Эксплуатационные штропы ШЭ-100 в Минске

Эксплуатационные штропы ШЭ-100: конструкция и применение в буровых установках

Эксплуатационные штропы ШЭ-100 — это грузоподъёмные элементы талевой системы буровых установок, рассчитанные на работу с нагрузкой 100 тонн. Они предназначены для соединения вертлюга с крюком или крюкоблоком и передачи усилия от талевого каната на бурильную колонну в процессе спуско-подъёмных операций и бурения.

Штропы ШЭ-100 относятся к категории эксплуатационных — в отличие от штропов для СПО (спуско-подъёмных операций) и аварийных, они применяются в штатном режиме при выполнении технологических операций. Конструктивно штроп ШЭ-100 представляет собой замкнутую петлю овальной формы с утолщением в нижней части, которое формирует опорную поверхность для посадки на зев крюка.

Технические характеристики штропов ШЭ-100

Штропы ШЭ-100 изготавливаются методом свободной ковки из легированной стали, обеспечивающей сочетание высокой прочности и вязкости при ударных нагрузках. Основные параметры штропов ШЭ-100 регламентируются отраслевой нормативной документацией для бурового оборудования.

• Номинальная грузоподъёмность — 100 т (980,7 кН)
• Материал — сталь марки 20ХГНТР или аналогичная легированная сталь с пределом текучести не менее 600 МПа
• Твёрдость рабочих поверхностей — 255–302 HB
• Коэффициент запаса прочности — не менее 3,0 по пределу текучести
• Исполнение — с параллельными ветвями или с разведёнными ветвями под конкретный тип крюка

Каждый штроп ШЭ-100 проходит неразрушающий контроль — ультразвуковую дефектоскопию и магнитопорошковый контроль — на стадии изготовления. Маркировка наносится методом клеймения на боковой поверхности и содержит заводской номер, номинальную грузоподъёмность и дату изготовления.

Конструктивные особенности и геометрия

Геометрия штропа ШЭ-100 определяет его совместимость с зевом крюка и серьгой вертлюга. Внутренний размер зева должен соответствовать диаметру серьги вертлюга, а радиус кривизны нижней части — радиусу опорной поверхности зева крюка. Несоблюдение геометрического соответствия приводит к точечным контактам и локальным перенапряжениям в зоне сопряжения.

Штропы ШЭ-100 выпускаются в двух основных исполнениях:

• ШЭ-100-1 — с параллельными ветвями для стандартных крюков типа КП
• ШЭ-100-2 — с разведёнными ветвями для крюков с увеличенным зевом

Поперечное сечение штропа — прямоугольное со скруглёнными углами. Такая форма обеспечивает равномерное распределение напряжений по сечению и исключает концентраторы напряжений в виде острых кромок. Переход от прямолинейных участков к криволинейным выполнен с плавным радиусом, что снижает уровень локальных напряжений при нагружении.

Условия эксплуатации и контроль состояния

Штропы ШЭ-100 работают в условиях циклического нагружения с амплитудой от собственного веса колонны до полной нагрузки. В процессе эксплуатации они подвергаются абразивному износу в зоне контакта с крюком, а также воздействию бурового раствора и атмосферных факторов.

Периодический контроль штропов ШЭ-100 включает:

• Визуальный осмотр рабочих поверхностей на наличие трещин, задиров и коррозионных повреждений
• Замер геометрических размеров в контрольных сечениях для выявления остаточной деформации
• Ультразвуковой контроль зон максимальных напряжений — не реже одного раза в 12 месяцев
• Проверку маркировки и паспортных данных

Браковочным признаком является уменьшение площади поперечного сечения в любом месте штропа более чем на 10% от номинального значения, наличие трещин любой протяжённости, а также остаточная деформация, превышающая допустимые значения, установленные паспортом изделия.

Применение в составе бурового оборудования

Штропы ШЭ-100 применяются в талевых системах буровых установок грузоподъёмностью 100–160 тонн, включая установки для бурения нефтяных и газовых скважин глубиной до 4000 метров. Они используются в паре с вертлюгами типа УВ-100 и крюками типа КП-100, обеспечивая кинематическую связь между вращающейся бурильной колонной и неподвижной талевой системой.

В составе буровой установки штропы ШЭ-100 работают совместно с талевым блоком, кронблоком и лебёдкой. При выполнении спуско-подъёмных операций штропы воспринимают полный вес бурильной колонны, который при глубине скважины 4000 метров может достигать 80–90 тонн, что приближает режим работы к номинальной нагрузке.

Порядок приёмки и ввода в эксплуатацию

При поступлении штропов ШЭ-100 на буровую установку проводится входной контроль: сверяются паспортные данные с маркировкой, проверяется наличие сертификата качества завода-изготовителя и результатов неразрушающего контроля. Перед первым применением штропы подвергаются испытанию нагрузкой, составляющей 1,25 от номинальной, с выдержкой под нагрузкой в течение 5 минут.

Хранение штропов ШЭ-100 осуществляется на стеллажах в горизонтальном положении или в подвешенном состоянии, исключающем контакт рабочих поверхностей с грунтом и посторонними предметами. Консервация рабочих поверхностей производится смазочными материалами на период хранения более одного месяца.

Вопросы и ответы