Почему бурильные штанги выходят из строя преждевременно? 14 правил эксплуатации, защищающих всю бурильную колонну.
Буровая штанга редко выходит из строя без предупреждения.
Предупреждающим признаком может быть отполированный участок в месте трения кольца, внезапно затянувшаяся нить или спиральная царапина, идущая по корпусу удилища. Эти детали легко проигнорировать, когда бригада находится под давлением, стремясь завершить очередную спуску.
Затем стержень ломается.
Производство останавливается, часть буровой колонны может остаться в скважине, а деталь, которая должна была прослужить гораздо дольше, становится металлоломом. Во многих случаях сама сталь не является настоящей проблемой. Повреждение началось из-за неподходящего бурового стержня, загрязненной резьбы, неправильной центровки или одного неосторожного движения тисков.
Вот 14 практических правил, которые помогут предотвратить подобные неудачи.
1. Подберите буровую штангу к буровой установке.
Начните с выбора оснастки, а не с каталога удилищ.
Буровая штанга должна соответствовать крутящему моменту машины, усилию на разрыв и минимально допустимому радиусу изгиба. Слишком легкая штанга может погнуться или сломаться под нагрузкой. Излишняя тяжесть штанги может увеличить стоимость и создать дополнительную нагрузку на другие компоненты.
Также следует учитывать пластовые условия, диаметр скважины, глубину бурения, метод промывки и тип резьбы. Выбор бурильной штанги — это системное решение, а не выбор, основанный только на диаметре.
2. Не смешивайте буровые штанги большого и малого диаметра.
Прямое соединение стержня большого диаметра со стержнем меньшего диаметра приводит к резкому изменению жесткости и несущей способности.
Слабое место становится стержень меньшего диаметра. Под воздействием крутящего момента, осевой нагрузки, изгиба и многократных ударов напряжение концентрируется вокруг переходного элемента и резьбового соединения. Результатом может стать деформация, повреждение резьбы или полное разрушение.
Если необходим переходник по диаметру, используйте адаптер соответствующей конструкции и соблюдайте ограничения, установленные производителем оборудования.
3. Держите тиски подальше от внутренней резьбы.
Тиски способны создать достаточное усилие, чтобы деформировать соединение в женской части изделия.
Когда внутренняя резьба теряет свою первоначальную форму, ответный штифт может перестать правильно входить. Принудительное соединение только усугубляет повреждение. Резьба начинает неравномерно распределять нагрузку, ускоряя износ и увеличивая риск заедания.
Зажимайте зажимы только в специально отведенной зоне для работы и используйте подходящие зажимы или защитные вставки.
4. Приложите необходимое усилие.
Свободно закрепленное резьбовое соединение смещается под воздействием буровых нагрузок. Это смещение приводит к трению сопрягаемых поверхностей друг о друга, заострению гребней резьбы и образованию борозд вдоль боковых поверхностей.
В конечном итоге соединение может заедать, ослабевать или трескаться вблизи основания резьбы штифта.
Чрезмерное усилие при затяжке также опасно. Оно может затруднить разрыв соединения и привести к перегрузке резьбы или бурильной штанги. В рекомендациях производителя указано, что гидравлическое давление при затяжке должно оставаться в пределах 15 МПа, однако всегда следует отдавать приоритет значению, указанному производителем буровой установки и бурильных штанг.
Никогда не нагревайте трудноразъемное соединение открытым пламенем. Нагрев изменяет механические свойства стали и может необратимо ослабить соединение.
5. Очистите обе резьбы перед сборкой.
Небольшая частица абразивного материала, застрявшая между штифтом и коробкой, может действовать как полировальная паста.
Перед соединением двух стержней тщательно очистите наружную и внутреннюю резьбу. Удалите грязь, частицы камней, ржавчину и старые загрязнения. Одновременно осмотрите буртик.
Соединение, которое издалека выглядит чистым, может содержать абразивные частицы глубоко внутри резьбы.
6. Очистите промывочный канал.
Перед сборкой проверьте внутренний водоотводящий канал стержня.
Грязь, накипь, поврежденные уплотнения или посторонние предметы могут ограничивать проходимость и повышать давление внутри промывочной системы. Некачественная промывка также снижает удаление бурового шлама, повышает температуру бурового долота и заставляет буровую установку работать с большей нагрузкой.
Перед тем как буровой штанга войдет в скважину, необходимо прочистить проход. Это гораздо проще, чем диагностировать проблему с давлением после начала бурения.
7. Никогда не применяйте силу к смещенной резьбе.
Перед нанесением макияжа булавку и коробочку необходимо расположить по центру.
Не допускайте удара штифта о буртик или резьбу. Убедитесь, что устройство отрыва, шпиндель силовой головки и сверлильный стержень правильно выровнены. Если соединение не фиксируется плавно, остановитесь и осмотрите его.
