Analysis of reliability of the drill pipe in the clamping mechanism

In oilfield equipment, a significant place is occupied by clamping mechanisms used to grip pipes during tripping operations. They are mainly divided into 2 groups. The first includes mechanisms with a forced clamping of the part. The second group includes self-clamping devices with a wedge mechanism. Here, the clamping force increases in proportion to the axial shear force. In these clamping devices, clamping jaws serve as a common element. In addition to smooth jaws, there may be jaws with notches on the inner cylindrical surface. Such notches contribute to an increase in the coefficient of adhesion when clamping cylindrical parts, in particular pipes. During the operation of clamping devices with corrugated jaws, the teeth of the notch are introduced into the pipe walls under the action of the clamping force. The shearing force can then displace the pipe relative to the jaws. The adhesion coefficient µ is the ratio of the shear force P to the clamping force Q, i.e. P/Q. Exceeding the shear force P of the limit value causes the pipe to be clamped to move. The correct choice of the place of load application is also of great importance. Optimum clamping performance can be achieved by clamping workpieces without slipping from shear forces. At the same time, it is necessary to ensure reliability, efficiency, productivity. Therefore, all factors that determine the holding capacity of clamping mechanisms should be considered. These factors include the coefficient of adhesion, the design of the working surfaces of the clamping elements, the type of notch of the corrugated jaws and the place of application of the clamping forc

ANALYSIS OF THE CONDITION OF A PIPE FIXED IN A CLAMPING DEVICE

Due to the fact that clamping devices are widely used in various industries, the requirements for the operation of such devices are constantly increasing. This is due to an increase in the general requirements for processing accuracy, as well as an increase in the forces acting on the clamped part. The reliability of these devices when working with thin-walled cylindrical parts is of great importance. Thin-walled cylinders used in mechanical engineering are subject to significant loads. With prolonged exposure to loads from clamping forces, as well as from axial tensile forces, plastic deformations of cylindrical parts occur. In the oil and gas industry, when clamping drill and casing pipes in some areas in the capture zone, stresses exceed the yield strength. Multiple clamping of the pipe will reduce the pipe wall in the gripping area, which causes premature pipe failure. Therefore, increasing the holding capacity of clamping mechanisms is relevant. Analysis of broken drill pipes, which have been operating in wedge grips for a long time, showed that in most cases the pipes undergo plastic deformation caused by damage to the pipe surface by the teeth of the ram. To clarify the actual conditions of loading the pipe and the possibilities of increasing the capacity of the clamping devices, studies of the contact pressures in the clamping zone were carried out. A new pipe clamping chuck is also presented, which provides a sufficiently high reliability of fastening of cylindrical parts

Development of a method for the combined control of the hardness of winding textile package

Analysis of methods for determining the hardness of the winding shows that all existing methods require a lot of labor and time. When measuring the layer-by-layer hardness, the known methods do not allow obtaining continuous values, and in the case of measuring the hardness of packages of complex shape (conical bobbins, cops, spinning cobs, etc.), it requires a calculation using cumbersome formulas. In this case, the main difficulties arise in determining the volume of the layers of the winding, which in the general case have a complex configuration, and due to defects in the winding may have an irregular shape. Obviously, the described technique is rather cumbersome, and a lot of measurements and calculations are required to obtain a graph of the change in the winding hardness along the package radius. The construction of a graph of the change in hardness along the generatrix using a special device is generally problematic, since placement of more than three sources on the device is impossible due to the size of the meters, and the construction of the curve by three points cannot be considered satisfactory. Winding hardness is one of the most important parameters, on which many technological properties of the package depend. Indeed, with an increase in the hardness of the winding, the amount of material in the same volume increases, which makes it possible to replace packages less often, both on the machine that forms them, and at the subsequent transition. As a result, the equipment useful time increases. It was found that the hardness of the winding is closely related to its rigidity, and hence to the stability during transportation. The hardness of the winding affects the permeability of the package when it is treated with solutions. In this case, a huge role is played not only by the average value of the hardness, but also by its distribution over the layer

