Навчальний посібник складено на основі навчальної програми з курсу "Обладнання паливно-енергетичного комплексу і технологія його виготовлення". Містить два розділи, що відповідають за змістом навчальним модулям програми. Для підвищення якості самостійної підготовки студентів, кожна тема містить перелік контрольних питань. Призначено для підготовки фахівців за спеціальністю 8.05050201 ''Технологія машинобудування''. Може бути використаний студенами інших спеціальностей нафтогазового спрямування, а також фахівцями, що зайняті в сфері проектування та експлуатації бурового і нафтогазопромислового обладнання. ЗМІСТ ВСТУП……………………………………………………..8 Розділ 1 Обладнання паливно-енергетичного комплексу……..11 1.1 Загальні відомості про спорудження нафтових і газових свердловин…………………………………………..11 1.1.1 Класифікація свердловин………………………..….11 1.1.2 Способи і види буріння……………………………..12 1.1.3 Цикл спорудження свердловини…………………….17 1.1.4 Призначення, класифікація і загальні вимоги, що ставляться до бурового обладнання…………..………18 Контрольні запитання…...………………………………….22 1.2. Обладнання та інструмент для буріння свердловин………………………………………………..23 1.2.1 Бурові устаткування……………………………….23 1.2.1.1 Призначення та будова бурових устаткувань......23 1.2.1.2 Основні вимоги до бурових устаткувань…………35 1.2.1.3 Класифікація бурових устаткувань.………………36 1.2.1.4 Талева система та її складові……………………...40 1.2.1.5 Інструмент для спускопідіймальних операцій…..48 1.2.1.6 Насосноциркуляційна система бурового устаткування…..……………………………………….……52 1.2.2 Інструмент для буріння свердловин……………..…58 1.2.2.1 Класифікація інструмента для буріння свердловин……………………………………...........................58 1.2.2.2 Інструмент для буріння суцільним вибоєм. Бурові долота………………………………………….65 1.2.2.2.1 Шарошкові долота…………………………….65 1.2.2.2.2 Лопатеві долота…………………………………..72 1.2.2.2.3 Фрезерні долота…………………………………..77 1.2.2.2.4 Долота ІНМ……………………………………….77 1.2.2.2.5 Алмазні долота…………………………………...80 1.2.2.2.6 Полікристалічні алмазні долота………………...81 1.2.2.3 Інструмент для буріння кільцевим вибоєм. Бурові головки………………………………………...82 1.2.2.3.1 Шарошкові бурові головки...................................83 1.2.2.3.2 Бурові головки типу М…………………………..85 1.2.2.3.3 Алмазні бурові головки………………………….86 1.2.2.3.4 Кернорвачі керновідбірних інструментів………87 1.2.2.3.5 Калібрувальноцентрувальний інструмент……...89 Контрольні запитання………………………………………90 1.3 Нафтогазопромислове обладнання............................92 1.3.1 Устаткування для видобування нафти штанговими свердловинними насосами (ШСН)………………..…92 1.3.1.1 Верстати качалки………………………………...93 1.3.2 Обладнання для експлуатації нафтових свердловин занурними безштанговими насосами………...………96 1.3.2.1 Устаткування занурних відцентрових електронасосів……………………………………………….…96 1.3.3 Устаткування для збору і підготовки нафти……….103 1.3.3.1 Блокові автоматизовані групові устаткування вимірювань…………………………………………….103 Контрольні запитання………………………………………110 1.4 Підвищення надійності та довговічності бурового та нафтогазопромислового обладнання…………..111 1.4.1 Надійність бурового та нафтогазопромислового обладнання………………………………………….....111 1.4.2 Довговічність бурового та нафтогазопромислового обладнання………………………………………….....113 Контрольні запитання………………………………………117 1.5 Властивості і вибір конструкційних сталей……….118 1.5.1 Загальні відомості…………………………………....118 1.5.2 Вплив експлуатаційних і конструктивних чинників на властивості сталі……………………………...……120 1.5.3 Вплив будови і хімічного складу сталі на її властивості…………………………………………125 1.5.4 Рекомендації з вибору марки сталі………………..128 1.5.5 Особливості розрахунків бурового устаткування на міцність………………………………………………...133 Контрольні запитання………………………………………136 Розділ 2 Технологія виготовлення обладнання та інструменту паливно-енергетичного комплексу…………………….137 2.1 Способи отримання заготовок………………............137 2.1.1 Призначення і технічні умови……………………….137 2.1.2 Матеріали і способи отримання заготовок………….141 2.1.2.1 Деталі типу втулок і дисків………………………..141 2.1.2.2 Деталі типу циліндричних стрижнів……………...145 2.1.2.3 Корпусні деталі…………………………………….147 Контрольні запитання………………………………………153 2.2 Технологія виготовлення деталей обладнання ПЕК………………………………………………154 2.2.1 Виготовлення корпусних деталей………………..…154 2.2.1.1 Призначення і технічні умови………………….....154 2.2.1.2 Типові маршрути технологічних процесів……….157 2.2.1.3 Контроль якості деталі…………………………….161 2.2.2 Виготовлення деталей типу циліндричних стрижнів………………………………………………164 2.2.2.1 Класифікація, призначення і технічні умови…….164 2.2.2.2 Технологія виготовлення валів загального призначення………………………………………………167 2.2.3 Виготовлення деталей бурових тришарошкових доліт……………..167 2.2.3.1 Призначення і технічні умови…………………….177 2.2.3.2 Матеріали і способи отримання заготовок……….185 2.2.3.3 Вибір технологічних баз…………………………...190 2.2.3.4 Досягнення заданої якості лапи і долота…………193 2.2.3.5 Технологія виготовлення лап і шарошок………… 2.2.3.6 Армування зубів шарошок………………………...194 2.2.4 Технологія виготовлення замків бурових труб..209 Контрольні запитання………………………………………219 2.3 Технологія складання виробів………………………221 2.3.1 Місце і значення складальних техпроцесів у нафтогазовому машинобудуванні та ремонті ОПЕК….221 2.3.2 Розробка послідовності складання виробу…………222 2.3.3 Технологія складання клапана зворотного підйому………………………………………………222 2.3.4 Технологія складання секційного тришарошкового бурового долота ……………………………………..233 2.3.4.1 Технічні умови та їх аналіз……………………….237 2.3.4.2 Типовий технологічний процес складання долота............248 Контрольні запитання………………………………………257 2.4 Зварювання та різання металу……………………..258 2.4.1 Суть і класифікація способів зварювання………….258 2.4.2 Електричне дугове зварювання……………………..259 2.4.2.1 Класифікація способів дугового зварювання…….259 2.4.2.2 Зварювальна дуга та її властивості………………261 2.4.2.3 Джерела струму для дугового зварювання……….263 2.4.3 Види зварних з'єднань і технологія зварювання…...267 2.4.3.1 Види зварних з'єднань……………………………..267 2.4.3.2 Технологія зварювання…………………………….275 2.4.3.3 Дефекти зварних швів……………………………...278 2.4.4 Різання металу………………………………………..282 2.4.4.1 Газокисневе різання металу……………………….282 2.4.4.2 Дугове різання металу……………………………..285 Контрольні запитання………………………………………288 2.5 Ремонт бурового устаткування……………………..290 2.5.1 Причини зношування бурового устаткування……..290 2.5.2 Система планово-запобіжного ремонту…………….292 2.5.3 Основні ремонтні нормативи………………………..295 Контрольні запитання………………………………………301 Перелік використаних джерел…………………………….302 Предметний та іменний покажчик……………………….. 307