Повышение эффективности бурения скважин с применением винтовых забойных двигателей за счет увеличения их моторесурса тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.02.13, кандидат технических наук Карапетов, Рустам Валерьевич

• Карапетов, Рустам Валерьевич
• кандидат технических наук
• 2009

Оглавление диссертации кандидат технических наук Карапетов, Рустам Валерьевич

Введение

ГЛАВА

Анализ эффективности бурения скважин с применением винтовых забойных двигателей (ВЗД).

1.1 Технологические аспекты эффективности применения ВЗД при бурении скважин.

1.2 Конструктивные особенности ВЗД, определяющие преимущества и недостатки их использования

1.3 Анализ причин выхода из строя и пути повышения эффективности применения ВЗД.

1.4 Постановка задач исследований

ГЛАВА

Выбор методики экспериментальных исследований и разработка лабораторной установки

2.1 Выбор методики проведения экспериментальных исследований

2.2 Разработка лабораторной установки.

ГЛАВА

Разработка нового способа автокомпенсации износа в рабочих 57 органах ВЗД в процессе его эксплуатации

3.1 Теоретическое обоснование нового способа автокомпенсации 57 износа в паре трения резина-металл

3.2 Разработка математической модели автокомленсации износа в паре трения резина-металл

3.3 Разработка новой рецептуры износостойкой резины для контактного слоя статоров ВЗД

ГЛАВА

Экспериментальное исследование закономерностей влияния основных эксплуатационных факторов на износостойкость пары трения резина-металл в различных рабочих жидкостях.

411 Влияние, величины предварительного натяга на скорость изнашивания в паре трения резина - металл

4.2 Влияние скорости скольжения на скорость изнашивания в паре трения резина — металл

4.3 Влияние концентрации абразива в рабочей жидкости на скорость изнашивания в паре трения резина — металл

4.4 Экспериментальное исследование влияния эффекта автокомпенсации износа на скорость изнашивания. в паре трения резина-металл

ГЛАВА

Испытания ВЗД с огштаьшй секциями рабочих органов

5.1 Опытно-промышленные испытания ВЗД, с повышенным моторесурсом.

5.2 Промысловые: испытания ВЗД многослойной конструкцией эластичного элемента статора.

5.3 Расчет ожидаемой экономической эффективности 111 ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Повышение эффективности бурения скважин с применением винтовых забойных двигателей за счет увеличения их моторесурса»

Актуальность темьг Винтовой забойный двигатель (ВЗД) является самым распространенным гидравлическим забойным приводом породоразрушающего инструмента, применяемым в настоящее время при бурении и ремонте нефтяных и газовых скважин. На сегодняшний день разработано и серийно выпускается более 20 типоразмеров этих машин различной модификации.

Вместе с тем эффективность реализации современных технологий бурения и ремонта скважин предъявляет все более высокие требования к надежности бурового оборудования в целом, и повышению износостойкости забойного привода в частности.

Из практики использования установлено, что около 50% всех отказов ВЗД связано с износом рабочих органов, представляющих собой пару трения резина-металл (стальной ротор - резинометаллический статор).

Применяемые материалы и технология изготовления для' серийного производства рабочих органов * ВЗД обеспечивают их работоспособность с максимальным паспортным ресурсом 300 часов при работе на чистой воде. ' Однако в реальных условиях, в зависимости от влияния эксплуатационных факторов, долговечность рабочих органов ВЗД значительно ниже паспортных значений.

Наряду с этим процессы трения и изнашивания в узлах забойного привода оказывают значительное влияние не техническую эффективность и режимные характеристики технологических операций реализуемых при бурении и ремонте скважин с применением ВЗД.

Актуальность темы определяется необходимостью проведения комплексных исследований в. области изучения процессов трения и изнашивания в паре трения резина-металл с целью разработки новых технических решений, направленных на повышение эффективности применения ВЗД при бурении и ремонте скважин за счет повышения износостойкости их рабочих органов.

Цель работы Повышение эффективности и технологичности использования; винтовых забойных двигателей при бурении и капитальном ремонте скважин за счет повышения износостойкости секции рабочих органов посредством реализации эффекта автокомпенсации износа в процессе эксплуатации.

Основные задачи исследований

- проведение анализа технологических условий и конструктивных особенностей, определяющих эффективность использования ВЗД, а также ь анализ причин их выхода из строя;

- разработка и теоретическое обоснование возможности реализации эффекта автокомпенсации износа в рабочих органах ВЗД, за счет диффузионно-сорбционного взаимодействия эластичного элемента статора с активными компонентами рабочей жидкости (агента) в процессе контактного взаимодействия;

- разработка состава новой износостойкой резины для контактного слоя; статора ВЗД; разработка экспериментальной лабораторной установки, моделирующей условия контактного слоя статора ВЗД и проведение исследований по изучению влияния основных эксплуатационных факторов на скорость изнашивания;

- проведение экспериментальных исследований по изучению кинетики воздействия различных рабочих жидкостей на резины статора ВЗД с целью изучения механизма и регулирования процесса автокомпенсации износа;

- проведение опытно-промышленных и промысловых испытаний ВЗД, оснащенных опытными секциями- рабочих органов с целью практической реализации результатов работы.

