Бурильные штропы ШБД-320-2700: конструкция и применение
Бурильные штропы ШБД-320-2700 — грузоподъёмные элементы талевой системы буровых установок, предназначенные для соединения вертлюга с элеватором при спуско-подъёмных операциях. Исполнение ШБД (штроп буровой двойной) с межосевым расстоянием 2700 мм рассчитано на работу в составе комплекса оборудования для бурения скважин глубиной до 5000 м. Номинальная нагрузка 320 тс определяет применение штропа в буровых установках класса грузоподъёмности 320–400 т.
Штропы ШБД-320-2700 эксплуатируются в составе талевой системы: два штропа соединяют серьгу вертлюга с проушинами элеватора, обеспечивая передачу нагрузки от талевого блока на бурильную колонну. Конструкция двойного штропа с двумя параллельными ветвями исключает изгибающие моменты на резьбовых соединениях ведущей трубы и повышает устойчивость элеватора при захвате свечи. Работоспособность штропа сохраняется при температуре окружающей среды от –50 C до +40 C, что допускает применение в условиях Крайнего Севера и в регионах с жарким климатом.
Технические характеристики ШБД-320-2700
Штропы ШБД-320-2700 изготавливаются из легированной стали 40ХН2МА с последующей нормализацией и высоким отпуском. Механические свойства материала обеспечивают предел текучести не менее 635 МПа и ударную вязкость KCU не ниже 59 Дж/см при температуре –40 C. Поковки ветвей штропа проходят ультразвуковой контроль на отсутствие внутренних дефектов, а после механической обработки поверхности подвергаются магнитопорошковой дефектоскопии.
Геометрические параметры штропа ШБД-320-2700 регламентированы отраслевой нормативной документацией для бурового оборудования. Проушины штропа имеют внутренний диаметр, согласованный с пальцами вертлюга и элеватора соответствующего типоразмера. Отношение межосевого расстояния к диаметру ветви подобрано из условия минимизации напряжений в зоне перехода от проушины к телу штропа при циклическом нагружении в процессе спуско-подъёмных операций.
| Параметр | Значение | Единица измерения | Метод контроля | Норматив |
|---|---|---|---|---|
| Номинальная грузоподъёмность | 320 | тс | Расчётный | ГОСТ 28487 |
| Межосевое расстояние | 2700 | мм | Линейный замер | Чертёж |
| Материал | 40ХН2МА | — | Хим. анализ | ГОСТ 4543 |
| Предел текучести | 635 | МПа | Испытание | ГОСТ 1497 |
| Ударная вязкость при –40 C | 59 | Дж/см | Испытание | ГОСТ 9454 |
| Рабочая температура | –50…+40 | C | — | Паспорт |
Конструктивные особенности и контроль состояния
Штропы ШБД-320-2700 относятся к сменным элементам талевой системы с ограниченным ресурсом. В процессе эксплуатации штропы подвергаются знакопеременным нагрузкам при подъёме и спуске бурильных свечей, а также статическим нагрузкам при удержании колонны на весу. Концентраторами напряжений служат внутренние поверхности проушин, контактирующие с пальцами элеватора и серьгой вертлюга. Износ проушин по внутреннему диаметру более 5% от номинального размера служит основанием для выбраковки штропа.
Периодическое освидетельствование штропов ШБД-320-2700 проводится в соответствии с требованиями правил безопасности при эксплуатации бурового оборудования. Контроль включает визуальный осмотр поверхности на отсутствие трещин, задиров и коррозионных повреждений, проверку геометрических размеров проушин и межосевого расстояния. Штропы, отработавшие назначенный ресурс или получившие механические повреждения при аварийных ситуациях, подлежат замене. Хранение штропов осуществляется в подвешенном состоянии в вертикальном положении с защитой проушин от попадания абразивных частиц.
Применение в буровых установках
Штропы ШБД-320-2700 применяются в следующих типах бурового оборудования:
- буровые установки класса грузоподъёмности 320–400 т для эксплуатационного и разведочного бурения;
- кустовые площадки при строительстве скважин с горизонтальным окончанием;
- агрегаты для капитального ремонта скважин с повышенной грузоподъёмностью;
- мобильные буровые установки модульного исполнения для труднодоступных районов;
- морские буровые платформы и самоподъёмные установки при бурении со стационарных оснований.
Подбор штропов ШБД-320-2700 осуществляется по фактической нагрузке на крюке, которая не должна превышать номинальную грузоподъёмность с учётом коэффициента запаса. При комплектации талевой системы штропы подбираются парно с одинаковым межосевым расстоянием и диаметром проушин, что обеспечивает равномерное распределение нагрузки между ветвями. Совместимость штропов с элеваторами и вертлюгами конкретных моделей проверяется по присоединительным размерам проушин.
Вопросы и ответы
Чем отличается штроп ШБД-320-2700 от штропа ШБ-320?
Штроп ШБД-320-2700 — двойной штроп с двумя ветвями и межосевым расстоянием 2700 мм, применяемый в паре с вертлюгом и элеватором. Штроп ШБ — одинарный штроп для соединения элеватора с крюком или вертлюгом. Двойная конструкция обеспечивает более устойчивое положение элеватора при захвате свечи и снижает изгибающие нагрузки на ведущую трубу.
Какая периодичность освидетельствования штропов ШБД-320-2700?
Освидетельствование проводится не реже одного раза в 6 месяцев при непрерывной эксплуатации, а также после каждого аварийного случая или ремонта. При работе в агрессивных средах или при высоких темпах бурения периодичность контроля может быть сокращена до 3 месяцев.
Допускается ли сварка штропов ШБД-320-2700?
Сварка штропов ШБД-320-2700 не допускается. Штропы изготавливаются цельноковаными из стали 40ХН2МА, и любое термическое воздействие в процессе эксплуатации приводит к изменению структуры металла и снижению механических свойств. При обнаружении трещин или деформаций штроп подлежит замене.
Какой ресурс работы штропа ШБД-320-2700?
Назначенный ресурс штропа ШБД-320-2700 составляет 1200 циклов спуско-подъёмных операций при номинальной нагрузке. Фактический срок службы зависит от интенсивности эксплуатации, соблюдения режимов бурения и своевременности проведения контрольных осмотров.
