Статья «Расчет параметров тормозного устройства кольцевого превентора»

Работа посвящена оптимизации параметров заявленного тормозного устройства к поршню вращающегося кольцевого превентора, являющегося одним из основных узлов при бурении и эксплуатации нефтегазовых скважин. Обеспечение герметизации устья скважины – это функция превентора.

Для этой цели предусмотрено его составные части, в том числе поршень, снабдить уплотнениями. В процессе эксплуатации происходит износ уплотнительных колец в результате как осевого, так и вращательного движения поршня. Для компенсации износа в конструкцию превентора предложено добавить узел торможения поршня. Основными составными частями узла торможения являются подпружиненный зубчатый толкатель и взаимодействующее с ним уплотнительное кольцо. В качестве материала кольца принята изотропная несжимаемая резина. Предложена математическая модель напряженно-деформированного состояния (НДС) уплотнительного кольца при взаимодействии его с зубчатым толкателем. Модель реализована на примере расчета силовых параметров заявленного тормозного устройства к конкретному превентору: силы сжатия кольца зубчатым толкателем и момента торможения поршня как функций осевой деформации кольца.

Выводы:

1. Предложенная математическая модель напряженно-деформированного состояния (НДС) позволяет оптимизировать силовые и геометрические параметры тормозного устройства: а) значения деформаций кольца в зависимости от его размеров; б) осевую силу сжатия кольца, необходимой для достижения величины заданного тормозного момента поршня; в) выбрать размеры кольца; регулировать его деформацию.
2. Заявленная конструкция тормозного устройства в совокупности с созданной математической моделью НДС уплотнительного кольца может быть использована в конструкциях машин и оборудовании, применяющих уплотнительные детали.