider@gmail.com
Статья поступила в редакцию 19.09.2012 г.
© А. П. Лукинов, А. Н. Сыромятин
УДК 622.276.7
В. А. ПЕННЕР С. Д. АЛЬЖАНОВ
Омский государственный технический университет
РЕМОНТ И КОНТРОЛЬ КОНИЧЕСКОЙ РЕЗЬБЫ НАСОСНО-КОМПРЕССОРНЫХ ТРУБ, ПРИМЕНЯЕМЫХ ПРИ ДОБЫЧЕ НЕФТИ
Предложен способ контроля конической резьбы насосно-компрессорных труб при ремонте.
Ключевые слова: насосно-компрессорная труба, контроль, ремонт.
Одним из основных направлений развития технологии машиностроения является обеспечение роста производительности и эффективности производства. Базовым средством реализации этого направления служит механизация и автоматизация производства, а также повторное использование узлов, агрегатов и деталей машин после их ремонта.
Одной из характерных особенностей современной нефтегазодобычи является тенденция к ужесточению режимов эксплуатации скважинного оборудования, в том числе и трубных колонн. Трубы нефтяного сортамента, прежде всего насосно-компрессорные (НКТ) и нефтепроводные, в процессе эксплуатации особенно интенсивно подвергаются коррозионно-эрозионному воздействию агрессивных сред и различным механическим нагрузкам [1].
По данным промысловой статистики, доступным на сегодняшний день, количество аварий с НКТ в ряде случаев достигает 80 % от общего числа аварий скважинного оборудования. При этом затраты на ликвидацию неблагоприятных последствий коррозионных разрушений составляют до 30% от затрат на добычу нефти и газа.
В большинстве случаев «доминирующими» — порядка 50 %, являются отказы НКТ, связанные с резьбовым соединением (разрушение, потеря герметичности и т.д.). По данным Американского нефтяного института (АР1) по причине разрушения резьбовых соединений количество аварий НКТ составляет 55 %. Представлена диаграмма распределения отказов с НКТ по видам (рис. 1).
Поэтому насосно-компрессорные трубы проходят контроль конической резьбы, который целесообразно разделить на две стадии:
1. Проверка резьбы на входном контроле (визуальное выявление дефектов).
2. Проверка резьбы после ремонта (выявление дефектов с помощью управляющих приборов контроля).
Предлагается применять контроль резьбы насосно-компрессорных труб с помощью оптоэлектронного устройства контроля резьбы трубных изделий.
Устройство содержит подвижную каретку, снабженную электроприводом перемещения и датчиком линейного перемещения, подставку, закрепленную на подвижной каретке, оптико-механический блок, снабженный электроприводом поворота вокруг продольной оси, датчиком угла поворота и двумя оптоэлектронными головками, каждая из которых образована из оптически сопряженных источника и приемника светового излучения, расположенных по разные стороны от резьбового участка контролируемого изделия (рис. 2).
Необходимость внедрения оптоэлектронного устройства контроля резьбы трубных изделий обусловлена тем, что существующий долгие годы субъективный ручной и визуальный контроль геометрии резьбы изделий с помощью гладких, резьбовых калибров, слепков и шаблонов не отвечает современным требованиям. С помощью калибров нельзя произвести объективный контроль годности резьбы, так как не анализируются конусность, местный
ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК № 1 (117) 2013 МАШИНОСТРОЕНИЕ И МАШИНОВЕДЕНИЕ
МАШИНОСТРОЕНИЕ И МАШИНОВЕДЕНИЕ ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК № 1 (117) 2013
Отлажен ие смол, Другие отказы
парафиа ит.п.-1 Г 10%
11%
Отказы потел/ трубы
12%
Рис. 1. Распределение отказов с НКТ по видам
износ и даже шаг резьбы. При определенной комбинации параметров негодная резьба может быть признана годной и наоборот.
Фактически с помощью калибров контролируется только один виток с наибольшим относительным диаметром резьбы трубы (или с наименьшим относительным диаметром резьбы муфты), что трудно признать достаточным. Такой контроль приводит к перебраковке, увеличивает трудоемкость ремонта, снижает срок службы трубы, и в то же время не исключает пропуск брака. Кроме этого, результаты контроля резьбы калибрами в значительной степени зависят от субъективных особенностей контролера и условий его работы. Отметим, что невозможен контроль калибрами таких наиважнейших параметров, как высота резьбы, формы и значений радиусов впадин (вершин), которые, собственно, и обеспечивают прочность колонн и герметичность соединений. Поэтому для контроля этих параметров выборочно делают слепки с резьбы, которые обмеряют визуальным способом на микроскопе. В целом, на ручной субъективный контроль с помощью слепков требуется до двух суток. Причем такой контроль имеет значительную погрешность вследствие большой усадки слепков.
Отличительные особенности оптоэлектронного устройства:
— неразрушающие оптоэлектронные бесконтактные измерения;
— высокие точность и производительность;
— одновременные измерения и регистрация десятков параметров резьбы, включая и те, которые
очень сложно получить традиционными методами контроля;
— полная автоматизация процесса измерений, простота использования и исключение субъективных факторов при оценке параметров резьбы;
— исключение дополнительных механических приспособлений для проведения измерений, что позволяет свести к минимуму эксплуатационные расходы.
