Самоуплотняющаяся герметизация устья скважин оборудованых штанговыми насосами

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ 4
ГЛАВА 1. АНАЛИЗ ОПУБЛИКОВАННЫХ МАТЕРИАЛОВ ПО ВОПРОСАМ ГЕРМЕТИЗАЦИИ И УПЛОТНЕНИЯ ТЕХНИКИ НА НЕФТЯНЫХ ПРОМЫСЛАХ 10
1.1 Теоретические аспекты фрикционного взаимодействия
сальниковых уплотнений валов и штоков 10
1.2Наиболее перспективные разработки по элементам устройств 13
1.3 Выводы 26
ГЛАВА 2. ВОПРОСЫ ТЕОРИИ РАБОТЫ ГЕРМЕТИЗИРОВАННЫХ УСТРОЙСТВ 27
2.1 Работа герметизирующих систем вращающихся валов 27
2.2Работа герметизированных систем при возвратно-поступательном движении штока 35
2.3 Технологические мероприятия повышения срока службы уплотнительных узлов машин 41
2.3.1 Защита поверхностей деталей уплотнительных узлов от разрушения 41
2.3.2 Теоретическое обоснование состава металлоплакирующего пропи¬точного материала для уплотнительных узлов машин и технологиче¬ского оборудования 44
2.3.3 Влияние пропиточного металлоплакирующего материала на основ¬ные характеристики материалов уплотнений 46
2.4.1 Предварительные удельные давления на запирающих поверхностях уплотнительных колец 47
2.4.2 Предварительные удельные давления на запирающих поверхностях манжет 48
2.4.3 Определение удельных давлений, возникающих под действием давления запираемой жидкости 49
2.5 Выводы 57
ГЛАВА 3. ЛАБОРАТОРНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ УПЛОТНИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ ВРАЩАЮЩИХСЯ ВАЛОВ 58
3.1 Разработка лабораторной установки 58
3.1.1 Цель экспериментальных исследований 62
3.1.2 Выбор модельной среды для испытаний 64
3.1.3Планирование экспериментальных исследований работы уплотнений 67
3.2Методика проведения лабораторных исследований уплотнительных систем 70
3.3 Полученные результаты по лабораторным исследованиям 74
ГЛАВА 4 РАЗРАБОТКА КОНСТРУКЦИИ САМОУПЛОТНЯЮЩЕГОСЯ УСТЬЕВОГО САЛЬНИКА ДЛЯ НЕФТЕПРОМЫСЛОВЫХ НАСОСНЫХ УСТАНОВОК 84
4.1 Теоретическое обоснование возможности автоматизации герметизации устья скважин 85
4.2 Выбор герметизирующих элементов уплотнительной системы и обоснования 87
4.3 Расчёт параметров системы самоуплотнения 121
4.4Устройство конструкции самоуплотняющегося сальника 128
ГЛАВА 5. ОПЫТНАЯ ЭКСПЛУАТАЦИЯ УСТЬЕВЫХ САМОУПЛОТНЯЮЩИХСЯ САЛЬНИКОВ ШТАНГОВЫХ НАСОСОВ 131
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ 135
ЛИТЕРАТУРА 136

ЛИТЕРАТУРА
1 Адлер Ю.П, Маркова Е.В., Грановский Ю.В. Планирование экспери-мента при поиске оптимальных условий. – М.: Наука, 1976. –280 с.
2 Андрейчик М.А., Матюшенко В.Я. Некоторые аспекты технологическо¬го наводораживания металлов и его влияние на износостойкость. В кн: Долговечность трущихся деталей машин. – М.: Машиностроение, 1985. – вып.1,С. 191-195.
3 Анохин В.Д., Баранов В.В. Герметичные насосы // Химия и технология топлив и масел. – 2002. – №1. – С.42-44.
4 Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя: т.1,2,3. –М.:Машиностроение, 1982. –576с., ил.
5 Архипов В.В., Абиндер А.А., Касенков М.А. и др. Технология металлов и других конструкционных материалов.–М.: Изд. «Высшая школа»,1968. – 520 с.
