USD 81.8347

-0.39

EUR 94.9514

-0.05

Brent 72.22

-0.53

Природный газ 3.011

-0.01

2 мин
481

Пермский Политех создает революционную технологию для повышения прочности нефтяных насосов

Ученые использовали индукционную термическую обработку.

Пермский Политех создает революционную технологию для повышения прочности нефтяных насосов

Источник: ПНИПУ

Пермь, 30 янв - ИА Neftegaz.RU. Ученые Пермского Политеха (ПНИПУ) представили решение для локального упрочнения насосных штоков с помощью индукционной термической обработки.
Об этом сообщила пресс-служба вуза.

В процессе добычи нефти с больших глубин широко используются штанговые глубинные насосы, которые подвержены значительным нагрузкам во время эксплуатации.
Уязвимой частью этого оборудования является насосный шток - цельный металлический пруток, который ответственен за толкание плунжера и создание давления, необходимого для перекачки нефти.
Работа в суровых условиях приводит к коррозии на резьбе штока, что, в свою очередь, способствует его разрушению.
Для обеспечения стабильности функционирования насосов необходимо применение эффективных методов, способных предотвратить быстрое изнашивание этих критически важных элементов.

Данная технология призвана повысить надежность и долговечность оборудования, используемого в агрессивной среде горнодобывающей отрасли.
Результаты исследования опубликованы в журнале «Черные металлы» за 2024 г. и выполнены при поддержке предприятия ЭЛКАМ-нефтемаш.

Основной причиной разрушения насосных штоков является коррозия, возникающая во впадинах резьбы.
Внешние нагрузки и возникающие напряжения в данном элементе усугубляют этот процесс.
Традиционные методы, такие как добавление благородных элементов в металл или химическая очистка, зачастую оказываются экономически невыгодными, особенно для изделий с низкой рентабельностью.
Поэтому ученые акцентируют внимание на локальном упрочнении, которое отличается простотой и выгодой.

Для этого предложена технология индукционной термической обработки, основанная на нагреве металла сильным электромагнитным полем, что приводит к изменению его структуры и увеличению прочности.
Данный метод постепенно становится популярным на предприятиях, т.к. дает:
  • высокую производительность,
  • экономию электроэнергии,
  • простоту применения.
Эксперименты проводились с использованием заготовок из распространенных в нефтяном машиностроении сталей 40Х и 38ХГМ.
Образцы подвергались индукционному нагреву до 850°С с последующим охлаждением до 400°С или 600°С.

В ходе исследования:
  • была оценена вероятность разрушения при механических нагрузках,
  • проверялась прочность обработанных образцов с применением специального стенда,
  • анализировали также микроструктуру и микротвердость полученного материала.
Результаты эксперимента показали, что применение индукционной термической обработки значительно улучшает усталостную прочность образцов, что повышает их стойкость к циклическим нагрузкам.


Источник фото: ПНИПУ

Оптимальным видом обработки оказался режим закалки при 850°С с последующим нагревом на 400˚С.
С. Мольцен, аспирант кафедры «Металловедение, термическая и лазерная обработка металлов» ПНИПУ и директор по качеству ЭЛКАМ-нефтемаш, отметил, что экономический эффект от внедрения данных технологий может составить около 2,2 млн руб./год только по штокам, рассматриваемым в исследовании, что увеличит рентабельность штанговых глубинных насосов на 7,66%.

Ученые Пермского Политеха продемонстрировали, что индукционная термическая обработка способна значительно улучшить механические характеристики резьбовых деталей нефтяного насосного оборудования, тем самым повышая их прочность и надежность в процессе глубинной нефтедобычи.



Автор: А. Шевченко


Подпишитесь

Новости СМИ2




Подписывайтесь на канал Neftegaz.RU в VK