Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Studying the influence of selected controlled factors on the coefficient of sliding friction through experimental planning metho

Ahmedov Beyali, Aslanov Zabit

Nafta-Gaz

|

2024

|

R. 80, nr 1

30--38

EN

The article presents the use of mathematical statistics to determine controllable factors that influence the coefficient of friction in a dual-flow three-stage spur gear transmission of a newly designed sucker rod pumping unit. The load acting on the bearing units, the rotational speed of the main and auxiliary shafts, and the diametrical gap between the shaft and the bushing were assessed through tests. The tests were carried out in random order. The multivariate testing was used to determine the number of tests to be performed as well as the test conditions in order to achieve the required accuracy bushing. In the statistical analysis of the results, the Cochrane criterion was applied to verify the homogeneity of the variance values. Student's t-test was used to verify the significance of the coefficients included in the regression equation, Fisher’s F-test was used to determine the suitability of the adopted output function for describing the real object of study, i.e., the adequacy of the model, and sensitivity coefficients were used to assess the influence of the corresponding parameters on the optimization parameter. The analysis also considered the dispersion of optimization parameters, measurement repeatability, and errors in the model coefficients. Experimental values of the criteria, along with the dispersion of the adequacy and repeatability of the mathematical model, were evaluated to determine whether the model is fully suitable for the object of study. The impact of significant factors and their combinations, as well as their critical values, were assessed by comparing calculated values of the criteria. The significance or insignificance of the corresponding coefficients of the regression equation was determined. To investigate the impact of these controlled factors — load, rotational speed of the main and auxiliary shafts, and the diametrical gap between the auxiliary shaft and the bushing — on the sliding friction coefficient, a modernized device was developed. This device simulates the operating conditions of a double friction sliding bearing in a dual-flow, three-stage spur gearbox bushing. The experiments were conducted using I-40A industrial oil at room temperature. It has been determined that these factors significantly impact the coefficient of friction in a double friction bearing. Consequently, it is necessary to calculate their limit values to ensure the bearing assembly operates without failure during the required service life. Compared to other examined parameters, the optimization parameter, i.e., the coefficient of friction, is most significantly influenced by the diametrical gap between the auxiliary shaft and the bushing, and least affected by the magnitude of the load acting on the bearing assembly. The overall impact of controlled factors on the coefficient of friction is minimal. Employing the test planning method, a mathematical formula was derived, enabling the determination of the coefficient of friction in a double sliding friction bearing without additional tests within the range of limit bushing values of contact parameters.

PL

W artykule przedstawiono zastosowanie statystyki matematycznej do określenia sterowalnych czynników wpływających na współczynnik tarcia w podwójnej, trójstopniowej przekładni zębatej czołowej nowo zaprojektowanej pompy żerdziowej. Za pomocą badań oceniono obciążenie działające na zespoły łożyskowe, prędkość obrotową wału głównego i pomocniczego oraz średnicę szczeliny między wałem a tuleją. Badania przeprowadzono w losowej kolejności. Badania wielowariantowe wykorzystano do określenia liczby badań, które należy wykonać, a także warunków badawczych w celu osiągnięcia wymaganej dokładności. W analizie statystycznej wyników zastosowano kryterium Cochrane'a w celu weryfikacji jednorodności wartości wariancji. Test t-Studenta posłużył do weryfikacji istotności współczynników zawartych w równaniu regresji, test F-Fishera wykorzystano do określenia przydatności przyjętej funkcji wyjściowej do opisania rzeczywistego obiektu badań, tj. adekwatności modelu, a współczynniki wrażliwości wykorzystano do oceny wpływu odpowiednich parametrów na parametr optymalizacyjny. W analizie uwzględniono również rozrzut parametrów optymalizacyjnych, powtarzalność pomiarów oraz błędy we współczynnikach modelu. Eksperymentalne wartości kryteriów, wraz z rozproszeniem adekwatności i powtarzalności modelu matematycznego, zostały ocenione w celu ustalenia czy model w pełni spełnia wymagania stawiane obiektowi badań. Wpływ istotnych czynników i ich kombinacji, a także ich wartości krytyczne, oceniono poprzez porównanie obliczonych wartości kryteriów. Określono istotność lub nieistotność odpowiednich współczynników równania regresji. W celu zbadania wpływu tych kontrolowanych czynników – obciążenia, prędkości obrotowej wału głównego i pomocniczego oraz szczeliny średnicowej pomiędzy wałem pomocniczym a tuleją – na współczynnik tarcia ślizgowego, opracowano zmodernizowane urządzenie. Urządzenie to symuluje warunki pracy podwójnego łożyska ślizgowego w podwójnej, trzystopniowej przekładni czołowej. Eksperymenty przeprowadzono przy użyciu oleju przemysłowego I-40A w temperaturze pokojowej. Ustalono, że czynniki te mają znaczący wpływ na współczynnik tarcia w podwójnym łożysku ślizgowym. W związku z tym konieczne jest obliczenie ich wartości granicznych, aby zapewnić bezawaryjną pracę zespołu łożyskowego w wymaganym okresie eksploatacji. W porównaniu z innymi badanymi parametrami, na parametr optymalizacyjny, tj. współczynnik tarcia, największy wpływ ma szczelina średnicowa między wałem pomocniczym a tuleją, a najmniejszy wpływ ma wielkość obciążenia działającego na zespół łożysk. Ogólny wpływ kontrolowanych czynników na współczynnik tarcia jest minimalny. Wykorzystując metodę planowania badań, wyprowadzono wzór matematyczny umożliwiający wyznaczenie współczynnika tarcia w podwójnym ślizgowym łożysku bez dodatkowych badań w zakresie granicznych wartości parametrów styku.

