Смазка для опор шарошечных долот

Смазка для опор шарошечных долот

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

С. А. Посташ, В, Н. Барыльник, P. Hf. Се3)фи... ш, Т. Д. Дзугкоев, Т. А. Илык, У. Н. Щсимчук; Л," б -.:Заболофый и А. С. Климаксов g

1 Грозненский ордена Трудового Крас цц Знамени;.нефтяно3 институт им. акад. М. Д. Миллионщикова к Государс"УВвнкыйщщчи исследовательский и проектный институт нефтяной кром шлеиности (72) Авторы изобретем ия (7L) Заявители

{g4) СМАЗКА ДЛЯ- ОПОР ШАРОШЕЧНЫХ

ДОЛОТ

1 2

Изобретение относится к составам сма-- как существующие, применяемые смаззочкых материалов и может быть ксполь- ки вымываются в первые 1чииуты. рабозовано предприятиями нефтегазодобываю- ты долота. шей и горнорудной промышленности, из- Известны смазки, применяемые в ottoготавливающими и эксплуатирующими ша- рах шарошечных долот: УСсА, включаюрошечные долота для бурения, а также matt солидол и графит 53. ), битумная может быть использовано в машинах и-ме- смазка, состоящая из битума, пнлнндроханиэмах,применяемых в других отраслях . вого масла, дисульфида молибдена и понародйого хозяйства, в подшицниковых.:.-ропласта полиуретапове 2, УНИОЛ-4., узлах, работающих- в аналогичных услови- >>, содержащий комплексное . кальциевое мыло, ях. авиамасло МС-20 (З), ЛПИ-27, вклюОпора шарошек, долот, состоящая из . чающая литиевое мыло жирных кислот, трех-четырех подшипников, качения к скож пкликдровое масло, апетат свинца и жения, в процессе бурения скважин быс г- ЙОВО (4 ; ро изнашивается, тем самым определяя время долбленки и темп проводки скважин.. Однако известные смазки имеют ннзПричинами быстрого износа опор долот кие противозадирные и противоиэноскые являются действующие значительные ко: свойства, особенно при повышенных темвеличине удельные нагрузки динамическо- пературах и нйзкие адгезконныв свойст-. го характера, высокий температурный ре- щ ва. жим, превышающий 10О С, а у откры- - Наиболее близкой по составу к предО тъпс {нагерметизкрованных) опор при- лагаемой является смазка (ST для опор сутствие в полости подшипников бурового шарошечиых долот, которая содержит, раствора с абразивными часткпами, так вес, %:

9964

10 14

l0-15

9-10

l-1,2

Остальное

Предлагаемая смазка имеет повышенные противоэадирные и про тивоиэносные свойства в результате присутствия в ней в указанном соотношении минерального масла (МС-20), графита и дисульфида молибдена. Наличие натурального каучука и продукта обработки окисленного петролатума уксуснокислой медью (омедненного окисленного петролатума) в указанном соотношении придает смазке повышен-И ные реологические и адгезионные свойства при нормальной и повышенной температурах. Омедненный окисленный петролаГрафит 9 10

Н атуральный каучук 23-26

Полиизобутилен с молекулярным S весом 1000015000

Я -фенил- р -нафтиламин ).

Минеральное мас- 10 ло МС-20 до 100

Однако эта смазка имеет недостаточные противозадирные и противоизносные свойства, необходимые для подшипников скольжения в герметизированных опорах 1 долот и недостаточно высокие адгезионные свойства особенно при повышенных тем-. пературах необходимые для негерметизированных опор.

Целью изобретения является повышение противоэадирных, противоизносных и адгеэионных свойств смазки, улучшение которых обуславливает повышение работоспособности опор шарошечных долот.

Поставленная цель достигается тем, что смазка для опор шарошечных долот, содержащая минеральное масло, натуральный каучук, графит и Й -фенил-р-нафтиламин, дополнительно содержит продукт обработки окисленного петролатума уксус-30 нокислой медью, дисульфид молибдена и ацетат свинца при следующем соотношении компонентов, вес. %:

Натуральный каучук 23-26

Продукт обработки

3S окисленного петролатума уксуснокислой медью

Графит йисульфид молибде40 на 5-6

Ацетат свинца 4-5

М -фенил- -нафтиламин

Минеральное масло

32 4 тум не только улучшает реологические и адгезионные свойства, но улучшает и противоэадирные, и противоизносные свойства. Ацетат свинца улучшает адгезионные свойства смазки и в процессе трения способствует образованию вторичных с труктур, повышая противозадирные свойства смазки. Повышенные адгезионные свойства смазки позволяют ее испольэовать и для негерметиэированных опор долот, так как смазка длительное время удерживается на поверхности беговых дорожек подшипников даже в присутствии промывочной нащкости. Й -фенил-р-нафтиламин вводится в смазку в качестве антистарителя натурального каучука.

