Эксплуатация и ремонт УНБ-600

СОДЕРЖАНИЕ
2
5
6
6
9

10

21
21
24
24
24
25

26
27
28
28
29
29
30
33
33
33



Задание на курсовой проект…………………………………………………
Введение………………………………………………………………………
1 Общие сведение бурового насоса УНБ-600 	……………………………..
1.1 Анализ различных блоков БУ-3000…………………………………
1.2 Классификация поршневых насосов………………………………..
1.3 Назначение, устройство поршневых насосов и принцип их действия……………………………………………………………………..
2 Анализ отказов и неисправности, методы диагностирование технического состояния насоса УНБ-600…………………………………………
2.1 Классификация  отказов и неисправности УНБ-600………………
   2.1.1 Анализ отказов узлов бурового насоса……………………………
	      2.2 Методы диагностирования…………………………………………..
	      2.2.1 Метод визуального контроля………………………………………
	      2.2.2 Диагностика поршневого насоса по индикаторной диаграмме
   2.2.3 Виды дефектов, диагностируемых при помощи виброанализаторов………………………………………………………………………......
2.2.4Выбор точек измерение …………………………………………..
      2.2.4.1 Кривошипно-шатунный механизм  …………………………….
    2.2.4.2 Крейцкопф………………………………………………..............
    2.2.4.3 Поршень ………………………………………………………….
    2.2.4.4 Выпускной клапан ……………………………………………….
   2.2.5  Вибрационный метод диагностирования подшипников………..
3 Ремонтная часть ……………………………………………………………
      3.1 Подготовительные работы…………………………………………...
      3.1.1 Разборка насоса…………………………………………………......



34
35
35
37

38
38
39
42
44
45
46
   3.2 Требования к ремонту деталей и неразъемных соединений……..
     3.3 Ремонт трансмиссионного вала ……………………………………..
     3.4 Ремонт штока насоса …………………………………………………
4 Правила и условия эксплуатации буровых насосов……………………..
5 Расчеты на прочность и выносливость гидравлической части бурового насоса…………………………………………………………………………..
       5.1 Определение усилий, действующих на шток насоса………………
	 5.2  Расчет штока бурового насоса на прочность………………………
	 5.3 Расчет деталей клапана………………………………………………
    5.4 Расчет гидравлической коробки насоса………………………….
Заключение …………………………………………………………………...
Список использованных источников………………………………………..


















    ВВЕДЕНИЕ

     На буровых и нефтедобывающих предприятиях насосные установки являются одним из основных видов оборудования, надежная работа которого обеспечивает непрерывность технологического процесса.
     Насосное оборудование используют для перекачки жидкостей с разными физико-химическими свойствами (кислот, щелочей, органических продуктов, сжиженных газов и тому подобное) при различных температурах.
     Перекачиваемые жидкости характеризуются различной температурой и кристаллизацией, взрывоопасностью, токсичностью, склонностью к полимеризации и налипанию, содержанием растворимых газов  и так далее.
     Практически все насосное оборудование ремонтируют силами предприятий, которые к тому же изготавливают весь требуемый объем запасных частей. Поэтому эксплуатационная надежность насосов в значительной степени зависит от квалификации ремонтного персонала и качества ремонтных работ.
     На предприятиях уделяется большое внимание совершенствованию эксплуатации и ремонта насосного оборудования. Однако, практические достижения в этом еще недостаточны, и за редким исключением технический и организационный уровень ремонта ниже уровня производства соответствующих машин.
     Во многих случаях низкое качество ремонта обуславливается отсутствием ремонто-технологической документации и недостатком запасных частей. Вследствие этого снижается эффективность использования насосного оборудования.    





1 Общие сведение бурового насоса

	1.1Анализ различных блоков БУ-3000

	Буровой насос является важнейшим элементом буровой установки, который находится в насосном блоке БУ-3000. Рассмотрим блочную конструкцию БУ-3000.