2

Comparative analysis of different variants of installing rotary counterweights on the crank of the new design of beamless pumping unit

Ahmedov Beyali, Khalilov Isa, Hajiyev Anar

Nafta-Gaz

|

2024

|

R. 80, nr 2

84--90

EN

The article presents a comparative analysis of different variants of installing rotary counterweights on the crank in the mechanical drive of the new design of the pumping unit used in oil production. It also addresses the assessment of torque on the output shaft of the gearbox and the balancing coefficient of the mechanical drive. In examining the rotary balancing approach for the new design of the pumping unit, various options for installing counterweights on the crank during rotary balancing were analyzed. Analytical expressions were proposed to determine the torques on the output shaft of the gearbox. Calculations based on the technical parameters of classic pumping units of the СK series revealed that the installation of counterweights on the crank during rotary balancing in the new design of the beamless pumping unit machine significantly affects the torque on the output shaft of the gearbox and the balancing of the pumping unit. They also revealed that although the torque on the output shaft of the gearbox is small in the pumping unit equipped with two counterweights of the same weight and located at the same distance, in this configuration, the output shaft of the gearbox experiences a substantial cantilever load due to excessive weight of the counterweights, leading to a significant reduction in the durability of the gearbox. In the other two options, when installing a single counterweight on the crank, the torque on the output shaft of the pumping unit’s gearbox is approximately from 5 to 10% greater than in the first variant, resulting in additional energy losses. In the pumping machine equipped with two counterweights of equal weight but located at different distances from the center of rotation, the torque on the output shaft of the gearbox is reduced, similar to the first variant. However, due to the weight of the counterweights, it also imposes a substantial cantilever load on the output shaft, leading to a significant reduction in the service life of the gearbox. Additionally, in this option, unlike the first, the balancing coefficient is approximately 3% less.

