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

Estimation of the equality of the beamless sucker-rod oil pumping unit by the value of the consumption current

Ahmedov Beyali, Hajiyev Anar, Mustafayev Vugar

Nafta-Gaz

|

2021

|

R. 77, nr 9

571--578

PL

Oszacowanie wyważenia zespołu pomp żerdziowych bez żurawia na podstawie wartości zużywanego prądu

4

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).