Preview

Известия Юго-Западного государственного университета

Расширенный поиск

Методика исследования износа резьбы бурильных труб при многократном свинчивании и выдержке под нагрузкой

https://doi.org/10.21869/2223-1560-2020-24-3-8-20

Полный текст:

Аннотация

Цель исследования. Разработка методики исследования износа резьбы бурильных труб при многократном свинчивании и выдержке под нагрузкой.
Методы. Для исследований используется стенд ИРС-1, который представляет собой устройство для создания крутящего момента до 80 кНхм и передачи его на свинчиваемую трубу. Стенд оснащен датчиком момента свинчивания и системой управления, реализующей свинчивание до достижения заданного момента затяжки или периодическое приложение момента к свинченной резьбовой паре. Методика испытаний с использованием стенда ИРС-1 представляет собой следующую последовательность действий: перед началом испытаний удаляются резьбовые протекторы; резьбы на ниппеле и втулке очищаются от консервационной смазки и следов коррозии сухим протиранием и последующим обезжириванием; резьба на ниппеле обмеряется согласно карте замеров с помощью калибра. Калибр изготовлен на основе отпечатка резьбовой поверхности и представляет собой пластинку с вырезами в форме поперечного сечения четырех ниток резьбы. Зазор между калибром и резьбой измеряется с помощью набора щупов: от 0,01 до 0,09 мм – с шагом 0,01 мм, свыше 0,1 мм до 0,45 мм – с шагом 0,05 мм, свыше 0,5 мм до 1 мм – с шагом 0,1 мм.
Результаты. Спроектирован и создан новый триботехнический стенд модели ИРС-1, позволяющий реализовывать различные методики исследования износа резьбы бурильных труб при многократном свинчивании и выдержке под нагрузкой. Важной особенностью спроектированного стенда является его оснащение датчиком момента свинчивания и системой управления, реализующей свинчивание до достижения заданного момента затяжки или периодическое приложение момента к свинченной резьбовой паре. Максимальный крутящий момент, создаваемый стендом, составляет 80 кНм. Разработана частная методика, включающая в себя требования стандарта API 7G-2 и показавшая свою эффективность при исследовании износа резьбы стальных бурильных труб. Для реализации методики разработан специальный калибр, изготовленный на основе отпечатка резьбовой поверхности и представляющий собой пластинку с вырезами в форме поперечного сечения четырех ниток резьбы. В границах методики разработана карта замеров с двумя выделенными областями измерений. Создан алгоритм свинчивания трубы с равномерной скоростью, включающий в себя три этапа. Разработан алгоритм измерений с использованием реперных меток, при использовании которого реализуются замеры в четырёх точках каждой выделенной области.
Заключение. Полученные результаты могут быть использованы при создании ресурсосберегающих технологий обработки слитковых, порошковых и нанокомпозиционных материалов с различной дисперсностью фазовых и структурных составляющих, эксплуатируемых в экстремальных условиях и состояниях.

Об авторах

В. А. Яхимович
Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого
Россия

Яхимович Валерий Александрович, ведущий инженер научно-исследовательского и образовательного центра «ВезерфордПолитехник»

ул. Политехническая 29, г. Санкт-Петербург 195251



А. Д. Бреки
Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого
Россия

Бреки Александр Джалюльевич, кандидат технических наук, доцент высшей школы машиностроения

ул. Политехническая 29, г. Санкт-Петербург 195251



А. А. Альхименко
Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого
Россия

Альхименко Алексей Александрович, директор научно-технологического комплекса «Новые технологии и материалы»

ул. Политехническая 29, г. Санкт-Петербург 195251



М. К. Куракин
Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого
Россия

Куракин Максим Константинович, инженер отдела по взаимодействию с оборонно-промышленным комплексом

ул. Политехническая 29, г. Санкт-Петербург 195251



Д. В. Ляшенко
Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого
Россия

Ляшенко Даниил Владимирович, инженер научно-исследовательского и образовательного центра «Везерфорд-Политехник»

