Совершенствование и повышение долговечности уплотнений объемных нефтегазовых гидроагрегатов возвратно-поступательного действия
Диссертация
Объект и предмет исследований. Резинометаллические и сборные поршни объемных гидроагрегатов, универсальные уплотнения, методы повышения их долговечности. Напряженно-деформированное состояние уплотнителей поршней с поверхностной модификацией, её решение и интерпретация методами теории упругости с оптимизацией уплотнителей. Оригинальные стенды для испытания уплотнений. Экспериментальные… Читать ещё >
Содержание
- Введение.,
- 1. Современное состояние проблемы и задачи исследований
- 1. 1. Условия эксплуатации объёмных гидромашин и разработки по повышению технического уровня и ресурса их уплотнений
- 1. 2. Некоторые предпосылки исследования и экспериментальной обработки уплотнителей поршней и универсальных уплотнений
- 1. 3. Задачи исследований
- 2. Совершенствование, повышение долговечности и аналитическое исследование уплотнений объёмных гидроагрегатов
- 2. 1. Совершенствование и повышение ресурса резинометаллических и сборных поршней. Модифицирование уплотнителей
- 2. 2. Математическая модель напряжённо-деформированного состояния уплотнителей поршней на основе линейной теории упругости. Особенности метода генетических алгоритмов
- 2. 3. Результаты аналитического исследования и оптимизации геометрии уплотнителей
- 2. 4. Повышение технического уровня пневмогидравлических объёмных агрегатов высокого и сверхвысокого давлений. Основы проектирования универсальных уплотнений
- 3. Испытательное оборудование, объекты и методика экспериментальных исследований
- 3. 1. Стендово-испытательное оборудование и объекты экспериментальных исследований
- 3. 2. Особенности методики экспериментальных исследований
- 4. Основные результаты экспериментальных исследований. Технико-экономическая эффективность совершенствования уплотнителей
- 4. 1. Сравнительные испытания шевронных уплотнений. Основные результаты испытаний универсального уплотнения на сверхвысокое давление
Список литературы
- Абрамян Б.И., Александров А. Я. Осесимметричные задачи теории упругости //Механика твёрдого тела: Труды 2-го Всесоюз. съезда по теоретич. и прикл. механике, — МД956- с.7−87.
- A.c. № 815 388 СССР, МКИ F 16 j 15/32. Уплотнение манжетного типа для возвратно-поступательного движущихся деталей/Белугин В.П. и др.- Опубликовано 1981. Бюл. № 11.-2 с.
- A.c. № 819 462 СССР, МКИ F 16 j 15/60.Поршень/Авилкин Ю.М.- Опубл. 1981. Бюл. № 13,-2 с.
- A.c. № 836 424 СССР, МКИ F 16 j 15/60. Поршень/Горонович Л.Н. и др.-Опубл. 1981. Бюл. № 21.-2 с.
- A.c. № 1 008 541 СССР, МКИ3 F 16 j 15/00. Стенд для испытания уплотне-ний/Гайворонский Б.П., Пындак В. И. и др.- Опубл. 1983. Бюл. № 12 2 с.
- A.c. № 1 013 670 СССР, МКИ3 F 16 j 15/32. Способ изготовления манже-ты/Авилкин Ю.М.- Опубл. 1983. Бюл. № 15 2 с.
- A.c. № 1 071 846 СССР, МКИ3 F 16 j 15/00. Стенд для испытаний уплотнений/Тепляков Ю.П., Пындак В. И. и др.- Опубл. 1984. Бюл. № 5 3 с.
- A.c. № 1 093 847 СССР, МКИ3 F 16 j 15/60. Поршень насоса./Ребизов Г. А., Кондратов П.М.- Опубл. 1984. Бюл. № 19.- 2 с.
- A.c. № 1 158 807 СССР, МКИ4 F 16 j 15/00. Стенд для испытания уплотне-ний/Пындак В.И., Душко О. В. и др.- Опубл. 1985. Бюл. № 20 4 с.
- A.c. № 1 160 099 СССР, МКИ4 F 04 В 21/04. Поршень бурового насоса/Николич A.C., Авилкин Ю. М. и др.- Опубл. 1985. Бюл. № 21, — 2 с.
- A.c. № 1 185 002 СССР, МКИ4 F 16 j 15/32. Уплотнительное устройство для цилиндрических пар гидропневмомашин/Пындак В.И., Тепляков Ю. П. и др.- Опубл. 1985. Бюл. № 38.-4 с.