Методы исследования; Для решения поставленных задач использовались: общепринятые методики, подготовки и проведения экспериментов с учетом действующих требований российских и зарубежных стандартов; теория активированной диффузии и теория размерностей; основные положения теории подобия моделирования применительно к триботехническим испытаниям.

Научная новизна?

1. Предложен и теоретически . обоснован способ автокомпенсации износа в рабочих органах ВЗД, позволяющий повысить эффективность их использования за счет стабилизации режимно-технологической характеристики в процессе эксплуатации и повышения моторесурса.

2. Разработана математическая модель процесса автокомпенсации износа в парах трения резина-металл, основанного на изменений' геометрических параметров эластичного элемента пары за счет диффузионно-сорбционного взаимодействия с рабочей жидкостью, в условиях контактно-динамического нагружения.

3. Экспериментально получены зависимости влияния основных эксплуатационных факторов на интенсивность изнашивания в паре трения резина-металл применительно к рабочим органам ВЗД, позволяющие прогнозировать моторесурс ВЗД в конкретных эксплуатационных условиях,. оптимизировать технологию использованиям ВЗД с учетом; зависимости. режимно-технологических параметров от изменения значения первоначального натяга в рабочей паре.

4. Экспериментально изучена возможность реализации эффекта автокомпенсации износа в рабочих органах ВЗД за счет диффузионно-сорбционного взаимодействия эластичного элемента статора с рабочей жидкостью, обеспечивающего сохранение первоначального натяга в паре ротор-статор и режимных параметров двигателя на эффективном эксплуатационном уровне и повышение технологичности использования: ВЗД при бурении и ремонте скважин.

Основные защищаемые положения,

1. Новый способ автокомпенсации износа в рабочих органах ВЗД, реализуемый за счет диффузионно-сорбционного взаимодействия; эластичного элемента статора с рабочей жидкостью, в условиях контактно-динамического нагружения.

2. Результаты экспериментальных исследований влияния основных эксплуатационных факторов на интенсивность изнашивания в паре трения резина-металл.

3. Результаты опытно-промышленных и промысловых испытаний винтовых двигателей, оснащенных опытными секциями рабочих органов.

Практическая ценность и реализация работы.

1. Разработана конструкция и технология изготовления статора ВЗД, обеспечивающие реализацию^ способа автокомпенсации износа в рабочих органах в процессе эксплуатации.

2. Разработана рецептура новой резины для изготовления статора ВЗД, повышенной износостойкости.

Апробация* работы. Основные положения диссертационной работы обсуждались на, отечественных и международных научно-технических и научно-практических конференциях начиная с 1998 года, в том числе:

- на XXVIII, XXIX, XXXI, XXXII, XXXIV научно-практических конференциях по итогам работы профессорско-преподавательского состава, аспирантов и студентов СевКавГТУ за 1997, 1998, 2000, 2002, 2004 годы (Ставрополь, СевКавГТУ, 1998-2005гг.);

- на IV, VI, VII региональных научно-технических конференциях «Вузовская наука - Северо-Кавказскому региону» (Ставрополь, СевКавГТУ, 2001-2003 гг.);

- на международной научно-практической конференции «Проблемы эксплуатации и капитального ремонта скважин» (г. Кисловодск, . СевКавНИПИгаз, 2004 г.).

- на международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы трибологии» (г. Самара, СамГТУ, 2007 г.)

Публикации результатов' исследований:

Содержание диссертационной работы, в основном, изложено в опубликованных автором 18* научных работах, в том. числе 1 патент на изобретение, из которых 4 включены в перечень ведущих рецензируемых научных журналов! и изданий, выпускаемых в соответствии с требованиями ВАК Министерства образования и науки РФ.

Структура и объем диссертации

Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав, основных выводов и результатов, списка литературных источников, содержащего, 132 наименований.

Заключение диссертации по теме «Машины, агрегаты и процессы (по отраслям)», Карапетов, Рустам Валерьевич

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

В настоящей работе изложены научно-обоснованные разработки, направленные на повышение эффективности применения винтовых забойных двигателей при бурении и ремонте скважин.

1. Установлено, что в большинстве случае применения винтовой двигатель теряет работоспособность вследствие выхода из строя секции рабочих органов. Причем, технологическая стабильность использования ВЗД, также определяется износостойкостью пары ротор-статор.

2. Разработана лабораторная установка, на которой экспериментально изучено влияние основных эксплуатационных факторов на интенсивность изнашивания в рабочих органах ВЗД.

3. Теоретически обоснована и подтверждена результатами экспериментальных исследований возможность реализации в парах трения резина-металл эффекта автокомпенсации износа, за счет, активированного трением, диффузионно-сорбционного взаимодействия эластичного элемента пары с рабочей жидкостью.

4. Разработан состав новой резиновой смеси для статоров ВЗД, обеспечивающей повышенную износостойкость рабочих органов ВЗД в эксплуатационных условиях.

Достоверность полученных результатов качественно и количественно подтверждается результатами теоретических и экспериментальных исследований, а также результатами опытно-промышленных и промысловых испытаний.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Карапетов, Рустам Валерьевич, 2009 год

1. Гусман, М.Т. Забойные винтовые двигатели для бурения скважин Текст. /М.Т. Гусман, Д.Ф. Балденко, A.M. Кочнев, С.С. Никомаров. М.: Недра, 1981.-232 с.