6 Асатур К.Г. Гидромеханика: Учебник / К.Г.Асатуров, Б.С.Маховиков: Санкт-Петербургский гос. горн. ин-т им. Г.В.Плеханова. – СПб, 2001. – 254с.
7 Бабель В.Г., Байрамуков М.Д., Проскуряков В.А. Некоторые особенно-сти смазывающего действия минеральных масел, содержащих галогениды металлов переменной валентности. Ленинградский инженерно-экономический институт. 1982. – 30 с.
8 Бакли Д. Поверхностные явления при адгезии и фрикционном взаимо-действии. Перевод с англ. М.: Машиностроение, 1986. –359 с.
9 Бартенев Г.М. Трение и износ полимеров / Г.М.Бартенев, В.В. Лаврентьев. – Л.: Химия, 1972. – 240 с.: ил., табл.
10 Бартенев Г.М., Зуев Ю.С. Прочность и разрушение высокоэластических материалов.
11 Башта Т.М. Машиностроительная гидравлика: Справ. Пособие / Т.М. Башта. – 2-е. изд., пер. и доп. – М.: Машиностроение, 1971. – 671с.
12 Беспалов Б.Л. Технология машиностроения. – М.: Машиностроение, 1973. – 447с.
13 Богомолова Т.С. Разработка методов и приборов для оценки деформа- ции сжатия текстильных материалов. Автореферат диссертации на со-
искание уч. ст. к.т.н. М.: 1987. 2бс.
14 Борохов A.M., Ганшин А.С., Додонов Н.Т. Волокнистые и комбиниро-ванные сальниковые уплотнения. Изд.2. –М.:Машиностроение, 1966. –312 с.
15 Боуден Ф.П., Тейбор Д. Трение и смазка. Пер. с англ. Под ред. И.В. Крагельского. – М.: Машиностроение, 1960. – 151с.
16 Будущее уплотнительных устройств. /ЦНИР1ТЭТРОЙМАШ. 16с. Пере-вод Метелевой О.П статьи Bonfigliooli J.-P.L’avenir des systemes d’etanchette из журн.: PromofMd. 1988,№3.p.62-67.
17 Буренин В.В. Уплотнения из резины и других материалов для соедине-ния с вращательным движением машин и механизмов. Нефтеперераба-тывающая и нефтехимическая промышленность. Серия: Производство резинотехнических и асбестовых изделий. Обзорная информация. ЦНИИТЭнефтехим. Выпуск 1,2. – М.: 1994. – 12 с.
18 Бухаленко Е.М. Монтаж, обслуживание и ремонт нефтепромыслового оборудования. – М.: Недра, 1974. – 336 с.
19 Виссерот К. Влияние теплового баланса сальника на работу набивок. Перевод. Ленинград. 1975. –12 с.
20 Водород в металлах. В 2 т. Под. ред. Г. Альфельда, И. Фелькля. – М.: Мир, 1981. Т. 1.475 с. т.2.430 с.
21 Водород в металлах. В 2-х т. / Под ред. Г. Альфельда и И. Фелькля. М.: Мир, 1981. Т.1.475 с. т.2.430 с.
22 Ворохов А.М., Гашнин А.С., Додонов Н.Т. Волокнистые и комбинированные сальниковые уплотнения. – М.: Машиностроение, 1966. – 312 с.
23 Гаркунов Д.Н. Триботехника Износ и безизносность. – М.: Изд-во МСХА. 2001. – 616 с.
24 Гаркунов Д.И. Варшавский И.Л., Поляков А.АК, Самоорганизация изна¬шивания на основе локализации водорода в поверхностном слое при тре¬нии. В кн.: Долговечность трущихся деталей машин. – М.: Машинострое¬ние, 1985. – вып.1, С. 116-124.
25 Гафт Я.З. Разработка конструкции и исследование механизма гермети-зации уплотнений крупных лопастных насосов. Автореферат к диссер-тации на соискание ученой степени кандидата технических наук. – М.: 1995. – 21 с.