- A.c. № 1 209 976 СССР, МКИ4 F 16 j 15/00. Стенд для испытания уплотнений/Строков В.Л., Пындак В. И. и др.- Опубл. 1986. Бюл. № 5 3 с.
- A.c. № 1 285 238 СССР, МКИ4 F 16 j 15/00. Стенд для испытаний уплотнений поршней гидравлических насосов/Пындак В.И., Душко О. В. и др.- Опубл. 1987. Бюл. № 7, — 3 с.
- A.c. № 1 333 895 СССР, МКИ4 F 15 В 19/00. Реверсивный гидропри-вод/Карсаков A.A., Пындак В. И. и др.- Опубл. 1987. Бюл. № 32 3 с.
- A.c. № 1 388 532 СССР, МКИ4 F 04 В 21/04. Цилиндропоршневый узел насо-са/Душко О.В., Пындак В. И., Савельев В.А.- Опубл. 1988. Бюл. № 14 3 с.
- A.c. № 1 445 159 СССР, МКИ4 С 08 j 7/12. Способ поверхностного модифицирования резины/Анцупов Ю.А., Пындак В. И., Поляков П. В. и др.- Зарегистрировано 1988 4 с. (Для служебн. пользов.).
- A.c. № 1 525 308 СССР, МКИ4 F 04 В 21/04. Объёмная машина/Валитов М.З.-Опубл. 1989. Бюл. № 44, — 4 с.
- A.c. № 1 560 790 СССР, МКИ5 F 04 В 21/04. Насос высокого давления/Макаров В.Н. и др.- Опубл. 1990. Бюл. № 16, — 3 с.
- A.c. № 1 576 718 СССР, МКИ5 F 04 В 21/04. Цилиндропоршневое устройство объёмной машины/В алитов М.З.- Опубл. 1990. Бюл. № 25 3 с.
- A.c. № 1 575 604 СССР, МКИ5 F 16 j 15/60. Поршень/Душко О.В., Анцупов Ю.А.-Опубл. 1991. Бюл. № 33.-2 с.
- Багаутдинов А.К., Николич A.C., Шубин Ю. П. Результаты эксплуатационных испытаний трёхпоршневого бурового насоса НБТ-600 со сменными узлами повышенной износостойкости//Нефтяное хозяйство 1984 — № 9 — С. 21−23.
- Бартенёв Г. М., Зеленов Ю. В. Физика и механика полимеров— М.: Высшая школа, 1983.-391 с.
- Безухов Н.И., Лужин О. В. Применение методов теории упругости и пластичности к решению инженерных задач М.: Высшая школ, 1974- 294 с.
- Богданович П.М. Деформация и разрушение поверхностных слоёв полимерного материала при трении//Трение и износ 1982 — Т.З.- С. 276−288.
- Валитов М.З. Структурно-параметрическая оптимизация и повышение технического уровня насосной части буровых установок: Автореф. дисс.. канд. техн. наук.-М., 1992.-24 с.
- Веденяпин Г. В. Общая методика экспериментальных исследований и обработки опытных данных-М.: Колосс, 1973 196 с.
- Власов В.А. Исследование влияния высоких нормальных давлений на фрикционные свойства эластомеров//Машины и технология переработки каучуков, полимеров и резиновых смесей-Ярославль, 1981-С. 10−12.
- Галлагер Р. Метод конечных элементов. Основы М.: Мир, 1984 — 428 с.
- Гержа С.П., Селиверстов М. И., Иоаннесян Г. Р. Результаты промышленных испытаний новых уплотнительных устройств буровых насосов//Машины и нефтяное оборудование 1978,-№ 6.- С. 16−18.
- Горонович Л.Н., Ливак И. Д. Современные буровые трёхпоршневые насосы: Обзор/ВНИИОЭНГ М., 1979.-36 с.
- ГОСТ 6031–81. Насосы буровые. Основные параметры- М.: Изд-во стандартов, 1981 (с изменениями от 1988 и 1991 г. г.).- 6 с.
- ГОСТ 14 329–69. Насосы поршневые буровые. Технические условия М.: Изд-во стандартов, 1969 — 8 с.
- ГОСТ 16 293–82. Установки буровые комплектные для эксплуатационного и глубокого разведочного бурения. Основные параметры М.: Изд-во стандартов, 1982 (с изменением от 1986 г.).- 9 с.
- ГОСТ 22 704–77. Уплотнения шевронные резинотканевые для гидравлических устройств. Технические условия М.: Изд-во стандартов, 1990 (переиздат с изменениями).- 60 с.
