Науковий вісник НГУ

Підвищення надійності бурильної колони зміцненням різьбових з’єднань її елементів

• 
• 

Рейтинг користувача:  / 0

ГіршийКращий 

Деталі

Категорія: Геотехнічна і гірнича механіка, машинобудування

Останнє оновлення: 01 вересня 2019

Опубліковано: 20 серпня 2019

Перегляди: 2719

Authors:

І.С.Афтаназів, Доктор технічних наук, професор, orcid.org/0000-0003-3484-7966, Національний університет „Львівська політехніка“, м. Львів, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

Л.І.Шевчук, Доктор технічних наук, доцент, orcid.org/0000-0001-6274-0256, Національний університет „Львівська політехніка“, м. Львів, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

О.І.Строган, Кандидат технічних наук, orcid.org/0000-0002-1790-6736, Національний університет „Львівська політехніка“, м. Львів, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

А.М.Кук, Кандидат технічних наук, доцент, orcid.org/0000-0001-9145-243X, Національний університет „Львівська політехніка“, м. Львів, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

І.Л.Самсін, Доктор юридичних наук, професор, orcid.org/0000-0003-4118-8452, Хмельницький університет управління і права, м. Хмельницький, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

Abstract:

Рекомендується включити до технологічного процесу виготовлення бурильних труб і з’єднувальних їх ніпелів, що виготовлені зі сталі 40ХН, операцію поверхневого зміцнення пластичним деформуванням. Основним завданням цієї зміцнювальної операції повинен бути перерозподіл технологічних напружень розтягу в матеріалі різьбової впадини, поверхневе зміцнення металу у впадині та формування в металі напружень стиснення, спроможних протистояти експлуатаційним навантаженням. Аналіз існуючих методів поверхневого пластичного деформування показав, що дійсно придатним для якісної зміцнювальної обробки різьбової впадини є метод вібраційно-відцентрового зміцнення. Цей метод належить до групи динамічних методів поверхневого пластичного деформування (ППД), а його характерною особливістю та перевагою є забезпечення високих рівнів енергії деформування металу зміцнюваних деталей.

Мета. Створення методу вібраційно-відцентрового зміцнення, придатного для якісного зміцнення різьбових поверхонь, його адаптація до зміцнення конічної зовнішньої різьби, визначення основних технологічних параметрів зміцнювальної обробки. Основними задачами дослідження були розробка й виготовлення придатних для зміцнення конічної різьби зміцнювальних пристроїв, функціонуючих на основі вібраційно-відцентрової обробки. А також розробка принципових схем оригінальних нестандартних вібраційних машин для зміцнення зовнішньої конічної різьби бурильних труб та з’єднувальних їх ніпелів.

Методика. На підставі теорії статичної подібності втомного руйнування запропонована методика визначення зменшення маси та матеріалоємності циліндричних деталей у результаті ефективного зміцнення їх внутрішніх і зовнішніх циліндричних поверхонь вібраційно-відцентровою обробкою.

Результати. В основу конструкції розроблених пристроїв для зміцнення різьбових впадин конічної різьби покладено забезпечення динамічної ударної взаємодії роликів, що деформують, форма яких повторює профіль різьбової впадини, обкочуванням масивного обкатника. Завдяки незначній площі контакту деформуючого ролика із матеріалом різьбової впадини та великим значенням розвинутої рухомим обкатником деформуючої відцентрової сили, якісно приклепується метал різьбової впадини, а головне, ‒ у ньому формуються напруження стиснення.

Наукова новизна. Полягає в тому, що вперше розроблені високоефективні пристрої для динамічного зміцнення різьбових поверхонь, аналогів яким немає у світовій практиці зміцнювальних обробок.

Практична значимість. Складається у підвищенні надійності бурильних колон завдяки підвищенню міцності матеріалу різьбових з’єднань їх елементів. Промислове запровадження вібраційно-відцентрової зміцнювальної обробки різьбових елементів бурильних колон, на думку авторів, зменшило би кількість випадків руйнування складових колони, що сприятиме зменшенню часових затрат на ремонт і обслуговування бурильного обладнання, підвищуватиме швидкості буріння свердловин.

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 10^th 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. Metallurgical and Mining Industry, 3, 59-65.

 повний текст / full article

• Наступна >