Омедненный окисленный пе ролатум представляет собой высоковязкую, пластичную массу плотность 1.1 гс/см

Э почти черного с синеватым оттенком цвета.

Вязкость при 100 С 14-16 сСт, о температура плавления 70 С, температура .застывания 0 С.

Омедненный окислительный петролатум состоит из карбоновых, окси- и эфирокислот и их медных солей. Степень насыщения их медными солями 0,25-0,3.

Смазку готовят следующим образом.

Натуральный каучук 3,45 кг (23%) прокатывается на лабораторных вальцах с постепенным добавлением в него 4,5 кг масла МС-20 при температуре саморазогрева 70-80 С в течение l ч, После окончания ввода масла, не прекращая прокатывания, в полученную смесь постепенно вводят 1,35 кг (9%) графита и

0,15 кг (1%) Н -фенил- р-нафтиламина.

После чего прокатка на вальцах продолжается 0 5 ч.

B мешалку механического типа с подогревателем загружена оставшаяся часть масла МС-20 2,7 кг, цисульфиц молибдена 0,75 кг (5%), ацетат свинца

0,6 кг (4%) и омедненный окисленный петролатум 1 5 кг (10%). Указанная смесь, загруженная в мешалку, разогревается до 90 С и перемешивается 0,5ч, о после чего в нее постепенно вводится каучуковая заготовка с маслом и графитом, совместное перемешивание проводится 1 ч. Таким же образом готовятся и остальные рецептуры смаэок. В табл. 1 представлен состав рецептур смазок.

Противозадирные свойства сравниваемых смаэок оценены на машине ЧШМ-3.2 в соответствии .с ГОСТ 9420-75 по критической нагрузке, характеризующей способность смазочного материала предотвра5 996 шать возникновение задира грушихся по-, верхностей, и нагрузке сваривания, характериэуюшей предельную работоспособность смазочного материала в условиях испытания. S

Результаты испытаний представлены в табл. 2.

Как видно иэ результатов испытания, предлагаемая смазка по своим противозадирным свойствам значительно выше, 1О чем известные. При более высокой критической нагрузке предлагаемая смазка имеет относительно высокий диаметр пят.на износа при критической нагрузке.

Подшипники оцор долот работают в И забойных условиях при температуре окруо жающей среды свыше 100 С, поэтому прогивоиэносные свойства сравниваемых смазок дополнительно оценены на машине МАСТ-1 с частотой врашения

750 об/мин. За время работы 45000 обо. рогов (около 60 мин} при подогреве узла трения до 120 С и контактной наго рузке 10 кгс обеспечиваются наибольшие контактные напряжения.в 41000 кгс/см, 25

Результаты испытаний приведены в табл. 3

Предлагаемая смазка обладает значительно лучшими противоиэносньми свойствами при повышенных температурах, чем ЗО известные смазки.

Адгезйя сравниваемых смазок оценивается на лабораторной установке по специально разработанной методике по величине напряжения отрыва смазки с метал- SS лической полированной поверхнос тью, определяемой при различных температурах. Смазка наносится тонким слоем на полированную поверхность наковальни, которая имеет нагреватель и термопару 4а для создания необходимой температуры на рабочей поверхности. На поверхность наковальни со смазкой опускается шток с полированной поверхностью и с удельным давлением 5,6 кгс/см выдержива2 ется в течение 4 мин. После чего производится отрыв штока с постоянной скорое=

432 4 гью в 0,13 см/с. Такая методика позволяет устранить влияние различных факторов на стабильность замеров. Усилие отрыва штока замеряется динамомегром.

Результаты испытаний адгезионных свойств сравниваемых смазок приведены в табл. 4.

Предлагаемая смазка имеет более высокие адгеэионные свойства по сравнению с известными смазками, особенно в условиях повышенной температуры.

