НГПО. Ремонт и мотаж НПО. А. А. Раабен п. Е. Шевалдин н. Х. Максутов ремонт и монтаж
 Скачать 2.04 Mb.
|
|
§ 10. РЕМОНТ БУРОВЫХ НАСОСОВ Высокое давление нагнетания и наличие абразивных частиц в буровом растворе вызывают интенсивный износ гидравлической части бурового поршневого насоса; приводная часть насоса изнашивается вследствие больших динамических нагрузок. На рис. 23 показан двухцилиндровый буровой насос. Для удобства транспортировки рама насоса выполнена в виде салазок. Техническое обслуживание производит буровая бригада в период, когда насос не участвует в процессе бурения; в основном предусматривается устранение неисправностей в работе гидравлической части насоса, основные из которых приведены ниже. При текущем ремонте проводятся следующие работы: Проверка и подтяжка всех болтовых соединений. Замена быстроизнашивающихся деталей: цилиндровых втулок, поршней, штоков, клапанов, седел и клапанных пружин. С этой целью снимают крышки гидравлической коробки, вынимают клапаны, вывинчивают шток с поршнем, выпрессо- вывают специальным приспособлением втулку. Седла клапанов выпрессовывают с помощью съемников.  Замена уплотнительных манжет цилиндровых крышек, крышек клапанов, уплотнений штоков, уплотнений цилиндровых втулок и надставок штоков. Проверка состояния и регулировка направляющих и накладок крейцкопфа. Проверка состояния надставок штока и их крепления со штоком. Проверка приводного шкива и регулировка натяжения ремней. Замена баллонов и промывка фильтров воздушных колпаков. Смазка всех подшипников не реже одного раза в неделю. Проверка щупом уровня смазки в картере и доливка масла. Смена масла производится не реже одного раза в 3 мес., а также после окончания бурения скважины. В среднем ремонтный цикл для насосов составляет 6000 ч, межремонтный период— 600 ч работы. При текущем ремонте в дополнение к перечисленным работам проверяют и регулируют подшипники кривошипного и трансмиссионного валов, заменяют изношенные корпуса сальников, пальцы, втулки, направляющие и накладки крейцкопфа, а также надставки штока. Разборку насоса при капитальном ремонте начинают с гидравлической части и проводят в следующем порядке: отвинчивают гайки и снимают крышки цилиндров, вынимают нажимные коронки цилиндровых втулок, вывинчивают коронки крышек клапанов, вынимают крышки клапана, пружины клапанов и клапаны, затем ослабляют сальники штоков, отсоединяют штоки от надставок, вынимают штоки с поршнями из цилиндров, снимают грундбуксы, вынимают уплотнения сальников штоков и специальным съемником — цилиндровые втулки из клапанных коробок. Далее отвинчивают гайки и снимают нагнетательный коллектор в сборе с воздушным компенсатором, отсоединяют гидравлическую коробку от приемного тройника и корпуса насоса и снимают ее. Затем из гидравлической коробки при помощи съемника выпрессовывают седла клапанов. Гидравлический съемник седел клапанов буровых насосов (рис. 24) состоит из трех основных частей: захватывающего устройства, гидравлического цилиндра и ручного винтового насоса. После установки штока 7 с захватывающим устройством 6 в клапанной коробке на него надевают гидравлический цилиндр 1 в сборе с поршнем 4. Шток подтягивают кверху и крепят к поршню гайкой 3. При помощи винтового насоса 2, расположенного на корпусе поршня, в гидравлическом цилиндре создается необходимое давление для выпрессовки седла 5 клапана из гнезда клапанной коробки. После этого приступают к разборке воздушных компенсаторов. Сначала спускают воздух из колпаков, для чего открывают игольчатые вентили и вывинчивают контрольные пробки. До этого разбирать компенсаторы запрещается, так как сжатый воздух может сбросить колпак и травмировать рабочих. Затем отвинчивают гайки крепления фланцев колпаков к тройнику и снимают колпаки, резиновые баллоны и перфорированные трубы.  