Что такое буровая штанга
Буровая штанга: основные типы
Буровая штанга представляет собой один из важнейших элементов конструкции буровой установки. Функцией буровой штанги является передача усилия и вращения от буровой установки к породоразрушающему инструменту, а также организация подачи бурового раствора. По мере увеличения глубины скважины в колонну добавляются новые буровые штанги, которые надежно скрепляются между собой при помощи резьбового соединения. Таким образом, в конструкции буровой штанги выделяется три элемента: два оголовка (замковые части буровой штанги) и тело.
Бурильные штанги делятся на несколько видов в зависимости от применяемого метода при их изготовлении. Среди основных применяемых методик изготовления буровых штанг можно выделить ковку и два типа сварки – стандартную сварку трением и сварку буровой штанги с дополнительным использованием ковки оголовков продукта.
Цельнокованные буровые штанги, как правило, являются наиболее дорогостоящим буровым оборудованием, поскольку не подразумевают наличия швов, а, значит, обладают большей прочностью. Сам процесс ковки буровой штанги основывается на многократном нагреве при помощи индукционного метода и последующей высадке на специальном станке. За счет этого процесса оголовки бурильной штанги становятся значительно толще, что определяет их большую прочность. Резьбовое соединение наносится на оголовок буровой трубы в качестве завершающего этапа работ. Отрицательной чертой такой буровой штанги является незначительные показатели гибкости и меньшая устойчивость элементов замковой части к истиранию и повреждению, так как они не подвергаются дополнительной обработке для повышения устойчивости резьбы.
Стандартная сварка трением подразумевает производство каждого элемента бурильной трубы (тела и двух замковых оконечностей с резьбой) по отдельности и их последующего соединения указанным методом. При этом часто головка буровой штанги изготавливается из более прочного сплава и подвергается азотированию и нитродированию с целью повысить устойчивость поверхности замка и резьбы от истирания. Этот тип буровой штанги также не отличается значительными показателями гибкости и предназначен главным образом для вертикального бурения неглубоких скважин без отклонения по вертикальной оси. Преимущество дополнительных мероприятий по укреплению головки сосуществует с рисками, связанными с наличием швов на буровой штанге.
Соединением двух первых типов бурильных штанг является метод сварки трением с предварительной ковкой каждого из оголовков конструкции. Данная методика позволяет получить продукт с хорошими показателями гибкости и достаточно высокими характеристиками прочности. Буровые штанги, изготовленные данным методом, применяются для вертикального бурения глубоких скважин с отклонением по вертикали и при горизонтально-направленном бурении.
Если Вы планируете купить бурильные штанги, то помимо уточнения метода, которым они были изготовлены, необходимо также оценить такие параметры как материал буровой штанги, тип резьбы, толщина стенок и диаметр буровой штанги, а также максимально допустимый радиус изгиба.
Чтобы задать вопрос или сделать заявку,
нажмите на кнопку ниже:
Назначение и устройство штанги буровой установки
В конструкциях машин для обычного и горизонтально-направленного бурения (ГНБ) скважин, основное рабочее звено – буровая штанга. Ее главная функциональная задача – передать вращательно-ударное усилие от привода бурильной установки, к инструменту разрушающему, пробуривающему породу.
Функциональные возможности штанги при бурении
Во время проходки скважины, в процессе выработки породы, штанги ГНБ, вертикального бурения несут ответственную, max механическую нагрузку, преодолевают сопротивление грунта, при этом, выполняют функции:
Основные детали конструкции, виды штанг
Базовые конструкционные детали:
– тело или ведущая труба с полым каналом для доставки бурового раствора;
– замки-оголовки (накручивающиеся либо цельнокованые с трубой);
– соединительные узлы или коннекторы с наружной и внутренней резьбой. Предназначены для облегчения соединения замков бурильных труб разных типоразмеров;
– стабилизаторы. Защищают от колебаний, перегрузок буровые стержни при их продвижении, предотвращают повреждение, осыпание стенок скважины;
– амортизатор крутящего момента. Снижает ударные, скручивающие нагрузки.