 	Вышечно-лебедочный блок буровой установки, включающий буровую платформу с буровой вышкой, установленной на подвышечное основание буровой установки, систему подъема буровой платформы, включающую опоры, один конец каждой из которых шарнирно соединен с подвышечным основанием, а другой конец шарнирно соединен с буровой платформой, при этом опоры фиксируются в вертикальном положении при помощи по меньшей мере одного диагонального раскоса, один конец которого соединен при помощи подвижного соединения с буровой платформой, а другой конец снабжен захватом, перемещающимся по подвышечному основанию при подъеме буровой платформы и выполненным с возможностью фиксации положения диагонального раскоса при подъеме буровой платформы, основные и вспомогательные гидроцилиндры подъема, установленные на подвышечном основании и осуществляющие подъем буровой платформы.
 	Насосный блок . Буровой насос — насос, применяемый на бурильных установках с целью обеспечения циркуляции бурового раствора в скважине. Для промывки используется высокое давление, которое создаёт этот насос. Буровой насос бывает двух и трёхцилиндровый. Основное предназначение бурового насоса - это обеспечить циркуляцию бурового шлама и предотвратить его оседание в процессе бурения, а также подъём разбуриваемой породы на поверхность. Буровой насос очищает забой и скважину от породы. 
Буровые насосы предназначены для обеспечения процесса промывки при пробуривании скважины, нагнетания в скважину бурового раствора с целью очистки забоя и ствола от выбуренной породы и выноса её на поверхность, охлаждения долота и приведения в действие забойных двигателей гидравлического типа. Различают насосы следующих типов — двухпоршневые насосы двойного действия и трёхпоршневые насосы одностороннего действия. 
Наиболее полно требованиям технологии бурения соответствуют трёхпоршневые насосы одностороннего действия, которые обеспечивают наименьшую степень неравномерности давления на выходе и наименьший износ клапанов и штоков поршня в сравнении с двухпоршневыми насосами двухстороннего действия. 
	Циркуляционный блок, общие сведение:
· Оборудование для очистки бурового раствора.
· Оборудование для приготовления бурового раствора.
Функции циркуляционной системы:
1) приготовление раствора с заданными параметрами;
2) очистка раствора от выбуренной породы;
3) хранение запасов бурового раствора.
Циркуляционная система имеет блочное (модульное) исполнение.
Основные составляющие:
1) блок приготовления;
2) блок очистки;
3) система долива раствора;
4) система удаления шлама.
Основные параметры:
- полезный объем бурового раствора в емкостях (100 - 600 м);
- количество ступеней (этапов) очистки (до 4);
- технологические параметры оборудования.
Пропускная способность всеэлементов системы очистки должна быть не менее, чем на 25% больше пропускной способности насоса.
1 - сито вибрационное;
2 - емкость;
3 - центробежный насос;
4 - дегазатор (газосепаратор)
5 - пескоотделитель;
6 - илоотделитель;
7 - центрифуга;
8 - центробежный насос (подпорный).
 	Силовой блок. Силовые приводы буровых установок - комплекс двигателей, устройств и передач, предназначенный для преобразования тепловой или электрической энергии в механическую и распределения ее между - исполнительными механизмами буровой установки. Силовой привод буровой установки бывает следующих типов: дизельный, электрический, дизель-электрический, дизель-гидравлический. 
 	К силовому приводу буровых установок предъявляются следующие основные требования: соответствие мощности условиям работы исполнительных механизмов, гибкость характеристики, достаточная надежность и экономичность.
 	Силовые приводы буровых установок - комплекс двигателей, устройств и передач, предназначенный для преобразования тепловой или электрической энергии в механическую и распределения ее между - исполнительными механизмами буровой установки. Силовой привод буровой установки бывает следующих типов: дизельный, электрический, дизель-электрический, дизель-гидравлический. 
 	К силовому приводу буровых установок предъявляются следующие основные требования: соответствие мощности условиям работы исполнительных механизмов, гибкость характеристики, достаточная надежность и экономичность.

1.2 Классификация поршневых насосов

     Поршневые насоса классифицируются: по способу приведения в действие( приводные, прямого действия и ручные), по роду органа вытесняющего жидкость( поршневые, диафрагменные, плунжерные) и по роду перекачиваемой жидкости ( обыкновенные, горячие, буровые растворы и специальные). Насос УНБ – 600 является приводным насосом, орган вытесняющий жидкость – поршень, перекачивает буровой раствор.