Проведены стендовые испытания сравниваемых смаэок на стенде для опор долот. В качестве стендовых образцов используют подшщ ники скольжения герметизированных опор долог Ш-215,9

СВАУ. Испытания проводят прн рабочей удельной нагрузке на прдшипник в 575 кгс/см и частоте врашения

150 об/мин, что соответствует режиму работы долота указанного размера при бурении рогорным способом.

Результаты испытаний сравниваемых смазок приведены в табл. 5 (по предлагаемой смазке дан усредненный показатель). Испытания показывают, что предлагаемая смазка в 1,77 раза прорабатывает большее время.до заедания, чем прототип. Превосходит предлагаемая смазка и. остальные по скорости изйашивания и по величине коэффициента трения.

Таким образом, предлагаемая смазка по своим высоким противозадирным, противонзносным Ъ адгеэионным свойствам успешно может применяться как в ,герметиэированных, так и открытых опорах долот.

Предлагаемая смазка, как показывают стендовые испытания, позволяет повысить работоспособность оцор шарошечных долот до 80%.

Как цоказываюг исследования предлагаемая смазка успешно может применяться не только в опорах долот, но и в винтовых забойных двигателях, шаровых опорах автомобилей и пр.

Таблица 1

Н атуральный каучук

12,5

Графит

9,5

Йисульфид молибдена

5,5

Омедненный окисленный пегролатум

996432

Продолжение табл,l

Состав.вес.%

Компоненты

Ацетат свинца

М фенил- Р -нафтил амин

1 1,2 1,1

Д ioO

Минеральное масло о До 100 До 10а

Т аблица2

Смазка

Критическая нагрузка, кгс

Нагрузка сваривания,.кгс диаметр пятна износа lIpH KpHTHческой нагрузке, мм

Предлагаемая

218

Сваривания на ЧШМ-3,2

0,785

221 не происходит

0,78

225

То хсе

133

398

25 1

0,603

Таблипа3

1,63

1,32

Предлагаемая

1,049

1,028

l,0

Т а б л,и ц а 4

04 0,19

0,42 0,2

0,6

0,63

0,24

0,62 0,41

0,66 0;45

0,64 0,44

0,29

0,27

Прототип

ЛПИ-27

ЛПИ-27

\ Прототип

ЛПИ-27

Прототип

Предлагаемая

0,532

0,432

0,342

0,335

0,326

0,765

0,740

0,60

996432 т а б. л и ц. а 5

УСсА

0,82

0,282

0,064

0,092

0,025

0,35

200

УНИОЛ 1 3,06

0,1 3.

: 0,12

0,06

ЛПИ-27

3.,30

Прототип 9,SS

Предлага емая смаз» ка

:L7,5 0,020

0,05

Составитель Е. Понамарева

Редактор И. Митровка Техред О.Неце Корректор Ю. Макаренко

Замаз 842/37 Тираж 501 Подпиское

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобре;уний и открытий

113035, Мост;ва, Ж48, Раушская каб., д. 4/8

Филиал ППП Патент, г. Ужгород., ул. Проектная, 4

Формула изобретения

Смазка для опор шарошечных долот, содержащая минеральное масло, натуральный каучук, графит и N -вменил- р-наф.тиламин, о тл и ч а ю щ а я с я тем,что,с целью повышения противозадирных,противо-,2S износных и адгезионных свойств, смазка дополнительно содержит продукт обработки окисленного петролатума уксуснокислой медью, дисульфид молибдена и ацетат свинца при следующем содержании ком- Зф понентов, вес —.%.

Натуральный каучук 23-26

Продукт обработки окисленного петролату-..

1 ма c HQKRCJIQN медью 10-18

Графит 9-10

Дисульфид молибдена 5-6 . Ацетат свинца 4-8

К -фенил- р-нафтиламин 1-3.,2,, Минеральное масло Остальное

Источники ипформаций, . принятые во внимание при експертизе

1. ГОСТ ЗЗЗЗ-55.

2. Авторское свидетельство ССЬР

Ж 319632, кл. С 10 М 5/10, 1971.

3. Синицын В, В. Подбор и применение цластичнык смазок. М., Хиля, 1974, с. 344.

4. Авторское свидетельство СССР

Ж 767188, кл. С 10 М 5/14, 1980.

5. Авторское свщцетельство СССР ,Му 438679, кл. С 10 М 5/08, 1978 прототип) .