Разработка методов контроля качества структуры паковок крестовой намотки

The process of winding is one of the principal processes in the textile industry. Quality of the formed packages largely defines the quality of the finished product in the textile industry, as well as labor productivity and equipment performance. Therefore, attention to analysis of processes of package formation, construction of new promising methods and designs of winding mechanisms, has been growing for many decades. We address issues related to the analysis of control methods over the structure of the cross-wound winding used in spinning production. The structure of winding is understood in the present work as the mutual arrangement of threads when they are laid on the surface of the package. Thus, the parameters of the structure include such quantities as a turn lifting angle, a distance between the points of turn reversal, a step in turns, etc.It is known that the mutual arrangement of turns on the winding body when packages are frictionally driven is not homogeneous. Under certain ratios between rotation speed of the bobbin and motion frequency of the thread guide, the threads are laid on the same place. In this case, the so-called braid formations are observed. If motion frequencies of the bobbin and the thread guide differ slightly from the multiple ones, turns are placed close to each other, in this case, a tape winding is formed. The braid winding is accompanied by a number of phenomena, which negatively affect quality of the formed packages. In this case, the shear and displacement parameters are determined based on empirical data. To substantiate the approach to choosing the technological parameters for such mechanisms, we performed a theoretical analysis of the process of braid structures formation in terms of the force interactions between threads. To make such a choice, it is necessary to have an instrumental procedure for quantifying the winding structure parameters, which is why we have in detail investigated methods for their registration.Процесс наматывания является одним из основных процессов текстильной промышленности. Качеством формируемых паковок в значительной мере определяется качество конечной продукции текстильной промышленности, а также производительность труда и оборудования. Поэтому внимание к анализу процесса формирования паковок, созданию новых перспективных способов и конструкций механизмов намотки не ослабевает уже многие десятилетия. Рассматриваются вопросы, связанные с анализом методов контроля качество структуры паковок крестовой намотки, используемых в прядильном производстве. Под структурой намотки в настоящей работе будем понимать взаимное расположение нитей при их укладке на поверхность паковки. Таким образом, параметрами структуры будут такие величины, как угол подъема витка, расстояние между точками разворота витков, шаг витков и т. д.Известно, что взаимное расположение витков на теле намотки при фрикционном приводе паковок не является однородным. При определенных соотношениях между частотой вращения бобины и частотой движения нитеводителя происходит укладка нитей на одно и то же место. При этом наблюдаются, так называемые, жгутовые образования. В случае, если частоты движения бобины и нитеводителя незначительно отличаются от кратных, витки укладываются вплотную друг к другу, в этом случае формируется ленточная намотка. Жгутовая намотка сопровождается рядом явлений, которые отрицательно сказываются на качестве формируемых паковок. При этом параметры сдвига и смещения определяются на основании эмпирических данных. Для обоснованного подхода к выбору технологических параметров таких механизмов проведен теоретический анализ процесса формирования жгутовых структур с точки зрения силовых взаимодействий нитей. Для проведения такого выбора необходимо иметь инструментальную методику количественной оценки параметров структуры намотки, поэтому подробно рассмотрены методы их регистраци

Desarrollo de un dispositivo para el seguimiento continuo de los parámetros de la estructura de bobinado de las bobinas textiles