2. Балденко, Д.Ф. Винтовые забойные двигатели Текст. /Д.Ф. Балденко, Ф.Д. Балденко, А.Н. Гноевых. М.: - Недра, 1999. - 374 с.

3. Балденко, Д.Ф. Новые конструкции винтовых забойных двигателей для горизонтального бурения Текст. /Д.Ф. Балденко, A.B. Власов, Н.Ф. Мутовкин //НТИС Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море. -М.: ВНИИОЭНГ, 1992. -№ 6-7. С. 16-19.

4. Балденко, Д.Ф. Новая серия ВЗД для горизонтального бурения Текст. /Д.Ф. Балденко //НТЖ Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море. М.: ВНИИОЭНГ, 1995. - № 10-11. - С. 23-25.

5. Вадецкий, Ю.В. Достижения в области разработки винтовых забойных двигателей для нефтегазовой промышленности Текст.: обзорная информация /Ю.В. Вадецкий, Д.Ф. Балденко //Машины и нефтяное оборудование. М.: ВНИИОЭНГ, 1986.-№ 8/666. - 22 с.

6. Гусман, М.Т. Винтовые забойные двигатели Текст.: обзор зарубежной литературы /М.Т. Гусман, Д.Ф. Балденко// серия «Бурение». -М.: ВНИИОЭНГ, 1972. 82 с.

7. Бобров, М.Г. Результаты исследований энергетической характеристики винтового двигателя Д1-195 Текст. /М.Г. Бобров, A.M. Кочнев //Нефтяное хозяйство. ~ 1988. № 6. - С. 9-13.

8. Бобров, М.Г. Исследование динамики винтового забойного двигателя на буровом стенде Текст. /М.Г. Бобров, М.Г. Муратова. — М.: ВНИИБТ, 1988.-11 с.

9. Кочнев, A.M. Результаты испытаний винтовых забойных двигателей Д1-127 Текст. /A.M. Кочнев, В.Б. Голдобин, М.Г. Бобров [и др.] //НТПЖ Нефтяное хозяйство. 1988. - № 10. -С. 15-16.

10. Балденко, Д.Ф. Винтовые забойные двигатели. Разработка лаборатории конструирования технических средств для научных и стендовых испытаний Текст. /Д.Ф. Балденко, А. М. Кочнев //Нефтяное хозяйство. — 1993. —№ 1. —С. 26-27.

11. Балденко, Д.Ф. Исследование энергетических характеристик винтовых забойных двигателей Текст. /Д.Ф. Балденко, М.Т. Гусман, В.И. Семенец //НТЖ Машины и нефтяное оборудование. 1979. - № 12. — С. 3-7

12. Балденко, Д.Ф. Использование малогабаритных винтовых забойных двигателей при направленном бурении Текст. /Д.Ф. Балденко, A.B. Власов, И.В. Кукушкин [и др.] //НТЖ Разведка и охрана недр. 1991. - №1 - С. 1820.

13. Бобров, М.Г. Применение винтовых забойных двигателей для бурения наклонно направленных скважин в ОАО «Сургутнефтегаз» Текст. /М.Г. Бобров, Ю.А. Коротаев, В.А. Пустозеров //Бурение. - 2002. -май/июнь. - С. 30-32.

14. Павлык, В.Н. Об эффективности применения винтовых забойных двигателей Текст. /В.Н. Павлык, В.А. Шулепов //НТЖ Вестник ассоциации буровых подрядчиков. 2002. - №4. - С.24-25.

15. Кочнев, A.M. Обзор информации по забойным двигателям Текст. /A.M. Кочнев, Б.В. Кочнева //Нефтяное хозяйство. 1979. — № 8. - С. 59-61.

16. Балденко, Д.Ф. Винтовые забойные двигатели: новые конструкции и способы управления Текст. /Д.Ф. Балденко, Ф.Д. Балденко, А.П. Шмидт //НТПЖ Нефтяное хозяйство. — 1997. —№ 1.-С.13-17.

17. Кочнев, A.M. Результаты промышленных испытаний новых винтовых забойных двигателей Текст. /A.M. Кочнев, И.К. Князев, Ю.В. Захаров [и др.] //НТПЖ Нефтяное хозяйство. 1983. - № 2. - С. 63-65.

18. Никомаров, С.С., Основные результаты работ Пермского филиала ВНИИБТ по созданию винтовых забойных двигателей Текст. /С.С. Никомаров, A.M. Кочнев. //Сб. науч. тр. /ВНИИБТ. Пермь: Пермский филиал ВНИИБТ, 1981. - № 51. - С. 16-24.

19. Балденко, Д.Ф. Новые конструкции винтовых забойных двигателей для горизонтального бурения и ремонта скважин Текст. /Д.Ф. Балденко, В.И. Киршин, A.A. Рябоконь //Фундаментальные проблемы нефти и газа: Сб. науч. статей. — М., 1996. — С.64.

20. A.c. 1698336 Россия, МКИ5 Е 21 В 4/02. Винтовой забойный двигатель Текст. /С.С. Никомаров. -№ 2476334/03; опубл. 30.06.93.

21. Балденко, Д.Ф. Промышленные испытания винтовых забойных двигателей в объединении Ставропольнефтегаз Текст. /Д.Ф. Балденко, В.П. Иванов, H.A. Левицкий [и др.] //НТПЖ Нефтяное хозяйство. 1975. - №1. -С. 7-10.