После окончания разборки гидравлической части приступают к демонтажу приводной части насоса. Вначале снимают шкив клиноременной передачи, для чего вывинчивают болты контршайбы и снимают ее. Затем отвинчивают болты и снимают боковые и основную крышки картера. Далее следует отвинтить болты, снять четыре боковые крышки подшипников, отвинтить гайки, снять верхние крышки подшипников и трансмиссионный вал с подшипниками и шестерней. После этого вывинчивают надставки штока из крейцкопфа, снимают стопорные планки пальцев крейцкопфа, специальным съемником выпрессовывают пальцы крейцкопфа, снимают сначала крышки коренных подшипников кривошипного вала, а затем — вал в сборе, с шатунами. Далее вынимают крейцкопфы, снимают напрвляющие крейцкопфов и масляные уплотнения надставок штока. После этого приступают к разборке узлов приводной части насоса. Кривошипный вал разбирают в следующем порядке: снимают крышки шатунных подшипников и шатуны. Выпрессовывают с помощью винтовых съемников роликовые подшипники с шатунных шеек вала. Затем вал устанавливают на гидравлический пресс, снимают крышки коренных подшипников, торцевые крышки и корпуса подшипников, выпрессовывают при помощи пресса коренные подшипники и зубчатое колесо. Затем из малой головки шатунов с помощью специального съемника или выколоток выпрессовывают бронзовые втулки. С трансмиссионного вала с помощью винтового съемника выпрессовывают роликовые подшипники. С крейцкопфа снимают накладки. После промывки узлов и деталей их разбраковывают и составляют дефектную ведомость. Замене подлежат все подшипники и стаканы, шестерни и зубчатое колесо редуктора, а также все уплотнения. Гидравлическую коробку либо заменяют, либо восстанавливают. Основными дефектами гидравлических коробок являются нарушение уплотнительных поверхностей в местам уплотнений цилиндровых сменных втулок и седел клапанов, трещины в корпусе цилиндра, а также слом шпилек для крепления крышек. Поломанные шпильки извлекают описанными выше способами. Стальные гидравлические коробки с промоинами могут быть восстановлены электродуговой наплавкой с последующей механической обработкой для получения необходимых размеров. Чугунные гидравлические и стальные коробки восстанавливают расточкой промытых гнезд клапанных седел и запрессовкой втулок с внутренней конической поверхностью для посадки седел. Для восстановления промытых посадочных поверхностей для цилиндровых втулок применяют также расточку и запрессовку втулки, которую затем растачивают для получения первоначальных размеров внутренней поверхности гидравлической коробки. Посадочные поверхности валов восстанавливают методами, рассмотренными выше. При износе поверхности корпуса крейцкопфа под палец его обычно восстанавливают следующим образом. Выступ в корпусе крейцкопфа в месте посадки пальца с четырех сторон прострагивают с таким расчетом, чтобы можно было установить и закрепить его в токарном станке, а затем сработанную поверхность наплавляют стальным электродом и обрабатывают на токарном станке до номинального размера. Иногда отверстие под палец протачивают, а затем устанавливают втулку, у которой внутренний диаметр расточен под номинальный размер пальца. При срыве резьбы под надставку штока на токарном станке производят расточку на больший диаметр под втулку, которая имеет по внутреннему диаметру резьбу под надставку штока. На наружном диаметре втулка должна иметь бурт для упора в тело крейцкопфа. После установки втулку приваривают к корпусу крейцкопфа со стороны, противоположной бурту. После ремонта гидравлическая коробка и корпуса, находящиеся под давлением, должны быть опрессованы на полуторакратное максимальное рабочее давление. Сборку насоса производят в последовательности, обратной разборке. Вначале выполняют сборку узлов. Изношенные подшипники заменяют новыми. Важной операцией является регулировка осевого люфта в конических роликовых подшипниках трансмиссионного вала. Регулировку производят следующим образом. Затягивают равномерно болтами крышку установочного стакана до полного выбора люфта, что характеризуется затрудненным вращением вала. Затем замеряют зазор между торцом корпуса стакана и фланцем крышки. Сняв крышку, под нее устанавливают набор прокладок, толщина которых на 0,2— 0,3 мм больше замеренного зазора. Собранный трансмиссионный вал должен легко проворачиваться за шкив. Причиной перегрева и износа подшипников может быть непараллельность между валами или несоосность подшипников, что устраняется прокладками под установочные стаканы. Регулировку подшипников коренного вала выполняют в следующем порядке. До посадки подшипников измеряют наружный и внутренний диаметры стаканов и посадочных шеек кривошипного вала. При этом зазор между внутренней стенкой стакана и наружным диаметром колец подшипников должен быть равен 0,05—0,1 мм. После этого на вал надевают до упора в колесо распорные втулки, а затем устанавливают стаканы, в дно