- Губарева И.М. Стенд для исследования уплотнительных устройств буровых насосов простого действия//Машины и нефтяное оборудование 1980 — № 7.- С. 2830.
- Демидов С.П. Теория упругости М.: Высшая школа, 1979 — 432 с.
- Дроздов Ю.Н., Душко О. В., Поляков П. В. Повышение износостойкости рези-нометаллических поршней бурового насоса методом диффузионной поверхностной модификации//Вестник машиностроения 1989-№ 9-С. 17−18.
- Дроздов Ю.Н., Павлов В. Г., Пучков В. Н. Трение и износ в экстремальных условиях— М.: Машиностроение, 1986.-286 с.
- Душко О.В. Стенд для испытания поршней буровых насосов//Молодые учёные и специалисты Волгогр. области ускорению социально-экономического развития: Тезисы докл. областной научно-практ. конф — Волгоград, 1986 — С. 3−4.
- Журавлёва С.Н. Расчёт и конструирование уплотнительных эластомерных манжет с упрочнённой поверхностью с целью повышения их эксплуатационного ресурса: Дисс.. канд. техн. наук-Краснодар, 1996 126 с.
- Заявка № 99 125 251/28 РФ. Стенд для испытания уплотнений/ Душко В. С., Пындак В. И., Душко ОБ, — Заявлено 30.11.99.
- Зенкевич О. Метод конечных элементов в технике-М.: Мир, 1975 541 с.
- Ибатулов К.А., Измайлов Х. С. Исследование напряжённого состояния уплотнения поршня бурового насоса методом фотоупругости//Известия вузов. Нефть и газ,-1971,-№ 1,-С. 8−11.
- Ибатулов К.А., Измайлов Х. С. Исследование работоспособности поршней буровых насосов//За технический прогресс 1971№ 1.- С. 31 -33.
- Ильский A.JI., Миронов Ю. В., Чернобыльский А. Г. Расчёт и конструирование бурового оборудования.- М.: Недра, 1985 452 с.
- Кондаков JI.A. Уплотнения гидравлических систем М.: Машиностроение, 1972, — 240 с.
- Косенко В.В. Совершенствование конструкции узлов ходовой части и повышение эффективности использования гусеничных с.-х. тракторов тягового класса 3: Дисс.. канд. техн. наук в виде науч. докл.- Волгоград, 1999 45 с.
- Лавендел Э.Э. Расчёт резинотехнический изделий.- М.: Машиностроение, 1976.-232 с.
- Лапынин Ю.Г. Работоспособность уплотнительных узлов гидравлических систем тракторов и сельхозмашин при возвратно-поступательном движении деталей: Автореф. дисс.. канд. техн. наук-Волгоград, 1988 16 с.
- Лепетов В.А., Юрьев Л. Н. Расчёт и конструирование резиновых изделий Л.: Химия, 1987.-408 с.
- Лесецкий В.А., Ильский А. Л. Буровые машины и механизмы М.: Недра, 1980.-386 с.
- Литвинов В.М. Повышение надёжности нефтепромысловых насосов М.: Недра, 1978.-242 с.
- Литвинов В.М., Вотлохин Б. З. Измерение сил трения поршня бурового насо-са//Машины и нефтяное оборудование 1963.-№ 1- С. 17−19.
- Лурье А.И. Теория упругости М.: Наука, 1970 — 939 с.
- Луценко Н.И. Разработка метода расчёта и выбора рациональных параметров поршневых гидронасосов прямого действия с .пневмоприводом: Автореф. дисс.. канд. техн. наук.-М., 1988.-22 с.
- Луценко Н.И., Пындак В. И. Пневмоприводные насосы прямого дейст-вия//Экспресс-информ. Серия XM-4/ЦИНТИхимнефтемаш 1984-№ 1- 14 с.
- Мкртычан Я.С. Исследование и повышение долговечности уплотнительных устройств нефтебуровых насосов: Автореф. дисс.. д-ра техн. наук М., 1975.- 47 с.
- Мкртычан Я.С. Повышение эффективности эксплуатации буровых насосных установок-М., 1984.-208 с.
- Мкртычан Я.С. Буровые и нефтепромысловые насосы и агрегаты: Исследования и разработки, — М.: Газоил пресс, 1988. 368с.
- Молчанов А.Г. Объёмный гидропривод нефтепромысловых машин и механизмов.- М.: Недра, 1989, — 212 с.
- Николич A.C. Поршневые буровые насосы М.: Недра, 1973 — 286 с.