22. Балденко, Ф.Д. К выбору оптимальной формы рабочих органов одновинтовых гидромашин Текст. /Ф.Д. Балденко, В.Н. Касьянов //НТЖ

23. Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море. М.: ВНИИОЭНГ, 1997. - № 3-4. - С. 30-40.

24. Балденко, Д.Ф. Исследование износа рабочих органов винтового забойного двигателя Текст. /С. А. Ганелина, Э. С. Гинзбург [и др.] //Машины и нефтяное оборудование. 1974. - №10. — С. 9-12.

25. Балденко, Д.Ф. Одновинтовые гидравлические машины Текст. /Д.Ф. Балденко, Ф.Д. Балденко, А.Н. Гноевых. М.: ООО «ИРЦ Газпром», 2005. Т.1. - 486 е.; Т.2. - 447 с.

26. Осипов, Д.А. Гидромеханическое поведение и усталостная выносливость секции рабочих органов винтового забойного двигателя Текст.: Дисс. . канд. техн. наук: 01.02.04 защищена в Пермском государственном техническом университете. — Пермь, 2004.

27. Антонов, A.A. Исследование изнашивания пары трения винтового забойного двигателя Текст. /А. А. Антонов, Д. Ф. Балденко, Е. А. Батарин [и др.] //Машины и нефтяное оборудование. — 1975 — № 4. — С. 5-7.

28. Антонов, A.A. Исследование изнашивания органов рабочей пары винтового забойного двигателя Текст. / A.A. Антонов, Д.Ф. Балденко, Е.А. Батарин [и др.] //Химическое и нефтяное машиностроение. — 1976. -№ 6. С. 8-10.

29. Гинзбург, Э.С. Исследования изнашивания пары трения резина-металл при вращательном движении деталей «типа вал-втулка» в гидроабразивной среде Текст.: Дисс. . канд. тех. наук: 05.02.04. защищена в МИНХиГП им. Губкина. - М., 1972.

30. Батарин, Е.А. Исследование пары трения резина-металл при динамическом нагружен ии применительно к условиям эксплуатации одновинтовых гидромашин Текст.: Дисс. . канд. техн. наук: 05.02.04. защищена в МИНХиГП им. Губкина. — М., 1974.

31. Ганелина, С.А. Резинометаллические детали гидравлических забойных двигателей Текст. М.: Недра, 1981. — 118 с.

32. Бобров, М.Г. Результаты внедрения новых винтовых забойных двигателей Пермского филиала ВНИИБТ Текст. //Вестник ассоциации буровых подрядчиков. — 2000, №1. — С. 36-40.

33. Федюкин, Д.Л. Технические и технологические свойства резин Текст. /Д.Л. Федюкин, Ф.А. Махлис. -М.: Химия; 1985. 240 с.

34. Рыбалов, С.Л. О влиянии скорости скольжения и коэффициента трения на контактную температуру при скольжении резины по металлу Текст. /С.Л. Рыбалов, B.C. Цыбук //НТЖ Каучук и резина, 1969. - №5. - С. 27-30.

35. Сахновский, Н.Л. Износостойкость протекторных резин и пути ее повышения Текст. М.: ЦНИИТЭНЕФТЕХИМ, 1967. - 84 с.

36. Бродский, Г.И. Истирание резин Текст. /Г.И. Бродский, В.Ф. Евстратов, Н.Л. Сахновский [и др.]. -М.: Химия, 1975.-238 с.

37. Резниковский, М.М. Трение между резинами и твердыми материалами Текст. //НТЖ Каучук и резина. 1960. - № 5. - С. 34-37.

38. Литвинов, В.М. Повышение надежности нефтепромысловых насосов Текст. -М.: Недра,1978. 191 с.

39. Лепетов, В.Н. Резинотехнические изделия Текст. — Л.: Химия, 1976.-440 с.

40. Князев, И.К. Повышение эффективности использования винтовых двигателей Текст. /И.К. Князев, Е.Д. Костыря, В.А. Каплун //НТПЖ Нефтяное хозяйство. 1986. - № 7. - С. 14-16

41. Балденко Д.Ф. Секционные винтовые забойные двигатели Текст.: обзорная информация /Д.Ф. Балденко, Ю.Ф. Потапов, Т.Н. Чернова //Строительство скважин. М.: ВНИИОЭНГ, 1989. - №5. - С. 1-52.

42. Hooper, M. Tandem motors reduce well costs Text. // World Oil. — 1995.-№216.-P. 57-58.

43. Пат. 517138 США, МКИ5 F 01 С 1/10. Composite stator construction for downhole drilling motors Text. /Forest J. (Et al). № 845545; опубл. 15.12.92.

44. Молчанов, А. Г. Подземный ремонт и бурение скважин с применением гибких труб Текст. /А.Г. Молчанов, C.B. Вайншток, А.Г. Некрасов, В.И. Чернобровкин. М.: Горная академия, 1999. - 224 с.

45. Бершадский, Л.И. О ■ самоорганизации и концепциях износостойкости Текст. //Трение и износ, 1992. т. 13. - №6. - С. 10771094.

46. Ермаков, С.Ф. Биомеханика синовиальной среды суставов: современные концепции трения изнашивания и смазки суставов Текст. //Трение и износ, 1993. т. 14. - №6. - С. 1092-1109

47. Поляков, A.A. Трение на основе самоорганизации. Эффект безизносности и триботехнологии Текст. //Трение и износ, 1996. — т. 17. — № 3-4.- С. 47-119.