Introduction: The research “Improving the control methods for winding structure at friction drive machines” was conducted at Azerbaijan State Economic University in 2017.  Methods: To assess the efficiency of the proposed technique for processing signals, a model of a WA device, which allowsthe unwinding of the package, was designed and manufactured.  Results: The authors developed a methodology and a corresponding device to quantitatively assess the parameters of the winding structure by the light-section method.  Conclusions: The dimensions adopted while designing the device make it possible to exclude the influence of the non-roundness of the bobbin on the measurement results.  Originality:  The equipment advancement and quality control improvement are the most urgent issues in textile industry. The quality requirements for package is constantly growing, while this research contribute to maintain it at a corresponding level, which ensures further development of textile industry as a whole.  Limitations: The research results can be practically implemented in new winding motion design for spinning frames with cross-winding bobbin.Introducción: la investigación “Mejoramiento de los métodos de control para la estructura de bobinado en máquinas de fricción” se llevó a cabo en la Universidad Estatal de Economía de Azerbaiyán en el 2017.   Métodos: para evaluar la eficiencia de la técnica propuesta para el procesamiento de señales, se diseñó y se fabricó un modelo de dispositivo de análisis de bobinado (ab), el cual permite desenrollar el paquete.   Resultados: los autores desarrollaron una metodología y el dispositivo correspondiente para realizar la evaluación cuantitativa de los parámetros de la estructura de bobinado mediante el método de sección luminosa.   Conclusiones: las dimensiones adoptadas al diseñar el dispositivo permiten excluir la influencia de la ausencia de redondez de la bobina en los resultados de la medición.   Originalidad: el avance del equipo y la mejora del control de calidad son los temas más urgentes en la industria textil. Los requisitos de calidad para el paquete están en constante crecimiento, en tanto que esta investigación contribuye a mantenerlo en el nivel correspondiente, lo cual garantiza un mayor desarrollo de la industria textil en su conjunto.   Limitaciones: los resultados de la investigación se pueden implementar de manera práctica en nuevos diseños de movimiento de enrollamiento para marcos giratorios con bobina de bobinado cruzado