       1.3 Назначение, устройство поршневых насосов и принцип их действия

    Насос буровой двух поршневой УНБ-600 предназначен для подачи промывочной жидкости в скважину в процессе бурения скважин глубиной до 5000 метров.
    Насос производит подачу промывочной жидкости через колонну бурильных труб на забой скважины для придания вращения турбобуру с долотом и его охлаждения, а также выноса разрушенной породы с промывочной жидкостью .
    При бурении для обеспечения надежной и долговечной работы узлов и деталей насоса необходимо обеспечивать высокую степень очистки промывочной жидкости от разрушенной породы .  
    Буровые насосы эксплуатируются в различных климатических условиях при температуре воздуха до ?500С и температуре бурового раствора от -10 до 800С. Плотность растворов обычно составляет 1100-1300 кг/м3, а в некоторых случаях понижается до 800 кг/м3 или же повышается до 2000 кг/м3 и более. Растворы имеют большие вязкость и статическое сопротивление сдвигу.
    Буровой раствор может быть засорен выбуренной породой и содержать до 2% абразивных частиц, глину и утяжеляющие добавки (гематит, барит и другие), а иногда химические реагенты: известь, каустическая сода, в небольших количествах дубильные кислоты. Качество раствора может изменяться в процессе бурения одной скважины.
    Насос должен обладать способностью самовсасывания и работать при высоте подпора до 2 м. В нормальных условиях он работает с подпорным центробежным насосом, создающим давление 0,3-0,5 МПа. Насос должен быть приспособлен для изменения подачи и давления в процессе бурения (увеличение или уменьшение в 2-3 раза), диаметров поршней и цилиндровых втулок. Вместе с тем он должен кратковременно развивать максимальное давление при нулевой или очень небольшой подаче (1-6 л/с) для продавки частиц выбуренной породы, осевших в затрубном пространстве или в трубах, либо при образовании сальников в процессе бурения вязких пород.
    Время работы насоса колеблется от 30 мин до 200 часов и более в зависимости от длительности рейса долота. Периодические технологические остановки продолжаются от 3-15 мин для наращивания бурильной колонны; до 10 часов и более для спуска и подъема долота с больших глубин.
    Насос должен быть удобным в эксплуатации, допускать быструю смену быстроизнашивающихся деталей: поршней, штоков, цилиндровых втулок, сальников, клапанов и др. Долговечность его без капитального ремонта составляет не менее 10000 часов работы. Приводная часть насоса надежно защищается от грязи, пыли и воды. Конструкция его приспособлена для привода от электродвигателей и дизелей.
    Многолетней практикой бурения глубоких скважин установлено, что единственным удовлетворяющим требованиям технологии проводки скважин является поршневой горизонтальный поршневой насос. Буровые насосы-главные потребители энергии (70-80%). Мощность современных насосов составляет 300-1600 кВт. Для каждого типа буровой установки насос должен иметь определенную мощность, подачу и давление. Насосы устанавливают на расстоянии до 100 м от устья скважины под навесом или в разборном укрытии. Масса, габариты и конструкция насоса должны допускать его транспортировку как при помощи промысловых транспортных средств, так и волоком в пределах промысла, а иногда и на расстояние до 100 км, для чего насосы снабжаются жесткой рамой – салазками.
    Поршневые насосы оборудуются устройством для обеспечения равномерности подачи жидкости. Линия высокого давления имеет предохранительный клапан на случай увеличения давления выше предельного 
    
    


    Насос - двухпоршневой, горизонтальный, двустороннего действия по своему функциональному назначению состоит из следующих основных частей: гидравлической, приводной (станина, кривошипно-шатунный механизм, трансмиссионный вал), системы смазки и охлаждения штоков, смонтированных на раме, пневмокомпенсатора, установленного на гидравлической части и шкива. 
    Гидравлический блок насоса состоит из двух гидравлических коробок (левой и правой) и соединенных между собой снизу приемной коробкой, а сверху корпусом, на котором устанавливается предохранительный клапан со сбросом в приемную коробку. Корпус и гидравлическая коробка уплотняются самоуплотняющейся манжетой, а приемная коробка резиновыми кольцами. На корпус устанавливается тройник уплотняемый уплотнением .
    

