Бурильные штропы SH65: технические характеристики и применение
Бурильные штропы SH65 — это грузоподъёмные элементы талевой системы буровых установок, рассчитанные на работу с бурильными трубами диаметром 65 мм (2). Исполнение SH65 соответствует требованиям API Spec 8C и регламентирует геометрию захватной части под элеватор типа ПКР-65 или аналогичный, применяемый при бурении геологоразведочных скважин, эксплуатационном и капитальном ремонте скважин с малым диаметром ствола.
Конструктивно штроп SH65 представляет собой двухрожковую серьгу с проушинами под палец элеватора и верхним отверстием для подвески к крюку талевого блока. Изготовление ведётся из легированной стали с последующей нормализацией и отпуском, что обеспечивает сочетание высокой прочности и вязкости при ударных нагрузках, характерных для спуско-подъёмных операций.
Геометрические параметры и присоединительные размеры
Основные размеры штропа SH65 нормируются отраслевой документацией и увязываются с типоразмером элеватора. Ключевые присоединительные характеристики включают:
- диаметр зева под палец элеватора — 65 мм;
- ширина зева — 90–110 мм в зависимости от исполнения;
- диаметр верхнего отверстия под крюк — 70–80 мм;
- расстояние между осями отверстий — 700–900 мм;
- масса — 35–55 кг.
Посадочные поверхности штропа обрабатываются с шероховатостью Ra 6,3 и проходят магнитопорошковый контроль на отсутствие поверхностных дефектов. Отклонения по диаметральным размерам не превышают 1,5 мм, что обеспечивает надёжную фиксацию в захватах элеватора без люфтов и перекосов.
Материал и механические свойства
Для изготовления штропов SH65 применяется сталь 40ХН2МА или зарубежные аналоги с пределом текучести не менее 700 МПа. Термическая обработка — закалка в масло с высоким отпуском — формирует структуру сорбита отпуска, устойчивую к циклическим нагрузкам при многократных подъёмах колонны.
| Параметр | Значение | Метод контроля | Норматив | Примечание |
|---|---|---|---|---|
| Предел текучести | 700–850 МПа | Растяжение | ГОСТ 1497 | Образец из тела штропа |
| Временное сопротивление | 900–1050 МПа | Растяжение | ГОСТ 1497 | Без разрушения |
| Относительное удлинение | 12 % | Растяжение | ГОСТ 1497 | Расчётная длина 5d |
| Ударная вязкость KCU | 59 Дж/см | Ударный изгиб | ГОСТ 9454 | При –40 C |
| Твёрдость | 241–285 HB | Бринелль | ГОСТ 9012 | Поверхностный слой |
Коэффициент запаса прочности по пределу текучести составляет не менее 3,0 относительно номинальной грузоподъёмности, что компенсирует динамические составляющие нагрузки при расхаживании колонны и рывках при срыве прихваченного инструмента.
Эксплуатационные нагрузки и условия работы
Штропы SH65 применяются в составе талевой системы при бурении с нагрузкой на крюке до 50 т. Режим нагружения — знакопеременный с частотой циклов до 120 операций в час при спуско-подъёмных работах. Расчётная долговечность составляет не менее 3000 часов работы под нагрузкой при соблюдении регламентных осмотров.
Рабочий температурный диапазон эксплуатации — от –50 C до +45 C, что допускает применение в условиях Крайнего Севера и при обустройстве скважин в многолетнемёрзлых породах. При температурах ниже –40 C рекомендуется предварительный подогрев штропа перед началом операций для снижения риска хрупкого разрушения.
Дефектоскопия и критерии отбраковки
Периодический контроль штропов SH65 выполняется методами неразрушающего контроля в соответствии с графиком, утверждённым эксплуатирующей организацией. Основные контролируемые зоны — внутренние поверхности зева, переходы от проушин к телу штропа и зона сварных швов (при наличии).
- ультразвуковая дефектоскопия — выявление внутренних расслоений и трещин;
- магнитопорошковый контроль — поверхностные и подповерхностные дефекты;
- визуальный осмотр — следы пластической деформации, коррозионные повреждения;
- контроль геометрии — проверка разноса рогов и соосности отверстий.
Отбраковка производится при обнаружении трещин любой ориентации и длины, остаточной деформации рогов более 3 мм, износе контактных поверхностей свыше 2 мм от номинального размера, а также при наличии рисок и задиров глубиной более 1 мм в зоне контакта с элеватором. Штропы, отработавшие нормативный срок службы (обычно 5 лет), подлежат списанию независимо от результатов дефектоскопии.
Совместимость с оборудованием
Штропы SH65 агрегируются со следующими элементами талевой системы:
- элеваторы типа ПКР-65, ЭТА-65 и их импортные аналоги;
- крюки буровые грузоподъёмностью 50–75 т;
- вертлюги с диаметром ствола под ведущую трубу 65 мм;
- спайдеры и клинья для труб диаметром 65 мм.
При подборе штропа необходимо учитывать фактический диаметр замкового соединения бурильных труб, поскольку отдельные компоновки низа бурильной колонны могут иметь увеличенный наружный диаметр замка, что требует применения штропов с расширенным зевом.
Вопросы и ответы
Чем отличается штроп SH65 от штропов большего типоразмера?
Штроп SH65 рассчитан на работу с элеваторами под трубы диаметром 65 мм и имеет меньшие габариты и грузоподъёмность по сравнению со штропами SH89 или SH114. Применение штропа большего типоразмера с элеватором SH65 невозможно из-за несовпадения присоединительных размеров зева.
Какая периодичность дефектоскопии штропов SH65 установлена?
Согласно требованиям РД 08-435-02, контроль штропов выполняется не реже одного раза в 6 месяцев при односменной работе и не реже одного раза в 3 месяца при интенсивной эксплуатации в две-три смены. Дополнительно проводится внеплановый контроль после каждого случая аварийной нагрузки.
Допускается ли ремонт штропов SH65 сваркой?
Заварка трещин и наращивание изношенных поверхностей штропов SH65 запрещена. Любые сварочные работы изменяют структуру металла в зоне термического влияния и снижают усталостную прочность. При обнаружении дефектов штроп подлежит замене.
Как маркируются штропы SH65?
На теле штропа выбивается товарный знак изготовителя, номинальная грузоподъёмность, порядковый номер, дата изготовления и клеймо ОТК. Дополнительно наносится номер партии для трассируемости при проведении периодических освидетельствований.
