книги / Эксплуатация оборудования для бурения скважин и нефтегазодобычи

функциональных систем). Наиболее полно таким требованиям в условиях эксплуатации оборудования нефтегазовой отрасли отвечают следующие показатели: параметр потока отказов ю(£) и число отказов объектов п в течение заданного интервала вре­ мени.

В качестве исходной информации в данной стратегии исполь­ зуются следующие сведения: число однотипных объектов в тех­ нологических системах нефтегазовой отрасли; вид отказа; место проявления; причина проявления; последствия; число отказов, выявленных за контрольный период времени; наработка сово­ купности однотипных объектов за контрольный период времени; стоимость замены объекта; стоимость технического обслужива­ ния и ремонта.

Для обработки исходной информации используются извест­ ные методы математической статистики.

Всвязи с тем, что ресурсы и условия эксплуатации деталей, сборочных единиц, агрегатов оборудования отличаются друг от друга, при любой стратегии ТО и Р вводится система ремонтов (текущий, средний, капитальный).

Всистеме ППР виды ремонта осуществляются в определен­ ной последовательности, а при ТО и Р по техническому состоя­ нию - в зависимости от результатов диагностирования.

Стратегия ТО и Р по техническому состоянию обладает мак­ симальными возможностями по управлению состоянием обору­ дования.

Реализация стратегии ТО и Р по «состоянию» требует знания характеристик надежности функциональных систем и изделий в процессе эксплуатации, четкой организации информационного обеспечения, наличия средств контроля и диагностики. Это, в свою очередь, влечет перестройку технологии и организации экс­ плуатационных и ремонтных служб предприятия.

Вряде случаев приобретение, установка и обслуживание ди­ агностических средств для вспомогательного оборудования до­ роже, чем проведение ремонта по графику ППР, т.е. для вспомо­ гательного оборудования минимум приведенных затрат на еди­

ницу наработки при планово-предупредительной системе ТО и Р меньше, чем минимум приведенных затрат для ТО и Р по техни­ ческому состоянию.

С Другой стороны, оперативный контроль технического со­ стояния должен обеспечивать высокую безотказность и предот­ вращать внезапные отказы. Поэтому область применения страте­ гии ТО и Р с контролем параметров целесообразно ограничить оборудованием, которое по соображениям безотказной работы всей технологической системы не может быть допущено к экс-

системе срок очередного контроля устанавливается в ходе диаг­ ностического процесса, т.е. решение о проведении следующего контроля принимается после анализа результатов предыдущего контроля, на основании прогнозных оценок параметров надежно­ сти с учетом наработки и фактических эксплуатационных пока­ зателей. Так как на первоначальном этапе перевода системы на обслуживание и ремонт по фактическому техническому состоя­ нию опыт прогнозных оценок не накоплен, то следует говорить о жесткой системе проверок. В этом случае межконтрольная нара­ ботка регламентируется и остается неизменной в процессе всего времени эксплуатации.

Для обеспечения достаточной надежности работы оборудова­ ния, обслуживаемого по фактическому техническому состоянию, значение межконтрольной наработки должно быть не больше чем значение наработки на отказ элемента оборудования с самым большим значением параметра потока отказов, т.е. определение объема и сроков выполнения ТО и Р базируется на методе «сла­ бейшего звена».

Для выбора «слабейшего звена» диагностируемого оборудова­ ния следует воспользоваться данными по отказам, провести оп­ ределение элементов оборудования, лимитирующих его надеж­ ность.

Прогнозирование технического состояния оборудования по­ зволяет планировать очередные и внеочередные ремонты, списа­ ние с эксплуатации и замену объекта.

Диагностирование технического состояния оборудования производят комплексная служба, укомплектованная специально обученным персоналом, или специализированные диагностиче­ ские центры и организации, имеющие лицензию на проведение этих работ. Результаты диагностирования оформляются в виде технического заключения.

Дефектоскопия является составной частью диагностирования и применяется на всех его стадиях. Результаты дефектоскопиче­ ского контроля оформляются в форме акта результатов неразру­ шающего контроля.

Критерии вывода из эксплуатации оборудования определяют­ ся разработчиком или предприятием-изготовителем и вносятся в инструкцию по эксплуатации.

Возможность и срок продления эксплуатации оборудова­ ния сверх установленного определяется предприятием по согла­ сованию с территориальным органом Госгортехнадзора России после проведения освидетельствования и необходимых испыта­ ний оборудования специалистами организаций, имеющих лицен­ зию органов Госгортехнадзора России на осуществление такого вида деятельности.