ул. Политехническая 29, г. Санкт-Петербург 195251



Е. В. Агеев
Юго-Западный государственный университет
Россия

Агеев Евгений Викторович, доктор технических наук, профессор, профессор кафедры технологии материалов и транспорта

ул. 50 лет Октября 94, г. Курск 305040



С. Н. Кутепов
Тульский государственный педагогический университет им. Л.Н. Толстого
Россия

Кутепов Сергей Николаевич, кандидат педагогических наук, доцент

пр. Ленина 125, г. Тула 300026



А. Е. Гвоздев
Тульский государственный педагогический университет им. Л.Н. Толстого
Россия

Гвоздев Александр Евгеньевич, доктор технических наук, профессор, главный научный сотрудник

пр. Ленина 125, г. Тула 300026



Список литературы

1. Семин В.И. Применение современных методик проектирования резьбовых соединений труб нефтегазового сортамента // Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море. 2012. № 7. С. 6-9.

2. Семин В.И. Совершенствование конструкций резьбовых соединений труб нефтегазового сортамента и забойных двигателей // Вестник Ассоциации буровых подрядчиков. 2013. № 1. С. 33-37.

3. Басович В.С., Буяновский И.Н., Петункин И.В. Влияние момента крепления замковых соединений на эксплуатационные характеристики алюминиевых бурильных труб // Бурение и нефть. 2016. № 4. С. 42-47.

4. Мукашев Н.Б. Герметичность резьбовых соединений бурильных труб // СЕВЕРГЕОЭКОТЕХ-2013: материалы ХIV международной молодежной научной конференции: в 5 ч. Ухта, 2013. С. 122-125.

5. Кузьминых Д.В. Совершенствование методов повышения долговечности замкового соединения бурильной колонны при многократном свинчивании // Севергеоэкотех-2011: материалы ХII международной молодежной научной конференции: в 5 ч. Ухта, 2011. С. 140-145.

6. Вахрушев А.В. Высокомоментные резьбовые соединения бурильных труб. Опыт применения // Нефть. Газ. Новации. 2014. № 11 (190). С. 17-20.

7. Семин В.И. Поверхностное упрочнение замковой резьбы методом карбонитрации // Нефтяное хозяйство. 2004. № 12. С. 104-106.

8. Пат. 2624274 Российская Федерация, МПК С21Д 1/09, В23К 26/352. Способ обработки резьбового соединения бурильных труб из титановых сплавов / Асташов А.А., Никитин А.В., Дмитров А.И., Селюта П.П.; заявитель и патентообладатель «АО Центральное конструкторское бюро морской техники «Рубин». №2015149445; заявл. 17.11.2015; опубл. 03.07.2017. Бюл. № 19.

9. Investigation of the pivoting friction of shkh15 steel over R6M5 and 10R6M5-MP steel with the use of mathematical modeling / A.D. Breki, A.G. Kolmakov, A.E. Gvozdev, N.N. Sergeev // Inorganic Materials: Applied Research. 2019. Vol. 10. № 4. P. 927-932.

10. Breki A.D., Gvozdev A.E., Kolmakov A.G. Semiempirical mathematical models of the pivoting friction of SHKh15 steel over R6M5 steel according to the ball–plane scheme with consideration of wear // Inorganic Materials: Applied Research. 2019. Vol. 10. № 4. P. 1008-1013.

11. Журавлев Г.М., Гвоздев А.Е. Обработка сталей и сплавов в интервале температур фазовых превращений. Тула: Изд-во ТулГУ, 2016. 320 с.

12. Журавлев Г.М., Гвоздев А.Е. Пластическая дилатансия и деформационная повреждаемость металлов и сплавов. Тула: Изд-воТулГУ, 2014. 114 с.

13. Mechanism of the hydrogen cracking of metals and alloys, part I (review) / N.N. Sergeev, A.N. Sergeev, S.N. Kutepov, A.E. Gvozdev, A.G. Kolmakov // Inorganic Materials: Applied Research. 2019. Vol. 10. № 1. P. 24-31.