48. Кужаров, A.C. Трибологические проявления самоорганизации в системе «латунь глицерин - сталь» Текст. //Трение и износ, 1996. - т. 17. -№1.-С. 113-123.

49. Сляднев, М.А. Методы и средства компенсации износа подвижных соединений машин и оборудования Текст. //НТЖ Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море. 1994. — №2 - С. 31-35.

50. Гаркунов, Д.Н. Триботехника Текст.: учеб. в 2-х томах, том 2 Износ и безизносность. — 4-е изд. перераб. и дополн. — М.: МСХА, 2001 г. -616 с.

51. Гаркунов, Д.Н. Триботехника Текст.: учеб. для ВТУЗов. — 2-е изд. перераб. и дополн. — М.: Машиностронение, 1989. 328 с.

52. Кужаров, A.C. Координационная трибохимия избирательного переноса Текст.: дис. . докт. тех. наук: 05.02.04. — Ростов на дону, 1991.

53. Чичинадзе, A.B. Практическая трибология. Мировой опыт Текст.: Международная инженерная энциклопедия. — М.: Центр «Наука и техника», 1994. Т. I. - 247 е.; Т. II. - 451 с.

54. Кольцов, JI.A. Эластичные уплотнители насосов, работающие в режиме избирательного переноса Текст.: в кн. Долговечность трущихся деталей машин. М.: Машиностроение, 1986. — вып. 2. - С. 120-126.

55. Костецкий, Б.И. Эволюция структурного и фазового состояния и механизма самоорганизации материалов при внешнем трении Текст. //Трение и износ, 1993. т.4. - № 4. - С. 773-784.

56. Михин, Н.М. Самоуплотняющиеся опоры скольжения с автокомпенсацией износа Текст. /Н.М. Михин, М.А. Сляднев, И.А. Сорокин //НШЖ Нефтяное хозяйство. 1989 -№10. - С.81.

57. Михин, Н.М. Автокомпенсация износа в резинометаллических подшипниках скольжения Текст. /Н.М. Михин, М.А. Сляднев, И.А. Сорокин //Техника и технология бурения скважин: обз. инф. ВНИИОЭНГ. М.: ВНИИОЭНГ, 1991.-37 с.

58. Михин, Н.М. Новый способ автокомпенсации в подшипниках скольжения Текст. /Н.М. Михин, М.А. Сляднев //НТЖ Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море. — 1994. №2 — С. 39-42.

59. Пенкин, Н. С. Основы трибологии и триботехники Текст.: учеб. Пособие для аспир., науч. сотр. и студ. мех. спец. ВУЗов /Н.С. Пенкин, А.Н. Пенкин. Ставрополь, 2004. — 223 с.

60. Гусман, М.Т. Резинометаллические подшипники турбобуров Текст. 7 М.Т. Гусман, А. В. Кольченко, А.Д. Силин. М.: ГОСТОПТЕХИЗДАТ, 1959. - 107 с.

61. Давыдов, А.П. Резиновые подшипники в машиностроении Текст. -Л.: Машиностроение, 1976. — 200 с.

62. Сляднев, М.А. Методы обеспечения компенсации износа в опорах скольжения Текст. /М.А. Сляднев, Н.М. Михин, И.А. Сорокин //НТПЖ Нефтяное хозяйство. 1989. - № 11. - С. 42-43.

63. Сляднев, М.А. О результатах исследования работоспособности резинометаллических опор скольжения и триботехнической эффективности автокомпенсации износа Текст. //НТЖ Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море. — 1997. — № 6-7. — С. 8-13.

64. Сляднев, М.А. Методы и средства компенсации износа подвижных сопряжений машин и оборудования Текст. //НТЖ Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море. 1994. -№ 2- С.31-34.

65. Пат. 34443482 США, Е21В 003/12. Stator Controlled Hydraulic Motor Text. /Lummus J., Park А.; опубл. may, 1969.

66. Пат. 5171139 США, МКИ5 F 03 С 2/08. Moineau motor with conduits through the stator Text. /Underwood LX>.(Smith Int. Inc). № 798383; опубл. 15.12.92.

67. A.c. 1385686 SU, МКИ5 E 21 В 4/02. Статор винтового забойного двигателя Текст. /С.С. Никомаров, А.М. Кочнев, JI.B. Астафьева (Перм. фил. ВНИИБТ). № 4096954/03; заявл. 14.07.86 ; опубл. 30.6.93, Бюл. № 24.

68. Пат. 5007490 США, МКИ5 Е 21 В4/02. Progressive cavity drive train with elastomeric joint assembly for use in downhole drilling Text. /Russel D. Ide.; опубл. 16.04.91, Бюл. №22,1992, вып. 62.

69. Пат. 5135059 США, МКИ5 Е 21 В 4/00. Borehole drilling motor with flexible shaft coupling Text. /Turner W.E., Harvey P.R.; Teleco Oilfield Services Inc. № 615602; опубл. 04.08.92.

70. Карасик, И.И. Методы трибологических испытаний в. национальных стандартах стран мира Текст.: под ред. B.C. Кершенбаума //Международная инженерная энциклопедия. — М.: Центр Наука и техника, 1993. -325с.

