Диссертация на соискание учёной степени кандидата технических наук.
Альметьевск, «Альметьевский государственный нефтяной институт,
2014. — 157 с.
Специальность 05.02.13 – Машины, агрегаты и процессы (нефтегазовая
отрасль)
Научный руководитель: д.т.н., профессор Галеев А.С.
Цель работы: повышение эффективности процесса
развинчивания резьбовых соединений НКТ снижением момента
развинчивания
Научная новизна: В рамках разработанной математической модели процесса теплового воздействия на соединение «муфта-ниппель» НКТ установлено оптимальное время прогрева, необходимое для получения максимального градиента температуры на границе резьб. Получена зависимость между толщиной стенки НКТ tнкт (мм) и оптимальным временем прогрева муфты
Разработана математическая модель процесса осевого воздействия на резьбовую часть насосно-компрессорных труб; установлены критерии оценки силы натяжения с целью снижения начальных моментов развинчивания; получена зависимость оптимального осевого натяжения F (Н) для максимального снижения момента развинчивания для конических резьб от диаметра НКТ
Найдены оптимальные безразмерные параметры теплового иосевого методов воздействия и апробированы на широком ряде типоразмеров НКТ.
Практическая ценность результатов: Разработано устройство и оптимизирована работа «теплового раскрепителя», реализующего метод теплового воздействия на резьбовые соединения НКТ (Патент РФ на изобретение № 2422616).
«Тепловой раскрепитель» апробирован в промысловых условиях и рекомендован к внедрению в Елховском цехе ООО «НКТ-Сервис» (УК ООО «ТМС-Групп» ОАО «Татнефть», г. Альметьевск).
Результаты работы включены в учебное пособие: «Повышение эффективности эксплуатации оборудования ШСНУ».– г.Уфа: УГНТУ, 2012. Содержание
Исследование актуального состояния проблемы свинчивания-развинчивания резьбовых соединений насосно-компрессорных труб
Функциональное назначение и качество резьбовых соединений
Основные направления повышения эффективности процесса свинчивания-развинчивания труб
Факторы, влияющие на ресурс резьбовых соединений
Процесс механического износа резьбовых соединений
Анализ сил, действующих в резьбовом соединении труб
Применение акустического, теплового и комбинированного методов воздействий для повышения эффективности процесса свинчивания - развинчивания резьбовых соединений труб
Исследование влияния теплового воздействия на напряженное состояние резьбового соединения
Расчет напряженно-деформированного состояния конической резьбы
Определение оптимального времени воздействия
Расчет изменения напряжений при тепловом воздействии
Экспериментальное исследование процесса свинчивания-развинчивания насосно-компрессорных труб с применением теплового воздействия
Оборудование, контрольно-измерительные устройства для проведения исследований
Исследование влияния тепла на процесс развинчивания НКТ
Оптимизация характеристик теплового воздействия на процесс свинчивания-развинчивания
Определение параметров теплового воздействия на НКТ
Выбор метода планирования эксперимента
Параметр оптимизации, факторы управляемые и неуправляемые (контролируемые)
Обезразмеривание определяющих параметров
Определение границ изменения и шага варьирования влияющих факторов
Выбор плана многофакторного эксперимента
Результаты опытов в первой серии и обработка результатов эксперимента
Опыты на градиенте параметра оптимизации и обработка результатов эксперимента
Перенос оптимальных условий на другие типоразмеры НКТ
Обсуждение результатов и выводы
Промысловые испытания метода теплового воздействия
Методика промысловых испытаний
Результаты промысловых испытаний
Экономическая эффективность внедрения метода теплового воздействия и устройства для её реализации
Повышение эффективности развинчивания резьбовых соединений методом «натяжения – вдавливания»
Влияние осевых усилий на моменты развинчивания в резьбовых соединениях
Методика проведения эксперимента
Оптимизация характеристик осевого воздействия на процесс свинчивания-развинчивания
Параметр оптимизации, факторы управляемые и неуправляемые (контролируемые)
Перенос оптимальных условий на другие типоразмеры НКТ
Оценка оптимума в промысловых условиях
Обсуждение результатов и выводы
Акт о результатах промысловых испытаний метода теплового воздействия и конструкции теплового раскрепителя
Расчет экономической эффективности от внедрения теплового раскрепителя
Научная новизна: В рамках разработанной математической модели процесса теплового воздействия на соединение «муфта-ниппель» НКТ установлено оптимальное время прогрева, необходимое для получения максимального градиента температуры на границе резьб. Получена зависимость между толщиной стенки НКТ tнкт (мм) и оптимальным временем прогрева муфты
Разработана математическая модель процесса осевого воздействия на резьбовую часть насосно-компрессорных труб; установлены критерии оценки силы натяжения с целью снижения начальных моментов развинчивания; получена зависимость оптимального осевого натяжения F (Н) для максимального снижения момента развинчивания для конических резьб от диаметра НКТ
Найдены оптимальные безразмерные параметры теплового иосевого методов воздействия и апробированы на широком ряде типоразмеров НКТ.