которых предварительно вставлено до упора наружное кольцо внутреннего подшипника. На кривошипный вал насаживают внутренние кольца, предварительно нагретые в масле до 80—90 °С, до упора в распорную втулку. Далее устанавливают в стакан наружное кольцо наружного подшипника и надевают торцовую крышку стакана. После установки стакана регулируют подшипники. При регулировке подшипников болты наружных крышек затягивают и подшипники зажимают в стаканах до полного выбора максимальных зазоров. Болты затягивают усилием одного рабочего гаечным ключом с рукояткой длиной не более 210 мм. При этом одновременно постукивают молотком по дну крышки стакана, чтобы выбор зазора был более надежным. После этого болты освобождают и устанавливают между крышкой и корпусом три свинцовых кубика, располагая их под углом 120° друг от друга. Затем болты затягивают до защемления подшипников. При этом следят, чтобы разница зазора между крышкой и торцом корпуса по окружности была не более 0,05 мм. Далее болты вывинчивают, замеряют толщину свинцовых кубиков и подбирают пакеты прокладок с общей толщиной, на 0,3—0,4 мм превышающей толщину кубиков. Устанавливают пакеты прокладок между крышкой и корпусом подшипников и затягивают болты до отказа. После затяжки болтов стакан должен проворачиваться усилием одного рабочего на рычаг длиной 1 м. Перед регулировкой подшипники смазывают машинным маслом марки инду- стриальное-50. Окончательно отрегулированные подшипники заправляют густой смазкой. Осевой люфт подшипников на пальце кривошипа регулируют набором прокладок между торцом пальца и упорной шайбой. При этом толщина набора прокладок подбирается на 0,15—0,25 мм больше замеренного зазора при отсутствии осевого люфта у подшипников. Увеличенный зазор между крейц- копфом и направляющим устраняют установкой прокладок между корпусом крейцкопфа и накладками либо заменяют накладки. Собранный крейцкопф должен свободно перемещаться в направляющих без заеданий и ударов. Изношенные бронзовые втулки шатунов выпрессовывают и устанавливают новые, которые должны быть пришабрены по пальцу крейцкопфа. При сборке гидравлической части насоса необходимо обращать особое внимание на чистоту сопрягаемых поверхностей и плотность их прилегания. Недопустимы местные зазоры любой величины, через которые может проникнуть жидкость, так как они являются основной причиной абразивного размыва деталей. Прилегание конической поверхности седла клапана к сопрягаемой поверхности гнезда клапанной коробки проверяют на краску; оно должно представлять собой сплошное кольцо шириной не менее 15 мм. Прилегание конических поверхностей штока и поршня должно быть сплошным по кольцу и занимать не менее 60 % поверхности конуса. После сборки насос прокручивают вручную за шкив на один ход поршня для того, чтобы убедиться, что кривошипношатунный механизм свободно вращается без заеданий и скрежета. Обкатку производят на воде на испытательном стенде, причем насос должен быть снабжен втулкой наименьшего диаметра. Сначала в течение 20—30 мин насос работает без давления, затем 20—30 мин при давлении, равном половине от номинального для данной втулки, и наконец — при номинальном давлении в течение 1 ч. При испытании измеряют число двойных ходов, действительную подачу насоса, давление всасывания и нагнетания, подводимую мощность, а также снимают индикаторную диаграмму. По полученным данным подсчитывают полезный напор насоса, гидравлическую и индикаторную мощности. Все это позволяет определить коэффициент подачи, механический и индикаторный к. п. д. насоса, а по ним судить о качестве проведенного ремонта. (S 11. РЕМОНТ ТУРБОБУРОВ И БУРИЛЬНЫХ ТРУБ Ремонт турбобуров Конструкция одного из типов турбобуров показана на рис. 25. Все детали турбобура работают в абразивной среде при больших давлениях и осевых нагрузках, что вызывает интенсивный износ деталей. Неисправный турбобур должен быть доставлен в мастерскую в течение суток для распрессовки, т. е. извлечения вала  с деталями из корпуса. Если по каким-либо причинам невозможно доставить турбобур в мастерскую, его необходимо рас- прессовать при помощи буровой лебедки. В противном случае буровой раствор высохнет и образует корку между статорами и корпусом, что сделает невозможной его разборку даже с применением паровых или нефтяных ванн. Содержание и объем ремонта определяют после частичной или полной разборки