    
    При движении поршней в цилиндровых втулках происходит одновременно нагнетание и всасывание жидкости. За двойной ход поршня (вперед и назад) в каждой гидравлической коробке происходит  два такта всасывания и два такта нагнетания.
    Гидравлические коробки гайками и шпильками крепятся к станине и центрируются в расточке станины кольцом запрессованным  в расточки гидравлических коробок. Гидравлические коробки представляют собой полые отливки, отлитые из легированной стали.
    В гидравлические коробки устанавливаются корпуса уплотнения штока, которые одновременно являются упорами для безбуртовых втулок. Корпус и 
гидравлическая коробка уплотняются упорным кольцом, манжетой и опорным кольцом, которые зажимаются через втулку гайкой. В цилиндрическую расточку каждой гидрокоробки устанавливается сменная цилиндровая втулка, упирающаяся своим торцем в корпус, который в свою очередь опирается на торец гидравлической коробки. Цилиндровая втулка удерживается от перемещения стаканом, цилиндровой крышкой, затягиваемой гайками. Наружный стакан через втулку зажимает комплекты уплотнений, крышки цилиндра и цилиндровой втулки при помощи упорных болтов, ввернутых в цилиндровую крышку.
    Цилиндровая втулка уплотняется по наружному диаметру уплотнениями поджимного типа, состоящими из резиновых колец и колец из полиамидной смолы. Между двумя комплектами уплотнений цилиндровой втулки установлено металлическое распорное кольцо. Распорное кольцо имеет внутреннюю и наружную канавки и радиальные отверстия. В гидравлической коробке имеется сквозное отверстие, расположенное против канавок распорного кольца. При нарушении уплотнения цилиндровой втулки промывочная жидкость попадает в канавки и выходит через отверстия в гидравлической коробке, сигнализируя о необходимости замены или подтяжки уплотнения цилиндровой втулки.
    Внутри цилиндровой втулки перемещается поршень самоуплотняющегося типа. 
    Поршневой шток диаметром 80 мм уплотняется комплектом уплотнений штока, которое состоит из четырех резиновых манжет, двух капролитовых втулок, одного резинового упорного кольца и опорного капролитового кольца плавающего типа. Комплект уплотнения штока подтягивается через втулку при помощи гайки наворачиваемой на корпус.
    Поршневой шток завинчивается резьбовым концом в крейцкопфный шток и контрится гайкой. На крейцкопфном штоке установлен резиновый отражатель, защищающий механическую часть насоса от попадания глинистого раствора.
    В каждой гидравлической коробке выполнены по четыре конических отверстия диаметром 196 мм, в которые устанавливаются клапаны тарельчатого типа, предназначенные для разделения полостей высокого и низкого давления.
    В конусную расточку запрессовывается седло, на котором установлено уплотнение обтянутое металлическим кольцом.
    На седло садится поджатая пружиной тарелка, которая перемещается в резиновых направляющих втулках. Верхний хвостовик тарелки центрируется в крышке резиновой втулкой, а нижний - резиновой втулкой, установленной в направляющей, закрепленной в седле пружинным кольцом. Крышка уплотняется кольцом, зажатым через крышку винтом. Винт ввертывается в резьбовой фланец, закрепленный на гидравлической коробке шпильками и гайками. Выше уплотнений крышек клапанов в гидравлических коробках сделаны отверстия, через которые жидкость, просочившаяся через уплотнение, сигнализирует об износе уплотнения или о недостаточной его затяжки винтом. На корпусе установлен корпус предохранительного клапана с уплотнительным кольцом круглого сечения. Внутри корпуса предохранительного клапана установлены латунная мембрана, уплотненная резиновым кольцом и зажатая винтом через кольцо и крышку, уплотненную кольцом.
    Внутренний диаметр кольца должен иметь острые кромки, наличие фаски или скругления не допускается.
    При помощи сальниковой трубы корпус предохранительного клапана соединен с приемной коробкой. Уплотнительные кольца, затянутые гайкой, уплотняют отвод корпуса. При превышении рабочего давления более указанного на кольце мембрана срезается, и жидкость через отверстия в крышке устремляется по трубе в приемную коробку.
    Сальниковая труба имеет кожух для обогрева трубы в зимнее время. Обогрев может производиться горячим воздухом или паром, который подводится через приваренные к кожуху штуцера.
    Пневмокомпенсатор предназначен для уменьшения колебания давления, вызываемого неравномерностью подачи промывочной жидкости. Пневмокомпенсатор состоит из корпуса пневмокомпенсатора, в котором установлена резиновая диафрагма с завулканизированным металлическим сердечником и закрепленным на нем стабилизатором. В верхней части диафрагма зажимается крышкой и тем самым герметизируется внутренняя ее полость, которая заполняется предварительно сжатым или нейтральным газом до давления, определяемого по рабочему давлению жидкости в нагнетательной линии.
    Заполнение пневмокомпенсатора газом производится через вентиль, установленный на крышке. Место установки вентиля уплотняется прокладкой, которая зажимается болтами через фланец.
    Манометр, установленный на крышке, предназначен для проверки величины начального давления газа в пневмокомпенсаторе, должен иметь предел измерения не ниже 40 МПа.
    Между корпусом пневмокомпенсатора и тройником установлены уплотнительные резиновые кольца и сменное седло, на которое опускается центр диафрагмы, перекрывая отверстие в седле в момент опускания ее на седло при остановке насоса.
    При работе насоса промывочная жидкость, проходя через тройник под давлением большим, чем начальное давление газа в пневмокомпенсаторе, отжимает резиновую диафрагму от седла и попадает в нижнюю часть корпуса, сжимая газ до величины рабочего давления. В течение периода нагнетания, когда мгновенная подача насоса становится меньше средней подачи, промывочная жидкость в нижней части корпуса под диафрагмой, подается в нагнетательный трубопровод за счет расширения газа, а при увеличении подачи больше средней происходит, наоборот, поглощение жидкости из нагнетательного трубопровода за счет сжатия газа внутри диафрагмы. Таким образом происходит выравнивание неравномерности подачи бурового насоса.