Дослідження якості бурильних труб, затиснутих в клиновому захваті

Much attention has been recently paid to institutional measures aimed at improving quality of products related to petroleum machine building, in particular, the implementation of quality management systems based on the ISO standards of series 9000 [1]. However, technological methods of quality assurance have not been less important.The paper considers the factors influencing the quality of a cylindrical thin-walled component during operation. The most significant factors are the efforts to which the component us exposed when it is captured by a clamping mechanism.We have performed experiments into the effects of loads on a clamped component. The aim of these experiments was to establish the impact of various factors on stresses and deformations of cylindrical thin-walled components. The main factors, in addition to the applied forces, are the capturing angle of the clamping element, the length of its contact with a part, load distribution over the teeth of the clamping element.Given the development of deep drilling and an increase in loads acting on the wedge clamps, the requirements to their gripping capacity become stricter. Insufficient gripping capacity of the wedge clamp could cause damage to a pipe at the place it is clamped by wedges.In this case, clamping efforts act in the same region of a pipe, forming a thinned neck at long operation. The result of such damage is a premature failure of a drill pipe’s operation and the risk of an emergency.Significant impact on the gripping capacity of a wedge clamp is exerted by the elements of its design. Of importance is also the stressed state of a drill pipe clamped by a wedge clamp. We have calculated the optimal geometrical characteristics for clamping jaws. The best indicators were demonstrated by the grooved jaws with oblique intersecting notch. We have considered the load distribution over the teeth of clamping jaws. It has been shown that the optimal load distribution over the teeth is provided by jaws with oblique intersecting notch. In this case, tooth 1 accounts for 26 % of the load, tooth 2‒22 %, tooth 3‒19 %, tooth 4‒17 %, tooth 5‒16 %.The results obtained in the course of our research would make it possible to introduce such modifications to the design of clamping devices that could significantly improve their gripping capacity and reduce the risk of accidentsВ последнее время большое внимание уделяется организационным мероприятиям по повышению качества продукции нефтяного машиностроения, в частности, внедрению систем менеджмента качества на базе стандартов ISO серии 9000 [1]. Однако не утратили свою значимость технологические методы обеспечения качества.Рассмотрены факторы, влияющие на качество цилиндрической тонкостенной детали в процессе эксплуатации. Наиболее существенными факторами являются усилия, действующие на деталь в процессе ее захвата в зажимном механизме.Проведены эксперименты по действию нагрузок на зажимаемую деталь. Цель этих экспериментов – установление влияния на напряжения и деформации цилиндрических тонкостенных деталей различных факторов. Основными факторами помимо приложенных сил являются угол охвата зажимного элемента, длина соприкосновения его с деталью, распределение нагрузки по зубьям зажимного элемента.