PL

W artykule przedstawiono analizę porównawczą różnych wariantów montażu przeciwwag obrotowych na korbach napędów mechanicznych w nowych rozwiązaniach konstrukcyjnych zespołów pompowych używanych w eksploatacji ropy naftowej. Poruszono również kwestię oceny momentu obrotowego na wale wyjściowym przekładni i współczynnika wyważenia napędu mechanicznego. W przypadku metody wyważania obrotowego nowego rozwiązania konstrukcyjnego zespołu pompowego przeanalizowano różne opcje montażu przeciwwag na korbie podczas wyważania obrotowego oraz zaproponowano wyrażenia analityczne do określenia momentów obrotowych na wale wyjściowym przekładni. W wyniku obliczeń przeprowadzonych z wykorzystaniem parametrów technicznych klasycznych zespołów pompowych serii СK stwierdzono, że montaż przeciwwag na korbie podczas wyważania obrotowego w nowym rozwiązaniu konstrukcyjnym maszyny bez żurawia znacząco wpływa na moment obrotowy na wale wyjściowym przekładni i wyważenie zespołu pompowego. Stwierdzono także, że chociaż moment obrotowy na wale wyjściowym przekładni jest niewielki w zespole pompowym wyposażonym w dwie przeciwwagi o tej samej masie i umieszczone w tej samej odległości, w tej konfiguracji wał wyjściowy przekładni doświadcza znacznego obciążenia wspornikowego z powodu nadmiernej masy przeciwciężarów, co prowadzi do znacznego obniżenia trwałości przekładni. W pozostałych dwóch wariantach, przy montażu pojedynczej przeciwwagi na korbie, moment obrotowy na wale wyjściowym przekładni zespołu pompowego jest w przybliżeniu od 5 do 10% większy niż w pierwszym wariancie, co powoduje dodatkowe straty energii. W zespole pompowym wyposażonym w dwie przeciwwagi o równej masie, umieszczonych w różnych odległościach od środka obrotu, moment obrotowy na wale wyjściowym przekładni ulega zmniejszeniu, podobnie jak w pierwszym wariancie, ale ze względu na masę przeciwwag, występuje także duże obciążenie wspornikowe na wale wyjściowym, co prowadzi do znacznego skrócenia żywotności przekładni. Ponadto w tym wariancie, w przeciwieństwie do pierwszego wariantu, współczynnik wyważenia jest o około 3% niższy.

3

Assessment of dynamic forces in new construction design for beamless sucker-rod pumping units

Ahmedov Beyali, Hajiyev Anar

Nafta-Gaz

|

2020

|

R. 76, nr 5

299--310

EN

The article addresses the issue of determining the dynamic forces acting on the rod suspension point during the operation of the well in a new construction design for a beamless pumping unit, depending on the angle of rotation of the crank and the dimensionless kinematic parameters, which characterize the relationship of the crank length to the rod length and relative eccentricity. It was found that the value of the dynamic loads in the rod column depends on the type of the rocking machine and on the direction the crank rotates. In addition, one of the adverse factors for the operation of the pumping unit is that the force at the rod suspension point is constantly directed downwards, and that it varies during the course of the polished rod down- and upstrokes, which leads to uneven loading of the electric motor. This mode of operation for the engine and gearbox is abnormal and comes with a sharp decrease in their efficiency. To equalize the load on the gearbox and engine during one cycle of work, and to reduce the engine power needed to carry out the balancing process, a combination of movable and rotary counterweights is applied in the proposed design to balance the pumping unit. To this end, an investigation was made of the method of balancing a new structural design of the pumping unit and proposed analytical expressions for determining the weight of the movable and rotary counterweights when moving the rod suspension point up and down using combined balancing. The article discusses options for determining the dynamic forces in both a non-balanced (without using any counterweights) and a combined balanced (by using both moving and rotary counterweights) oil pumping unit.

PL

Artykuł omawia zagadnienie określenia sił dynamicznych działających w punkcie podparcia żerdzi w czasie eksploatacji odwiertu w nowym rozwiązaniu konstrukcyjnym zespołów pompowych bez żurawia, zależnych od kąta obrotu korby i bezwymiarowych parametrów kinematycznych, charakteryzujących zależność między długością korby a długością żerdzi i względną mimośrodowością. Stwierdzono, że wartość obciążeń dynamicznych w kolumnie żerdzi zależy od rodzaju wahacza i od kierunku obrotów korby. Ponadto jednym z niekorzystnych czynników eksploatacji zespołów pompowych jest fakt, że siła w punkcie zawieszenia żerdzi jest stale skierowana w dół, a jej wartość zmienia się w trakcie ruchów wypolerowanej żerdzi w dół i w górę, co prowadzi do nierównego obciążenia silnika elektrycznego. Ten tryb pracy silnika i przekładni jest nieprawidłowy i powoduje ostry spadek ich sprawności. Aby wyrównać obciążenie przekładni i silnika w czasie jednego cyklu pracy oraz zmniejszyć moc silnika wykonującego ten proces równoważenia, w proponowanej konstrukcji równoważenia zespołu pompowego zastosowano kombinację równoważenia składającą się z przeciwciężarów przesuwnych i obrotowych. W tym celu zbadano metodę równoważenia nowej konstrukcji strukturalnej zespołu pompowego i zaproponowano wyrażenia analityczne do określenia wagi przeciwciężarów przesuwnych i obrotowych, kiedy punkt zawieszenia żerdzi przesuwa się w górę i w dół, używając równoważenia łączonego. Artykuł omawia warianty określenia sił dynamicznych w zespole pompowym ropy niezrównoważonym (bez zastosowania przeciwwag) i z kombinacją sposobów zrównoważenia (przez zastosowanie przeciwwag przesuwnych i obrotowych).

