Мета роботи полягає в кратному підвищенні довговічності робочих органів УЕВН конструктивними та технологічними методами. Для досягнення мети поставлені наступні завдання: - встановити закономірності зношування РО та їхній вплив на довговічність установок УЕВН, що експлуатуються на нафтопромислах НТВ У "Чернігівнафтогаз"; - розробити стендове та методичне забезпечення експериментальних досліджень з підвищення довговічності РО УЕВН; - встановити вплив конструктивних і технологічних факторів на довговічність РО УЕВН; - змоделювати вплив зміни конструктивних параметрів РО на технічні характеристики УЕВН; - встановити закономірності зміни конструктивних параметрів РК і НА, виготовлених з модифікованого чавуну, при різних методах їх термічної обробки; - розробити конструкцію РО ступеня насоса підвищеної довговічності; - провести порівняльні промислові випробування УЕВН з секціями, зібраними із серійних СН та розроблених робочих органів СН підвищеної довговічності. ЗМІСТ с. ПЕРЕЛІК УМОВНИХ ПОЗНАЧЕНЬ 5 ВСТУП 6 1 СУЧАСНИЙ СТАН І ПЕРСПЕКТИВИ ПІДВИЩЕННЯ ДОВГОВІЧНОСТІ РОБОЧИХ ОРГАНІВ УСТАНОВОК ЕВН 11 1.1 Особливості конструкції робочого ступеня ЕВН, його роботи та технології виготовлення 11 1.2 Умови виникнення й аналіз поступових відмов установок ЕВН 20 1.3 Визначення довговічності установок ЕВН, що експлуатуються на нафтових родовищах Східної України 23 1.4 Аналіз методів підвищення надійності та довговічності робочих органів ЕВН 31 1.5 Постановка завдання досліджень 37 2 СТЕНДОВЕ ТА МЕТОДИЧНЕ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ ДОСЛІДЖЕНЬ ПО ПІДВИЩЕННЮ ДОВГОВІЧНОСТІ РОБОЧИХ ОРГАНІВ ЕВН 40 2.1 Розробка стендової установки для випробувань ступеня насоса на зносостійкість 40 2.2 Вибір матеріалів для стендових досліджень пар тертя ступеня насоса на зносостійкість 44 2.3 Методика досліджень об'ємного приросту виливків з чавуну, модифікованого церієм 49 2.4 Методика оцінки зносостійкості чавуну, модифікованого церієм, за швидкістю росту втомної тріщини 52 2.5 Методика випробування на циклічну тріщиностійкість 53 Висновки до розділу 55 3 ДОСЛІДЖЕННЯ ВПЛИВУ КОНСТРУКТИВНИХ І ТЕХНОЛОГІЧНИХ ФАКТОРІВ НА ДОВГОВІЧНІСТЬ РОБОЧИХ ОРГАНІВ ЕВН 57 3.1 Розробка трьохвимірної фізичної моделі робочого колеса ЕВН з використанням програмних продуктів Solid Works і Cosmos Works та її дослідження 57 3.2 Моделювання впливу зміни геометричних розмірів робочого колеса ЕВН на його технічні характеристики 67 3.3 Дослідження вибраних пар тертя робочого ступеня на зносостійкість 74 3.3.1 Дослідження вибраних пар тертя ступеня насоса на матеріалів пари тертя "направляючий апарат - захисна втулка вала" 74 3.3.2 Дослідження матеріалів пари тертя "направляючий апарат -опорна шайба" на зносостійкість 78 3.4 Оцінка зносостійкості модифікованих церієм та ітрієм чавунів за кінематичними діаграмами втомного руйнування 84 3.5 Дослідження впливу термічної обробки на зміну розмірів виливки елементів ступеня насоса з сірого модифікованого чавуну 87 3.5.1 Дослідження впливу методу термічної обробки на зміну розмірів виливків елементів ступеня насоса з сірого модифікованого церієм чавуну 93 3.6 Встановлення емпіричних залежностей для визначення величини від'ємних припусків виливків елементів ступеня насоса з сірого модифікованого церієм чавуну 98 Висновки до розділу 102 4 РОЗРОБКА НА НАУКОВО ОБГРУНТОВАНИХ ЗАСАДАХ РОБОЧИХ ОРГАНІВ ЕВН ПІДВИЩЕНОЇ ДОВГОВІЧНОСТІ ТА ТЕХНОЛОГІЇ ЇХ ВИГОТОВЛЕННЯ 104 4.1 Розробка конструкції ступеня ЕВН з поліамідною робочою частиною 104 4.2 Виготовлення направляючого апарата і робочого колеса ЕВН з сірого модифікованого церієм чавуну 109 4.2.1 Виготовлення виливки направляючого апарата і робочого колеса із сірого чавуну модифікованого церієм 109 4.3 Технологічні шляхи забезпечення надійності та ефективності роботи захисної втулки вала ЕВН 111 4.4 Виготовлення захисних втулок вала ЕВН з покриттям ПН55Т45 119 4.4.1 Обладнання для напилення захисних втулок вала ЕВН 123 4.5 Виготовлення захисних втулок вала ЕВН з композиту Л О 90-1 124 4.5.1 Вибір порошкових компонентів для виготовлення захисних втулок вала ЕВН 125 4.6 Виготовлення захисних втулок вала ЕВН, опорних шайб (верхніх і нижніх) із композиту ПК 70 Н2Д2 127 Висновки до розділу 130 5 ПРОМИСЛОВІ ДОСЛІДЖЕННЯ ЕФЕКТИВНОСТІ ЕКСПЛУАТАЦІЇ ЕВН З РОБОЧИМИ ОРГАНАМИ ПІДВИЩЕНОЇ ДОВГОВІЧНОСТІ 132 5.1 Методика проведення промислових досліджень ЕВН з робочими органами підвищеної довговічності 132 5.2 Розробка пристрою та конструкції вимірювальної муфти для контролю вібраційного стану системи "УЕВН - КНКТ" 134 5.3 Промислові дослідження зносостійкості ЕВН 138 5.4 Промислові дослідження вібраційного стану системи "УЕВН - КНКТ" з серійними і експериментальними робочими органами 144 Висновки до розділу 147 ОСНОВНІ ВИСНОВКИ І РЕКОМЕНДАЦІЇ 149 СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ 151 ДОДАТКИ 161