С развитием глубокого бурения и увеличением нагрузок, действующих на клиновые захваты, растут требования, предъявляемые к их удерживающей способности. Недостаточная удерживающая способность клинового захвата может привести к повреждению трубы в месте зажима ее клиньями.При этом зажимные усилия действуют в одной и той же области трубы, образуя утоненную шейку при длительной эксплуатации. Результатом таких повреждений является преждевременный выход бурильной трубы из строя и опасность возникновения аварийной ситуации.Существенное влияние на удерживающую способность клинового захвата оказывают элементы его конструкции. Имеет значение также напряженное состояние бурильной трубы, зажатой в клиновом захвате. Рассчитаны оптимальные геометрические характеристики зажимных губок. Наилучшие показатели дают рифленые губки с косой перекрещивающейся насечкой. Рассмотрено распределение нагрузки по зубьям зажимных губок. Показано, что оптимальное распределение нагрузки по зубьям обеспечивают губки с косой перекрещивающейся насечкой. При этом на 1-й зуб приходится 26 % нагрузки, на 2-й – 22 %,на 3-й – 19 %,на 4-й – 17 %,на 5-й – 16 %.Результаты полученных данных позволят внести такие изменения в конструкцию зажимных устройств, которые существенно повысят их удерживающую способность и уменьшат опасность возникновения аварийных ситуацийОстаннім часом велика увага приділяється організаційним заходам щодо підвищення якості продукції нафтового машинобудування, зокрема, впровадження систем менеджменту якості на базі стандартів ISO серії 9000. Проте не втратили своєї значимості технологічні методи забезпечення якості.Розглянуто чинники, що впливають на якість циліндричної тонкостінної деталі в процесі експлуатації. Найбільш істотними факторами є зусилля, що діють на деталь в процесі її захоплення в затискному механізмі.Проведено експерименти на дію навантажень на деталь, що затискають. Мета цих експериментів – встановлення впливу на напруги і деформації циліндричних тонкостінних деталей різних факторів. Основними факторами крім доданих сил є кут охоплення затискного елемента, довжина зіткнення його з деталлю, розподіл навантаження на зубцях затискного елемента.З розвитком глибокого буріння і збільшенням навантажень, що діють на клинові захвати, зростають вимоги, що пред'являються до їх утримуючої здатності. Недостатня утримуюча здатність клинового захвату може призвести до пошкодження труби в місці затиску її клинами.При цьому затискні зусилля діють в одній і тій же області труби, утворюючи стоншення шийки при тривалій експлуатації. Результатом таких пошкоджень є передчасний вихід бурильної труби з ладу і небезпека виникнення аварійної ситуації.Істотний вплив на утримуючу здатність клинового захвату надають елементи його конструкції. Має значення також напружений стан бурильної труби, затиснутої в клиновому захваті. Розраховано оптимальні геометричні характеристики затискних губок. Найкращі показники дають рифлені губки з косою насічкою, що перехрещується. Розглянуто розподіл навантаження на зубцях затискних губок. Показано, що оптимальний розподіл навантаження на зубцях забезпечують губки з косою насічкою, що перехрещується. При цьому на 1-й зуб доводиться 26 % навантаження, на 2-й – 22 %, на 3-й – 19 %, на 4-й – 17 %, на 5-й – 16 %.Результати отриманих даних дозволять внести такі зміни в конструкцію затискних пристроїв, які істотно підвищать їх утримуючу здатність і зменшать небезпеку виникнення аварійних ситуаці

Розробка алгоритмів автоматизованого визначення одиничних показників для оцінки якості форми пакувань хрестового намотування