Перекос резьбы нельзя исправить увеличением крутящего момента. Увеличение силы просто превращает небольшую проблему с выравниванием в повреждение соединения.
8. Ознакомьтесь с необычными следами износа.
Любой аномальный износ имеет свою причину.
Острый предмет внутри отверстия может поцарапать корпус стержня. Изношенная или смещенная направляющая может многократно тереться об одно и то же место. Спиральные следы могут указывать на контакт во время вращения стержня под изгибающей нагрузкой.
Спиральная царапина вокруг корпуса бурового стержня глубиной приблизительно 1 мм, продолжающаяся более одного оборота, требует немедленного внимания. Продолжение бурения этим стержнем чревато усталостным разрушением и дорогостоящей операцией по извлечению шурупа.
9. Замените поврежденные кроссоверные соединения.
Поврежденный переходник или адаптер бурильной колонны может разрушить резьбу на каждой подключенной к нему штанге.
Неравномерное расположение резьбы, перекрещивание резьбы, деформация и сильный износ не должны рассматриваться как косметические дефекты. Как только соединение перестает равномерно распределять нагрузку, оно передает аномальное напряжение на буровую штангу.
Перед установкой нового стержня замените неисправный соединительный элемент.
10. Защитите резьбу штифта во время обращения с ним.
Многие резьбовые соединения повреждаются еще до начала сверления.
При подъеме, штабелировании, транспортировке или перемещении буровых штанг по площадке незащищенный штифт может удариться о стальные стеллажи, землю или другую штангу. Небольшая вмятина может помешать правильной сборке или создать концентрацию напряжений.
Используйте защитные колпачки для резьбы и избегайте падения или волочения буровых штанг по земле.
11. Избегайте смешивания стержней из разных систем.
Два стержня могут иметь, казалось бы, одинаковую резьбу, но при этом отличаться конусностью, диаметром шага резьбы, геометрией плеча, допуском или натягом.
Такие различия могут возникать между производителями, поскольку их процессы обработки, оснастка, технические характеристики и контроль качества не идентичны. Смешивание сильно изношенных шатунов с новыми может привести к аналогичному несоответствию.
Для надежного бурения храните совместимые буровые штанги вместе и отслеживайте их рабочее состояние.
12. Своевременно устраняйте незначительные повреждения резьбы.
Локализованные повреждения, затрагивающие примерно одну-две нити на протяжении около 10 мм, могут быть устранены, если обнаружены на ранней стадии.
Перед повторным вводом соединения в эксплуатацию его следует осмотреть и восстановить с использованием утвержденного метода. Не следует прибегать к импровизации, такой как агрессивная шлифовка, сварка или неконтролируемая механическая обработка. Эти методы могут изменить профиль резьбы или создать новые точки напряжения.
Когда повреждения превысят допустимый предел для ремонта, следует вывести удилище из эксплуатации.
13. Не зажимайте корпус стержня небрежно.
Зажимание корпуса стержня жесткими губками тисков может оставить вмятины и глубокие следы.
Эти следы уменьшают эффективное поперечное сечение и действуют как концентраторы напряжений при циклическом изгибе и кручении. В результате стержень может треснуть в месте, которое изначально выглядело как незначительная царапина от обработки.
Используйте указанное положение зажима и соответствующее зажимное оборудование.
14. Используйте подходящую резьбонарезную пасту.
Обычная смазка не заменяет резьбонарезной пасты для буровых штанг.
Подходящая резьбонарезная паста обеспечивает смазку, разделяет нагруженные металлические поверхности, защищает от коррозии и помогает предотвратить заедание. Слишком малое количество пасты может повредить буртик и создать неровности, которые могут привести к ослаблению соединения.
Нанесите на очищенную резьбу соответствующее средство в рекомендуемом количестве. Загрязненная, некачественная или несовместимая смазка может нанести почти такой же вред, как и ее отсутствие.
Пятиминутная проверка бурильной штанги
Перед тем как опустить следующую штангу в скважину, проверьте пять вещей:
Совместимы ли тип стержня и резьбы с буровой установкой и буровой колонной?
Чистые ли штифт, коробка, плечо и промывочный канал?
Была ли применена правильная герметизирующая паста для резьбы?
Выровнены ли шпиндель, шток и погрузочно-разгрузочное оборудование?
Имеются ли вмятины, спиральные царапины, аномальный износ или поврежденная резьба?
Эта проверка занимает меньше времени, чем восстановление оборванной бурильной колонны.
Срок службы бурильных штанг определяется не только маркой стали и термообработкой. Выбор, выравнивание, чистота, смазка, обращение и контроль качества — всё это имеет значение. Компания Гея Камень поставляет буровое оборудование для горнодобывающей промышленности, разработки карьеров, прокладки туннелей и строительства. Свяжитесь с нашей командой, чтобы обсудить технические характеристики бурильных штанг и совместимые буровые компоненты для вашего оборудования и грунтовых условий.
