Материалы

Повышение надежности буровой колонны упрочнением резьбовых соединений еë элементов

Рейтинг:   / 0
ПлохоОтлично 

Authors:

И.С.Афтаназив, Доктор технических наук, професор, orcid.org/0000-0003-3484-7966, Национальный университет „Львовская политехника“, г. Львов, Украина, e-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Л.И.Шевчук, Доктор технических наук, доцент, orcid.org/0000-0001-6274-0256, Национальный университет „Львовская политехника“, г. Львов, Украина, e-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

О.И.Строган, Кандидат технических наук, orcid.org/0000-0002-1790-6736, Национальный университет „Львовская политехника“, г. Львов, Украина, e-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

А.М.Кук, Кандидат технических наук, доцент, orcid.org/0000-0001-9145-243X, Национальный университет „Львовская политехника“, г. Львов, Украина, e-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

И.Л.Самсин, Доктор юридических наук, профессор, orcid.org/0000-0003-4118-8452, Хмельницкий университет управления и права, г. Хмельницкий, Украина, e-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Abstract:

Рекомендуется включить в технологический процесс изготовления буровых труб и соединяющих их ниппелей, которые изготовлены из стали 40ХН, поверхностное упрочнение пластическим деформированием. Основной задачей этой упрочняющей операции должно быть перераспределение технологических напряжений растяжения в материале резьбовых впадин, поверхностное упрочнение металла во впадине резьбы и формирование в металле напряжений сжатия, способных противостоять эксплуатационным напряжениям. Анализ существующих методов поверхностного пластического деформирования показал, что единственным пригодным для качественной упрочняющей обработки резьбовой впадины есть метод вибрационно-центробежного упрочнения. Этот метод принадлежит к группе динамических методов поверхностного пластического деформирования (ППД), а его характерной особенностью и преимуществом есть обеспечение высоких уровней энергии деформирования металла упрочняемых деталей.

Цель. Создание метода вибрационно-центробежного упрочнения, пригодного для качественного упрочнения резьбовых поверхностей, его адаптация к упрочнению конической внешней резьбы, определение основных технологических параметров упрочняющей обработки. Основными задачами исследования были разработка и изготовление пригодных для упрочнения конической резьбы упрочняющих приспособлений, функционирующих на основных принципах вибрационно-центробежной обработки. А также разработка принципиальных схем оригинальных нестандартных вибрационных машин для упрочнения внешней конической резьбы буровых труб и соединяющих их ниппелей.

Методика. На основании теории статического подобия усталостного разрушения предложена методика определения уменьшения массы и материалоемкости цилиндрических деталей в результате эффективного упрочнения их внутренних и наружных цилиндрических поверхностей вибрационно-центробежной обработкой.

Результаты. В основу конструкции разработанных приспособлений для упрочнения резьбовых впадин конической резьбы положено обеспечение динамического ударного взаимодействия деформирующих роликов, форма которых повторяет профиль резьбовой впадины, обкаткой массивного обкатника. Благодаря незначительной площади контакта деформирующего ролика с материалом резьбовой впадины и большим значениям развитой движущимся обкатником деформирующей центробежной силы, качественно проклепывается металл резьбовой впадины, а главное, ‒ в нем формируются напряжения сжатия.

Научая новизна. Состоит в том, что впервые разработано высокоэффективное оборудование для динамического упрочнения резьбовых поверхностей, аналогов которому нет в мировой практике упрочняющих обработок.

Практическая значимость. Состоит в повышении надежности буровых колонн благодаря повышению прочности материала резьбовых соединений их элементов. Промышленное внедрение вибрационно-центробежной упрочняющей обработки резьбовых элементов буровых колонн, по мнению авторов, уменьшит количество случаев разрушения составляющих колонны, что будет содействовать уменьшению временных затрат на ремонт и обслуживание бурового оборудования, повысит скорости бурения скважин.

References.

1. Lototska, О.І. (2008). Improving working properties of parts of polygraphic machines. Technology and Technique of Typography (Tekhnolohiia i tekhnika drukarstva), (3-4), 16-20. DOI: 10.20535/2077-7264.2(28).2010.56079.

2. Kravchuk, V.S., Dashchenko, A.F., & Limarenko, A.M. (2016). Grapho-analytical method for defining hardening effect of face-hardened machine parts. Collection of research papers of Odesa State Academy of Technical Regulation, 1(8), 79-82.

3. Shyrokov, V.V., Kusyi, Ya.M., Aftanaziv, I.S., Borovets, V.M., & Kuk, A. M. (2010). Development of technological equipment for improving working characteristics of oil-gas equipment parts. In 10th Conference with International participation. Efficiency of implementation of scientific, resource and industrial potential in modern conditions (pp.243-246). DOI: 10.15587/1729-4061.2015.36336.

4. Kusyi, Ya.M., & Topilnytskyi, V.H. (2013). Research on quality of the surface of vibrationally shifted machine parts. Bulletin of Lviv Polytechnic National University. Series of Production Processes Optimization and Technical Control in Engineering and Instrumentation, 772, 196-201.

5. Kravchuk, V.S., Dashchenko, A.F., Kolomiiets, L.V., & Lymarenko, A.M. (2016). On estimation of cyclical strength of face-hardened machine parts. Collection of research papers of Odesa State Academy of Technical Regulation, 1(10), 79-82.

6. Kravchuk, V.S., Dashchenko, A.F., Kolomiiets, L.V., & Lymarenko, A.M. (2018). Operational evaluation of cyclical longevity of strengthened machine parts. Collection of research papers of Odesa State Academy of Technical Regulation, 1(12), 79-82. DOI: 10.32684/2412-5288-1-12-7-11.

7. Aftanaziv, І.S., Shevchuk, L.I., & Strohan, O.I. (2016). Improving longevity of torsion shafts and long-length details by surface plastic deformation. Scientific Journal “ScienceRise”, 4/2(21), 37-44. DOI: 10.15587/2313-8416.2016.67693.

7. Aftanaziv, І.S., Shevchuk, L.I., Strutynskа, L.R., &, Strogan, O.I. (2018) Vibrational-centrifugal surface strengthening of drill and casing pipes. Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu, 5(167), 88-98. DOI:10.29202/nvngu/2018-5/7.

8. Mironov, A.V., & Redreev, G.V. (2014). On issue of strengthening surfaces of parts by plastic deforming. Bulletin of Omsk State Agricultural University, 3(15), 35-38.

9. Kolomiets, L., Orobey, V., & Lymarenko, A. (2016). Method of boundary element in problems of stability of plane bending beams of rectangular cross section. Structures. MetallurgicalandMiningIndustry, 3, 59-65.

 повний текст / full article



Посетители

3119678
Сегодня
За месяц
Всего
350
859
3119678

Гостевая книга

Если у вас есть вопросы, пожелания или предложения, вы можете написать их в нашей «Гостевой книге»

Регистрационные данные

ISSN (print) 2071-2227,
ISSN (online) 2223-2362.
Журнал зарегистрирован в Министерстве юстиции Украины.
 Регистрационный номер КВ № 17742-6592ПР от 27.04.2011.

Контакты

40005, г. Днепр, пр. Д. Яворницкого, 19, корп. 3, к. 24 а
Тел.: +38 (056) 746 32 79.
e-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.
Вы здесь: Главная