14. Mechanism of the hydrogen cracking of metals and alloys, part II (review) / N.N. Sergeev, A.N. Sergeev, S.N. Kutepov, A.E. Gvozdev, A.G. Kolmakov // Inorganic Materials: Applied Research. 2019. Vol. 10. № 1. P. 32-41.

15. Гвоздев А.Е. Экстремальные эффекты прочности и пластичности в металлических высоколегированных слитковых и порошковых системах. 2-е изд., исправ. и доп. Тула: Изд-во ТулГУ, 2019. 477 с.

16. Физико-механические и коррозионные свойства металлических материалов, эксплуатируемых в агрессивных средах / Н.Н. Сергеев, А.Н. Сергеев, С.Н. Кутепов, А.Е. Гвоздев, М.В. Ушаков, В.В. Извольский. Тула: Изд-во ТулГУ, 2019. 553 с.

17. Пат. 2707374 Российская Федерация, МПК В23К 26/38. Способ формирования упрочненного поверхностного слоя в зоне лазерной резки деталей из легированных конструкционных сталей / Сергеев Н.Н., Минаев И.В., Тихонова И.В., Гвоздев А.Е., Сергеев А.Н., Колмаков А.Г., Кутепов С.Н., Малий Д.В., Голышев И.В.; заявитель и патентообладатель ООО «МЕТАЛЛИКА71». № 2019115250; заявл. 17.05.2019; опубл. 26.11.2019. Бюл. № 33.

18. Пат. № 2695715 Российская Федерация, МПК В23К26/38. Способ формирования упрочненного приповерхностного слоя в зоне лазерной резки деталей / Минаев И.В., Сергеев Н.Н., Тихонова И.В., Гвоздев А.Е., Сергеев А.Н. , Алявдина Е.С.; заявитель и патентообладатель ООО НПП «ТЕЛАР». № 2018140047; заявл. 14.11.2018; опубл. 25.07.2019. Бюл. № 21.

19. Исследование производительности процесса получения порошков методом электроэрозионного диспергирования / Е.В. Агеев, Б.А. Семенихин, Е.В. Агеева, Р.А. Латыпов, Н.А. Пивовар // Известия Курского государственного технического университета. 2010. № 4 (33). С. 76-82.

20. Использование твердосплавных электроэрозионных порошков для получения износостойких покрытий при восстановлении и упрочнении деталей машин и инструмента / Е.В. Агеев, А.А. Давыдов, Е.В. Агеева, А.С. Бондарев, Е.П. Новиков // Известия Юго-Западного государственного университета. Серия: Техника и технологии. 2013. № 1. С. 32-38.

21. Оценка влияния жидкого смазочного композиционного материала с наночастицами геомодификатора на трение в подшипниковом узле / А.Д. Бреки, О.В. Толочко, Н.Е. Стариков, Д.А. Провоторов, Н.Н. Сергеев, Е.В. Агеев, Гвоздев А.Е. // Известия Юго-Западного государственного университета. Серия: Техника и технологии. 2015. № 3 (16). С. 17-23.


Для цитирования:


Яхимович В.А., Бреки А.Д., Альхименко А.А., Куракин М.К., Ляшенко Д.В., Агеев Е.В., Кутепов С.Н., Гвоздев А.Е. Методика исследования износа резьбы бурильных труб при многократном свинчивании и выдержке под нагрузкой. Известия Юго-Западного государственного университета. 2020;24(3):8-20. https://doi.org/10.21869/2223-1560-2020-24-3-8-20

For citation:


Yakhimovich V.A., Breki A.B., Alkhimenko A.A., Kurakin M.K., Lyashenko D.V., Ageev E.V., Kutepov S.N., Gvozdev A.E. Methodology for Studying the Wear of Drill Pipe Threads during Repeated Making up and Holding under Load. Proceedings of the Southwest State University. 2020;24(3):8-20. (In Russ.) https://doi.org/10.21869/2223-1560-2020-24-3-8-20

Просмотров: 235


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2223-1560 (Print)
ISSN 2686-6757 (Online)