ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Описание к листку № 51-186-99

Для экспериментальной обработки уплотнений, в т.ч. работающих в экспериментальных условиях (при подводном бурении), обычно используется один стенд для каждого вида уплотнения или одна наладка для своего уплотнения. Однако в реальных условиях эксплуатации уплотнения используются в различных рабочих средах, давлениях, температурах, при возвратно-поступательном движении деталей, в режиме периодического протаскивания штока и т.п. Кроме этого уплотнения могут иметь различные размеры и нетрадиционную конфигурацию. Для удовлетворения этих противоречивых требований и с целью совмещения операций при экспериментальных исследованиях создана оригинальная пневмогидравлическая установка, работающая в автоматизированном режиме испытаний.

Установка включает пневмогидравлическую насосную станцию 1 (см. рисунок) с пневмоприводным насосом ПН и гидравлическую насосную станцию 2 с серийным электроприводным насосом ЭН. Станция 1 приводится в действие от сети 3 сжатого воздуха (давлением до 0,8 МПа) с регулятором давления 4. Ее пневмоприводной насос ПН может работать как на минеральном масле, так и на специальной гидрожидкости на водно-гликолевой основе при давлении до 40 МПа. Насос ПН автоматизированным электроуправляемым гидрораспределителем 5, который может работать и в ручном режиме, приводит в действие гидродвигатель возвратно-поступательного действия ГД1.Станция 2 работает на минеральном масле при давлении на выходе из электроприводного насоса ЭН до 16 МПа и с помощью подобного гидрораспределителя 6 приводит в действие свой гидродвигатель возвратно-поступательного действия ГД2.

Объектами испытаний являются уплотнения, в т.ч. манжетные, различной конфигурации и различных режимов работы, заложенные в имитаторы И1-И5. Из-за разности диаметров поршня гидродвигателя ГД1 и штока имитатора И1 эти два устройства в совокупности несут функции гидромультипликатора. Давление в полости имитатора может достигать высокого значения - до 70 МПа. При варьировании давления воздуха регулятором 4 и, следовательно, изменения давления на выходе из насоса ПН рабочее давление в полости имитатора И1 может изменяться в диапазоне 25-70 МПа. Необходимое давление в указанном диапазоне посредством вентилей может быть подано одновременно, последовательно или выборочно в имитаторы И2-И5. В процессе испытаний манжеты высокого давления в имитаторе И1 работают, как правило, в режиме выдержки под заданным давлением (до 70 МПа) и периодически в режиме протаскивания штока. Подобные манжеты (как правило другого типоразмера), собранные в сдвоенный пакет в имитаторе И5, испытываются под тем же давлением, но в режиме возвратно-поступательного перемещения штока. Предусматривается возможность выдержки и этих манжет под заданным давлением. Один типоразмер специальных манжет в имитаторе И2 и одновременно два типоразмера других манжет в имитаторе И4, а также специальное пластинчатое уплотнение в имитаторе И3 используются и подвергаются испытаниям, как неподвижные уплотнительные элементы. Установка позволяет присоединять несколько других имитаторов; с другой стороны некоторые показанные имитаторы могут быть не задействованы. Предусматривается возможность как параллельной, так и последовательной работы пневмогидравлической 1 и гидравлической 2 насосных станций. Имитаторы И2-И4 могут быть помещены в регулируемую температурную среду - в термокамеру. Замкнутая гидросистема имитаторов И1-И5 может работать на различных рабочих средах - гидрожидкости, буровом растворе, сжатом воздухе и т.п.

Особенностью принципа действия пневмоприводного насоса ПН является возможность его работы при различных давлениях на выходе, способность «зависать» - переходить в режим динамического равновесия при достижении заданного давления и автоматически останавливать работу гидродвигателя ГД1. Это позволяет на протяжении любого реального времени выдерживать необходимое давление в имитаторах И1-И5. В случае утечек рабочей среды через уплотнения насос ПН автоматически вступает в работу и производит подкачку жидкости в гидродвигатель ГД1, вследствие чего давление в имитаторах восстанавливается. В итоге установка обеспечивает длительные (ресурсные) испытания в различных автоматизированных режимах работы, при широком диапазоне давлений, в различной среде и с различными типами уплотнений. Насосные станции 1 и 2, как базовые модули, могут использоваться и в других испытательных установках. Практическая работа по описанной установке позволила отработать и довести до заданного технического ресурса ряд новых, ранее в СНГ не применявшихся, уплотнений комплекса «Поиск» для подводного бурения.