    Приводная часть насоса преобразует вращательное движение коренного вала в возвратно-поступательное движение поршней и имеет встроенную зубчатую передачу. Приводная часть насоса состоит из кривошипно-шатунного механизма, трансмиссионного вала, установленных в литую чугунную станину, на которой смонтирована система смазки и охлаждения штоков.
    Для установки трансмиссионного вала кривошипно-шатунного механизма корпус станины имеет разъем по валам и закрывается крышкой, которая крепится шпильками и гайками. Герметичность соединения корпуса станины с крышкой обеспечивается за счет установленного резинового жгута в специальные канавки по месту разъема.
    Крышка и корпус станины отливаются из чугуна и обрабатываются совместно, поэтому крышка является невзаимозаменяемой деталью. В корпусе станины крепятся две верхние и две нижние чугунные направляющие крейцкопфа и два корпуса сальника с уплотнительными манжетами, которые уплотняют поверхность штока крейцкопфа, предотвращая попадание глинистого раствора в механическую часть и утечку масла из нее. В верхней части станины имеются люки, закрытые крышкой с прокладкой. Указанные люки позволяют заменить верхние направляющие без снятие крышки станины.
    В нижней и верхней частях станины имеются масляные ванны для смазки зубчатой передачи, шатунно-кривошипного механизма и крейцкопфа. Осмотр зубчатой передачи и заливка в ванну производятся через специальный люк, выпускающий в атмосферу масляные пары, образующиеся во время работы насоса. На задней стенке станины установлен маслоуказатель для контроля уровня масла. Снизу в боковых стенках станины имеются два резьбовых отверстия:
       - для слива масла;
       -для установки подогревателя, через который в зимнее время производится подогрев масла горячей водой, воздухом или паром.
    В целях устранения утечек масла и предохранения камер крейцкопфа от загрязнения боковые люки перекрываются съемными крышками.
    Кривошипно-шатунный механизм представляет собой сварно-литую конструкцию, состоящую из двух эксцентриков, на которую напрессован зубчатый венец и запрессован вал. Вал установлен на четырех конических ролико-подшипниках, помещенных в стаканах. Регулировка подшипников производится при помощи прокладок. Смазка подшипников подается через пружинные тавотницы, установленные на крышке.
    Два эксцентрика коренного вала смещены относительно друг друга на угол 900 и имеют эксцентриситет 200 мм. На каждый эксцентрик установлено по два конических роликоподшипника, которые регулируются прокладками. Смазка подшипников осуществляется тем же маслом, что и зубчатое зацепление - путем окунания в масляную ванну. Коренной вал, имеющий косозубый венец с модулем, приводится во вращение при помощи вал - шестерни.
    Уплотнение стаканов и крышек производится резиновыми кольцами.
    Трансмиссионный вал, предназначенный для приведение в движение кривошипно - шатунного механизма, установлен на двухрядных сферических роликовых подшипниках, помещенных в стаканы с крышками, которые уплотняются резиновыми кольцами, помещенными в канавки стаканов.
    Один подшипник является плавающим и имеет торцовые зазоры для теплового расширения. Смазка в подшипники подается через пружинные тавотницы, установленные на крышках.
    Вал - шестерня представляет собой косозубую шестерню, выполненную за одно целое с валом. Конструкция трансмиссионного вала позволяет монтировать насос с правым и левым расположением привода. На валу при выходе его из крышки установлены севанитовые уплотнения.
    На один из концов трансмиссионного вала устанавливается шкив, имеющий разрезную ступицу, которая стягивается двумя болтами предварительно нагретыми до температуры плюс 120…1500С.
    Смазка зубчатого зацепления происходит путем захвата масла из ванны зубьями колеса.
    Шатунный механизм предназначен для преобразования вращательного движения эксцентриков в возвратно-поступательное. Шатунный механизм состоит из шатунов, крейцкопфа с накладками и крейцкопфного штока. Регулировка положения накладок производится прокладками. Шатуны установлены большими головками на подшипники эксцентриков. При помощи конусного пальца и бронзовой втулки (подшипник скольжения) малая головка шатуна соединена с крейцкопфом, который перемещается в направляющих. Палец крепится в крейцкопфе при помощи планки и болтов. Крейцкопфный шток при помощи резьбы соединяется с крейцкопфом и контрится гайкой и шплинтом. 
    Смазка бронзовой втулки производится маслом через отверстие в малой головке шатуна, а к ней масло подводится из масляной надкрейцкопфной камеры, корпуса станины через отверстие в верхней полке станины, направляющей крейцкопфа, через отверстия в накладке и корпусе крейцкопфа. Через эти же отверстия смазываются накладки и направляющие крейцкопфа. Смазка производится самотеком. В надкрейцкопфную камеру масло попадает путем разбрызгивания от зубчатой пары. Смазка для штока крейцкопфа подводится по пазу в верхней направляющей тоже самотеком.
    На раме и станине насоса смонтирована система охлаждения и смазки штоков поршня, которая состоит из бака, центробежного электронасоса, закрытого колпаком, трубопровода с вилками. Бак смонтирован на раме под передней частью станины и соединен с ней трубкой.
    Вилки огибают поршневые штоки с одной стороны и подают масло на их поверхности трения, смазывая и охлаждая его, увеличивая срок службы уплотнений и штоков. Масло циркулирует по замкнутому циклу. От бака через электронасос и трубопровод с вилками масло омывает штоки и вновь поступает через сливную трубу в бак, который имеет маслоуказатель, съемные крышки и пробки для его очистки.
    На раме смонтированы гидравлическая и приводная части, которые крепятся к ней болтами. 
    
