Чаплінський, Сергій Станіславович
Моделювання роботи клапанів трипоршневих бурових насосів для підвищення ефективності їх проектування та експлуатації : дис. ... канд. техн. наук : спец. 05.05.12 "Машини нафтової та газової промисловості" : Дата захисту 23.12.04 / С. С. Чаплінський. - Івано-Франківськ, 2004. - 200 с. - 167-180.
Мета роботи - наукове обґрунтування підвищення ефективності проектування та експлуатації трипоршневих бурових насосів шляхом моделювання сумісної роботи вхідного та вихідного клапанів без проведення високозатратних натурних експериментів.
Для досягнення поставленої мети необхідно вирішити наступні задачі:
1. Дослідити процеси та явища, які проходять в гідравлічній частині бурового насоса під час його роботи, і їх вплив на умови, характеристики роботи клапанів, насоса в цілому та його коефіцієнт подачі.
2. Створити математичну модель сумісної роботи вхідного та вихідного клапанів бурового насоса, яка б якомога реальніше описувала динамічні процеси їх роботи.
3. Розробити алгоритм розв'язання рівнянь математичної моделі сумісної роботи клапанів з використанням критеріїв нормальної їх роботи, який дозволяв би проводити розрахунки клапанних вузлів та визначати характеристики роботи насоса без проведення натурних експериментів.
4. Розробити методики комп'ютерного моделювання для проведення розрахунків клапанного вузла на міцність та дослідження коефіцієнта витрати клапана.
5. Дослідити залежність коефіцієнта витрати клапана від висоти підйому тарілки над сідлом за допомогою як стендового, так і комп'ютерного експериментів. Перевірити адекватність результатів комп'ютерного експеримента до стендового з метою використання першого для подальших досліджень залежності. Встановити емпіричні формули для опису даного коефіцієнта і розв'язання рівнянь математичної моделі сумісної роботи клапанів бурового насоса за розробленим алгоритмом.
6. Порівняти результати, отримані при дослідженнях роботи клапанного ву- зла за розробленою моделлю, з результатами, отриманими під час проведення натурного експеримента на реальному насосі.
7. Дослідити вплив конструктивних і кінематичних параметрів бурового насоса та його клапанних вузлів на характеристики їх роботи та дати загальні рекомендації щодо їх вибору.
8. Дослідити вплив нелінійної залежності коефіцієнта витрати клапана від висоти підйому тарілки h на характеристики його роботи.
ВСТУП
Розділ 1. СТАН ПИТАННЯ ТА АНАЛІЗ КОНСТРУКЦІЙ СУЧАСНИХ БУРОВИХ НАСОСІВ
1.1. Короткий огляд розвитку поршневих бурових насосів
1.2. Поршневі бурові насоси. Класифікація, умови роботи та вимоги, які до них ставляться
1.3. Конструкції клапанних вузлів. Умови роботи та вимоги, які до них ставляться
1.4. Аналіз досліджень впливу конструктивно-кінематичних параметрів бурового насоса та його складових на характеристики їх роботи
1.5. Аналіз існуючих методик розрахунку та математичних моделей опису роботи клапанних вузлів
1.6. Постановка задач досліджень
Висновки
Розділ 2. ТЕОРЕТИЧНІ ДОСЛІДЖЕННЯ РОБОТИ ТРИПОРШНЕВОГО БУРОВОГО НАСОСА
2.1. Фізичні процеси, які протікають в гідравлічній частині трипоршневого бурового насоса. Вплив роботи клапанів на коефіцієнт подачі та ККД насоса
2.2. Математична модель сумісної роботи вхідного і вихідного клапанів трипоршневого бурового насоса
2.3. Алгоритм розв'язання рівнянь математичної моделі сумісної роботи клапанів трипоршневого бурового насоса
Висновки
Розділ 3. ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНА ЧАСТИНА
3.1. Мета та завдання експериментальних досліджень
3.2. Стендовий експеримент
3.2.1. Будова установки та методика проведення стендового експеримента для дослідження коефіцієнта витрати клапана
3.2.2. Результати експеримента
3.2.3. Статистична обробка результатів експеримента
3.3. Комп'ютерний експеримент
3.3.1. Методика проведення експеримента
3.3.2. Результати експеримента
3.4. Перевірка адекватності результатів комп'ютерного експеримента до стендового
Висновки
Розділ 4. КОМП'ЮТЕРНЕ МОДЕЛЮВАННЯ ПРОЦЕСІВ, ЯКІ ПРОХОДЯТЬ ПІД ЧАС РОБОТИ КЛАПАННОГО ВУЗЛА
4.1. Визначення коефіцієнта витрати клапана бурового насоса за допомогою вичислювальної гідрогазодинаміки
4.2. Дослідження напружено-деформованого стану клапанного вузла
4.3. Алгоритм моделювання сумісної роботи вхідного та вихідного клапанів поршневого бурового насоса 125
Висновки
Розділ 5. РЕЗУЛЬТАТИ ДОСЛІДЖЕНЬ СУМІСНОЇ РОБОТИ КЛАПАНІВ БУРОВОГО НАСОСА
5.1. Розв'язок рівнянь математичної моделі сумісної роботи клапанів три-поршневого бурового насоса
5.2. Порівняння результатів розв'язання рівнянь математичної моделі з натурним експериментом
5.3. Вплив конструктивно-кінематичних параметрів трипоршневого бурового насоса та його складових на характеристики їх роботи. Рекомендації щодо оптимізації цих параметрів
5.4. Вплив нелінійності коефіцієнта витрати клапана на характеристики
його роботи
Висновки
ЗАГАЛЬНІ ВИСНОВКИ
СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ
ДОДАТКИ