71. ГОСТ 26365-84. Издания. Резина. Общие требования к методам усталостных испытаний Текст. Введ. 1984 - 12 - 18. — М.: Изд-во стандартов, 1985. - 20 с.

72. Справочник по триботехнике Текст.: в 3-х томах . /под ред. М. Хебды. -М.: Машиностроение, 1989.

73. Махлис, Ф.А. Терминологический справочник по резине Текст. /Ф.А. Махлис, Д.Л. Федюкин. М.: Химия, 1989. - 400 с.

74. Кошелев, Ф.Ф. Общая технология резины Текст. /Ф.Ф. Кошелев, А.Е. Корнев, Н.С. Климов. -М.: Химия, 1968. 553 с.

75. Батунер, JI.H. Математические методы в химической технике Текст. /Л.М. Батунер, М.Е. Позин. Л.: Химия, 1971. -415 с.

76. Бродский, Г.И. Исследование роли некоторых немеханических факторов при фрикционном износе резин Текст. //НТЖ Каучук и резина. -i960.-№8.-С. 22-29.

77. Ратнер, С.Б. Механизм истирания полимеров и критерий подобия Текст.: докл. акад. наук СССР, т. 135, №2. 1960. - С. 294-297.

78. Трение изнашивание и смазка Текст.: Справочник в 2-х томах, под общ. ред. И. В. Крагельского. -М.: Машиностроение, 1978.

79. Основы трибологии (трение, износ, смазка) Текст.: под ред. A.B. Чичинадзе. М.: Наука и техника, 1995. - 778 с.

80. Румшинский, Л.З. Математическая обработка результатов экспериментов Текст. Справочное пособие. -М.: Наука, 1991. — 163 с.

81. Аветисов, А.Г. Методы прикладной математики в инженерном деле при строительстве нефтяных и газовых скважин Текст. /А.Г. Аветисов, А.И. Булатов, С. А. Шаманов. М.: ООО «Недра - Бизнесцентр», 2003. - 239 с.

82. Повышение износостойкости горно-обогатительного оборудования Текст.: под ред. Н; С. Пенкина. М.: Недра. 1992. - 268 с.

83. Мур, Д. Трение и смазка эластомеров Текст. М.: Химия, 1977.264 с.

84. Рудаков, А.П. Истирание резины гладким индентером Текст. /АЛ. Рудаков, Е.В. Кувшинский //сб. науч. ст. Фрикционный износ резин. М.-Л.: Химия, 1964. - С. 46-53.

85. Резниковский, М.М. Особенности механизма истирания высокоэластических материалов Текст. /М.М. Резниковский, Г.И. Бродский //сб. науч. ст. Фрикционный износ резин. М.-Л.: Химия, 1964. - С. 21-30.

86. Пенкин, Н.С. Гуммированные детали машин Текст. — М.: Машиностроение, 1977. 200 с.

87. Бухина, М.Ф. Техническая физика эластомеров Текст. -М.: Химия, 1984.-223 с.

88. Крагельский, И.В. Узлы трения машин Текст. /И.В. Крагельский, Н.М. Михин. М.: Машиностроение, 1984. - 270 с.

89. Рейтлингер, С.А. Проницаемость полимерных материалов Текст.: М.: Химия, 1974. - 272 с.

90. Гофман, В. Вулканизация и вулканизующие агенты Текст. — Л: Химия, 1968.-464 с.

91. Смит, Д. Стереорегулярные каучуки Текст. М.: Мир, 1981.511с.

92. Роберте, А. Натуральный каучук Текст. М.: Мир, 1990. — 720 с.

93. Гармонов, И.В. Синтетический каучук Текст., Л.: Химия, 1983. -560 с.

94. Карапетов, Р.В. Повышение эффективности бурения скважин за счет увеличения моторесурса винтовых забойных двигателей Текст. /НТЖ «Нефтепромысловое дело», №10, 2007г., ОАО «ВНИИОЭНГ», 2007, М.: С. 45-48.

95. Воробьева, ГЛ. Химическая стойкость полимерных материалов Текст.-М.: Химия, 1981. 296 с.

96. Пичугин, В.Ф. Повышение износостойкости узлов трения бурового оборудования и инструмента Текст. //Сб. науч. трудов /Долговечность трущихся деталей машин. — М.: Машиностроение, 1988. — Вып. 3. С. 177-184.

97. Акопов, С.А. К вопросу взаимодействия рабочих органов винтовых забойных двигателей Текст. /С.А. Акопов, Г.П. Шелудько, Р.В. Карапетов //Сб. науч. тр. /СевКавНИПИгаз. Ставрополь: СевКавНИПИгаз, 2002.-С. 244-257.

98. Зуев, Ю.С. Стойкость эластомеров в эксплуатационных условиях Текст. /Ю.С. Зуев, Т.Г. Деггева. М.: Химия, 1986. - 264 с.

99. Пол, Д. Полимерные смеси Текст. /Д. Пол, С. Ньюмен. М.: Мир, 1981.-440 с.

100. Коротких, Н.И. Разработка новых эластомеров для статоров винтовых забойных двигателей и винтовых насосов Текст. /Н.И. Коротких, Е.И. Гаврилова //НТЖ Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море. М.: ВНИИОЭНГ, 2003. - №9. - С. 46-49.