    
    
 			2 Анализ отказов и неисправности, методы диагностирование технического состояния насоса УНБ-600
    
		2.1 Классификация  отказов и неисправности
     
     Рассмотрим все возможные неисправности и отказы бурового насоса УНБ-600 и способы устранение к ним.
     





2.1.1 Анализ отказов узлов бурового насоса 
	
	Проанализировав все отказы и неисправности можно сделать вывод, что большинство отказов возникает при перегрузке насоса на повышенных оборотах. 
	Для долговечности оборудования нужно использовать только качественные детали и их комплектующие, а также соответствующие смазки. 

	2.2 Методы диагностирование 
	 
	В процессе эксплуатации оборудования в результате его износа нарушается предусмотренные конструкцией движения, что приводит к погрешностям обрабатываемых поверхностей. Возможность непосредственной оценки степени износа есть не всегда и для различных групп оборудования используются различные диагностические схемы.

   2.2.1 Метод визуального контроля
   
   Визуально-измерительный контроль представляет собой наружный осмотр поверхности корпусных деталей насоса с измерением выявленных дефектов (коррозионных или эрозионных повреждений, трещин и др.).
   Перед запуском насоса следует визуально проверить насос на утечку бурового раствора, натяг ремней, затянуты ли все болты. 
   Визуальный осмотр деталей насоса выполняется с целью подтверждения их соответствия требованиям. 
   Наружный осмотр поверхности корпусных деталей производится невооруженным глазом.
    Если допустить неисправность, в дальнейшем может случиться авария. 
   
