Шток 10 з’єднаний із діафрагмою за допомогою завулканізованого сердечника 6 різьбовим з’єднанням та зафіксований гайкою 23. Шток переміщується разом з діафрагмою при зміні тиску в отворі , зробленим в кришці пневмокомпенсатора . Шток в пневмокомпенсаторі виконує дві функції : запобігає непопаданню випуклості діафрагми в зміщене сідло 4 і він є провідником струму при замиканні контакту (до корпусу пневмокомпенсатора, який є добрим провідником ) підключено полюс електричного кола , до другого болта 22 підєднаємо другий полюс цього ж кола . Болт 22 ізольований від корпуса діелектриком 12 який виготовлено із текстоліту і з’єднаний із кришкою компенсатора посадкою з натягом і зафіксований гайкою 3. У втулці 12 в середині нарізана різьба .

При збільшенні тиску створеного буровим розчином шток 10 рухається вверх і при значенні тиску більшому від допустимого доторкається до контактної пружини 18, яка прикріплена до болта 22, при цьому замикається електричне коло. Струм , що протікатиме в колі засвітить лампочку або ввімкне звуковий сигнал . Також в коло можна вмонтувати виконавчий механізм який би при прортіканні струму вимикав би привід насоса .

Таке вдосконалення дає змогу запобігти серйозним поломкам пневмокомпенсатора , а також дублює роботу зворотного клапана . Також можливо вмонтувати в це електричне коло різного роду регуляторів , за допомогою яких можна регулювати режим роботи насоса змінюючи частоту обертання привода . Також приспосіблення продовжує срок робото здатності насоса і пневмокомпенсатора; зменшує аварійність циркуляційного комплексу .

Пружина 19 яка встановлена між кришкою і мембраною пневмокомпенсатора сприймає (частково) на себе зусилля , які створює тиск промивної рідини тому мембрана за допомогою пружини сприймає менше навантаження а це звичайно дозволяє підвищити довговічність її роботи .

Як видно із практики діафрагма – це так зване слабке місце в роботі пневмокомпенсатора ; вона під дією знакозмінних навантажень розривається або перегинаючись перестає виконувати свої функції .

Вище описане вдосконалення пневмокомпенсатора ПК – 70 – 250 дозволяє збільшити довговічність його роботи , а також автоматизувати процес нагнітання промивної рідини в свердловину .

4. Розрахункова частина

4.1 Розрахунок об’єму пневмокомпенсатора .

Визначаємо об’єм газової камери компенсатора згідно [1 стор. 73 ] за формулою :

, де (4.1)

ч – коефіцієнт ефективності роботи компенсатора ч = 0,2

S – довжина ходу поршня , S = 0,4 м ;

Pmax – мах. тиск нагнітання , Pmax = 25 МПа ;

Pпоп – тиск попереднього закачування газу Pпоп = 0,3*25 = 7,5 МПа ;

Fп – площа поршня ; Fп = рDп / 4 ;

Dп – діаметр поршня ;

Діаметр поршня розраховуємо за формулою для насосів двосторонньої дії

де (4.2)

зo – коефіцієнт об’ємної подачі , з0 = 0,96 ;

к – кількість камер , к = 4 ;

n – число подвійних ходів поршня , n = 65хв-1 ;

Qp – подача при максимальному тиску , Qp = 0,02 м3 / с ;

Приймаємо Dп = 0,13 м.

Fп = 3,14 0,13 2 / 4 = 0,013 м 3 ;

Wcp = 2 0.2 0.13 0.4 25 / 7.5 = 69.3 м3 ;

Енергоємність пневмокомпенсатора

V = WD = 0.069 25 10 6 = 1,73 МДж (4.3)

4.2 Розрахунок товщини стінки компенсатора .

Об’єм компенсатора сферичної форми :

де

к – внутрішній радіус пневмокомпенсатора

Напруження в корпусі компенсатора сферичної форми визначається по формулі :

; (4.4)

T – границя текучості для сталі 40Х , T = 600 МПа ;

= 600 / 2 = 300 МПа ;

и – коефіцієнт запасу міцності , т = 2 ;

R – зовнішній радіус компенсатора ;

d – товщина діафрагми , d = 10 мм ;

Товщина стінки компенсатора дорівнює

D = R - r = 0.278 – 0.254 = 0.024 мм .

4.3 Розрахунок кришки пневмокомпенсатора .

Напруження в пластині рівномірно розподілено по всій площі

max – максимальне напруження що виникає в кришці :

max = m / n

m – границя текучості для даного матеріалу

m = 340 МПа – для сталі 45 ;

n – коефіцієнт запасу , n = 2

max = 340/2 = 170 мПа.

- товщина пластини ;

R – радіус пластини ;

Звідси

4.4. Розрахунок шпильок на міцність

Приймаємо тиск опре совки системи рівним

1,5р = 1,5 · 25 = 37,5 мПа.

Сила від реакції в прокладці при рівна:

, де (4.7)

Q – питомне навантаження , мПа

d1.d2 – діаметри кільцевої прокладки ,

d1 = 50 мм. d2 = 58 мм.

Загальне зусилля на кришку від дії тиску при опре совці :

Рзаг = .

Розрахункове зусилл при опре совці для однієї шпильки

Рроз = Рd / + х1 Рзаг / ( 4,8 )

Х1