Опорно-направляющие кольца ОНК-820: конструкция и применение в буровом оборудовании
Опорно-направляющие кольца ОНК-820 — это прецизионные узлы, предназначенные для фиксации и центрирования колонны бурильных труб в устьевом оборудовании и противовыбросовых устройствах. Исполнение ОНК-820 рассчитано на работу в составе превенторных блоков и вращающихся устройств, где требуется стабильное удержание инструмента при осевых нагрузках и знакопеременном крутящем моменте. Конструкция кольца обеспечивает равномерное распределение контактных напряжений по поверхности трубы, что критично при использовании буровых установок с высоким ресурсом хода.
Кольца данного типоразмера изготавливаются из легированных конструкционных сталей с последующей термической обработкой до твердости 285–341 HB. Рабочие поверхности проходят механическую обработку с шероховатостью Ra не более 1,6 мкм, что исключает задиры на теле бурильной трубы при спуско-подъемных операциях. Геометрические параметры ОНК-820 контролируются по внутреннему и наружному диаметрам с допуском H8/h8, обеспечивающим посадку с гарантированным зазором в корпусе превентора.
Технические характеристики ОНК-820
Основные параметры опорно-направляющих колец ОНК-820 регламентируются отраслевыми техническими условиями на устьевое оборудование. Посадочный диаметр 820 мм соответствует условному проходу превенторной установки, что позволяет применять кольцо в составе блоков с номинальным диаметром прохода 520 мм и более. Рабочее давление, на которое рассчитан узел, достигает 35 МПа при температуре окружающей среды от –50 до +50 C.
| Параметр | Значение для ОНК-820 | Метод контроля | Условия эксплуатации | Примечание |
|---|---|---|---|---|
| Наружный диаметр | 820 мм | Штангенциркуль ШЦ-II | Стационарный монтаж | Поле допуска h8 |
| Внутренний диаметр | 520–560 мм | Нутромер индикаторный | Под бурильную трубу | Зависит от компоновки |
| Высота кольца | 180–220 мм | Линейка измерительная | В корпусе превентора | По ТУ завода |
| Твердость поверхности | 285–341 HB | Твердомер ТШ-2 | После закалки | Без цементации |
Особенности монтажа и совместимость
Установка опорно-направляющего кольца ОНК-820 выполняется в расточку корпуса превентора или фланцевого адаптера с фиксацией от проворота стопорными винтами. При монтаже необходимо контролировать соосность кольца относительно оси скважины — отклонение не должно превышать 0,5 мм на метр длины. Для уплотнения контактной зоны применяются резиновые кольца круглого сечения по ГОСТ 9833, устанавливаемые в канавки на наружной поверхности ОНК-820.
Кольца ОНК-820 совместимы с бурильными трубами диаметром 127–168 мм, включая утяжеленные бурильные трубы (УБТ) и трубы из алюминиевых сплавов. При использовании с трубами, имеющими протекторные пояски, внутренний диаметр кольца подбирается индивидуально под фактический размер замкового соединения. В процессе эксплуатации допускается износ внутренней поверхности до 3 мм по диаметру, после чего кольцо подлежит замене или восстановлению наплавкой с последующей расточкой.
Области применения ОНК-820
- Превенторные установки типа ПУ1-23035 и аналогичные с условным проходом 230 мм
- Устьевое оборудование для кустового бурения на нефтяных и газовых месторождениях
- Вращающиеся устройства верхнего привода при бурении с управляемым давлением
- Цементировочные головки и фонтанные арматуры с проходным сечением 820 мм
- Стендовое оборудование для испытаний противовыбросовых систем
Критерии выбора и контроль качества
При подборе опорно-направляющего кольца ОНК-820 для конкретной компоновки устьевого оборудования следует учитывать фактический диаметр замковых соединений бурильной колонны и тип применяемых долот. Для наклонно-направленных скважин с интенсивностью искривления более 3 на 10 м рекомендуется устанавливать кольца с увеличенной высотой, обеспечивающей большую площадь контакта с трубой. Каждое кольцо перед отгрузкой проходит ультразвуковой контроль на отсутствие внутренних дефектов и проверку геометрических размеров.
В условиях низких температур (до –50 C) применяется исполнение ОНК-820 с повышенной ударной вязкостью материала — не менее 27 Дж/см при температуре испытания –40 C. Для сероводородсодержащих сред предусмотрено исполнение с ограничением твердости до 22 HRC, исключающее риск сульфидного растрескивания под напряжением. Кольца поставляются с паспортом предприятия-изготовителя и маркировкой, содержащей типоразмер, номер плавки и дату изготовления.
Вопросы и ответы
Какая труба проходит через кольцо ОНК-820?
Через опорно-направляющее кольцо ОНК-820 проходят бурильные трубы диаметром 127–168 мм, включая УБТ. Внутренний проходной диаметр кольца составляет 520–560 мм, что обеспечивает зазор не менее 10 мм между телом трубы и рабочей поверхностью.
Как часто требуется замена ОНК-820?
Периодичность замены зависит от интенсивности спуско-подъемных операций и абразивности промывочной жидкости. Допустимый износ внутренней поверхности составляет 3 мм по диаметру. При соблюдении регламента обслуживания ресурс кольца достигает 2000 циклов СПО.
Можно ли восстановить изношенное кольцо ОНК-820?
Да, восстановление выполняется наплавкой износостойким материалом с последующей механической обработкой до номинальных размеров. После восстановления кольцо подвергается термической обработке и контролю твердости, однако повторное восстановление допускается не более двух раз.
Какое давление выдерживает узел с ОНК-820?
Рабочее давление, при котором эксплуатируется кольцо в составе превенторной установки, составляет до 35 МПа. Само кольцо не является герметизирующим элементом — его функция ограничена центрированием и опорой колонны, поэтому давление воспринимается корпусом оборудования.
