XIV Міжнародна наукова інтернет-конференція ADVANCED TECHNOLOGIES OF SCIENCE AND EDUCATION (19-21.04.2018)

Русский English




Научные конференции Наукові конференції

Семеген О. М., к. т. н., Одосій З. М., к. т. н., Семеген М. М. ОПТИМІЗАЦІЯ ТЕХНОЛОГІЧНИХ ПРОЦЕСІВ ВИГОТОВЛЕННЯ ШАРОШКОВИХ ДОЛІТ

Семеген О. М., к. т. н., Одосій З. М., к. т. н., Семеген М. М.

Івано-Франківський національний технічний університет нафти і газу

ОПТИМІЗАЦІЯ ТЕХНОЛОГІЧНИХ ПРОЦЕСІВ ВИГОТОВЛЕННЯ ШАРОШКОВИХ ДОЛІТ

Тришарошкові долота є одними з основних породоруйнівних інструментів, які широко використовуються при бурінні нафтових та газових свердловин. Забезпечення надійної та довговічної роботи шарошкового долота визначається не тільки його конструкцією чи використанням нових матеріалів, а і у значній мірі технологією його виготовлення.

Діючі технологічні процеси виготовлення шарошкових бурових доліт є дуже трудомісткими та об'ємними. Зокрема, технології армування зубків різними термічними методами та механічної обробки долота а також його складових (лапа, шарошка) є енергоємними і потребують складного та дорогого обладнання.

Тому проблема оптимізації технологічних процесів виготовлення тришарошкових доліт, які дають змогу зменшити затрати на матеріали, енергоносії, обладнання та інше при одночасному покращенні їх техніко-економічних показників є актуальною.

Загальний підхід до оцінки технологічного процесу виготовлення долота полягає в його детальному аналізі, як на стадії отримання заготовки, так і в процесі термічної, механічної та кінцевої обробки. Він враховує умови роботи долота у вибої, а також обґрунтовані техніко-економічні показники розробленого оптимального маршруту виготовлення долота.

Аналіз технологічного процесу шарошкового долота з метою оптимізації технологічних параметрів для забезпечення максимальної надійності повинен включати наступні етапи [1]:

•-           аналіз типових технологічних процесів виготовлення долота та складових;

•-           побудова узагальненого маршруту виготовлення долота та складових;

•-           визначення впливу окремих операцій технологічного маршруту;

•-           моделювання технологічного маршруту виготовлення долота та складових;

•-           визначення впливу технологічних параметрів і їх взаємодія на показники якості робочих поверхонь, які забезпечують стійкість поверхонь до спрацювання;

•-           дослідження процесів, які відбуваються з матеріалами під час проведення термічних операцій;

•-           лабораторні та промислові дослідження розробленого технологічного процесу;

•-           визначення економічних показників виготовлення і експлуатації тришарошкових доліт.

При побудові технологічного маршруту виготовлення долота необхідно вирішувати дві задачі, а саме визначення переліку операцій і послідовності їх виконання. Вирішення цих задач вимагає виявлення закономірностей технологічного проектування, які роблять їх багатоваріантними і направленими на забезпечення вимог, щодо якості бурового інструменту [2] та місцю вибраної операції в технологічному маршруті.

Логічні умови вибору операцій можна розділити на ряд груп. Характерними для груп є умови, які визначають якість шарошкового долота. До основних умов можна віднести шорсткість, конусність, овальність та співвісність циліндричних бігових доріжок, точність їх розмірів, твердість та міцність зовнішніх поверхонь, надійність з'єднань та інше. Виконання кожної умови веде до підвищення якості виготовлення долота. Наведені умови визначають конструктивні, технологічні, експлуатаційні та економічні показники інструменту.

Узагальнений технологічний маршрут виготовлення долота є впорядкована множина заготівельних операцій, термічних, механічних, зміцнюючи та викінчувальних. Тобто з іншої сторони можна створити логічний зв'язок між операціями узагальненого маршруту та умовами, які визначають якість шарошкового бурового долота.

Індивідуальний технологічний маршрут виділяється з узагальненого технологічного маршруту виготовлення долота.

Вихідними даними його побудови є логічні умови, які характерні для даного шарошкового долота. Узагальнений маршрут складається з елементарних логічних функцій f, які відповідають кожній операції.

 image002632.gif ,    (1)

де image002633.gif - кількість операцій в технологічному маршруті, image002634.gif;

image002635.gif - множина технологічних операцій, що входять до узагальненого маршруту image002636.gif;

image002637.gif  - множина логічних умов, що ставляться до якості шарошкового долота, image002638.gif.

Кожний набір  логічних умов  image002637.gif порівнюється з логічними умовами конкретних технологічних операцій.

Послідовність розробки індивідуального технологічного маршруту виготовлення шарошки долота складається з послідовності відповідних зв'язків [3]:

•-           визначення першої або початкової операції на стадії заготівельного виробництва;

•-           вибір наступної операції узагальненого технологічного маршруту із своїми елементарними логічними функціями image002639.gif;

•-           перевірка наявності логічної функції вибраної операції;

•-           якщо image002640.gif, то визначається відповідність першого і наступних наборів логічних умов image002637.gif технологічної операції логічним умовам якості виготовлення шарошкового долота;

•-           якщо логічні умови конкретної операції задовольняють логічні умови, щодо якості долота, то вибирається наступна технологічна операція та якщо вони не співпадають, то вибрана операція виключається з індивідуального технологічного маршруту і відбувається перехід до наступної операції узагальненого маршруту;

•-           по закінченні перевірки описаним чином всіх технологічних операції узагальненого маршруту виготовлення шарошкового долота отримується індивідуальний, тобто оптимізований технологічний маршрут виготовлення заданого шарошкового долота.

Математичне забезпечення вирішення послідовності розробки оптимізованого технологічного процесу виготовлення шарошкового долота відбувається на основі матричного числення [4].

Оптимізація технологічного процесу виготовлення шарошкового бурового долота, базується на аналізі узагальнених маршрутів їх виготовлення та використанні логічних зв'язків між множиною технологічних операцій з врахуванням можливості їх реалізації та множиною умов якості, щодо бурового інструменту та основних складових його частин, яка полягає у визначенні даних функціональних зв'язків між параметрами, що характеризують умови якості шарошкового долота та параметрами технологічних операцій процесу виготовлення даних бурових інструментів.

Література:

•1.       Новиков Ф.С. Оптимизация процессов технологии металлов методами планирования экспериментов / Ф.С. Новиков, Я.Б. Арясов - М.: Машиностроение, 1980. - 304 с.

•2.       Коваленко Ю.И. О совершенствовании конструкции бурового шарошечного долота / Ю. И. Коваленко // Бурение скважин. - 2001. №6.-с. 34-35.

•3.       Пляскин И.И. Оптимизация технических решений в машиностроении / И.И. Пляскин // М.: Машиностроение, 1982. - 176 с.

•4.       Димитриенко Ю. И. Тензорное исчисление / Ю. И. Димитриенко. - М.: Высшая школа, 2001. - 575 с. - ISBN 5-06-004155-7.


Залиште коментар!

Дозволено використання тегів:
<a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <code> <em> <i> <strike> <strong>