4

Analysis of methods of improving energy efficiency of pumping stations power units of water supply systems

Nikolenko I., Shvagirev P.

ECONTECHMOD : An International Quarterly Journal on Economics of Technology and Modelling Processes

|

2018

|

Vol. 7, No 1

67--77

EN

The article shows the importance of the problem of improving efficiency of energy use in technical and technological systems. One of the ways of improving energy efficiency of water supply systems is the use of new energy-efficient technologies and pumping equipment, the use of modern management systems. Modern trends in the evaluation of energy consumption for operation of pumping equipment of water supply systems were analyzed. New methods of improving energy efficiency of pumping units in water supply system, taking into account the real operating conditions, were presented.

5

Drive System Parameters Influence on Run-Up Process of the Drilling Rig Pumping Unit

Kovalchuk Roman, Molkov Yuriy, Lenkovskiy Taras, Grytsenko Oleksandr, Krasinskyi Volodymyr, Garbacz Tomasz

Advances in Science and Technology. Research Journal

|

2018

|

Vol. 12, no 4

199--206

EN

A mathematical model of dynamic processes in pumping unit of a drilling rig with friction clutch, taking into account variable moment of inertia of slider-crank mechanism links and random number of pistons of the pump, was developed. Joint integration of differential equations of motion of pumping unit parts was carried out with numerical methods. The calculations performed considered the torque moment of friction in the clutch and equations of electromagnetic processes in asynchronous motor. The results of research of run-up processes of pumping unit were presented. The influence of parameters of friction clutch on the performance of pumping unit was established.

6

Efektywność studni odwadniających

Polak K.

Przegląd Górniczy

|

2014

|

T. 70, nr 10

117--121

PL

Systemy przemysłowe zużywają na przepompowanie cieczy ponad 20 % energii elektrycznej produkowanej na świecie. Wykorzystanie potencjału pompowego przy minimalnych nakładach energetycznych wymaga właściwego doboru poszczególnych elementów składowych systemu i dostosowanie parametrów pracy urządzeń do warunków środowiskowych. W przypadku studni ujęciowych i odwadniających oznacza to konieczność wpasowania parametrów systemu pompowo-tłocznego do własności geohydraulicznych ośrodka wodonośnego. W artykule omówiono sposób oznaczania charakterystyk sprawności poszczególnych elementów składających się na system pompowo-tłoczny oraz sposób określania przebiegu charakterystyki sprawności studni. W końcowej części pracy poddano analizie dwa różne przypadki studni odwadniających pełniących odmienne funkcje w systemie odwodnienia kopalni odkrywkowej węgla brunatnego.

EN

To pump liquids, the industrial systems consume more than 20% of electricity produced in the world. Realizing the pumping potential with minimal energy expenditures requires a proper selection of particular components of the system as well as adapting the devices’ parameters to the environmental conditions. In the case of intake and drainage wells this implies a necessity to fit the parameters of the pumping system to the geo-hydraulic properties of the aquifer. This paper describes a method of determining efficiency characteristics of various elements of the pumping system as well as a method for determining the characteristics and efficiency of the well. Two different cases of drainage wells, performing different tasks in the drainage system of an open-pit lignite mine were analyzed in the final part of the study.

7

Zabezpieczenia górniczego zatapialnego agregatu pompowego

Korczak A., Sobek P., Synowiec T.

Napędy i Sterowanie

|

2014

|

R. 16, nr 1

60--67

PL

W artykule przedstawiono nową konstrukcję zatapialnego agregatu pompowego, który dzięki wprowadzonym oryginalnym rozwiązaniom w układzie przepływowym uzyskuje wysoką sprawność. Agregat posiada szereg zabezpieczeń, które wyłączają silnik w uzasadnionych sytuacjach i chronią przed dalszymi uszkodzeniami. Przedstawiono analizę różnych parametrów pracy agregatu pompowego, których przekroczenie może być zagrożeniem dla agregatu i powinno być przyczyną jego wyłączenia czasowego lub trwałego przez układ czujników i sterownik współpracujący z wyłącznikiem.

