Учёные ПНИПУ нашли оптимальные материалы для нефтедобывающих насосов
В России для нефтедобычи всё чаще применяют тонкостенные штанговые насосы, повышающие производительность до 25% за счёт увеличенного объёма рабочей камеры. Однако высокая нагрузка делает такие насосы уязвимыми — особенно страдает резьба штока, передающего движение к рабочим элементам насоса. Учёные Пермского Политеха предложили усилить соединительные концы штоков, используя сталь 40Х, прошедшую индукционную термообработку. Это, по их мнению, поможет повысить устойчивость к коррозии и нагрузкам, что увеличит надёжность оборудования.
Исследователи отмечают, что около 75% поломок штоков связано с разрушением резьбы из-за высокой нагрузки и коррозии, которая часто остаётся вне расчётов прочности. Чтобы снизить влияние этих факторов, учёные предлагают локальное упрочнение материала деталей. При этом производители обычно применяют углеродистые стали и вынуждены самостоятельно обрабатывать насосные штанги, так как металлургические компании не всегда поставляют нужные объёмы. Это увеличивает затраты на производство насосных деталей.
Совместно с пермской компанией «ЭЛКАМ-Нефтемаш» специалисты ПНИПУ разработали технологию упрочнения штоков с помощью индукционной термообработки. Метод обеспечивает высокую производительность, экономит электроэнергию и снижает затраты. По словам руководителей проекта, испытания показали, что оптимальные результаты дают образцы, обработанные при температуре закалки 850 °C с последующим нагревом до 400 °C или 600 °C. Внедрение нового метода может снизить стоимость изготовления одной детали на 2,2 млн рублей в год и повысить общую рентабельность на 2,5%.