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.
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.

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%.
Автор: А. Шевченко