26 Гафт ЯЗ., Аношко В.А. Сальниковые уплотнения динамических насо-сов. Уфа. ЦИНТИХИМНЕФТЕМАШ. 1980. – 32 с.
27 Гилязов А.А. Методологические указания и выполнение раздела охрана труда в дипломных проектах. – Уфа: Изд-во УГНТУ, 1985. – 20 с.
28 Гельд П.В., Рябов Р.А., Кодес Е.С. Водород и несовершенство структу-ры металла. – М.: Металлургия, 1979. – 221с.
29 Голубев Г.А., Кукин Г.М. Уплотнения вращающихся валов. – М.: Машиностроение, 1966. – 102 с.
30 ГОСТ 5152-84. «Набивки сальниковые. Технические условия».
31 ГОСТ 9544-75. «Арматура трубопроводная запорная. Нормы негерме-тичности затворов».
32 ГОСТ 20799-88 «Масла индустриальные. Технические условия».
33 Девирц Э.Я. Бутадиен-нитрильные каучуки, свойства и применение. – М.: ЦНИИТЭНефтехим, 1972. – 112с.
34 Дегтярев А.И., Ханов A.M. Трение и износ деталей машин. Учебное пособие. Пермь. Пермский гос. техн. ун-т. 2003. – 121с.
35 Денисова Н.Е., Литвинов А.Н. Выбор смазочных материалов для типовых узлов и механизмов изделий машиностроения. Учебное пособие.
Пенза. Пензинский гос. ун-т.1998. –120с.
36 Дунаев П.Ф., Леликов О.П. Детали машин. Курсовое проектирование. –М: Высшая школа, 1984. –336 с.
37 Дунаев П.Ф., Леликов О.П. Конструирование узлов и деталей машин: Учебное пособие для машиностроения. Спец. Вузов. – М.: Высшая школа, 1985. –416., ил.
38 Еремеев В.К., Горнов Ю.Н. Курсовое проектирование деталей машин. Методическое пособие и задания к проектам для студентов заочной формы обучения всех технических специальностей. – И.: Изд-во ИрГТУ, 2004. – 128 с.
39 Жулаев В.П., Султанов Б.З. Винтовые насосные установки для добычи нефти: Учебное пособие – Уфа: Изд-во УГНТУ, 1997. – 42 с.
40 Журков С.Н., Абасов С.А. Роль химических и межмолекулярных свя¬зей при разрыве полимеров. «Высокомолекулярные соединения». Т. III. 1962. № 3. С. 450.
41 Журков С.Н., Александров А.П. Явление хрупкого разрыва. –М.: Гостехтеориздат, 1933. – 52 с.
42 Журков С.Н., Нарзуллаев Б.Н. Временная зависимость прочности твердых тел. Журнал технической физики. Т. ХХШ. Вып. 10. 1953. С. 1677.
43 Зайко Л.С. Об улучшении расчета уплотнений с сальниковой набивкой. Перевод. Konstruktion. 1983. – №4. С. 135-138.
44 Зарипов С.Г. Расчет валов. –УГНТУ: 2000. –18 c.
45 Защита от водородного износа в узлах трения. Под ред. Полякова А.А. – М.: Машиностроение, 1980. –135 с.
46 Зуев Ю.С. Разрушение полимеров под действием агрессивных сред/ Ю.С. Зуев. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Химия, 1972. – 230 с.: ил.
47Идельчик И.Е. Справочник по гидравлическим сопротивлениям: Коэффициенты местных сопротивлений и сопротивления трения / И.Е. Идельчик. – М.: Госэнергоиздат, 1960. – 463 с.
48 Ильин Е.Т. Российские высокоэффективные уплотнения ГРАФЛЕКС – Материалы отраслевого совещания главных механиков нефтеперерабатывающих и нефтехимических предприятий России и СНГ. Г.Кириши, 2002, С.259-266
49 Ишемгужин Е.И. Теоретические основы надежности буровых и нефтепромысловых машин – Уфа: Изд-во УГНТУ, 1981. –84 с.
