Бурильные штропы ШБД-125-1050: конструкция и применение
Бурильные штропы ШБД-125-1050 — это грузоподъёмные элементы талевой системы буровых установок, предназначенные для соединения вертлюга с элеватором при спуско-подъёмных операциях. Исполнение ШБД (штроп буровой двойной) с межосевым расстоянием 1050 мм и номинальной грузоподъёмностью 125 тонн рассчитано на работу в составе буровых установок класса грузоподъёмности 160–200 тонн при бурении скважин глубиной до 4000 метров.
Штропы ШБД-125-1050 изготавливаются ковкой из легированной стали с последующей термической обработкой до твёрдости 285–341 HB. Конструкция представляет собой замкнутую петлю с двумя проушинами, оси которых разнесены на 1050 мм — это обеспечивает устойчивое положение элеватора и исключает его перекос при нагружении. Проушины имеют внутренний диаметр, согласованный с пальцами вертлюга и элеватора типоразмеров ПВ-160 и ЭТА-125 соответственно.
Технические характеристики ШБД-125-1050
Расчётная нагрузка штропа определяется по предельному состоянию с учётом динамических нагрузок, возникающих при посадке колонны на клинья и при подъёме с ускорением. Коэффициент запаса прочности для штропов данного класса составляет не менее 3,0 по отношению к пределу текучести материала. Рабочая нагрузка 1250 кН соответствует массе бурильной колонны длиной до 4000 м из труб диаметром 127 мм.
| Параметр | Значение | Единица измерения | Метод контроля | Примечание |
|---|---|---|---|---|
| Номинальная грузоподъёмность | 125 | т | Расчётный | При коэффициенте запаса 3,0 |
| Межосевое расстояние | 1050 | мм | Линейный контроль | По осям проушин |
| Твёрдость после термообработки | 285–341 | HB | Твердомер ТШ-2 | По Бринеллю |
| Масса изделия | 210–230 | кг | Взвешивание | Зависит от партии |
| Предел текучести материала | не менее 620 | МПа | Испытание образцов | После закалки и отпуска |
Материал и контроль качества
Для изготовления штропов ШБД-125-1050 применяется сталь 40ХН2МА или аналогичная хромоникельмолибденовая сталь, обеспечивающая сочетание высокой прочности и вязкости при работе в условиях низких температур до –50 C. Поковки проходят ультразвуковой контроль на отсутствие внутренних дефектов, а после механической обработки — магнитопорошковую дефектоскопию поверхностного слоя.
Каждое изделие маркируется с указанием номинальной грузоподъёмности, заводского номера и даты изготовления. Клеймо приёмки ОТК наносится после гидравлических испытаний пробной нагрузкой, составляющей 1,25 от номинальной — 156,25 т. Результаты испытаний фиксируются в паспорте изделия, который является обязательным документом при эксплуатации штропа.
Условия эксплуатации и обслуживание
Штропы ШБД-125-1050 работают в составе следующих узлов буровой установки:
- талевая система — соединение вертлюга с элеватором;
- спуско-подъёмный механизм — передача нагрузки от колонны к талевому канату;
- система автоматизации СПО — взаимодействие с механизмами АСП при наращивании свечей;
- буровые ключи — восприятие реактивного момента при свинчивании труб;
- аварийно-спасательные работы — извлечение прихваченной колонны с натяжением до 125 т.
Перед каждым спуско-подъёмным циклом штроп подвергается визуальному осмотру на предмет трещин, задиров и остаточных деформаций. Периодическое контрольное нагружение проводится не реже одного раза в 12 месяцев, а после каждого случая превышения номинальной нагрузки или динамического удара — внепланово. Износ проушин по внутреннему диаметру не должен превышать 3% от номинального размера, при превышении штроп выводится из эксплуатации.
Хранение штропов осуществляется в подвешенном состоянии или на деревянных подкладках в закрытых помещениях с относительной влажностью не более 75%. Консервация рабочих поверхностей производится смазкой типа «Солидол» или аналогами, предотвращающими коррозионное поражение при транспортировке и межсменном хранении.
Вопросы и ответы
Чем ШБД-125-1050 отличается от штропов других типоразмеров?
Основное отличие — межосевое расстояние 1050 мм, которое определяет совместимость с конкретными моделями вертлюгов и элеваторов. Штропы с меньшим расстоянием (например, 750 мм) применяются для облегчённых буровых установок, а с большим (1400 мм) — для установок грузоподъёмностью свыше 250 тонн.
Какая периодичность испытаний штропа ШБД-125-1050?
Плановое контрольное нагружение пробной нагрузкой 156,25 т проводится не реже одного раза в 12 месяцев. Внеплановые испытания назначаются после аварийных нагрузок, ремонтных воздействий или при обнаружении дефектов при визуальном осмотре.
Допускается ли сварка штропов ШБД-125-1050?
Сварка и любые виды термической правки штропов категорически запрещены. Изделие является цельной поковкой, и нарушение структуры металла в зоне сварного шва приводит к недопустимому снижению усталостной прочности при циклическом нагружении.
Какие дефекты штропа являются основанием для выбраковки?
К выбраковке приводят: трещины любой ориентации и длины, остаточная деформация более 2 мм на 1000 мм длины, износ проушин свыше 3% диаметра, коррозионные раковины глубиной более 1 мм, а также любые следы перегрева или электрической дуги.