The paper addresses issues related to the selection of individual indicators to estimate the shape quality of cross-wound packages, as well as the construction of algorithms to determine them automatically.We have developed a method for evaluating the quality of shape of cross-wound packages based on the integrated indicator. To substantiate individual indicators, an expert poll was performed to rank defects in the shape of packages according to the degree of their influence on the suitability of packages for processing at subsequent technological transitions.To quantify each of the specified defect in the shape of a bobbin, we defined individual indicators that make it possible to quantify their impact. We have developed decisive rules and algorithms to calculate them based on the earlier obtained array of data on the coordinates of points at the bobbin’s surface. We have determined a score-based estimate of the influence of each indicator, which characterizes defects in winding, on the suitability of packages for processing at subsequent technological transitions.A comprehensive assessment of the package shape could be obtained using a method of weighted index. The mean weighted index is constructed as a dependence whose arguments are the individual quality parameters and their weighted parameters.Given this, we derived a dependence to calculate the integrated quality indicator of the bobbin’s shape. The higher the value for this indicator, the higher the quality of the controlled package.We have assessed the applicability of the constructed integrated quality indicator to analyzing the shape of packages. To this end, we analyzed a batch of packages, which confirmed the reproducibility of the process of analysis of the package shape using the proposed integrated indicator; as well as correspondence between estimates, derived using the proposed procedure, and visual assessments.A method for the integrated quantification of package shape makes it possible to conduct optimization experiments and to assign, based on them, such adjustable parameters for winding mechanisms that would ensure that packages of the required quality are received. The process of designing new winding equipment could be based on the necessary means to regulate a winding processРассмотрены вопросы, связанные с выбором единичных показателей для оценки качества формы паковок крестовой намотки и созданием алгоритмов их автоматизированного определения.Разработан метод оценки качества формы паковок крестовой намотки по комплексному показателю. Для обоснования единичных показателей, методом экспертного опроса, проведено ранжирование дефектов формы паковок по степени их влияния на пригодность паковок к переработке на последующих технологических переходах.Для количественной оценки каждого из названных дефектов формы бобины определены единичные показатели, позволяющие количественно оценить их влияние. Разработаны решающие правила и алгоритмы для их вычисления на основании полученного ранее массива данных о координатах точек поверхности бобины. Установлена бальная оценка влияния каждого из единичных показателей, характеризующих дефекты намотки на пригодность паковок к переработке на последующих технологических переходах.Комплексная оценка качества формы паковки может быть получена методом средневзвешенного показателя. Средний взвешенный показатель строится как зависимость, аргументами которой являются единичные показатели качества и параметры их весомости.Исходя из этого, была получена зависимость для расчета комплексного показателя качества формы бобины. Чем большее значение принимает этот показатель, тем выше качество контролируемой паковки.Проведена оценка применимости разработанного комплексного показателя для анализа формы паковок. Для этого проведен анализ партии паковок, который подтвердил воспроизводимость процесса анализа формы паковки с помощью предложенного комплексного показателя; а также соответствие оценок, полученных по предложенной методике, визуальным оценкам.Метод комплексной количественной оценки формы паковок позволяет проводить оптимизационные эксперименты и на их основе назначать такие регулируемые параметры мотальных механизмов, которые позволят получать паковки требуемого качества. При разработке нового мотального оборудования можно будет заложить необходимые средства регулирования процесса намоткиРозглянуто питання, пов'язані з вибором одиничних показників для оцінки якості форми пакувань хрестового намотування і створенням алгоритмів їх автоматизованого визначення.Розроблено метод оцінки якості форми пакувань хрестового намотування за комплексним показником. Для обґрунтування одиничних показників, методом експертного опитування, проведено ранжування дефектів форми пакувань за ступенем їх впливу на придатність пакувань до переробки на наступних технологічних переходах.Для кількісної оцінки кожного з названих дефектів форми бобіни визначені поодинокі показники, що дозволяють кількісно оцінити їх вплив. Розроблено вирішальні правила і алгоритми для їх обчислення на підставі отриманого раніше масиву даних про координати точок поверхні бобіни. Встановлено бальна оцінка впливу кожного з одиничних показників, що характеризують дефекти намотування на придатність пакувань до переробки на наступних технологічних переходах.Комплексна оцінка якості форми пакування може бути отримана методом середньозваженого показника. Середній зважений показник будується як залежність, аргументами якої є одиничні показники якості і параметри їх вагомості.Виходячи з цього, була отримана залежність для розрахунку комплексного показника якості форми бобіни. Чим більше значення приймає цей показник, тим вище якість контрольованого пакування.Проведено оцінку застосовності розробленого комплексного показника для аналізу форми пакувань. Для цього проведено аналіз партії пакувань, який підтвердив відтворюваність процесу аналізу форми пакування за допомогою запропонованого комплексного показника; а також відповідність оцінок, отриманих за запропонованою методикою, візуальними оцінками.Метод комплексної кількісної оцінки форми пакувань дозволяє проводити оптимізаційні експерименти і на їх основі призначати такі регульовані параметри мотальних механізмів, які дозволять отримувати пакування необхідної якості. При розробці нового мотального обладнання можна буде закласти необхідні кошти регулювання процесу намотуванн