50 Костецкий Б.И. Трение, смазка и износ в машинах. Киев. Техника. 1970. –395 с.
51Крагельский И.В., Добычин Н.М., Комбалов B.C. Основы расчетов на трение и износ. –М.: Машиностроение, 1977. – 52 с.
52 Кришнек Р.И. Уплотнительные системы на основе графита. Химическое и нефтегазовое машиностроение, №8, 2000.
53 Кудрявцев В.Н. Механизмы наводораживания стали при электроосаж-дении кадмиевых и цинковых покрытий. Журнал ВХО им. Менделеева 1988, т.33,№3. – С. 289-297.
54Кузьмин А.В. Курсовое проектирование деталей машин: Справочное пособие. – Минск: Высшая школа, 1982. – 340 с.
55 Куцин П.В. Охрана труда в нефтяной и газовой промышленности.–М:Недра, 1987 – 247 с.
56 Лазовский В.Н. Схватывание в прецизионных парах трения. – М.: Маши¬ностроение. 1972.
57 Лепетов В.А., Юрцев Л.Н. Расчеты и конструирование резиновых изделий. Изд-во 2-е, пер. и доп. – Л.: Химия, 1977. – 408 с.
58 Макаров Г.В. Уплотнительные устройства. 1973. –С.15-29.
59 Материаловедение / Под общ. ред. Б.Л. Арзамасова. – М.: Машино-строение, 1986. – С. 384.
60 Матюшенко В.Я., Шпеньков ГЛ. Методика исследования содержания водорода в стальных поверхностях трения. В кн.: Физико-химическая механика фрикционного взаимодействия. – М.: Наука,1971. –С. 62-64.
61 Мачовски Б., Оченски В. Расчет сальниковых уплотнений с мягким уплотняющим материалом. Перевод. Горький. 1986. –18 с.
62 Механизм водородного изнашивания торцовых уплотнений водяных насосов автотракторных двигателей./ Б.А. Мадаминов, С.А. Поляков, Ф.Х. Бурумкулов, А.Г. Андреева. Трение и износ. 1987. Т.8. № 5 – С. 879-887.
63 Милушкин А.С., Белоглазов С.М. Ингибиторы наводораживания при меднении и никелировании. – Л.: Изд. Ленингр, ун-та, 1982.– 135 с.
64 Молодык Н.В., Зенкин А.С. Восстановление деталей машин. – М.: Машиностроение, 1989. – 480 с.
65 Насосы. Справочное пособие. Перевод В.В. Малюшенко, М.К. Бобка. – М.: Машиностроение, 1979. – 502 с.
66 Науширванов Р.Г., Гилязиев Р.Ф., Иванов Г.И. Сальниковые и торцо-вые уплотнения нефтяных насосов. Учебное пособие. – Уфа: УНИ, 1990. –81с.
67 Науширванов Р.Г. Сальниковые уплотнения подвижных соединений агрегатов с возвратно-поступательным движением. Обзор. – Уфа.: ЦИН-ТИХИМНЕФТЕМАШ. 1993. – 81с.
68 Никонорова А.И., Борисова Н.С., Амосова Л.М. Влияние термообработ¬ки на водородопроницаемость конструкционных сталей. Физико-химическая механика материалов, 1972, т.8, №3– С. 85-88.
69 Орлов А.В., Черменский О.Н., Нестеров В.М. Испытания конструкцион-ных материалов на контактную усталость. – М.: Машиностроение, 1980. –110 с.
70 Палей М.А. Допуски и посадки: Справочник: В 2ч. Ч.1. – 7-е изд., – Л.:Политехника, 1991. –576с.: ил.
71 Пашковский И.Э., Бестаев И.Н. Механизм наводораживания поверхно-стных слоев стальных детален. В кн.: Прогрессивные технологии и на-учные исследования в сфере сервиса: межвузовский сборник научных трудов. М: МГУС, 1999. –с. 71-72.
