Защитные прокладки из скального листа под ОНК ЗК ОНК-108: технические характеристики и применение
Защитные прокладки из скального листа под ОНК ЗК ОНК-108 — это формоустойчивые элементы, изготовленные методом шлифовки природного скального массива (гранит, габбро, базальт) и предназначенные для установки в узлах опорно-направляющих колец (ОНК) забойных компоновок серии ОНК-108. Основная функция изделия — компенсация осевых и радиальных нагрузок, защита посадочных поверхностей корпуса ОНК от абразивного износа и предотвращение контактной коррозии в условиях высоких динамических воздействий при бурении.
Конструктивные особенности и материалы
Скальный лист для прокладок под ОНК-108 получают из блоков изверженных пород с пределом прочности на сжатие не ниже 120 МПа. Заготовки проходят алмазную резку, черновое и чистовое шлифование, калибровку по толщине с допуском 0,05 мм. Рабочие поверхности обрабатываются до шероховатости Ra 1,6 мкм, что обеспечивает плотное прилегание к ответным деталям ОНК-108 без дополнительной притирки.
Ключевые параметры скального листа, применяемого для прокладок ОНК-108:
- Плотность породы — 2700–3100 кг/м в зависимости от петрографического состава.
- Водопоглощение — не более 0,3 % по массе.
- Морозостойкость — не ниже F200 (для условий Крайнего Севера).
- Теплопроводность — 2,5–3,5 Вт/(мК).
- Диэлектрическая прочность — 15–25 кВ/мм.
- Коэффициент линейного расширения — (6–9) 10 1/C.
Типоразмеры и геометрия
Прокладки под ОНК-108 выпускаются в виде плоских шайб, сегментных вкладышей и профильных пластин. Типовые габариты привязаны к посадочным местам ОНК-108 и составляют от 40 40 мм до 180 180 мм при толщине 3–20 мм. Отклонение от плоскостности — не более 0,1 мм на 100 мм длины. Кромки притупляются фаской 0,5 45 для исключения сколов при монтаже.
| Типоразмер | Толщина, мм | Порода | Прочность на сжатие, МПа | Рабочая температура, C |
|---|---|---|---|---|
| 40 40 | 3 | Гранит | 140 | –60…+200 |
| 60 60 | 5 | Габбро | 180 | –60…+250 |
| 80 80 | 8 | Базальт | 200 | –70…+300 |
| 100 100 | 10 | Гранит | 150 | –60…+200 |
| 120 120 | 12 | Габбро-диабаз | 220 | –60…+250 |
| 150 150 | 16 | Базальт | 210 | –70…+300 |
| 180 180 | 20 | Гранит | 160 | –60…+200 |
Условия эксплуатации в составе ОНК-108
Прокладки устанавливаются в опорно-направляющих кольцах ОНК-108, работающих в составе винтовых забойных двигателей и роторных компоновок при бурении скважин диаметром 108 мм. В процессе работы изделие воспринимает:
- Осевую нагрузку на долото — до 250 кН.
- Крутящий момент — до 12 кНм.
- Вибрационные воздействия с частотой 5–50 Гц.
- Гидроабразивный поток бурового раствора с содержанием твёрдой фазы до 15 %.
- Контакт с агрессивными средами (сероводород, углекислый газ, минерализованная вода).
Скальный лист сохраняет геометрическую стабильность при знакопеременных нагрузках, не набухает и не теряет прочностных характеристик при насыщении пластовыми флюидами. В отличие от полимерных и резиновых аналогов, прокладки из скального листа под ОНК-108 не подвержены старению под действием температуры и УФ-излучения при хранении и транспортировке.
Области применения
Прокладки из скального листа под ОНК-108 востребованы в следующих сегментах:
- Нефтегазовый сервис — ремонт и комплектация опорно-направляющих колец винтовых забойных двигателей.
- Горнорудная промышленность — оснащение буровых станков шарошечного и пневмоударного бурения.
- Строительство скважин на воду — защита узлов погружных насосных агрегатов.
- Геологоразведка — комплектация колонковых снарядов и обсадных систем.
- Металлургия — изоляция рабочих поверхностей прокатного оборудования от контакта с горячим металлом.
Контроль качества и приёмка
Каждая партия прокладок под ОНК-108 проходит входной контроль по следующим параметрам: геометрические размеры (штангенциркуль, микрометр, поверочная плита), плотность (гидростатическое взвешивание), прочность на сжатие (пресс испытательный), петрографический анализ (шлиф микроскопический). Приёмка осуществляется по ТУ производителя с оформлением паспорта на партию. Допускается комплектация прокладок вкладышами из разных пород в пределах одного типоразмера при условии соответствия прочностных характеристик.
Вопросы и ответы
Какая порода скального листа оптимальна для прокладок под ОНК-108 при бурении в условиях сероводородной агрессии?
Для сред с HS рекомендуется габбро-диабаз: он обладает минимальным водопоглощением (до 0,1 %) и высокой кислотостойкостью, что снижает риск разрушения прокладки при контакте с агрессивными пластовыми флюидами.
Выдерживают ли прокладки из скального листа под ОНК-108 ударные нагрузки при спуско-подъёмных операциях?
Да, при толщине от 8 мм и прочности породы на сжатие не ниже 180 МПа прокладки сохраняют целостность при ударных нагрузках до 50 кН, возникающих при посадке компоновки на забой.
Какой допуск на толщину прокладок под ОНК-108 обеспечивается при шлифовке?
Стандартный допуск составляет 0,05 мм. Для прецизионных узлов ОНК-108 с повышенными требованиями к осевому зазору допуск может быть ужесточён до 0,02 мм.
Возможна ли замена скальных прокладок на полимерные аналоги в ОНК-108?
Замена возможна только при снижении рабочих нагрузок. Полимерные прокладки уступают скальному листу по теплостойкости (максимум +150 C против +300 C) и не обеспечивают стабильность геометрии при длительном контакте с буровым раствором.