101. Колесникова, Т. И. Буровые растворы и крепление скважин Текст. М.: Недра, 1975 - 264 с.

102. Рабиа X. Технология бурения нефтяных скважин.- М.: Недра,1989. -413 с.

103. Бартенев, Г.М. Трение и износ полимеров Текст. /Г.М. Бартенев, В.В. Лаврентьев. Л.: Химия, 1972. - 240 с.

104. Акопов, С.А. Особенности трения и изнашивания пары «ротор — статор» винтового забойного двигателя Текст. /С.А. Акопов, Г.П. Шелудько,

105. P.B. Карапетов //Строительство газовых и газоконденсатных скважин: Сб. науч. трудов ВНИИГАЗ и СевКавНИПИгаз. М., - 1999. - С. 219-225.

106. Белый, В.А. Трение и износ материалов на основе полимеров Текст. — Минск: Наука и техника, 1976. — 432 с.

107. Budepudi, V. Drilling fluid type affects elastomer selection Text. /Budepudi, V Michael Wilson J., Patel A. //Oil and Cas Jornual. 1998. - № 5. -P. 75- 80.

108. ОТКРЫТОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО «ЧЕРКЕССКИЙ ЗАВОД РТИ»

109. ОАО «Черкесский завод РТИ»)

110. УТВЕРЖДАЮ Технический директор ОАО «ЧевЙЙЙШ^ад РТИ»1. РЕГЛАМЕНТна изготовление резиновой смеси для статоров винтовых забойных двигателей повышенной износостойкости1. СОГЛАСОВАНО1. Главный технолог

111. ОАО «Черкесский завод РТИ»1. Т.М. Коробкина2004 г.»1. Г.П. Шелудько2004 г.

112. Научный сотрудник ОАО ¿<Сер&авНИПИгаз»1. Р.В. Карапетов» 2004 г.1. Пояснительная записка

113. Характеристика основных и вспомогательных материалов11 Основные материалы

114. Наименование материала ГОСТ, ОСТ, ТУ

115. Каучук бутадиеннитрильный СКН-26М Каучук дивиниловый СКД ГОСТ 7738-65

116. Сера техническая природная молотая ГОСТ 127-76, сорт 9995

117. Сульфенамид Ц, гранулированный ТУ 614-868-771. Диафен ФП ТУ 614-817-76

118. Кислоты жирные синтетические ОСТ 38-7-25-73

119. Углерод технический ПМ-100 ГОСТ 7885-77

120. Пластификатор дибутилфталат ГОСТ 8728-6812 Вспомогательные материалы

121. Тальк молотый для производства РТИ1. ГОСТ 19729-74 марка ТРиВ

122. Характеристика контрольно измерительных приборов

123. Наименование измерительных приборов, приспособлений Техническая характеристика

124. Термопара поверхностная Предел измерений от 0 до 250 °С, допустимая погрешность ±10 °С

125. Толщиномер тип ТР-10 ГОСТ 11358-74 Предел измерений от 0 до 10 мм, цена деления 0,1 мм, допустимая погрешность ±0,02 мм

126. Толщиномер тип ТР-25 ГОСТ 11358-74 Предел измерений от 0 до 25 мм, цена деления 0,1 мм, допустимая погрешность ±0,08 мм

127. Линейка измерительная металлическая, ГОСТ 7509-69 Предел измерений от 0 до 1000 мм, цена деления 1 мм, допустимая погрешность ±1 мм.

128. Весы РП-1Ш13, ГОСТ 11219-65 Предел измерений от 50 до 100 кг, допустимая погрешность ±0,1% фактической нагрузки

129. Весы РП-150Ш13, ТУ 2506-616-67 Предел измерений от 7,5 до 150 кг, допустимая погрешность ±0,1 % фактической нагрузки

130. Весы РП-200Ш13, ГОСТ 11219-65 Предел измерений от 10 до 200 кг, допустимая погрешность ±0,1% фактической нагрузки

131. Весы РП-500Ш13, ГОСТ 11219-65 Предел измерений от 25 до 500 кг, допустимая погрешность ±0,1% фактической нагрузки

132. Весы Сч-50, ТУ 25-06-633-70 Предел измерений от 2,5 до 50 кг, допустимая погрешность ±0,1% фактической нагрузки

133. Весы ВШП-150, ГОСТ 14004-68 Предел измерений от 10 до. 150 кг, допустимая погрешность ±0,1% фактической нагрузки2 Технологический регламент

134. Смола стирольно-инденовая (СИС) 2,01. Смола Октофор N 4,01. Диафен ФП 2,01. Неозон Д 1,01. Дибутилфталат (ДБФ) 6,0

135. Ы-нитрозодифениламин (НДФА) 0,5

136. Техулерод №-110 (№-220) 60,01. Эпоксидная смола 1,0

137. Теоретическая плотность -1,14x10 кг/м

138. Примечание: Допускается замена в равной дозировке:- техуглерода ПМ-100 на ПМ-75;- стеариновой кислоты на СЖК 17-20;- дибутилфталата на октилфталат и его аналоги;- Сульфенамида Ц на Сантокюр Мор.23 Режим изготовления

139. Технология -изготовления резиновой смеси ВЗД 4-1 предусматривает 3-х стадийный режим смешения в резиносмесителе.23.1 Режим смешения первой стадии в резиносмесителе.1. Операции Время, минначало конец