   
     2.2.2 Диагностика поршневого насоса по индикаторной диаграмме
   
     Индикаторная диаграмма — для различных поршневых механизмов графическая зависимость давления в цилиндре от хода поршня (или в зависимости от объёма, занимаемого газом или жидкостью в цилиндре). Индикаторные диаграммы строятся при исследовании работы поршневых насосов, двигателей внутреннего сгорания, паровых машин и других механизмов.
     







     Рисунок 3 – Индикаторная диаграмма
     
     Площадь диаграммы пропорциональна работе поршня, совершенной за один двойной ход.
     
     
     
      
     
     
     
     Рисунок 4 – Индикаторная диаграмма при поломке
     
     
     1 — вместе с жидкостью по линии А сжимается воздух
     2 — в рабочей камере вследствие неправильной конструкции образуется газовый мешок
     3 — запаздывание с посадкой всасывающего клапана
     4 — запаздывание с закрытием нагнетательного клапана
     
     Рисунок 5– Индикаторная диаграмма при поломке
     
     5, 6— неплотность клапанов.
     7 — насос работает без пневмокомпенсаторов или при их неэффективном действии
     8 — жидкость неравномерно подходит к насосу при давлении выше атмосферного
     
2.2.3 Виды дефектов, диагностируемых при помощи 
виброанализаторов
    
     Здесь приведен перечень тех дефектов, которые можно диагностировать в поршневых насосах различного типа при помощи восьмиканальных приборов "Атлант-8". Все эти дефекты подтверждаются при вскрытии с достоверностью 70 - 80%, что является высоким показателем. Выявленные дефекты при своевременном диагностирование предотвращает серьезную поломку бурового насоса. 
     Многоканальный синхронный регистратор-анализатор вибросигналов Атлант-8 является современным прибором, предназначенным для решения наиболее сложных задач в вибрационной диагностике состояния оборудования. Основу виброанализатора Атлант составляет переносный компьютер типа "ноутбук", в котором объединены функции регистрации сигналов, обработки, хранения. Функции первичной обработки вибросигналов, фильтрации и синхронного цифрового преобразования реализуются во внешнем блоке. К этому блоку подключаются вибродатчики и отметчик фазы, используемый при балансировке. Применение компьютера для обработки сигналов снимает практически все ограничения, свойственные обычным переносным приборам виброконтроля. Это - малое количество входных каналов, низкое быстродействие, ограниченный объем памяти. Возможность проведения непрерывной регистрации сигналов в течение десятков секунд или минут позволяет использовать такие приборы для регистрации переходных процессов в оборудовании, для контроля вибрационных процессов в тихоходных механизмах и т. д.
    
     2.2.4 Выбор точек измерение
     
     Достаточное количество измерительных каналов и правильный выбор точек измерений являются залогом достоверного определения мест 
зарождения дефектов поршневого компрессора. На основе анализа измерений вибрации в различных точках корпуса компрессора, датчики рекомендуется устанавливать:
* на корпусе, впускных и нагнетательных клапанах каждого цилиндра;
   * вертикально на крейцкопфе (для контроля вертикального зазора между поверхностями скольжения);
* в зоне расположения коренных подшипников.

     
     
     
     2.2.4.1 Кривошипно-шатунный механизм  
   
     Увеличенный зазор в шатунном подшипнике и в поршневом пальце. Анализ этих дефектов производится по временным графикам вибросигналов на подшипниках, крейц-копфах и цилиндрах. Необходимо достаточно точно выявить те моменты времени, когда шатун изменяет направление своего движения. За один оборот это делается четыре раза - два раза в направлении движения поршня и два раза в поперечном направлении. Интересно, что первая смена движения происходит всегда через 180 градусов, а вторая нет, что связано с соотношением длин шатуна и эксцентриситета крепления шатуна на коленчатом валу, но мы не будем здесь пояснять этого подробно из-за недостатка места. Если на графиках вибрации будут удары при смене движения шатуна вдоль цилиндра, то увеличенный зазор возможен в двух точках соединения - на коленчатом валу и в крейц-копфе. Если же удары происходят только в моменты смены поперечного движения шатуна, то это, как правило, соответствует увеличенным зазорам только в шатунных подшипниках на коленчатом валу. Каждый удар на графике, обычно, хорошо виден и представляет первичный удар с последующими затухающими колебаниями. Наиболее информативным является значение амплитуды первого импульса, хотя и частота свободных колебаний, и скорость их
 затухания несут в себе определенную диагностическую информацию.