- Новацкий В. Теория упругости М.: Мир, 1975 — 872 с.
- Пневмогидравлические насосные установки/Пындак В.И., Благов Г. А. и др.//Машины и нефтяное оборудование 1981- № 7 — С. 17−19.
- Поляков П.В. Поверхностные изменения в резине при трении по металлам и температурно-временной метод их фиксации/УТрение и износ 1985, — Т.7. № 3 — С. 546−548.
- Поляков П.В. Методы повышения работоспособности резинометаллических изделий (применительно к буровой технике): Автореф. дисс.. д-ра техн. наук, — С.-Пб" 1995.-40 с.
- Поляков П.В., Ананичев Н. Б., Душко О. В. Изнашивание резины при трении по металлам в присутствии абразива//Молодые учёные и специалисты ускорению научно-техн. прогресса: Тезисы докл. научно-практ. конф-Волгоград, 1985 — С. 27.
- Поляков П.В., Анцупов Ю. А. Роль структурной неоднородности в процессе разрушения резиновых поверхностей при трении по металлам//Машиноведение.-1987,-№ 6,-С. 39−41.
- Поляков П.В., Анцупов Ю. А., Лукасик В. А. Повышение износостойкости резиновых изделий методом диффузионной поверхностной модификации//Трение и износ, — 1989.- Т.9. № 2, — С. 359−362.
- Потураев В.Н., Дырда В. И. Резиновые детали машин 2-е изд.- М.: Машиностроение, 1977 — 216 с.
- Потураев В.Н., Дырда В. И., Круш И. И. Прикладная механика резины К.: Наукова думка, 1980 — 248 с.
- Применение резиновых технических изделий в народном хозяйстве: Справ. пособие/Под ред. Федюкина А.Н.- М.: Химия, 1986 240 с.
- Пындак В.И. Комплекс технических средств для проводки скважин на континентальном шельфе//Газовая пром-сть 1986 — № 4- С. 36−37.
- Пындак В.И. Повышение технического уровня и снижение материалоёмкости буровых установок: Обзор. Серия ХМ-З/ЦИНТИхимнефтемаш М., 1986 — 40 с.
- Пындак В.И. Универсальное уплотнение//Тракторы и с.-х. машины 1998-№ 7,-С. 28−29.
- Пындак В.И., Благов Г. А., Луценко Н. И. Пневмоприводные насосы прямого действия//Машиностроитель 1980 — № 6 — С. 14−15.
- Пындак В.И., Валитов М. З. Выбор конструктивных параметров бурового насоса с регулируемым приводом//Научно-произв. достижения нефтяной пром-сти-1989-№ 12,-С. 16−17.
- Пындак В.И., Гайворонский Б. П., Тепляков Ю. П. Сравнительные испытания резинотканевых манжет на давление до 70 МПа//Нефтегазовая геология, геофизика и бурение, — 1985,-№ Ю.-С. 53−55.
- Пындак В.И., Душко О. В. Цилиндропоршневое устройство насоса//Информ листок № 51−159−99 Волгогр. ЦНТИ, — 3 с.
- Пындак В.И., Душко О. В. Сборный поршень// Информ листок № 51−187−99 Волгогр. ЦНТИ 3 с.
- Пындак В.И., Душко О. В. Многофункциональная пневмогидравлическая установка для испытания уплотнений/ Информ листок № 51−186−99 Волгогр. ЦНТИ-4с.
- Пындак В.И., Душко О. В. Модифицирование резиновых уплотнителей// Информ листок № 51−023−00 Волгогр. ЦНТИ 3 с.
- Пындак В.И., Душко О. В. Автоматизированные пневмогидравлические насосные агрегаты: проблемы и перспективы// Научные сообщения КДН/Волгогр. клуб докторов наук Волгоград, 2000 — Бюл. № 9.-С. 49−51.
- Пындак В.И., Душко О. В. Сборный поршень для буровых и цементировочных насосов//Нефтяное хозяйство 2000. — № 9. — С.
- Пындак В.И., Душко О. В. Высокоэффективное универсальное уплотне-ние//Изобретатели-машиностроению- 2000 № 1- С. 49.
- Пындак В.И., Душко О. В. Модифицированный резинометаллический уплот-нитель//Изобретатели-машиностроению- 2000 № 1- С. 44.
- Пындак В.И., Душко О. В. Автоматизированные пневмогидравлические испытательные установки//Техника машиностроения 2000 — № 2.- С. 74−76.
- Пындак В.И., Душко О. В. Гидротехника сверхвысокого давления со специальными уплотнениями//Информ. листок № 51−041−00 Волгогр. ЦНТИ 4 с.