турбобура. После промывки и очистки при помощи крана или тельфера турбобур подают на механический круговой ключ, которым отвинчивают ниппель. При этом специальная катушка задержки предотвращает проворачивание корпуса турбобура. Реактивный момент на катушке задержки передается трансформатором давления, а давления регистрируются манометрами, проградуированными в единицах силы, что позволяет контролировать момент отвинчивания и завинчивания. Завинчивать и отвинчивать резьбовые соединения турбобура можно и более простым способом, используя лебедку и тельфер (рис. 26). Канат от барабана лебедки через направляющий ролик 3, заделанный в полу цеха, прикрепляют к ключу 1, надетому на отвинчиваемую или завинчиваемую деталь турбобура. Для предотвращения проворачивания корпуса турбобура надевают ключ 2. Усилие затяжки определяется по механическому динамометру 4. При отвинчивании и завинчивании турбобур помещают на стойки 5. После отвинчивания ниппеля турбобур поступает на гидравлический пресс для рас- прессовки корпуса и вала в сборе. При распрессовке в валу турбобура возникают значительные растягивающие напряжения. Чтобы избежать деформации вала, максимальное напряжение не должно превышать половины предела текучести.  В таблице на гидравлическом прессе указывается допустимое давление по манометру для каждого типоразмера турбобура. Если вал не распрессовы- вается предельной нагрузкой, турбобур помещают на несколько часов в емкость с горячей водой, а затем снова устанавливают на пресс. После страгива- ния вал в сборе извлекают из корпуса при помощи троса, связанного через полиспаст с барабаном лебедки. Извлеченный вал устанавливают на направляющих и тем же круговым ключом или с помощью описанного выше способа отвинчивают контргайку, а затем, снимая колпак, отвинчивают роторную гайку. Детали с вала снимают с помощью гидравлического пресса и лебедки с полиспастом, применяемых для извлечения из корпуса вала в сборе. Разобранные валы и корпуса промывают в емкости на 1 м длиннее турбобура. Ее используют также для облегчения разборки турбобура; для этого воду подогревают паром. Часто емкость изготовляют из обсадной трубы большого диаметра. Сверху на ‘/з ее вырезают по всей длине, а по торцам вваривают днища. Мелкие детали турбобура промывают в ваннах, снабженных подогревательным устройством. Промытые и высушенные детали проходят контроль и отбраковку, если износ превышает установленные техническими требованиями нормы. При осмотре вала и корпуса обращают внимание на наличие вмятин, трещин и других внешних дефектов. Обязательно проверяют прямолинейность этих деталей; для этого их укладывают на две опоры и, вращая вал, индикатором производят замеры в пяти-шести точках. Если кривизна превышает допустимую величину, вал и корпус подвергают правке на прессе, предназначенном для правки бурильных труб. Вал или корпус устанавливают на опорах пресса дугой вверх. Контроль обратного прогиба замеряют линейкой, ведя отсчет от станины пресса. При правке корпуса для предотвращения его смятия применяют специальные полукольца, устанавливаемые между корпусом, пуансоном и опорами. Состояние резьб деталей турбобура проверяют внешним осмотром, резьбовыми калибрами, а также свинчиванием резьбового соединения. Перед проверкой резьба должна быть очищена и промыта. Детали, поступающие на сборку, не должны иметь дефектов резьбы. При проверке конических резьб измеряют их натяг, который должен соответствовать установленным нормам. Изношенные резьбы перенарезают. У вала проверяют состояние шпоночных пазов. При смятии шпоночного паза или значительном увеличении его ширины на валу под углом 90 или 180° фрезеруют новый паз. Корпус, имеющий радиальную выработку внутренней поверхности, выбраковывают. При восстановлении резьбы корпуса приходится часть корпуса отрезать, а для сохранения номинальной длины устанавливать надставки. Надставка центрируется с корпусом цилиндрическим участком с прессовой посадкой, а жесткость соединению придает резьбовой участок. Надставку устанавливают с предварительным нагревом до 400—450 °С. Резиновые обкладки подпятников не должны иметь повреждений. Допускается дальнейшее использование подпятников при износе до 1 мм, но при этом кольца пяты должны быть соответственно уменьшены по высоте. При износе наружной поверхности более чем на 1 мм кольца пяты отбраковывают. Диски пяты