Публикации, статьи учащихся

ГАПОУ "Ишимбайский нефтяной колледж"
Золотарев Михаил Анатольевич
руководитель: Лукьянчикова Евгения Николаевна
Анализ надежности уплотнения масляной ванны эксплуатационного
вертлюга типа ВЭ
Одним из видов оборудования, применяемого при ремонте нефтяных и газовых скважин, является эксплуатационный вертлюг. Конструкция вертлюга обеспечивает удержание на весу вращающегося бурильного инструмента с одновременным подводом промывочной жидкости через вертлюг в колонну труб.
Вертлюг рассчитан на долгий срок службы с переменными нагрузками и сохраняет герметичность при высоких давлениях. Проблема повышения его надежности является актуальной, поскольку эффективность ремонтных работ в скважине напрямую зависит от применяемого оборудования - его надежности, долговечности, соответствия современным технологическим процессам и мировым стандартам.
Наименее надежным звеном в конструкции вертлюга является нижний манжетный уплотнительный узел, который и является темой моего исследования. В период прохождения практики я неоднократно наблюдал наличие течи масла по стволу вертлюга ВЭ-50 в процессе его работы. Бригаде рабочих приходилось добавлять масло в масляную ванну и заменять уплотнительные манжеты или сам вертлюг.
Заинтересовавшись проблемой, я внимательно изучил конструкцию вертлюга ВЭ-50 и отзывы потребителей о его работе.
Вертлюг ВЭ-50 состоит из неподвижной и вращающейся частей. Неподвижную часть составляют корпус, крышка, серьга и отвод. К вращающейся части вертлюга относится ствол, установленный на подшипниках, которые обеспечивают центрирование его относительно корпуса и восприятие осевой и радиальной нагрузок, возникающих при работе.
В результате проведенного анализа условий эксплуатации вертлюга и его конструктивных особенностей я пришел к следующим выводам:
Основные части вертлюга: корпус, ствол, грязевая труба, крышка с отводом, серьга являются достаточно надежными в эксплуатации. Наличие проблем с нижним уплотнительным узлом обусловлено сложными условиями его работы: уплотнение соединения подвижной вращающейся детали (ствол) и неподвижных элементов вертлюга (крышки, корпуса). Поскольку корпус является масляной ванной для подшипников вертлюга, уплотнительные устройства предназначены обеспечить ее герметичность и отсутствие протекания масла по стволу вертлюга.
Однако, согласно отзывам потребителей и моим собственным наблюдениям, при эксплуатации указанный недостаток имеет место. Вертлюг начинает течь, не выработав срок установленной безотказной наработки. Изучая проблему, по окончании практики я побывал на заводе-производителе эксплуатационных вертлюгов ВЭ-50 - ОАО «Ишимбайский машиностроительный завод». Я ознакомился с технологией изготовления основных деталей вертлюга, процессом его сборки и испытаний, работами по модернизации конструкции.
Усовершенствование системы нижнего уплотнения заключается в установке дополнительного шарикового радиального подшипника в нижней части корпуса. Наличие в конструкции подшипника позволяет улучшить центровку ствола и снизить величину биения при его вращении, что благоприятно скажется на условиях работы уплотнений.
Кроме этого, вместо одной резиновой армированной манжеты целесообразнее и надежнее использовать две и установить между манжетами кольцо специальной конструкции и масленку. Это позволит осуществлять непрерывную доставку смазки к манжетам. Данное мероприятие обеспечит благоприятные условия работы уплотнений и увеличит срок их службы без замены.
Новая конструкция крепления крышки болтами позволит отказаться от наличия резьбового соединения в нижнем узле уплотнений, осуществлять быструю разборку узла и замену уплотнений в случае необходимости. От самоотвинчивания при работе вертлюга болтовое соединение предохраняется вязкой мягкой проволокой.
Таким образом, использование в конструкции вертлюга усовершенствованной системы уплотнений повышает его надежность и безотказность, так как улучшает условия работы ствола и уплотнительного узла вертлюга.
Модернизированная конструкция нижнего уплотнения масляной ванны вертлюга ВЭ:
- обеспечивает надежность, эффективность проведения ремонтных работ с применением вертлюга, соответствие его функциональных характеристик современным технологическим процессам;
- увеличивает наработку на отказ основных деталей и узлов;
- снижает затраты времени и материалов на техническое обслуживание и ремонт вертлюга.
В результате вышеизложенного можно сделать вывод о том, что использование в конструкции вертлюга ВЭ усовершенствованной системы уплотнения масляной ванны является целесообразным и эффективным.
Литература:
1. Технические условия ТУ 3666-021-00217567-2002 «Вертлюги эксплуатационные ВЭ-50».
2. Руководство по эксплуатации ВЭ.000РЭ «Вертлюги эксплуатационные».