По результатам освидетельствования и испытаний составляет­ ся заключение, которое является основой для принятия решения о продлении срока службы оборудования.

6.2. СМАЗОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ И СПЕЦЖИДКОСТИ

НАЗНАЧЕНИЕ И КЛАССИФИКАЦИЯ СМАЗОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Надежность машин зависит в значительной сте­ пени от правильного выбора и применения смазочных материа­ лов.

Смазочные материалы выполняют следующие функции: снижают силы трения, а следовательно, уменьшают потери

мощности на преодоление этих сил; снижают износ трущихся поверхностей деталей вследствие

создания жидкостного или граничного трения, а также смывают с поверхностей трения продукты износа и абразивные частицы;

охлаждают детали, работающие в условиях высоких темпера­ тур или нагревающиеся при преодолении сил трения;

амортизируют ударные нагрузки;

уплотняют зазоры и защищают от попадания абразивных час­ тиц извне;

снижают шум и вибрации при контакте металлических по­ верхностей;

защищают от коррозии.

По природе смазочные материалы подразделяются на мине­ ральные, получаемые из нефти, угля, сланца и других минералов; органические - животные из жира животных (китовый и рыбий жир, свиное сало и др.) и растительные из хлопка, клещевины, конопли и другие; синтетические, получаемые путем химического синтеза.

По физическому состоянию смазочные материалы подразде­ ляются на жидкие масла в виде эмульсий, пластичные (конси­ стентные) и твердые. Номенклатура смазочных материалов включает кроме жидких минеральных масел, пластичных и твер­ дых смазок консервационные масла, рабочие жидкости для гид­ равлических систем, а также смазочно-охлаждающие технологи­ ческие средства (СОТС).

ЖИДКИЕ СМАЗОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Минеральные масла, получаемые вакуумной перегон­ кой мазута, получили наибольшее распространение. Первичный продукт - дистилляты, которые являются полуфабрикатами для изготовления масел малой и средней вязкости. Вторичный про­ дукт - масляный гудрон, из которого получают более тяжелые и вязкие масла - остаточные.

В сырых маслах имеются асфальто-смолистые вещества, неф­ тяные кислоты, сернистые и азотистые соединения и другие, от­ рицательно влияющие на работу машин. Поэтому производится очистка масел от указанных примесей серной кислотой, щелочью И ДР- Масла же после очистки называют маслами сернокислот­ ной очистки, выщелоченными и селективной очистки.

Однако для Получения необходимых свойств, отвечающих разнообразным требованиям эксплуатации, различные масла смешивают в определенных пропорциях и сочетаниях, а также добавляют различные присадки, улучшающие те или иные свой­ ства масел.

Присадки представляют специальные добавки к минераль­ ным маслам ДлЯ Получения тех или иных свойств (легирование). По своему назначению присадки различаются на антифрикцион­ ные, применяемые для стабилизации или снижения сил трения; противоизноснуе, уменьшающие интенсивность изнашивания;

Подгруппы индустриальных масел по эксплуатационным свойствам для машин и механизмов промышленных установок

АМасла без присадок; условия работы оборудования не предъ­ являют особых требований к антиокислительным и антикорро­ зионным свойствам масел

ВМасла с антиокислительными и антикоррозионными присад­ ками; условия работы оборудования предъявляют повышенные требования к антиокислительным и антикоррозионным свойст­ вам масел

СМасла типа В с противоизносными присадками, для оборудо­ вания, где имеются антифрикционные сплавы цветных метал­ лов и условия работы которых предъявляют повышенные тре­ бования к антиокислительным, антикоррозионным и противо-

износным свойствам масел

ДМасла типа С с противозадирными присадками; условия рабо­ ты оборудования предъявляют повышенные требования к ан­ тиокислительным, антикоррозионным, противоизносным и

противозадирным свойствам масел

ЕМасла типа Д с противоскачковыми присадками; условия ра­ боты оборудования предъявляют повышенные требования к антиокислительным, адгезионным, противоизносным, противо­ задирным и противоскачковым свойствам масел

Взависимости от кинематической вязкости при 40 °С индустриальные масла подразделяются на 18 классов (табл. 6.5).

Маркировка индустриальных масел представляет группу букв

ицифр, разделенных между собой дефисом. Первая буква И - индустриальные, вторая буква - принадлежность к группе по назначению, третья буква - принадлежность к подгруппе по экс­ плуатационным свойствам, цифра характеризует класс вязкости.

Ассортимент индустриальных масел включает минеральные

масла без присадок и с присадками (легированные) вязкостью при 50 °С от 2,2 до 190 мм2/с, получаемые из малосернистых и сернистых нефтей.