Розробка алгоритмів автоматизованого визначення одиничних показників для оцінки якості форми пакувань хрестового намотування

The paper addresses issues related to the selection of individual indicators to estimate the shape quality of cross-wound packages, as well as the construction of algorithms to determine them automatically.We have developed a method for evaluating the quality of shape of cross-wound packages based on the integrated indicator. To substantiate individual indicators, an expert poll was performed to rank defects in the shape of packages according to the degree of their influence on the suitability of packages for processing at subsequent technological transitions.To quantify each of the specified defect in the shape of a bobbin, we defined individual indicators that make it possible to quantify their impact. We have developed decisive rules and algorithms to calculate them based on the earlier obtained array of data on the coordinates of points at the bobbin’s surface. We have determined a score-based estimate of the influence of each indicator, which characterizes defects in winding, on the suitability of packages for processing at subsequent technological transitions.A comprehensive assessment of the package shape could be obtained using a method of weighted index. The mean weighted index is constructed as a dependence whose arguments are the individual quality parameters and their weighted parameters.Given this, we derived a dependence to calculate the integrated quality indicator of the bobbin’s shape. The higher the value for this indicator, the higher the quality of the controlled package.We have assessed the applicability of the constructed integrated quality indicator to analyzing the shape of packages. To this end, we analyzed a batch of packages, which confirmed the reproducibility of the process of analysis of the package shape using the proposed integrated indicator; as well as correspondence between estimates, derived using the proposed procedure, and visual assessments.A method for the integrated quantification of package shape makes it possible to conduct optimization experiments and to assign, based on them, such adjustable parameters for winding mechanisms that would ensure that packages of the required quality are received. The process of designing new winding equipment could be based on the necessary means to regulate a winding processРассмотрены вопросы, связанные с выбором единичных показателей для оценки качества формы паковок крестовой намотки и созданием алгоритмов их автоматизированного определения.Разработан метод оценки качества формы паковок крестовой намотки по комплексному показателю. Для обоснования единичных показателей, методом экспертного опроса, проведено ранжирование дефектов формы паковок по степени их влияния на пригодность паковок к переработке на последующих технологических переходах.Для количественной оценки каждого из названных дефектов формы бобины определены единичные показатели, позволяющие количественно оценить их влияние. Разработаны решающие правила и алгоритмы для их вычисления на основании полученного ранее массива данных о координатах точек поверхности бобины. Установлена бальная оценка влияния каждого из единичных показателей, характеризующих дефекты намотки на пригодность паковок к переработке на последующих технологических переходах.Комплексная оценка качества формы паковки может быть получена методом средневзвешенного показателя. Средний взвешенный показатель строится как зависимость, аргументами которой являются единичные показатели качества и параметры их весомости.Исходя из этого, была получена зависимость для расчета комплексного показателя качества формы бобины. Чем большее значение принимает этот показатель, тем выше качество контролируемой паковки.Проведена оценка применимости разработанного комплексного показателя для анализа формы паковок. Для этого проведен анализ партии паковок, который подтвердил воспроизводимость процесса анализа формы паковки с помощью предложенного комплексного показателя; а также соответствие оценок, полученных по предложенной методике, визуальным оценкам.Метод комплексной количественной оценки формы паковок позволяет проводить оптимизационные эксперименты и на их основе назначать такие регулируемые параметры мотальных механизмов, которые позволят получать паковки требуемого качества. При разработке нового мотального оборудования можно будет заложить необходимые средства регулирования процесса намоткиРозглянуто питання, пов'язані з вибором одиничних показників для оцінки якості форми пакувань хрестового намотування і створенням алгоритмів їх автоматизованого визначення.Розроблено метод оцінки якості форми пакувань хрестового намотування за комплексним показником. Для обґрунтування одиничних показників, методом експертного опитування, проведено ранжування дефектів форми пакувань за ступенем їх впливу на придатність пакувань до переробки на наступних технологічних переходах.Для кількісної оцінки кожного з названих дефектів форми бобіни визначені поодинокі показники, що дозволяють кількісно оцінити їх вплив. Розроблено вирішальні правила і алгоритми для їх обчислення на підставі отриманого раніше масиву даних про координати точок поверхні бобіни. Встановлено бальна оцінка впливу кожного з одиничних показників, що характеризують дефекти намотування на придатність пакувань до переробки на наступних технологічних переходах.Комплексна оцінка якості форми пакування може бути отримана методом середньозваженого показника. Середній зважений показник будується як залежність, аргументами якої є одиничні показники якості і параметри їх вагомості.Виходячи з цього, була отримана залежність для розрахунку комплексного показника якості форми бобіни. Чим більше значення приймає цей показник, тим вище якість контрольованого пакування.Проведено оцінку застосовності розробленого комплексного показника для аналізу форми пакувань. Для цього проведено аналіз партії пакувань, який підтвердив відтворюваність процесу аналізу форми пакування за допомогою запропонованого комплексного показника; а також відповідність оцінок, отриманих за запропонованою методикою, візуальними оцінками.Метод комплексної кількісної оцінки форми пакувань дозволяє проводити оптимізаційні експерименти і на їх основі призначати такі регульовані параметри мотальних механізмів, які дозволять отримувати пакування необхідної якості. При розробці нового мотального обладнання можна буде закласти необхідні кошти регулювання процесу намотуванн