72 Пашковский И.Э., Бестаев И.Н., Жаров В.Г. Разработка физической мо-дели водородного изнашивания уплотнительных сопряжений стирально-отжимных машин и рекомендации по защите от него. В кн.: Новые материалы и производственные технологии в сфере сервиса. Межвузов-ский сборник научных трудов. – М.: МГУС, 2000, – С. 11-14.
73 Пашковский И.З, Нашивочников В.В., Бестаев И.Н., Жаров В.Г. Экс-периментальное определение параметров технологического процесса обработки стальных деталей в металлоплакирующих средах. В кн.: Но¬вые материалы и производственные технологии в сфере сервиса. Меж-вузовский сборник научных трудов (по итогам второй международной конференции “Индустрия сервиса в XXI веке»). Под ред. Прокопенко А.П., Пашковского И.Э. – М.: 2000. –С. 50-52.
74 Пашковский И.З., Ставровский М.Е., Бардин В.А. Определение опти-мальной концентрации металлоплакирующих компонентов по перерас-пределению водорода в системе узла трения. В кн.: Прогрессивные тех-нологии и научные исследования в сфере сервиса: межвузовский сбор¬ник научных трудов. –М.: МГУС, 1999. – С.192.
75 Петров В.А. Тепловые флуктуации как генератор зародышевых тре-щин./Физика прочности и пластичности. –Л.: Наука, 1986. – С. 11-17.
76 Петч Н. Металлические аспекты разрушения. В кн.: Разрушение. Т.1. – М.: Мир, 1973. – С.376-420.
77 Пинчук Л.С. Герметизация. Минск. «Навука i тэхнгка».1992. –215 с.
78 Поверхностная прочность материалов при трении / Под общ. редакцией Таурита Г.Э. –Киев: Техника, 1986. – 158 с.
79 Повышение износостойкости на основе избирательного переноса. /Д.Н. Гаркунов, А.А. Поляков, Л.М. Рыбаков и др. Под ред. Гаркунова Д.Н. – М.: Машиностроение, 1977. – 214 с.
80 Польцер Г., Майсснер Ф. Основы трения и изнашивания. –М.: Ма-шиностроение, 1984. –264 с.
81 Поляков А.А. О механизме саморегулирования при избирательном пе-реносе. Трение и износ. Т.П. N° 3. 1981. – С. 467-478.
82 Поляков А.А. Трение на основе самоорганизации. Под ред. А.А. Чичи-надое. – М. Наука, 1992. –135 с.
83 Поляков А.А. Трение на основе самоорганизации /Эффект безызносности и триботехнологии. – М.: 1996, №3-4. – С. 47-119.
84 Прокопенко А.К. Избирательный перенос в узлах трения машин быто-вого назначения. – М.: Легпромбытиздат, 1987. –104 с.
85 Прокопенко А.К. Повышение срока службы трущихся деталей и инст-румента машин легкой промышленности и бытового назначения в про-цессе эксплуатации // Автореф. дис. … докт. техн. наук. – М.:2000. – 51с.
86 Прокопенко А.К., Жигало Б.Г. Повышение износостойкости подшипни-ков качения с применением металлоплакирующих смазочных материа¬лов. В кн.: Вопросы совершенствования машин и оборудования бытово¬го назначения. – М.: МТИ. 1985. – С. 41-45.
87 Прокопенко А.К., Пашковский И.Э., Киселев Г.И. Улучшение эксплуа-тационных характеристик машин и оборудования коммунального и бытового назначения металлоплакирующими технологиями. В кн.: Но¬вые материалы и производственные технологии в сфере сервиса / Меж-вузовский сборник научных трудов (по итогам второй международной конференции “Индустрия сервиса в XXI веке»). Под ред. Прокопенко А.П., Пашковского И.Э. –М.: 2000. – С.42-43.
