Повышение долговечности уплотнительных устройств буровых насосов алмазным вибровыглаживанием рабочих поверхностей штоков

Повышение долговечности оборудования и инструмента для нефтяной и газовой промышленности является одной из основных проблем современного нефтяного машиностроения, это вызвано тем, что большинство деталей нефтяного и газового оборудования работает в тяжелых условиях, подвергаясь интенсивному абразивному изнашиванию, усталостному разрушению и коррозии.

Особую остроту приобретают вопросы, связанные с долговечностью буровых насосов, успешное решение этих вопросов в основном связано с повышением срока службы уплотнительных устройств гидравлической части насосов, одним из таких устройств является уплотнительное устройство штока бурового насоса. Сравнительно низкая долговечность уплотнительных устройств штоков приводит к увеличению объемов прсизьодстьэ запасных частей, ремонтных работ к связанных с этим простоев буровых установок.

Ежегодная потребность в штоках по данным объединения "Союзнефтебурмашремонт" составляет несколько тысяч, а на производство их затрачивается около 215 млн.рублей. Поэтому увеличение долговечности штоков и их уплотнений является в настоящее время актуальней задачей, особенно с практической точки зрения.

Повышение долговечности уплотнительных устройств стоков буровых насосов может быть достигнуто за счет целого ряда мероприятий. Из них особо следует выделить технологические мероприятия, связанные с поверхностные упрочнением на финишных операциях и с созданием оптимальных условий взаимодействия трущихся поверхностей, эти мероприятия значительно увеличивают долговечность деталей, дают большой экономический эффект при наименьших дополнительных затратах на их производство.

Проблема повышения износостойкости втулок, штоков и плунжеров были посвящены работы Лонаккна B.C., Левицкого Н.З, Мыльникова Г.В. Верзилина 0,И., Мкртычана Я.С .и др. Анализ этих исследований показал что методы поверхностного упрочнения, как борирование и хромирование, являющиеся наиболее износостойкими покрытиями, не получили широкого промышленного внедрения при изготовлении деталей уплотнительных устройств вследствие малой глубины упрочненного слоя, большой хрупкости и нестабильности качества покрытий, поэтому в настоящее время при изготовлении штоков буровых насосов предусмотрено только поверхностное упрочнение рабочей поверхности закалкой с нагревом ТВЧ до твердости РЩС>52 на глубину не менее 3 мм. Однако, и этот метод упрочнения не значительно увеличивает долговечность штоков, срок службы которых находится в пределах 50 - 250 часов.

В приведенных исследованиях по работоспособности уплотнительных устройств оуровых насосов также было отмечено большое влияние шероховатости поверхности, полученной на финишных операциях, на процессы трения и изнашивания трущихся пар.

Направленных систематических исследований по влиянию микро-рельефа рабочих поверхностей деталей уплотнительных устройств буровых насосов на их долговечность не проводилось.

В связи с этим целью настоящей работы является изыскание отделочно-упрочнящих методов обработки штоков буровых насосов влияния микрорельефа на изнашивание пары трения резина-металл и средах, содержащих абразивные частицы <...>