Трубы, проверенные дефектоскопической установкой, поступают по рольганговой линии на распределительный механизм, где в зависимости от их пригодности сортируются по двум направлениям:
— не прошедшие контроль трубы подаются на линию окончательного брака, где они маркируются и укладываются на стеллаж;
— годные трубы поступают на линию контроля и приема. Оптоэлектронное устройство контроля резьбы трубных изделий предлагается установить на линию контроля резьбы и приема. Трубы проходят контроль резьбы и определяются на годность и негодность. Годные трубы проходят на участок сортировки труб. Не прошедшие контроль НКТ поступают в цех ремонта [2].
Применение оптоэлектронного устройства контроля гарантирует:
— высокую надежность как самого процесса контроля, так и характеристик, оцениваемых на базе объективных критериев отбраковки;
— высокую производительность всего комплекса подготовки муфт и труб, обеспечиваемую автоматизацией всех операций по технологической схеме;
— повышение герметичности резьбовых соединений, что обеспечивает снижение уровня потерь при добыче нефти;
— возможностью контроля большого числа геометрических параметров резьбы (6—12) различных типоразмеров изделий на одной измерительной позиции без изменения условий базирования;
— возможностью использования единственной измерительной головки вместо 6—12 специализированных ручных измерительных приборов;
— высокой достоверностью и повторяемостью результатов по сравнению с ручными методами;
— высокой производительностью контроля (не более 1,5 мин на одно изделие).
Библиографический список
1. Пеннер, В. А. Технологический комплекс по контролю, ремонту и восстановлению насосно-компрессорных труб и штанг к насосам, применяемых при добыче углеводородного
сырья / В. А. Пеннер, А. П. Моргунов // Омский научный вестник. - 2011. - №3(93). - С. 101-102.
2. Аверьянов О. И. Агрегатно-модульный принцип построения гибких автоматических линий и оптимизация их структурно-компоновочных схем / О. И. Аверьянов, А. И. Дощенко, Ю. М. Золоторевский // Проектирование оптимальных технологических систем машин : сб. ст. / под ред. А. И. Дощенко, Я. Буды. - М. : Машиностроение,1989. - 344 с.
ПЕННЕР Виктор Андреевич, кандидат технических наук, доцент кафедры «Метрология и приборостроение».
АЛЬЖАНОВ Самат Даулетович, студент группы П-518.
Адрес для переписки: semik_91@mail.ru
Статья поступила в редакцию 23.11.2012 г.
©. В. А. Пеннер, С. Д. Альжанов
УДК 62192 А. А. РАЖКОВСКИЙ
А. Г. КИСЕЛЬ Д. С. РЕЧЕНКО А. А. ФЁДОРОВ
Омский государственный университет путей сообщения
Омский государственный технический университет
ВЛИЯНИЕ СМАЗОЧНО-ОХЛАЖДАЮЩЕЙ ЖИДКОСТИ НА СИЛЫ РЕЗАНИЯ ПРИ ТОКАРНОЙ ОБРАБОТКЕ ТИТАНОВОГО СПЛАВА ВТ3
В процессе механической обработки металлов на основные элементы технологической системы воздействуют силы, возникающие в результате деформирования срезаемого слоя металла и поверхности обрабатываемой детали. Также в процессе обработки возникают силы трения по передним и задним поверхностям режущего инструмента. Применение смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ) снижает силы трения на передней и задней поверхностях режущего инструмента, что способствует уменьшению сил резания.
Ключевые слова: токарная обработка, силы резания, титановый сплав, смазочно-охлаждающая жидкость.
Применение СОЖ благоприятно воздействует на процесс резания металлов: значительно уменьшается износ режущего инструмента, повышается качество обработанной поверхности и снижаются затраты энергии на резание. При этом уменьшается наросто-образование у режущей кромки инструмента и улучшаются условия для удаления стружки и абразивных частиц из зоны резания. Наименьший эффект дает применение СОЖ при обработке чугуна и других хрупких материалов.
При работе твердосплавным инструментом на высоких скоростях резания рекомендуется обильная и непрерывная подача СОЖ, так как при прерывистом охлаждении в пластинах твердого сплава могут образоваться трещины и инструмент выйдет из строя. Наиболее эффективно применение СОЖ при обработке вязких и пластичных металлов, при этом с увеличением толщины среза и скорости резания положительное воздействие СОЖ на процесс стружко-образования уменьшается.
Выбор СОЖ зависит от обрабатываемого материала и вида обработки. СОЖ должна обладать высокими охлаждающими, смазывающими антикоррозионными свойствами и быть безвредной для обслуживающего персонала. Все СОЖ можно разбить на две основные группы — охлаждающие и смазочные. К первой группе относятся водные растворы и эмульсии, обладающие большой теплоемкостью и теплопроводностью. Широкое распространение получили водные эмульсии, содержащие поверхностно-активные вещества; водные эмульсии применяются при обдирочных работах, когда к шероховатости обработанной поверхности не предъявляют высоких требований. Ко второй группе относятся минеральные масла, керосин, а также растворы поверхностно-активных веществ в масле или керосине. Жидкости этой группы применяются при чистовых и отделочных работах. Также нашли применение осерненные масла (сульфофрезолы), в которых в качестве активированной добавки используется сера.
ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК № 1 (117) 2013 МАШИНОСТРОЕНИЕ И МАШИНОВЕДЕНИЕ
