DOI: 10.14489/hb.2026.03.pp.023-030

Петров С. Е.
МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ КРИВОШИПНО-ШАТУННОГО МЕХАНИЗМА БУРОВОГО НАСОСА УНБТ-1180
(с. 23-30)

Аннотация. Разработана динамическая модель кривошипно-шатунного механизма бурового насоса УНБТ-1180 с использованием MATLAB Simulink и библиотеки Simscape Multibody. Модель воспроизводит кинематическую схему механизма и позволяет выполнять эксперименты по определению его рабочих характеристик. В ходе расчетов установлена принципиальная возможность подачи жидкости насосом, а также выявлены ограничения, связанные с устойчивостью его функционирования. В работе обоснована целесообразность применения инструментов CAE и САПР (Simscape Multibody, SolidWorks) для динамического анализа буровых насосов на ранних этапах проектирования. Результаты моделирования показали необходимость усовершенствования расчетной схемы и проведения дальнейших исследований. Полученные данные представляют собой первый этап формирования математической модели поршневой группы бурового насоса. Работа закладывает основу для развития более детализированных моделей, обеспечивающих исследование взаимодействия механической и гидравлической подсистем и повышения точности инженерных расчетов.

Ключевые слова: буровой насос; математическое моделирование; кривошипно-шатунный механизм; крутящий момент; давление; MATLAB.

Petrov S. E.
MATHEMATICAL MODELING OF THE CRANK MECHANISM OF THE NBT-1180 DRILLING PUMP
(pp. 23-30)

Abstract. A dynamic model of the crank-and-connecting rod mechanism of the UNBT-1180 drilling pump was developed using MATLAB Simulink and the Simscape Multibody library. The model reproduces the kinematic scheme of the mechanism and makes it possible to perform experiments to determine its operating characteristics. The calculations confirmed the fundamental ability of the pump to deliver fluid and revealed limitations related to operational stability, pressure, and flow rate. The study substantiates the feasibility of using CAE and CAD tools (Simscape Multibody, SolidWorks) for future dynamic analysis of drilling pumps at the early stages of design. The simulation results demonstrated the need for further refinement of the computational scheme and for conducting additional research. The results obtained represent the first stage in the development of a mathematical model of the piston group of the drilling pump. The work provides the foundation for creating more detailed models that allow investigation of the interaction between the mechanical and hydraulic subsystems and improvement of the accuracy of engineering calculations.

Keywords: Drilling pump; Mathematical modeling; Crank mechanism; Torque; Pressure; MATLAB.