Двухструнные штропы ШБД-320-2700: конструкция и применение в буровых установках
Двухструнные штропы ШБД-320-2700 — грузоподъёмные элементы талевой системы буровых установок, предназначенные для соединения вертлюга с крюком или крюкоблоком. Исполнение ШБД (штропы буровые двухструнные) с межцентровым расстоянием 2700 мм рассчитано на работу в составе оснастки с нагрузкой до 320 тс, что соответствует условиям бурения глубоких скважин и эксплуатации станков класса грузоподъёмности 320–400 т.
Конструктивно ШБД-320-2700 представляют собой две параллельные ветви, изготовленные из легированной стали, с проушинами для навешивания на зев крюка и пальцевого крепления к серьге вертлюга. Такая схема обеспечивает равномерное распределение нагрузки между ветвями и исключает перекосы при работе с наклонными талевыми канатами. Нормируемый запас прочности по пределу текучести для штропов данного типоразмера составляет не менее 3,0, что регламентировано требованиями ПБ 08-624-03 и ГОСТ 28487-90.
Технические параметры ШБД-320-2700
Основные геометрические и прочностные характеристики штропов ШБД-320-2700 определяют их совместимость с буровым оборудованием и условиями монтажа в талевой системе. Межцентровое расстояние 2700 мм подбирается под габариты крюкоблока и вертлюга, обеспечивая необходимый зазор для прохода талевого каната и предотвращения задевания за элементы вышки.
| Параметр | Значение | Единица измерения | Метод контроля | Примечание |
|---|---|---|---|---|
| Номинальная грузоподъёмность | 320 | тс | Расчётный | При коэффициенте запаса 3,0 |
| Межцентровое расстояние | 2700 | мм | Линейный замер | По осям проушин |
| Диаметр ветви | 90 | мм | Штангенциркуль | В средней части |
| Масса комплекта | 1850 | кг | Взвешивание | Две ветви с пальцами |
| Материал | 20Х2Н4А | — | Хим. анализ | После термообработки |
Материал и термообработка
Ветви штропов ШБД-320-2700 изготавливаются из конструкционной легированной стали 20Х2Н4А, обеспечивающей сочетание высокой прочности и ударной вязкости при низких температурах. После механической обработки детали подвергаются закалке с последующим высоким отпуском, что формирует структуру сорбита отпуска с пределом текучести не менее 785 МПа и относительным удлинением не менее 12%. Такой комплекс свойств исключает хрупкое разрушение при динамических нагрузках, возникающих при спуско-подъёмных операциях.
Поверхность проушин и переходных зон упрочняется методом наклёпа или поверхностной закалки ТВЧ для повышения износостойкости в зонах контакта с пальцами и зевом крюка. Контроль качества включает ультразвуковую дефектоскопию поковок и магнитопорошковый контроль готовых изделий на отсутствие трещин и расслоений.
Применение в талевой системе
Штропы ШБД-320-2700 применяются в следующих узлах и режимах эксплуатации:
- в составе талевой системы буровых установок «Уралмаш 3000 ЭУК», «Уралмаш 4000» и аналогичных станков с нагрузкой на крюке до 320 тс;
- при бурении эксплуатационных и разведочных скважин глубиной до 6500 м с использованием бурильных труб диаметром 114–168 мм;
- в процессе спуско-подъёмных операций с обсадными колоннами массой до 300 т;
- при работе с вертлюгами типа УВ-320 и крюкоблоками КБ-320, имеющими соответствующие присоединительные размеры;
- в условиях умеренного и холодного климата при температуре окружающей среды до –50 C.
Монтаж штропов ШБД-320-2700 выполняется путём навешивания проушин на рога крюка с последующей фиксацией предохранительными замками. Крепление к серьге вертлюга осуществляется пальцами с шплинтовкой, исключающей самопроизвольное выпадение при вибрации. Периодическое освидетельствование проводится не реже одного раза в 6 месяцев с проведением нагрузочных испытаний на 1,25 номинальной грузоподъёмности.
Вопросы и ответы
Чем двухструнные штропы ШБД-320-2700 отличаются от однорогих аналогов?
Двухструнная схема распределяет нагрузку на две ветви, что снижает изгибающий момент в зоне контакта с крюком и повышает устойчивость вертлюга при вращении бурильной колонны. Однорогие штропы применяются при меньших нагрузках и не обеспечивают требуемой жёсткости системы для станков класса 320 т.
Какая периодичность испытаний предусмотрена для ШБД-320-2700?
Согласно нормам Ростехнадзора, штропы подлежат освидетельствованию каждые 6 месяцев с проведением статических испытаний нагрузкой 400 тс (1,25 от номинальной). После каждого капитального ремонта или реставрации проводятся внеочередные испытания.
Допускается ли эксплуатация ШБД-320-2700 при отрицательных температурах?
Да, материал 20Х2Н4А после термообработки сохраняет ударную вязкость не менее 40 Дж/см при –50 C, что подтверждено испытаниями на образцах с V-образным надрезом. Ограничений по минимальной температуре эксплуатации для данного исполнения нет.
Какие дефекты штропов являются браковочными признаками?
К браковке приводят трещины любой ориентации, выявленные МПД или УЗК, остаточная деформация ветвей более 2 мм на 1000 мм длины, износ проушин свыше 5% от номинального диаметра, а также следы коррозионного растрескивания в зонах сварных швов.
