Для того, щоб збільшити ресурс клапанної пари пропонується виготовити клапан КСК так, щоб в процесі роботи тарілка клапана змінювала місце посадки на гніздо, за рахунок незначного повороту навколо своєї осі.

Клапан КСК сконструйований таким чином, що нижня направляюча, центруюча втулка закріплюється до сідла клапана трьома жорсткими ребрами. Пропонується цю втулку разом з ребрами жорсткості зробити зйомною і щоб вона мала можливість провертатися в гнізді клапана. Для того, щоб втулка могла провертатись під дією енергії бурового розчину ребра жорсткості направляючого апарату треба виконати під кутом, як лопасті. Щоб обертовий рух передати від направляючого апарату до тарілки, на нижньому направляючому штоці тарілки фрезеруються дві риски, а отвір втулки виконується фігурним під конфігурацію штока.

В результаті надання обертового руху тарілці зменшується ймовірність утворення раковин на посадочних поверхнях клапанної пари, забезпечується рівномірність спрацювання, а тим самим підвищується ресурс клапанної пари.

Аналіз роботи і модернізація поршня

В якості ущільнень робочих органів бурових насосів в практиці машинобудування застосовуються монолітні гумометалеві поршні. За останні 15 років їх конструкція істотно змінилась. Знайдено оптимальне розміщення технологічних отворів для проходу гуми при односторонній заливці поршнів, розроблена раціональна конструкція ущільнення і металоарматури, проводяться роботи по використанню нових марок гум, ведеться пошук перспективних конструктивних рішень.

В проектованому насосі пропонується конструкція збірного поршня з підкладками і пластмасовими кільцями. В даній конструкції повністю виключено витіснення гумових елементів в ущільнюючі зазори завдяки застосуванню підкладних пластмасових кілець раціональної форми. В результаті в нашому небезпечному місці манжети, звичайно підданому інтенсивному зношенню, при зниженні напруження, питома сила тертя, контактний тиск, температура і насос. За рахунок цього довговічність еластичних елементів і ущільнень поршня зросла у 2-2,5 рази і середній наробіток став 140-220 годин проти 60-90 годин.

Модернізація штока поршня

Шток поршня, що працює в буровому розчині, який вміщує абразивні частинки, швидко зношується і підлягає частій зміні. З метою підвищення стійкості шток виготовляють з сталі 40Х, поверхню його гартують СВЧ і хромують. Запас міцності на втому матеріалу штоку, як показує розрахунок менше одиниці, але не дивлячись на це є можливість піти по шляху зменшення діаметра штока з 80 мм у серійних насосах, до 70 мм. Як доказано практикою, шток виходить з ладу не через фізичне руйнування, а через зношення в крайніх точках до сальника штока. В результаті такого зношення виникає негерметичність пари шток поршня – сальник штока і в кінцевому результаті рахунку шток підлягає відбракуванню. Значить є доцільним зменшити загальний діаметр штока, що є економічно вигідним.

Аналіз роботи і модернізація пневмокомпенсатора

В останні роки широко застосовують компенсатори з повітряною подушкою, відділеною від бурового розчину розділюючим елементом. Компенсатор такого типу в насосі У8-6МА2 складається з корпуса, гумового елемента (балона) і перфорованої труби, через отвори якої передається тиск бурового розчину на стінки гумового елемента, тим самим оберігає його від стиску. В порожнину між корпусом і балоном закачується стиснене повітря, яке гасить пульсації тиску, що виникають при роботі насоса.

Недоліком такого компресора являється малий термін служби гумового елемента. Як правило гумовий елемент пошкоджується (перфорується) навпроти частини або всіх отворів труби. В результаті пошкодження гуми, повітря виходить і компенсатор перестає виконувати свою функцію. Роботи по заміні зруйнованого елемента, що вимагають повного розбирання компенсатора безпосередньо на насосі, дуже трудомісткі і зв’язані з небезпекою травмування обслуговуючого персоналу.

Застосування в насосі сферичного пневмокомпенсатора, взамін компенсатора балонного типу, значно збільшить надійність насоса.

Як показує практичний досвід, інтенсивний знос діафрагми проявляється в місці згину діафрагми так як внаслідок постійного згину-розгину, а також притисканні до стінки корпуса, виникають втомні напруження які руйнують діафрагму, так як в місцях згину-розгину з’являються тріщини.

Для зменшення втомних напружень гумового елемента пневмокомпенсатора пропонується встановити привулканізоване стабілізуюче кільце. Краплевидне кільце значно зменшить втомні навантаження.

В останній час для виготовлення діафрагми застосовують морозостійку гуму. Застосування діафрагми для сферичних пневмокомпенсаторів з морозостійкої гуми підвищує надійність бурових насосів і знижує ремонтний час.

Модернізація приспосіблення для зняття циліндричних втулок

Для зняття циліндричних втулок в насосі У8-6МА2 використовують приспосіблення, яке поставляється в комплекті з насосом. Дане приспосіблення має ряд суттєвих недоліків, які впливають на трудомісткість і час ремонтів. Основні з них:

траверса знімача використовується тільки для зняття одного типорозміру циліндрових втулок;

внаслідок наявності зазору в різьбовому з’єднанні шток знімача–кришка знімача має відхилення від співвісності в межах 2-3 мм;

траверсу для контакту з циліндровою втулкою необхідно вводити в контакт вручну через отвір знятої клапанної пари.

Для усунення вище перерахованих недоліків пропонується:

траверсу приспосіблення виготовляти ступінчасто для зняття циліндрових втулок всіх діаметрів тобто в межах 130...200 мм;

шток знімача центрувати з допомогою пластичного центратора;

траверсу в контакт з циліндровою втулкою вводити з допомогою ручки управління траверсою виготовленої з дроту Ш 4мм.

Дані нововедення суттєво вплинуть на трудомісткість і час ремонту бурових насосів.

Розрахункова частина

Розрахунок і вибір вихідних параметрів

До сучасних бурових установок ставлять ряд вимог:

простота конструкції і кінематичної схеми, мінімальна металомісткість;

висока міцність і надійність обладнання яка характеризується здатністю виробу безвідмовно працювати на протязі всього періоду експлуатації;

забезпечення мінімального часу на монтаж, демонтаж і транспортування обладнання;

простота обслуговування, тобто легкість доступу до обладнання;

висока ремонтопридатність обладнання, яка повинна створювати умови для заміни і реставрації окремих вузлів;

стандартизація і уніфікація вузлів і деталей.

Бурову установку вибирають в залежності від конструкції свердловини і компоновки бурильної колони. В основі вибору бурової установки належать два критерії:

умовна максимальна глибина буріння даною буровою установкою;

найбільше допустиме навантаження на гак.

Конструкцію свердловини і