- Пындак В.И., Тепляков Ю. П., Гайворонский Б. П. Стенды для испытаний уплотнений высокого давления//Экспресс-информ. Серия «Машины и нефтяное обо-руд."/ВНИИОЭНГ 1985.-№ 1.-С.7−11.
- Пындак В.И., Тепляков Ю. П. Повышение надёжности и расширение области применения уплотнений шевронного типа//Вестник машиностроения 1988 — № 9-С. 21−22.
- Распределение контактных давлений в уплотнителях шевронного типа/Богданов Е.П., Карсаков А. А., Пындак В. И. и др.//Известия вузов. Нефть и газ-1986.-№ 6,-С. 86−88.
- Родин С.И., Душко О. В. Применение генетических алгоритмов для поиска оптимальных решений//Информ. листок № 51- -00 Волгогр. ЦНТИ 2 с.
- Рябов И.М. Повышение эксплуатационных качеств АТС на основе синтеза амортизаторов, пневмогидравлических рессор и колёс с улучшенными эксплуатационными свойствами: Дисс.. д-ра техн. наук.- Волгоград, 1999 317 с.
- Сегеленд JI. Применение метода конечных элементов М.: Мир, 1979 — 392 с.
- Слукин А.Д., Линчук С. П., Слукин С. А. Особенности истирания резин/Ярение и износ, — 1981.- Т.2. № 4, — С. 630−635.
- Смайловский О.Г. Трение и износ эластомеров Л., 1983 — 296 с.
- Смирнов В.Н. Некоторые итоги стендовых испытаний бурового насоса БрН-2//Машины и нефтяное оборудование 1979-№ 1-С. 18−20.
- Стенд для испытания поршней буровых насосов//Пындак В.И., Душко О. В. и др.//Экспресс-информ. СерияXM-4/ЦИНТИхимнефтемаш 1987-№ 1.-С. 5−8.
- Стренг Г., Фикс Дж. Теория метода конечных элементов М.: Мир, 1 977 349 с.
- Тепляков Ю.П., Пындак В. И. Экспериментальная отработка уплотнительной техники бурового оборудования: Обзор. Серия ХМ-З/ЦИНТИхимнефтемаш- М., 1988.-40 с.
- Тимошенко С.П., Гудьер Дж. Теория упругости. Пер. с англ./Под ред. Шапиро Г. С.- 2-е изд.- М: Наука, 1979, — 560 с.
- Уплотнения и уплотнительная техника: Справочник/Под ред. Голубева А. И., Кондакова Л. А М.: Машиностроение, 1986- 464 с.
- Щербаков Э.Л., Брызгалов В. Н., Богопольский А. И. Повышение стойкости уплотнений буровых насосов//Машины и нефтяное оборудование -1982 № 1.-С. 4−5.
- Best В., Meijers P., Savkoor A.R. The formation of Schallamach waves. Wear, 1981, N55, p.385−396.
- Briscoe B. Wear of polymers: an essay on fundamental aspects. Tribology Intern., 1981. Vol. 14, N4, p.231−243. — Bibliogr.: 100 refs.
- Spurr R.T. The friction of polymers. Wear, 1982, vol.79, N3, p.301−310.
- Thorp J.M. Abrasive wear of some commercial polymers. Tribology Intern., 1982, vol. 15, N2, p.59−68.150
- Zienkiewics O.C. The finite element method. 3rd ed. — London = McGraw-Hill, 1977.
- Goldberg, D.E., (1989) Genetic Algorithms in Search, Optimization, and Machine Learning, Addison-Wesley Publishing Company Inc., New York.
- Nagendra, S., Haftka, R.T., Gurdal, Z., (1993) Design of a Blade Stiffened Composite Panel by a Genetic Algorithm, Proceedings of the AIAA/ASME Structures, Structural Dynamics, and Materials Conference, Part 4, pp. 2418−2436.
- Punch, W.F., Averill, R. C, Goodman, E.D., Lin, S.-C., Ding, Y., and Yip, Y. C, (1994) Optimal Design of Laminated Composite Structures Using Course-Grain Parallel Genetic Algorithms, Computing Systems in Engineering, Vol. 5, pp. 415−423.
- Rodin S.J. Genetic Algorithm Optimization in Structural Mechanic. Use of Genetic Algorithm for Optimal Design of Trusses//Internet http://stullia.hypermart.net/economics/ science/genetic alg/gen.alg.htm- 1998.- 8 p.