Журнал Oil&Gas Eurasia ( Нефть и Газ Евразия) № 10 2005
Новое решение проблемы износа оборудования для нефтедобычи
Компания «Центр новейших технологий» (ЦНТ), на основе собственных технологий безразборного восстановления изношенных поверхностей трения, разработала методику восстановления и профилактической обработки механизмов станка-качалки.
Предполагается, что внедрение данной технологии приведет к снижению количества аварийных заявок, времени простоев, повышению коэффициента эксплуатации станков-качалок и, соответственно, к увеличению объема добычи нефти.
Разработка ЦНТ «Композиция силикатно-керамическая
(КСК) ТУ-0254-002-73364431-2004» - это многокомпонентная
мелкодисперсная смесь природных минералов, химически
активных чистящих материалов и балластных добавок, инициаторов и катализаторов. Основная особенность состава
заключается в том, что он, в результате окислительно-восстановительных реакций и реакций замещения, способен образовывать в местах трения и контакта с поверхностным слоем
металла, основой которого является железо, модифицированный железосиликатный высокоуглеродистый защитный
слой. В результате этих реакций образуется монокристалл с
более объемной кристаллической решеткой, который, в общей массе, приподнимается над поверхностью пятна контакта, компенсируя износ.
Эффективность препарата КСК подтверждается исследованиями и заключениями лабораторий, результатами испытаний на стендах и реальной эксплуатацией техники и механизмов практически во всех отраслях промышленности.
В текущем (2005) году завершились успешные испытания на механизмах станков-качалок подразделений ООО « ЛУКОЙЛ-Калининградморнефть».
По методике обработки, во время очередного ТО, уплотнительные кольца были заменены на специально подготовленную сальниковую набивку с КСК. В этом режиме штоки проработали в среднем четыре месяца. Одновременно были обработаны спаренные редукторы буровых установок и перемешиватели бурового раствора.
После четырех месяцев приработки, сальниковая набивка была удалена и заменена штатными уплотнениями.
В результате испытаний, на спаренном редукторе и перемешивателе температура корпуса уменьшилась более чем в два раза. По показаниям анализатора состояния машин А-30, значительно улучшились вибрационные, шумовые и ударно-импульсные характеристики. Поверхность штока станка-качалки СК-8 после обработки приобрела характерный блеск. Исчезли царапины и задиры (рис. 1, 2). Значительно уменьшился коэффициент трения, и увеличился срок службы штока.
КСК вводится между трущимися поверхностями при помощи носителя (масла, консистентные смазки, фреон, антифризы, сальниковая набивка и т.д.). В результате, в процессе эксплуатации на поверхностях трения образуется слой металлокерамики, составляющий с поверхностью детали единое целое.
В начале процесса происходит естественная очистка микрорельефа от продуктов износа, нагаров и других загрязнителей за счет окислительно-восстановительных свойств. Далее происходит непосредственно синтез металлокерамического слоя на подготовленных и очищенных поверхностях пар трения. За счет образования металлокерамического слоя происходит увеличение площади особо нагруженных зон трения, а затем металлокерамический слой распространяется на все трущиеся поверхности, в зависимости от величины приложенных к ним контактных нагрузок.
В ходе формирования металлокерамического слоя температура в зонах трения уменьшается, и рост толщины покрытия замедляется, вплоть до полного его прекращения. Таким образом, происходит саморегуляция толщины защитного слоя.
Полученное в результате применения КСК металлокерамическое покрытие обладает высокой микротвердостью и упругостью и обладает защитными свойствами против электрохимической коррозии. Это покрытие способно к регенерации и работает в условиях трения, как защитный слой.
Как уже упоминалось, КСК может использоваться практически во всех отраслях промышленности. В нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей отраслях данная технология применяется для защиты от износа составных деталей компрессоров, насосного оборудования, редукторов различных типов, станков-качалок, дизель-генераторных установок и передвижных буровых станций.
The New Approach to the Problem of Oil Equipment Wear
The New Technologies Center Company (CNT) has developed a technique for restoration and preventive treatment of pumping unit gear on the. The technique is based on the company's own technologies that allow restoring worn-out friction surfaces without disassembling the equipment.
The introduction of this technique is expected to reduce the number of emergency calls and downtime as
well as to improve the efficiency of the pumping units' operation. Consequentially, the production would also increase.
The CNT-developed silica-ceramic composite (SCC) conforms to the Technical Specifications TU-0254-002-73364431-2004. It is a multi-component fine mixture that consists of natural minerals, chemically active cleaning materials and ballast additives as well as of initiators and catalysts. The composite's specific feature is that as the result of redox reactions and substitution reactions, it may form a modified iron-silica high-carbon protective layer in the areas of friction and contact with the iron-based surface layer of metal. The result of these reactions is a mono-crystal with a larger crystal lattice that arises over the contact spot's surface and compensates the wear.
The efficiency of the SCC has been confirmed by lab reports, studies and bench tests' results as well as by the actual use on the equipment and machinery in various industries.
In 2005, it has been successfully tested on pumping units of LUKOIL-Kaliningradmorneft.
In conformity with the treatment technique, during the routine maintenance, the sealing rings were replaced with a specially constructed sealing gland that contained SCC. Then, on average, the rods worked for nearly four months. Simultaneously, they also treated the drilling rigs' duplex reducers and drilling mud mixers.
After a four-month break-in period, the sealing gland was replaced by a standard sealing.
As the results of the tests demonstrated, the temperature of the duplex reducer and the mixer body decreased more than two-fold. According to the data of the machinery status analyzer J-30, the vibration, noise and shock-pulse characteristics improved considerably. After treatment, the surface of the SK-8 pumping unit's rod attained a distinctive luster. Scratches and burrs disappeared (Figs. 1,2). The friction factor decreased while the rod's service life increased.
The carrier, such as oil, lubricating grease, freon, antifreeze, sealing gland, etc., enters the silica-ceramic composite between wearing surfaces. As a result, a ceramic metal layer is formed on friction surfaces; this layer becomes an integral part of the detail's surface.
In the beginning, due to oxidation-reduction, the microrelief is cleaned of the deterioration products, deposits and other contaminants. Then, a ceramic metal layer is synthesized on the cleaned pairs of friction surfaces. Due to formation of the ceramic metal layer, the area of friction zones with higher load increases. The ceramic metal layer subsequently spreads over all wearing surfaces according to the applied contact loads.
During formation of the ceramic metal layer, the temperature in friction zones decreases. At the same time, the increase of the coating's thickness slows down and, in the end, stops completely. Thus, the thickness of protective coating regulates itself.
The use of SCC provides a ceramic metal coating with high micro-hardness and elasticity. The coating is also resistant to electrochemical corrosion. It has recuperating properties and in friction conditions performs protective function.
The SCC composite has a wide range of applications and may be used in many industries. As for oil production and refining, the technology can provide effective protection for compressors, pumping equipment, reducers of various types, jack pumps, diesel-generator units and mobile drilling rigs.
  
стр.12,14,16
|
