Машины и оборудование для строительства скважин и добычи из них нефти и газа по месту выполнения технологических процессов разделяются на наземные и внутрискважинные.

Многие виды наземного оборудования имеют все конструктивно-

технологические признаки, характерные для машин и механизмов, используемых в других отраслях промышленности. Тем не менее ряд видов наземного бурового и нефтепромыслового оборудования имеют специфические особенности, обусловленные влиянием условий эксплуатации и ведения технологических процессов, интенсивностью нагрузок переменного характера.

Сопряжения деталей могут быть:

1) неподвижными – при их соединении сваркой, резьбой, посадкой в натяг, склеиванием, пайкой и т. д.;

2) подвижными – при передаче движения от одной детали к другой путем зацепления и трения (шлицевые и шпоночные соединения, зацепление зубчатых передач; при перемещении детали относительно другой неподвижной детали (пары ползун – направляющие, поршень – цилиндр, клапан – седло, пробка крана – гнездо крана и т. д.).

Контактно нагруженные сочленения: зубья шестерен, роликовые захваты ключей, упоры шарниров, изготавливают из закаливаемых или цементируемых деталей. При контактном сопряжении (два цилиндра, шары, цилиндры или сферы с площадкой) материал в зоне действия максимального напряжения находится в условиях всестороннего сжатия. В этом случае предел текучести материала возрастает в 4–5 раз по сравнению с односторонним сжатием (?т.=1000–2500 МПа). При ударных нагрузках это значение уменьшается в 2–3 раза.

Выгодность выбора и применения в конструкциях материалов характеризуется показателем A, выражающим их способность нести наиболее высокие нагрузки при наименьших деформациях и массе и определяемым по формуле

A=σ0,2 * E / γ2

где σ0,2 – предел текучести; γ – объемный вес; σ0,2 / γ – фактор прочности,



E / γ – фактор жесткости.

Из 11 видов конструкционных материалов 6 видов имеют одинаковый показатель

Виды и характеристика изделий

и конструкторских документов

Результатом творческой деятельности проектировщиков является изде-

лие, виды которого регламентируются ГОСТ 2.101–68 Единой системы

конструкторской документации (ЕСКД). Этот стандарт выделяет не специ-

фицированные (не имеющие составных частей) и специфицированные виды

изделий:

деталь – изделие, изготовленное из однородного по марке и наимено-

ванию материала без сборочных операций (неспецифицированное);

сборочная единица – изделие, составные части которого подлежат со-

единению между собой на предприятии-изготовителе сборочными операция-

ми (свинчиванием, сочленением, клепкой, сваркой, сшивкой, укладкой,

склеиванием и т. д.);

Снижение металлоемкости машин и оборудования нефтяных и газовых промыслов наряду с уменьшением себестоимости изготовления дает эффект при транспортных, монтажно-демонтажных работах, что особо важно в условиях морского шельфа, тундры, болотистой и гористой местности. Применяются методы:
1) изменения принципиальных и конструктивных схем;
2) рациональных сечений деталей;
3) рационального выбора материалов.
Метод изменения принципиальных и конструктивных схем;
Данный метод распространен во многих отраслях машиностроения и заключается в применении рациональной компоновки и упрощении трансмиссий. В крупногабаритных машинах эффективны: переход от группового привода к индивидуальному приводу, от многоступенчатых редукторов и коробок перемены передач к регулируемому приводу с бесступенчатыми регулируемыми передачами, использование планетарных редукторов. Кроме снижения массы улучшаются рабочие характеристики, повышается долговечность. Эти тенденции характерны для буровых установок.

Основная цель конструирования – увеличение экономического эффекта машин. Главными факторами, определяющими экономичность оборудования, являются его полезная отдача, надежность, расходы на оплату труда операторов, потребление энергии и стоимость ремонтов.
Основными показателями экономической эффективности новой техники являются:
• интегральный показатель, называемый коэффициентом рентабельности Re;
• суммарный экономический эффект за весь срок службы QЕ;
• коэффициент технического использования Kти;
• коэффициент нормативного использования Kни;
• коэффициент оборачиваемости Kоб;
• срок окупаемости оборудования Нок;
• коэффициент эксплуатационных расходов Kэр;
• себестоимость и цена оборудования.
Коэффициент рентабельности (или просто рентабельность) определяется как


где Q – полезная отдача, т. е. полезный суммарный эффект от эксплуатации оборудования за весь период его работы. Например, при бурении это стоимость пробуренных метров или скважин за этот же период и т. д.; Р? – сумма расходов за весь период работы оборудования, руб. (включает стоимость энергии, расходы на амортизацию, подготовительные работы, монтаж-демонтаж, материалы, эксплуатацию оборудования, труб, инструмента, основную заработную плату, услуги вспомогательных цехов и др., накладные расходы, потери от аварий).
Условие эффективности оборудования Rе>1 .
Суммарный экономический эффект за весь срок службы оборудования

Себестоимость, плановая и лимитная цена оборудования. На предпроектной и проектной стадиях определяют себестоимость нового оборудования, исходя из изменения данных по базовой машине или ее элементов по группам, с учетом стоимости покупных изделий и затрат на проектирование.

Цены на проектируемое оборудование также определяют на основе данных по базовой машине. Плановая оптовая цена ЦП учитывает нормативную и дополнительную прибыль и должна находиться в пределах

Метод учета масс при оценке трудоемкости учитывает ее изменение в

изготовлении и ремонте по сравнению с изделием аналогом и определяется

по формуле

T=Ta*KM



где Та – трудоемкость изделия-аналога, имеющего с проектируемым изделием общие конструктивные и технологические признаки;

Kм – коэффициент различия массы или размеров сопоставляемых изделий.

Для деталей простой формы типа валов, втулок, шестерен

Технологичность конструкций изделия (ТКИ) – свойство качества изделий, характеризующее приспособленность их конструкций к достижению оптимальных затрат ресурсов в производстве и эксплуатации.

Технологическая рациональность конструкции изделия – совокупность ее свойств, выражающих уровень соответствия принятых технологических решений условиям производства, эксплуатации и ремонта. Она характеризует возможность изготовления продукции из имеющихся в распоряжении производителя и потребителя трудовых, материальных и др. ресурсов.

Требования к технологичности сборочных единиц (СЕ):

1. Конструкция СЕ должна отрабатываться на технологичность комплексно с учетом взаимозаменяемости при ПЭР составных частей.

2. СЕ могут быть СЧ изделия и выполнять самостоятельные функции

либо не выполнять их.

3. Уровень ТКИ определяется для всех СЕ, для которых в техническом задании установлены базовые показатели технологичности.

4. СЕ должна расчленяться на рациональное число СЧ с учетом принципов агрегирования, а ее конструкция должна компоноваться из стандартных и унифицированных частей и исключать применение сложного технологического оборудования и оснастки.