     2.2.4.2 Крейцкопф
     
     Увеличенный зазор. Дефект диагностируется по сигналу с вибродатчика, установленному вертикально на корпусе крейцкопфа. Диагностика этого дефекта достаточна проста и не требует пояснения. Необходимо только отметить, что в этом вибросигнале есть полезная информация об остаточном ресурсе работы данного цилиндра. По мере износа поршневых колец поршень опускается вниз и спектральный состав вибросигнала изменяется. Опытному диагносту это может сказать много интересного.
     
     2.2.4.3 Поршень
     
     Пониженная компрессия, повышенный износ уплотнений и рабочих поверхностей. В диагностике этого дефекта существенную помощь может оказать спектральный анализ, необходимо только правильно выбрать временные участки, где скорость движения поршня не меняется во много раз. Очень полезно для этого регистрировать динамику изменения давления на выходе цилиндров.
     
     
     
     Рисунок 5 –Вибродиаграмма дефектного цилиндра

     2.2.4.4 Выпускной клапан
     
     Износ, нарушение фаз газораспределения. В процессе прохождения газа через клапан происходит интересный процесс. На графике изменения вибрации присутствуют колебания с примерно одинаковой амплитудой, но с центральной (нулевой) линией, наклоненной к оси времени. Видимо, это связано с процессом перемещения масс сжатого рабочего газа. Диагностическая информация сосредоточена в месте (во времени) и длине этого участка, частично в амплитуде (может и частоте) этих колебаний и угле наклона нулевой линии.
     Из этого перечня хорошо видно, что вибрационные методы диагностики позволяют выявлять наиболее важные дефекты поршневого оборудования, причем наиболее важными являются методы контроля формы колебаний.
     
     2.2.5 Вибрационный метод диагностирования подшипников
       
     Применение метода диагностирования подшипниковых узлов на основе регистрации и анализа акустических ультразвуковых сигналов, позволяет выявлять дефекты на более ранней стадии развития, что снижает:
     1. Вероятность «лавинного» развития дефекта и выхода из строя оборудования;
      2. Стоимость ремонтных работ. 
     Используются два основных метода контроля неисправности подшипника:
      1. Сравнительный метод; 
     2. Хронологический метод. 
     Сравнительный метод подразумевает контроль двух (или более) одинаковых подшипников, нагруженных аналогично и “сравнение” выявленных различий. При хронологическом методе проводится контроль одного и того же подшипника через определённые интервалы времени, чтобы установить хронологию его состояния. В результате анализа хронологии состояния подшипника, становятся очевидными области износа, проявляющиеся на определённых ультразвуковых частотах. Это позволяет заранее обнаруживать и устранять неисправности. 
     Зарождающиеся дефекты подшипниковых узлов характеризуются излучением акустических сигналов, вызванных наличием микродеформаций. Сигналы регистрируются в ультразвуковой области частот (40-80 кГц) контактными датчиками. 
     Проводится регистрация и анализ сигналов, при котором оцениваются:
     1. Изменение уровня сигнала (дБ), сравниваемого либо предыдущим измерением (хронологический метод), либо с аналогичным подшипниковым узлом, работающим в таких же условиях (метод сравнения). Установлены следующие уровни превышения опорных сигналов: 
   –   недостаток смазки - 8 dB. Это сигнал о том, что подшипник нуждается в смазке;
    – микроскопические повреждения - 12 dB. Это самая ранняя стадия формирования дефекта. В подшипниках, возможно, появились тончайшие трещины или микроскопические дефекты, неразличимые на глаз. На данной стадии заменять подшипник не нужно, необходимо продолжать вести мониторинг и иметь в виду, что повреждения уже не исчезнут;
    – Видимые дефекты - 16 dB . На данной стадии развиваются видимые дефекты и одновременно появляется повышенный шум и подшипники начинают греться. Именно на этой стадии для мониторинга состояния подшипников необходимо применять дополнительные технологии, обследовать, чтобы предсказать оставшийся .......................