электрических устройствах. Они отличаются небольшой вязко­ стью, химической стойкостью и высокими изоляционными свой­ ствами.

Свойства жидких смазочных материалов определяются сле­ дующими показателями: плотностью, вязкостью, температурой вспышки, температурой застывания, маслянистостью, содержани­ ем воды и механических примесей, кислотностью, коксовым чис­ лом и др.

Плотность номинальная (при заданной температуре) масел находится в интервале 0,87-0,95 г/см3 Она непосредственно свя­ зана с вязкостью и сжимаемостью и существенно влияет на мощность гидропередачи. Следовательно, при использовании ма­ сел с высокой плотностью, размеры гидропередачи уменьшаются для одной и той же мощности.

Вязкость номинальная является одним из важных свойств большинства масел, особенно при эксплуатации. При конструи­ ровании узлов трения используют кинематическую вязкость, оп­ ределяемую при температурах 50 и 100 °С. Однако, по класси­ фикации ISO 3448 принимают температуру 40 °С вместо 50 °С. Влияние температуры на вязкость следует учитывать при выборе масла, так как существуют три критических значения вязкости, т.е. оптимальное при нормальной рабочей температуре, мини­ мальное при максимальной температуре и максимальное при са­ мой низкой температуре.

Вязкость масел зависит существенно от давления, что имеет особое значение при смазывании механизмов и машин, работаю­ щих с высокими удельными нагрузками. Поэтому при конструи­ ровании и расчетах узлов трения необходимо, чтобы между тру­ щимися поверхностями создавался прочный смазочный слой. Вязкость в зависимости от давления определяется по формуле:

ЛР = Лов'"’ .

где rip и цо - динамическая вязкость соответственно при давле­ нии р и атмосферном давлении, Па с.; а - пьезокоэффициент вязкости, Пан -с"1(для нефтяных масел а = 0,001+0,004).

Динамическая вязкость - сила сопротивления (в Н), оказы­ ваемая жидкостью, при перемещении одного ее слоя относитель­ но другого со скоростью 1 м/с при площади каждого слоя 1 м2 и расстоянии между ними 1 м. Единица измерения динамической вязкости Па-с.

Кинематическая вязкость - отношение динамической вязко­ сти к плотности при температуре определения. Вода при 20 °С имеет кинематическую вязкость 110”6 м2/с.

При высоких давлениях масло может потерять жидкост­ ные свойства и даже превратиться в твердое тело при давлении > 1015 Па.

Индекс вязкости оценивает вязкостно-температурные свойства масел. Он используется для перевода одних единиц вязкости в другие, для расчета вязкости смеси различных масел и расчета изменения вязкости от температуры. Соответствующие формулы, таблицы и методы для расчета индекса вязкости по кинематиче­ ской вязкости при 40 и 100 °С приводятся, например, в ГОСТ 25371.

Индекс вязкости 85 и выше характеризует хорошие вязкост­ но-температурные свойства.

Масла с индексом вязкости больше 100 и загущенные масла с индексом вязкости 110-200 необходимы для гидравлических систем. Нормирование индекса вязкости при работе в области сравнительно низких температур (50-60 °С) необязательно.

Температура вспышки - температура, при которой смесь па­ ров масла с воздухом воспламеняется при поднесении к ней пламени. Она указывает на наличие в масле низкокипящих фракций и характеризует огнеопасность масла.

Температура застывания характеризует собой температуру, при которой масло теряет свою подвижность при низких темпе­ ратурах. Определяется в статических условиях с помощью про­ бирки диаметром 15 мм, заполненной маслом, при наклоне кото­ рой на 45° мениск в течение 1 мин не меняет свое положение. Температура застывания определяет пригодность масла в усло­ виях низких температур, а также при проведении нефтесклад­ ских операций (слив, налив, хранение).

Маслянистость ши липкость масла оценивает его способность прилипать к смазываемым поверхностям и сопротивление вы­ давливанию из зазоров между трущимися поверхностями дета­ лей. Коэффициент трения и прочность масляной пленки служат оценкой маслянистости.

Кислотное число - характеризует наличие в масле свободных кислот, вызывающих коррозию металла. Характеризует степень очистки минеральных масел и отчасти их стабильность при экс­ плуатации и хранении. Кислотное число оценивается количест­ вом миллиграммов едкого калия, необходимого для нейтрализа­ ции свободных кислот в 1 г масла.

Содержание механических примесей в жидких маслах допуска­ ется не более 0,05 %. Механические примеси попадают в масла в процессе их изготовления, хранения и использования. Вода мо­ жет появляться из-за небрежного хранения или транспортирова­ ния масел.