Модернизация шарнирных соединений

При переходе на новые секции рабочих органов с высокими энергетическими параметрами остро встает проблема надежности шарнирных соединений, передающих крутящий момент от секции на шпиндель. Для ее решения мы разработали и внедрили новые конструкции шарниров с увеличенной на 26% нагрузочной способностью по сравнению с серийными аналогами. В новых конструкциях улучшена кинематика движений деталей, которая исключает дополнительные радиальные усилия на секцию рабочих органов и радиальные подшипники при работе двигателя в искривленном состоянии. Текущие наработки на новые шарниры составляют 250–300 ч. Параллельно

проводится отработка конструкции торсионов, изготовленных из высокопрочного титанового сплава. На данный момент средние наработки на титановые торсионы составляют 350–400 ч, за время их внедрения и эксплуатации не произошло ни одной поломки.

Новые решения в конструкции гидравлических забойных двигателей производства ооо «вниибт-буровой инструмент»

В зависимости от геологического разреза скважины, типа применяемого долота и оснащения буровой установки «ВНИИБТ-Буровой инструмент» (ВНИИБТ-БИ)

предлагает различные типы ГЗД — винтовые забойные двигатели (ВЗД), турбобуры или редукторные турбобуры. На предприятии постоянно проводятся работы по совершенствованию конструкции ГЗД. В предлагаемой статье описываются основные направления данных работ.

№1 2012НОВЫЕ РЕЗЬБОВЫЕ СОЕДИНЕНИЯ

С целью снижения вероятности аварии при бурении были внедрены несколько новых типов резьбовых соединений с повышенной усталостной прочностью. Отличительной особенностью новых резьбовых соединений является снижение максимальных напряжений в зоне опасного сечения. В настоящий момент на предприятии ведутся работы по упрочнению резьбы методами холодного деформирования поверхностного

слоя. Также прорабатывается вариант использования полимерного покрытия для работы с применением буровых растворов, насыщенных сероводородом. Для определения влияния различных факторов на прочность резьбового соединения на производственной площадке «ПМЗ» устанавливается стенд УП-200М, предназначенный для проведения испытаний на усталость по симметричному циклу натурных образцов резьб ГЗД диаметром 150–240 мм (рис. 2). Стенд УП-200М создан на базе стенда УП-200 лаборатории резьбовых соединений НПО «Буровая техника». Новый стенд представляет собой колебательную систему, позволяющую прикладывать к испытуемому образцу знакопеременный изгибающий момент. Частота колебаний (амплитуда) регулируется изменением частоты вращения электродвигателя. Ввод стенда в эксплуатацию запланирован на 1-й квартал 2012 года.

Применение современных материалов

Одновременно с ростом моментоемкости долот повышаются и требования к несущей способности шарнирных соединений, а также к прочности корпусных деталей ГЗД. Одним из способов решения данной проблемы является применение новых сталей с улучшенными механическими свойствами. В 2011 году для изготовления деталей шарниров мы освоили новую высоколегированную сталь, характеризующуюся повышенной прочностью и пластичностью (табл.1). Новая сталь обладает хорошей прокаливаемостью и не имеет зоны повышенной хрупкости при твердости свыше