2.4 Короткі теоретичні відомості

Сталеві канати, які використовуються в талевих (полі-спастних) системах установок для буріння глибоких розвід-увальних і експлуатаційних нафтових та газових свердловин, служать гнучким зв'язком між підйомним барабаном лебідки і гаком.

Обертовий рух барабана спонукає намотування або змотування талевого каната, внаслiдок чого довжина його між кронблоком і талевим блоком зменшується або збільшується. Таким чином, обертовий рух барабана бурової лебідки пере-творюється в поступальний рух підйомного гака.

Ведуча вітка талевого каната закріплюється на барабані лебідки, нерухома – в спеціальному пристрої, який виключає утворення залишкових деформацій каната і полегшує його перепускання. Канат в талевій системі послідовно огинає шківи кронблока (з нерухомою віссю) і талевого блока (з рухомою віссю).

В експлуатаційному і розвідувальному бурінні застосо-вуються сталеві талеві канати за ГОСТ 16853-88 діаметром від 25 до 38 мм типу ЛК-РО, які виготовляються шляхом сукання круглих сталок за ГОСТ 3241-80 у трьох конструктивних виконаннях (1, 2 i 3). Технологічний процес виготовлення талевих канатів передбачає подвійне сукання (спочатку – дротин в сталки, пізніше – сталок та осердя – в канат), в результаті одержуються канати тросової конструкції.

Для виготовлення канатів використовують світлий сталевий канатний дріт діаметром від 0,85 до 2,4 мм, волоче-ний з високовуглецевої якісної сталі марок 50, 55, 60, 65 і 70.

За своїми механічними властивостями дріт відповідає ГОСТ 7372-79 і поділяється на марки В і 1, його тимчасовий опір розтягу знаходиться в межах від 1568 до 1764 МПа.

Прямі або попередньо деформовані (преформовані) дротини сукаються довкола центрального дроту в сталки круглого перерізу в декілька шарів, при цьому їх число і діаметр в кожному шарі можуть бути різними або однакови-ми, із заповнювальними дротинами або без них, в залежності від чого конструкція сталки умовно позначається літерами "-О", "-Р", "-РР", "-РО" або "-З". Напрямок сукання дротин в шарах сталки може бути співпадаючим для всіх шарів або протилежним. Дротини, які належать до суміжних (контакту-ючих між собою) шарів, мають між собою точковий (умовне позначення – T), лінійний (Л) або комбінований (ЛТК чи ТЛК) дотик, його вид визначає величину контактних напру-жень при експлуатації.

У залежності від виконання канати мають:

- при виконанні 1  металеве осердя (МС)  додатковий, вміщений всередину основного, сталевий канат з сімох сталок по 7=(1+6) дротин в кожній (значно рідше  циліндричну пружину розтягу) (рис. 2.1, а);

- при виконанні 2  органічне осердя (ОС) за ГОСТ 5269-93 із жорстких листяних (маніла, сізаль) або м’яких стеблових (коноплі, джут) луб’яних волокон, одинарного (односталкове) або подвійного (тристалкове осердя) сукання (рис. 2.1, б);

- при виконанні 3 – пластмасове стрижньове осердя (ПС) з поліетилену високого тиску (рис. 2.1, в).

а) канат з металевим осердям конструкції 77=49;

б) канат з органічним трипасмовим осердям;

в) канат з пластмасовим стрижньовим осердям

Рисунок 2.1 – Перерізи шестисталкових талевих канатів типу ЛК-РО конструкції 631 (1+6+6.6+12)

Для зменшення тертя мiж дротинами i сталками в канаті, підвищення його зносостійкості і антикорозійного захисту застосовуються спеціальні антифрикційні тугоплавкі високов’язкі мастила, які вносяться всередину сталок і каната при їх виготовленні, і якими просочують органічне осердя.

У талевих системах бурових установок використовують рихтовані канати, які не розкручуються при прикладенні нава-нтаження розтягу. Їх виготовляють з преформованих дротин, в яких цілковито знято внутрішні технологічні напруження.

Сталеві канати характеризуються сукупністю геометри-них, механічних, міцнісних і конструктивно-технологічних показників, основні з них наведено в пп. 2.4.1 – 2.4.4 та [2.8.1].