140. Загрузить каучуки, стеарин, СИС, Октофор Ы, НДФА. Опустить верхний пресс. 0 1

141. Смешение под давлением 1 2

142. Поднять верхний пресс, загрузить 1/3 ТУ, мягчители 2 3

143. Смешение под давлением 3 4

144. Поднять верхний пресс, загрузить 2/3 ТУ. Опустить верхний пресс. 4 5

145. Смешение под давлением 5 6

146. Поднять верхний пресс, открыть верхний затвор, выгрузить смесь при достижении температуры 140 + 5 °С 7 8-91. ИТОГО: 8-923.2 Обработка смеси на вальцах. Зазор между валками 6-8 мм1. Операции Время, минначало конец

147. Принять смесь на вальцы 0 1

148. Тщательно перемешать, сделать 8-10 подрезов 1 5

149. Срезать смесь рулонами по 8-10 кг 5 71. ИТОГО: 7

150. Охлаждение и вылежка не менее суток на стеллаже или в металлическом шкафу.23.3 Режим смешения второй стадии в резиносмесителе1. Операции Время, минначало конец

151. Загрузить смесь первой стадии, опустить верхний пресс 0 1

152. Смешение под давлением 1 2

153. Поднять верхний пресс, загрузить оксид цинка, Диафен ФП, Неозон Д, опустить верхний пресс 2 3

154. Смешение под давлением 3 5

155. Сбросить давление, открыть нижний затвор, выгрузить смесь при достижении температуры 135 ± 5 °С 5 6-71. ИТОГО: 6-723.4 Обработка смеси на вальцах. Зазор между валками 6-8 мм1. Время, мин1. Операции начало конец

156. Принять смесь на вальцы 0 1

157. Тщательно перемешать, сделав 8-10 подрезов 1 51. Срезать смесь листами 5 71. ИТОГО: 7

158. Охлаждение и вылежка не менее суток на стеллаже.23.5 Режим смешения третьей стадии резиносмесителе1. Операции Время, минначало конец

159. Загрузить смесь второй стадии, опустить верхний пресс 0 1

160. Смешение под давлением 1 2

161. Поднять верхний пресс, загрузить сульфенамид Ц 2 2,5

162. Опустить верхний пресс, смешение под давлением 2,5 3,5

163. Сбросить давление, открыть нижний затвор, выгрузить смесь при достижении температуры 110 + 3 °С 3,5 41. ИТОГО: 123.6 Обработка смеси на вальцах. Зазор между валками 6-8 мм.1. Время, мин1. Операции начало конец

164. Принять смесь на вальцы, пропустить через зазор не менее 2 раз 0 1

165. Срезать до малого запаса и ввести серу 1 3

166. Добавить срезанный запас, тщательно перемешать, сделав по 10 надрезов с закаткой в рулоны. 3 7

167. Срезать смесь листами ■ 7 91. ИТОГО: 9

168. Толщина листа при снятии вальцов не более 10 мм.23.7 Охлаждение в ванне проточной водой не менее 20 минут. Пудровка тальком. Вылежка смеси до получения результатов ускоренного контроля.

169. Способ хранения на стеллажах. Допустимый срок хранения с момента изготовления: летом - не более 15 суток, зимой - не более 30 суток.24 Последующие операции24.1 Вальцевание. Режим разогрева резиновой смеси.

170. Тип вальцев Пд 1500x550/5501. Загрузка, кг 60-80

171. Температура корпуса, °С 40-65

172. Температура головки, °С 80-90

173. Температура мундштука, °С 100-110

174. Нормы ускоренного контроля

175. Вулканизация Кольцевой модуль

176. Время, мин Температура, °С Деление/груз норма20±1 165±1 3/2 3,0-6,0

177. Физико — механические показатели

178. Режим вулканизации образцов: время -30±1 мин,температура 153±3 °С удельное давление - 2,45 МПа

179. Вязкость по Муни при t= 100 С0, не более 100

180. Время подвулканизации (t5) при t =120 С0,мин, не менее 6

181. Пластичность по Карреру, услов. ед., не менее 0,18

182. Условная прочность при растяжении в момент 16 разрыва, МПа, не менее

183. Относительное удлинение при разрыве, % 280-450

184. Остаточное удлинение, %, не более 20

185. Твердость по Шору, А 70-80

186. Сопротивление раздиру, НУмм, не менее 50

187. Истираимость, м3/т*Дж (см3/квт ч), не более 84 (300)

188. Основные правила безопасного ведения процесса и перечень обязательных технологических рабочих инструкций, инструкций по технике безопасности.31 Рабочие инструкции:

189. Для работы на гидроноже для резки каучука; Для работы на резиносмесителе; Для работы на смесительных вальцах;

190. Для работы по навеске ингредиентов и каучука в подготовительном цехе;

191. Для рабочих на червячном прессе;

192. Для работающих на вулканизационных прессах.

193. Инструкции по технике безопасности: Для работающих в подготовительном цехе; Для работашцих на резиносмесителе;

194. Для работающих на вальцах;1. При работе на гидроноже;

195. При работе на лабораторных прессах;

196. При работе на вырубной и отрезной машинах;

197. Для работающих на прессах;

198. В качестве базы сравнения были использованы данные, полученные при испытании серийно выпускаемой и опытной секций рабочих органов винтового двигателя Д-106 в равнозначных условиях.