Дослідження якості бурильних труб, затиснутих в клиновому захваті

Much attention has been recently paid to institutional measures aimed at improving quality of products related to petroleum machine building, in particular, the implementation of quality management systems based on the ISO standards of series 9000 [1]. However, technological methods of quality assurance have not been less important.The paper considers the factors influencing the quality of a cylindrical thin-walled component during operation. The most significant factors are the efforts to which the component us exposed when it is captured by a clamping mechanism.We have performed experiments into the effects of loads on a clamped component. The aim of these experiments was to establish the impact of various factors on stresses and deformations of cylindrical thin-walled components. The main factors, in addition to the applied forces, are the capturing angle of the clamping element, the length of its contact with a part, load distribution over the teeth of the clamping element.Given the development of deep drilling and an increase in loads acting on the wedge clamps, the requirements to their gripping capacity become stricter. Insufficient gripping capacity of the wedge clamp could cause damage to a pipe at the place it is clamped by wedges.In this case, clamping efforts act in the same region of a pipe, forming a thinned neck at long operation. The result of such damage is a premature failure of a drill pipe’s operation and the risk of an emergency.Significant impact on the gripping capacity of a wedge clamp is exerted by the elements of its design. Of importance is also the stressed state of a drill pipe clamped by a wedge clamp. We have calculated the optimal geometrical characteristics for clamping jaws. The best indicators were demonstrated by the grooved jaws with oblique intersecting notch. We have considered the load distribution over the teeth of clamping jaws. It has been shown that the optimal load distribution over the teeth is provided by jaws with oblique intersecting notch. In this case, tooth 1 accounts for 26 % of the load, tooth 2‒22 %, tooth 3‒19 %, tooth 4‒17 %, tooth 5‒16 %.The results obtained in the course of our research would make it possible to introduce such modifications to the design of clamping devices that could significantly improve their gripping capacity and reduce the risk of accidentsВ последнее время большое внимание уделяется организационным мероприятиям по повышению качества продукции нефтяного машиностроения, в частности, внедрению систем менеджмента качества на базе стандартов ISO серии 9000 [1]. Однако не утратили свою значимость технологические методы обеспечения качества.Рассмотрены факторы, влияющие на качество цилиндрической тонкостенной детали в процессе эксплуатации. Наиболее существенными факторами являются усилия, действующие на деталь в процессе ее захвата в зажимном механизме.Проведены эксперименты по действию нагрузок на зажимаемую деталь. Цель этих экспериментов – установление влияния на напряжения и деформации цилиндрических тонкостенных деталей различных факторов. Основными факторами помимо приложенных сил являются угол охвата зажимного элемента, длина соприкосновения его с деталью, распределение нагрузки по зубьям зажимного элемента.С развитием глубокого бурения и увеличением нагрузок, действующих на клиновые захваты, растут требования, предъявляемые к их удерживающей способности. Недостаточная удерживающая способность клинового захвата может привести к повреждению трубы в месте зажима ее клиньями.При этом зажимные усилия действуют в одной и той же области трубы, образуя утоненную шейку при длительной эксплуатации. Результатом таких повреждений является преждевременный выход бурильной трубы из строя и опасность возникновения аварийной ситуации.Существенное влияние на удерживающую способность клинового захвата оказывают элементы его конструкции. Имеет значение также напряженное состояние бурильной трубы, зажатой в клиновом захвате. Рассчитаны оптимальные геометрические характеристики зажимных губок. Наилучшие показатели дают рифленые губки с косой перекрещивающейся насечкой. Рассмотрено распределение нагрузки по зубьям зажимных губок. Показано, что оптимальное распределение нагрузки по зубьям обеспечивают губки с косой перекрещивающейся насечкой. При этом на 1-й зуб приходится 26 % нагрузки, на 2-й – 22 %,на 3-й – 19 %,на 4-й – 17 %,на 5-й – 16 %.Результаты полученных данных позволят внести такие изменения в конструкцию зажимных устройств, которые существенно повысят их удерживающую способность и уменьшат опасность возникновения аварийных ситуацийОстаннім часом велика увага приділяється організаційним заходам щодо підвищення якості продукції нафтового машинобудування, зокрема, впровадження систем менеджменту якості на базі стандартів ISO серії 9000. Проте не втратили своєї значимості технологічні методи забезпечення якості.Розглянуто чинники, що впливають на якість циліндричної тонкостінної деталі в процесі експлуатації. Найбільш істотними факторами є зусилля, що діють на деталь в процесі її захоплення в затискному механізмі.Проведено експерименти на дію навантажень на деталь, що затискають. Мета цих експериментів – встановлення впливу на напруги і деформації циліндричних тонкостінних деталей різних факторів. Основними факторами крім доданих сил є кут охоплення затискного елемента, довжина зіткнення його з деталлю, розподіл навантаження на зубцях затискного елемента.З розвитком глибокого буріння і збільшенням навантажень, що діють на клинові захвати, зростають вимоги, що пред'являються до їх утримуючої здатності. Недостатня утримуюча здатність клинового захвату може призвести до пошкодження труби в місці затиску її клинами.При цьому затискні зусилля діють в одній і тій же області труби, утворюючи стоншення шийки при тривалій експлуатації. Результатом таких пошкоджень є передчасний вихід бурильної труби з ладу і небезпека виникнення аварійної ситуації.Істотний вплив на утримуючу здатність клинового захвату надають елементи його конструкції. Має значення також напружений стан бурильної труби, затиснутої в клиновому захваті. Розраховано оптимальні геометричні характеристики затискних губок. Найкращі показники дають рифлені губки з косою насічкою, що перехрещується. Розглянуто розподіл навантаження на зубцях затискних губок. Показано, що оптимальний розподіл навантаження на зубцях забезпечують губки з косою насічкою, що перехрещується. При цьому на 1-й зуб доводиться 26 % навантаження, на 2-й – 22 %, на 3-й – 19 %, на 4-й – 17 %, на 5-й – 16 %.Результати отриманих даних дозволять внести такі зміни в конструкцію затискних пристроїв, які істотно підвищать їх утримуючу здатність і зменшать небезпеку виникнення аварійних ситуаці