при наличии гладких рабочих поверхностей и износе по высоте менее чем на 1 мм можно использовать повторно. Радиальные опоры не должны иметь дефектов на рабочих поверхностях. Для сборки применяют втулки средних и нижних опор с износом наружной поверхности не более чем на мм на диаметр при условии установки в паре с ними новых ниппелей и средних опор. Опоры качения турбобуров при осевом люфте более 4 мм и радиальном более 3 мм на сборку не допускаются и ремонту не подлежат. У ступеней турбобура проверяют высоту статора и ротора, осевую высоту лопаток, осевой люфт по величине выхода ступицы ротора из статора, а также радиальный зазор между ротором и статором. Турбины с поломанными и погнутыми лопатками выбраковывают. Перед сборкой ступени подбирают в комплекты. Все турбины одного комплекта должны иметь одинаковую номинальную высоту и осевой люфт. Подбирают комплекты из новых ступеней, из ступеней, бывших в употреблении с износом по высоте лопатки до 2 мм и более, а также из отремонтированных ступеней. Комплектацию производят следующим способом. На контрольную плиту укладывают торцами друг на друга по десять статоров и роторов, образующих две стопы, и замеряют их высоты. Если разница в высотах более 1 мм, одну стопу переукомплектовывают другими статорами или роторами, но с одинаковой номинальной высотой и осевым люфтом. Разница в высотах стоп должна быть не более 0,2 мм. В отдельных случаях допускается подрезка одного или нескольких статоров или роторов со стороны лопаток, но не более чем на 1 мм. Комплект с износом по высоте лопатки более 2 мм не рекомендуется применять при бурении скважин глубиной свыше 3000 м. Турбобур, укомплектованный ступенями с износом по высоте лопатки более 2 мм, можно применять только при бурении верхних интервалов, где возможно компенсировать снижение мощности турбобура соответственным увеличением подачи насосов. Отремонтированные ступени с уменьшенной высотой, но с осевым люфтом, равным номинальному, применяют в турбобуре, собираемом с увеличенным количеством ступеней. Детали пяты комплектуют так, чтобы высота подпятника равнялась сумме высот диска и кольца пяты. Средние опоры комплектуют по высоте с втулками средних опор. Укомплектованные детали собирают на сборочном стенде. Основное условие правильной сборки турбобура — получение заданного осевого люфта при полной затяжке деталей подвижной и неподвижной частей. Необходимый осевой люфт получают с помощью регулировочного кольца 9 (см. рис. 25), которое является компенсационной деталью. Определить высоту кольца можно различными методами. Приведем один из них. После установки последней ступени турбины, т. е. ротора 4 и статора 3 (рис. 27), на вал надевают ступень пяты. Подпятник 2 прижимается к диску 1, а статор— к ротору, после чего измеряют размер В между торцами подпятника и статора. Высоту Н регулировочного кольца принимают меньше измеренного размера В на необходимую величину верхнего зазора Л в турбине. После установки регулировочного кольца на вал надевают детали упорного подшипника и детали затягивают роторной гайкой. Последнюю стопорят колпаком и контргайкой. Детали, собранные на валу, смазывают снаружи густой смазкой и устанавливают в корпус с помощью той же лебедки, которая использовалась при разборке турбобура. Затем завинчивают ниппель. Турбобур считается правильно собранным, если:  а) все конические резьбовые соединения свинчены до упора в торцы; б) величина натяга ниппеля, т. е. расстояние между торцами корпуса и ниппеля в затянутом состоянии находится в пределах 5—15 мм; в) вал легко вращается моментом до 200 НХм; г) осевой люфт, замеряемый при перемещении вала в крайнее верхнее и нижнее положение, находится в заданных пределах. После проверки турбобур обкатывают на специальном стенде, причем в зависимости от положения турбобура стенды делятся на вертикальные и горизонтальные. В состав стендов входят: буровой насос; зажимное приспособление корпуса; устройство, разгружающее пяту при запуске и обкатке; приборы и приспособления для замера частоты вращения вала, момента на валу, подачи насоса, перепада давления в турбобуре; устройства для нагружения вала турбобура тормозным моментом. После обкатки на холостом ходу на этом же стенде, постепенно нагружая вал турбобура, снимают его индивидуальную характеристику, которая является окончательным критерием качества ремонта. |