Практическая ценность результатов: Разработано устройство и оптимизирована работа «теплового раскрепителя», реализующего метод теплового воздействия на резьбовые соединения НКТ (Патент РФ на изобретение № 2422616).
«Тепловой раскрепитель» апробирован в промысловых условиях и рекомендован к внедрению в Елховском цехе ООО «НКТ-Сервис» (УК ООО «ТМС-Групп» ОАО «Татнефть», г. Альметьевск).
Результаты работы включены в учебное пособие: «Повышение эффективности эксплуатации оборудования ШСНУ».– г.Уфа: УГНТУ, 2012. Содержание
Исследование актуального состояния проблемы свинчивания-развинчивания резьбовых соединений насосно-компрессорных труб
Функциональное назначение и качество резьбовых соединений
Основные направления повышения эффективности процесса свинчивания-развинчивания труб
Факторы, влияющие на ресурс резьбовых соединений
Процесс механического износа резьбовых соединений
Анализ сил, действующих в резьбовом соединении труб
Применение акустического, теплового и комбинированного методов воздействий для повышения эффективности процесса свинчивания - развинчивания резьбовых соединений труб
Исследование влияния теплового воздействия на напряженное состояние резьбового соединения
Расчет напряженно-деформированного состояния конической резьбы
Определение оптимального времени воздействия
Расчет изменения напряжений при тепловом воздействии
Экспериментальное исследование процесса свинчивания-развинчивания насосно-компрессорных труб с применением теплового воздействия
Оборудование, контрольно-измерительные устройства для проведения исследований
Исследование влияния тепла на процесс развинчивания НКТ
Оптимизация характеристик теплового воздействия на процесс свинчивания-развинчивания
Определение параметров теплового воздействия на НКТ
Выбор метода планирования эксперимента
Параметр оптимизации, факторы управляемые и неуправляемые (контролируемые)
Обезразмеривание определяющих параметров
Определение границ изменения и шага варьирования влияющих факторов
Выбор плана многофакторного эксперимента
Результаты опытов в первой серии и обработка результатов эксперимента
Опыты на градиенте параметра оптимизации и обработка результатов эксперимента
Перенос оптимальных условий на другие типоразмеры НКТ
Обсуждение результатов и выводы
Промысловые испытания метода теплового воздействия
Методика промысловых испытаний
Результаты промысловых испытаний
Экономическая эффективность внедрения метода теплового воздействия и устройства для её реализации
Повышение эффективности развинчивания резьбовых соединений методом «натяжения – вдавливания»
Влияние осевых усилий на моменты развинчивания в резьбовых соединениях
Методика проведения эксперимента
Оптимизация характеристик осевого воздействия на процесс свинчивания-развинчивания
Параметр оптимизации, факторы управляемые и неуправляемые (контролируемые)
Перенос оптимальных условий на другие типоразмеры НКТ
Оценка оптимума в промысловых условиях
Обсуждение результатов и выводы
Акт о результатах промысловых испытаний метода теплового воздействия и конструкции теплового раскрепителя
Расчет экономической эффективности от внедрения теплового раскрепителя