EN

The paper presents new construction of submersible pump, which obtains high efficiency thanks to original solutions of flow channels. The submersible pump has several safety devices which turn off electric engine in explained situations and protect against next damages. The paper includes an analysis of various parameters of pump’s work, which transgression could become a danger for submersible pump. In case of the danger the security system turns off the engine temporally or permanently.

8

Prediction of pumping units reducers' resource

Kopey B. V., Bednarz S., Steafanyshyn O. I.

AGH Drilling, Oil, Gas

|

2014

|

Vol. 31, no. 1

117--122

EN

Periodic monitoring of pumping units reducer vibration allow for a prediction of its full or residual resource to the next repair, which can be estimated on the basis of extrapolation methods and classification . Considering these two methods, we can say that the advantage extrapolation method has its accuracy and the possibility of adaptation to each specific gear, and the disadvantages include its complexity and the need to respect the conditions of constant change over time the vibration characteristics of the selected gear by law. In the application of classification method, which is simple, you need to process a certain amount of statistical data derived from the operation of machines, swing or perform experiments on a special stand that is relatively complex. In addition, the practice shows that the use of statistical techniques often makes accurate predictions due to the large gap modes of machines, swing and various properties of the pumped wells product, so the decision was made in solving this problem use the method of construction and extrapolation of time trend change of gear operating parameters. In Borislav CBPC the diagnostic examination of a number of reducers RN -2300 were conducted and the optimal level of vibration determined, whereby it can be concluded the qualitative repair of this type of gear . Some sensors during testing were installed on the gear housing near the output shaft. The average frequency of rotation of the input shaft gear was during vibroobservations was obtained respectively: /vh = 3.9 Hz and /vh = 3.53 Hz. Processing of the results was conducted by software MathCAD. Acceptable level of vibration that is recommended by standard GOST ISO 8579-2-2002 for gear RN -2300 is 8.3 mm / s, which can be used to determine its suitability for further exploitation . According to calculations conducted by an appropriate method the acceptable level of vibration above mentioned gear is 3.1 mm / s. These valid values are in good agreement with the experimental values and have a lower level compared to the standard recommendations. According to conducted researches the curve of resource prediction for gear of pumping unit has been plotted. Thus, the expected service life of the gear RN -2300 of pumping unit will be approximately 36-38 thousand hours.

9

Analysis of pumping unit reducers diagnostic algorithms by formalized methods

Kopey B. V., Stefanyshyn O. I., Bednarz S.

AGH Drilling, Oil, Gas

|

2012

|

Vol. 29, no. 1

207-215

EN

Diagnostic model of pumping unit reducer is designed for the construction and analysis of algorithms by diagnosing formalized methods. The using of the diagnostic model allows us to ease and formalize decisions on the diagnostic problem. For the synthesis of algorithm for diagnosing the functional-logical model has been selected, which allows to consider the links between individual elements and assemblies of the reducer by simple means and consider the impact of these items on measuring diagnostic features. For a more detailed study of processes occurring in the gearbox of pumping unit, and facilitate the development of its diagnostic model, a functional diagram of reducing gear was built. Diagnostic logic model will help to establish and classify defects in development, to determine the direction of their development and cause-effect relationship with other defects.

PL

Diagnostyczny model reduktora jednostki pomp zaprojektowano w celu zbudowania i przeanalizowania algorytmów za pomocą metod formalnych. Wykorzystanie modelu diagnostycznego ułatwia i formalizuje proces decyzyjny w kwestiach diagnostyki. W celu scalenia algorytmu diagnostycznego zastosowano model funkcjonalno-logiczny umożliwiający przeanalizowanie powiązań między poszczególnymi elementami a zestawami reduktora za pomocą prostych środków oraz rozważenie wpływu tych elementów na pomiar cech diagnostycznych. W celu umożliwienia bardziej szczegółowych badań procesów występujących w skrzyni przekładniowej jednostki pomp oraz w celu opracowania modelu diagnostycznego stworzono funkcjonalny schemat przekładni redukcyjnej. Logiczny model diagnostyczny pozwoli ustalić i sklasyfikować pojawiające się uszkodzenia, określić ich kierunek rozwoju oraz mechanizmy przyczynowo-skutkowe z innymi uszkodzeniami.