Повышение надежности бурового насоса НБТ-600 путем модернизации поршневой группы

Содержание

Введение

Глава 1. Технико-эксплуатационные характеристики бурового насосного оборудования в РФ

1.1. Эволюция конструкции и нормативно-правовая база эксплуатации буровых насосов

1.2. Устройство и функциональный анализ гидравлической части насоса НБТ-600

1.3. Теоретические аспекты изнашивания деталей поршневой группы при воздействии абразивных сред

Глава 2. Анализ надежности и технического состояния насоса НБТ-600 на производстве

2.1. Характеристика производственной площадки и существующего парка оборудования

2.2. Статистический анализ отказов и диагностика технического состояния поршневой группы

2.3. Оценка эффективности действующей системы планово-предупредительного ремонта

Глава 3. Модернизация поршневой группы и совершенствование системы эксплуатации

3.1. Разработка инженерных решений по конструктивному совершенствованию узла поршень-втулка

3.2. Организация монтажно-демонтажных работ и технического обслуживания модернизированного узла

3.3. Расчет технико-экономических показателей внедренных изменений и оценка их влияния на надежность

Заключение

Список использованной литературы

ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА

Тема: Повышение надежности бурового насоса Насос Буровой Трехпоршневой - 600 путем модернизации поршневой группы

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы выпускной квалификационной работы обусловлена высокой значимостью буровых насосов в нефтегазодобывающем комплексе Российской Федерации, который остается базовой отраслью национальной экономики и обеспечивает значительную часть экспортных поступлений. Насос Буровой Трехпоршневой (НБТ-600) представляет собой ключевой элемент циркуляционной системы буровых установок, обеспечивающий подачу промывочной жидкости в скважину под высоким давлением. Надежность работы данного оборудования непосредственно влияет на производительность буровых операций, безопасность технологических процессов и экономическую эффективность добычи углеводородного сырья. Однако эксплуатация буровых насосов в условиях воздействия абразивных частиц, содержащихся в буровом растворе, приводит к интенсивному износу деталей поршневой группы, что вызывает частые отказы оборудования, увеличение простоев и рост эксплуатационных затрат.

Современные тенденции развития российского машиностроения и нефтегазового сектора характеризуются необходимостью импортозамещения критически важного оборудования, повышения технического уровня отечественных образцов техники и внедрения инновационных инженерных решений, обеспечивающих увеличение межремонтных периодов и снижение удельных затрат на техническое обслуживание. В этом контексте модернизация поршневой группы насоса НБТ-600 приобретает особую актуальность, поскольку позволяет существенно повысить ресурс оборудования без коренного изменения его конструктивной схемы и с минимальными капитальными вложениями. Вопросы повышения надежности промышленного оборудования регламентируются комплексом нормативно-технических документов, включая ГОСТ Р 55614-2013, определяющий требования к техническому обслуживанию оборудования, ГОСТ 18322-2016, устанавливающий систему технического обслуживания и ремонта техники, а также положениями Федерального закона № 116-ФЗ «О промышленной безопасности опасных производственных объектов».

Степень разработанности проблемы в отечественной научной и технической литературе достаточно высока в части общих вопросов теории изнашивания и трибологии, однако специфические аспекты эксплуатации буровых насосов в условиях абразивного воздействия требуют дальнейшего изучения и практической апробации. Значительный вклад в разработку теоретических основ надежности машин и механизмов внесли российские ученые, работающие на кафедрах технической эксплуатации и ремонта машин ведущих технических вузов страны, включая МГТУ им. Н.Э. Баумана, Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого, Уфимский государственный авиационный технический университет и Российский государственный университет нефти и газа имени И.М. Губкина. Практические аспекты монтажа и технической эксплуатации бурового оборудования освещены в работах специалистов отраслевых научно-исследовательских институтов и конструкторских бюро.

Цель выпускной квалификационной работы – повышение надежности бурового насоса НБТ-600 путем разработки и обоснования технических решений по модернизации поршневой группы с учетом условий эксплуатации на производственных объектах нефтегазодобывающей отрасли.

Задачи исследования:

• изучить эволюцию конструкции буровых насосов и проанализировать нормативно-правовую базу, регламентирующую их эксплуатацию в Российской Федерации;
• исследовать устройство и выполнить функциональный анализ гидравлической части насоса НБТ-600 с выявлением критических узлов;
• рассмотреть теоретические аспекты изнашивания деталей поршневой группы при воздействии абразивных сред;
• провести статистический анализ отказов и диагностику технического состояния поршневой группы на базе производственной площадки;
• разработать инженерные решения по конструктивному совершенствованию узла поршень-втулка;
• выполнить технико-экономический расчет эффективности предложенных мероприятий и оценить их влияние на показатели надежности.

Объектом исследования является буровой насос НБТ-600, эксплуатируемый на буровых установках нефтегазодобывающих предприятий, в частности, на производственной площадке буровой компании в составе вертикально интегрированной нефтяной компании.

Предметом исследования выступают процессы изнашивания деталей поршневой группы насоса НБТ-600, закономерности возникновения отказов и технические решения по модернизации конструкции узла поршень-втулка.

Методологическая база исследования включает теоретические положения технической эксплуатации промышленного оборудования, теории надежности машин, трибологии и материаловедения, методы статистического анализа данных об отказах оборудования, инструментальные методы диагностики технического состояния (вибродиагностика, дефектоскопия), расчетные методы определения показателей надежности и технико-экономической эффективности, нормативную базу в области монтажа и технической эксплуатации оборудования (ГОСТ Р 55614-2013, ГОСТ 18322-2016, СНиП 3.05.05-84, ПБ 03-517-02).

Научная новизна работы заключается в комплексном подходе к повышению надежности бурового насоса НБТ-600 путем сочетания конструктивной модернизации поршневой группы с совершенствованием системы планово-предупредительного ремонта, а также в адаптации известных технических решений к специфическим условиям эксплуатации оборудования на российских буровых предприятиях.

Теоретическая значимость работы состоит в систематизации данных об эксплуатационных характеристиках насоса НБТ-600, анализе механизмов изнашивания деталей поршневой группы и разработке методических подходов к оценке эффективности модернизации оборудования с позиций теории надежности.

Практическая значимость исследования определяется возможностью непосредственного внедрения разработанных технических решений на производственных объектах буровых компаний, что позволит увеличить межремонтный период работы насоса НБТ-

…