УДК 622.23

Вдосконалення конструкції пристрою для випробування противикидного обладнання свердловин

С. Л.Борущак,  В. Г. Панчук,  Л. О. Борущак

ІФНТУНГ, 76019, м.Івано-Франківськ, вул. Карпатська,15, тел.(0342) 72-71-26

e-mail: kmv@nung.edu.ua

Запропоновано вдосконалену конструкцію пристрою для перевірки устя свердловини на герметичність. Суть змін полягає у включенні між торцями пробки і натискного кільця кулькового упорного підшипника та оснащенні внутрішньої циліндричної та зовнішньої конічної поверхонь розтискних конусів антифрикційними накладками з нафтлену.

Ключові слова: устя свердловини, герметичність, цанга, манжета, нафтлен, упорний підшипник.

Вступ

Забезпечення швидкого і надійного випробування противикидного обладнання устя свердловин без залучення компресорних установок є важливим технічним завданням. Вдосконалення автономного пристрою для опресування вказаного обладнання забезпечить підвищення надійності  та ефективності його роботи.

Аналіз сучасних досліджень

Фахівцями ІФНТУНГ було запропоновано методику випробування противикидного обладнання устя свердловин без компресорної установки [1,2]. В.Г.Панчуком, Л.О.Борущаком та В.В.Врюкалом для вказаного випробування було розроблено пристрій підвищеної герметичності, що містить верхню і нижню ущільнюючі манжети, розтискну цангу, розпірні конуси, шток з поршнем  та стискаючу пробку [3].

Виділення невирішених раніше частин загальної проблеми

Пристрій містить розтискну цангу, у якій переміщуються конуси. Осьовий хід конусів забезпечується поворотом пробки. Передача руху всіма переліченими компонентами супроводжується тертям ковзання по торцевих, циліндричних  та конічних поверхнях. Як наслідок, зростають енергозатрати на процес випробування та підвищується імовірність заклинювання конічних втулок у цанзі.

Формулювання цілей статті

Необхідно виключити заклинювання рухомих елементів пристрою шляхом зміни його конструкції та використання сучасних конструкційних матеріалів.

Висвітлення основного матеріалу дослідження

Для досягнення поставленої мети нами запропонована вдосконалена конструкція пристрою, відмінність якої від розробленої раніше полягає в наступному.

Для зменшення тертя по торцевій поверхні між пробкою і натискним кільцем пропонується їх контактні поверхні виконати у вигляді внутрішніх поверхонь упорного кулькового підшипника (рис.1), а між ними розмістити кульки. Цим самим тертя ковзання буде замінено на тертя кочення, що суттєво зменшить крутний момент на штоці та контактні напруження на гранях квадрата штока. Оскільки кут нахилу твірних конусів внутрішньої розрізної поверхні цанги та зовнішньої поверхні розпірних конусів є незначним (в межах 12-14°) і не перевищує величини кута самогальмування для пари тертя з гартованої сталі, то сили розпірної пружини деколи недостатньо для розведення конусів та стискання цанги. Манжети можуть заклинювати в обсадній трубі. Додатково пропонується оснастити внутрішні циліндричні та зовнішні конічні поверхні конусів накладками з нафтлену, дактлену чи іншого антифрикційного тканинного матеріалу. Коефіцієнт тертя вказаних матеріалів по гартованій сталі на порядок нижчий, ніж при ковзанні гартованих стальних поверхонь. Технологія нанесення таких матеріалів на сталеві деталі доволі проста і достатньо відпрацьована. Цим самим пропонується полегшити рух конусів вздовж осі пристрою, оскільки при наявності в робочому середовищі частинок абразиву зусилля стискання пружини може бути недостатньо для осьового розведення розтискних конусів.

Рисунок 1- Конструкція пристрою з вдосконаленим вузлом герметизації

1–поршень, 2-шток, 3-гайка, 4-гільза, 5,6-верхнє і нижнє натискні кільця, 7 манжета, 8-розтискний конус, 9-цанга, 10-пружина, 11-пробка, 12-упорний підшипник, 13-розпірна втулка, 14-ущільнення, 15,16-антифрикційні накладки

Висновки

Зміни в конструкції розробленого раніше пристрою зменшують енергомісткість процесу випробувань противикидного обладнання та  знижують ймовірність відмови пристрою через заклинювання рухомих елементів.

Література

  1. Костриба І.В. Розроблення та дослідження пристрою для випробовування противикидного обладнання/ І.В.Костриба, І.С.Палійчук, В.В.Михайлюк. Розвідка та розробка нафтових і газових родовищ. - Івано-Франківськ - 2010, № 3 с.104-107
  2. Костриба І.В. Випробування нафтогазопромислового обладнання. – Івано-Франківськ: Факел, 2000.
  3. В.Г.Панчук. Розробка конструкції пристрою для випробовування противикидного обладнання/ В.Г.Панчук, Л.О.Борущак, В.В.Врюкало. Розвідка та розробка нафтових і газових родовищ. - Івано-Франківськ - 2014, № 2(51) с.165-167.