88 Рыбакова Л.М. Рентгенографический метод скользящего пучка лучей и его возможности при исследовании избирательного переноса поверхно¬стей твердых тел. //Эффект безызносности и триботехнологии. 1997. №1.С.54-66.
89 Рыжов Э.В. Технологические методы повышения износостойкости де-талей машин. – Киев: Наукова Думка, 1984. – 271с.
90 Синтетический каучук. / Под ред. И.В. Гармонова. – Л.: Химия, 1983. –
560 с.
91Современные конструкции трубопроводной арматуры. – М.: Недра, 1970. – 327 с.: ил.
92Сопротивление материалов с основами теории упругости и пластичности: Учебник для вузов. / Под ред. Г.С. Вардаряна. – М.: Ассоциация строит. Вузов, 1995. – 572 с.:ил.
93 Справочник по нефтепромысловому оборудованию. / Под ред. Е.И.Бухаленко. – М.: Недра, 1983. –399 с.
94 Справочник для студентов: Высшая математика. Физика. Теоретическая механика. Сопротивление материалов / А.Д. Полянин, В.Д. Полянин, В.А. Полянин и др. – М.: Астрель, АСТ, 2000. – 480 с.
95 Султанов Б.З., Исханов Д.Ф., Михеев А.Ю. Разработка ротационного насоса выжимного действия // Актуальные проблемы Волго-Уральской нефтегазоносной провинции: Тез. Докл. Международн. науч.-практ. конф. – Уфа: Изд-во УГНТУ, 2001. – С.59-60.
96 Ставровский М.Е. Повышение срока службы качающих узлов топлив-ных насосов защитой деталей от водородного изнашивания: Автореф. дис. канд. техн. наук. – М.: 1988. –16 с.
97 Сулейманов А.С. Оформление графической части проекта привода в курсе Детали машин. – УГНТУ: 2001. –29 c.
98 Сученинов А.П. Повышение эксплуатационной надежности уплотне¬ний поршневых компрессоров для водородосодержащих газов. Нефте-перерабатывающая и нефтехимическая промышленность. Серия: Экс-плуатация. Модернизация и ремонт оборудования в нефтеперерабаты-вающей и нефтехимической промышленности. Обзорная информация. – М.: 1991, Вып. 4. – 46 с.
99 Технические инструкции по повышению ресурса центробежных кон-сольных электронасосов типа К и КМ методами металлоплакирования / Жазанов Ю.Н., Шабанов Н.М., Ставровский М.Е., Пашковский И.Э., Жаров В.Г., Прокопенко А.К., Корнеев А.А., Розаренова Т.В., Соколова Е.И., Бутан И.А. 2002. –С.12-13.
100 Титов В.А. Режимы безабразивной обработки деталей замковой доски плоскофанговых полуавтоматов в металлоплакирующих средах. В кн.: Пути совершенствования эксплуатации и ремонта бытовой техники и технологического оборудования. – М.: МТИ. 1986. – С. 89-94.
101 Трение, изнашивание и смазка: Справочник. В 2-х кн. / Под ред. Кра-гельского И.В., Алисина В.В. М.: Машиностроение, 1978. Кн.1. – 400 с. Кн.2.358с.
102 Уплотнения гидравлических систем. – М.: Машиностроение, 1972. – 240с.
103 Уплотнения и уплотнительная техника. Справочник. /Л.А. Кондаков, А.И. Голубев, В.Б. Овандер и др. – М.: Машиностроение, 1986. – 464 с.
104 Форенталь В.И. Уплотнения в гидро- и пневмоприводах. Учебное посо¬бие. –Челябинск, Изд-во ЧГТУ, 1995. –78 с.
105 Чернавский С.А. Курсовое проектирование деталей машин: Учебное пособие для техникумов. – М.: Высшая школа, 1980. – 351 с.
106 Шейнблит А.Е. Курсовое проектирование деталей машин: Учебное пособие для техникумов. – М.: Высшая школа, 1991. – 432 с.: ил.
107 Юргун А.М. Расчеты в добыче нефти. – М.: Недра, 1972. – 270с.