В зависимости от технологии своего изготовления ведущие бурильные трубы могут быть:
Главные рабочие характеристики
Выбирая необходимую модификацию, типоразмер пробуривающего инструмента, ориентируются на такие его характеристики:
От грамотного подбора нужных рабочих параметров буровой штанги, зависит качество бурения, ее безремонтный срок эксплуатации.
Условия бесперебойной работы
Надежная работа бурильной штанги, увеличение сроков ее службы, зависят от правильной организации ее обслуживания перед, а также в процессе бурения. Основные манипуляции перед эксплуатацией:
Во время бурильных работ:
Назначение и устройство штанги буровой установки
Бурильные установки состоят из большого количества взаимосвязанных элементов, каждый из которых выполняет определенную функцию. Чтобы оборудование функционировало в нормальном режиме, требуется слаженная работа всех узлов и агрегатов. Например, штанга буровой установки служит для поднимания и опускания бурящего элемента, что, по сути, является важнейшей операцией.
При любой неисправности данного элемента невозможно будет использовать машину по прямому назначению. Соответственно, она окажется абсолютно бесполезной. Поэтому в случае возникновения неисправности или наступлении срока естественного износа, нужно оперативно менять элемент, чтобы агрегат не подвел в самый ответственный момент. Так что следить за техническим состоянием всех аппаратов должен ответственный человек, который никогда не забудет дату наступления события.
Устройство и назначение штанги в машинах для бурения скважин
Конструктивно буровые штанги представляют собой металлические трубы определенной длины, которые служат для передачи крутящего момента от силового агрегата к коронке. На обоих концах детали нарезана резьба, при помощи которой ее можно прикручивать к соответствующим запчастям. Процедура осуществляется при помощи специальной машины, так как вес и габариты трубы не позволяют сделать этого вручную.
Внутри трубы проходит специальный канал, по которому буровую жидкость поставляют в место непосредственного столкновения наконечника с земной твердью. При монтаже очень важно проследить, чтобы этот канал не был поврежден или пережат, так как если жидкость не сможет поступать в скважину, тогда и вся переработанная земля не будет выходить на поверхность, соответственно никакого отверстия для технологических операций не получится.
Однако по фото буровой штанги можно сказать, что она представляет собой не просто стандартную трубу, но еще и имеет некоторые особенности. В конструкцию также входят:
Производство оборудования для бурения
Технология изготовления штанг, используемых в буровой отрасли весьма специфична, так как они должны выдерживать невероятные нагрузки, поэтому приходится хорошо их закалять. В промышленности сейчас используется один метод, который можно считать основным.
Кстати говоря, при необходимости можно оформить заказ на нестандартное изделие, которое может понадобиться при специфических операциях. Для этого нужно лишь предоставить чертеж буровой штанги с нужными параметрами, а далее на заводе все выполнят в лучшем виде.
Технологический процесс состоит из этапов:
Буровые штанги для МГБУ также будут иметь специальные углубления под гаечный ключ, так как небольшие габариты позволяют закручивать их вручную. Подобные аппараты используются для локальных целей, чаще всего на частных участках для бурения скважин с целью добычи артезианской воды, которая наиболее полезна для людей.
Технические характеристики и цена агрегата
Самым главным параметром, который и определяет применяемость детали в том или ином спектре работ, является диаметр буровой штанги. Все существующие варианты можно посмотреть в электронных каталогах разных компаний. Но наряду с обычными изделиями можно заказать и нестандартную модель, поэтому сильно привязываться к габаритам не стоит. По предельной прочности и другим показателям стойкости агрегаты не разделяются. Они могут иметь разные итоговые значения по факту, так как качество используемого при производстве сырья неодинаково, но специально никто не делает разницы.
Покупать буровые штанги б/у нужно очень аккуратно, так как можно попасть на деталь, которая давно отслужила свое и более непригодна к эксплуатации. Проблема в том, что определить это на глаз практически нереально, только если присутствуют явные следы износа. Поэтому работать стоит лишь с проверенными продавцами, которые могут дать гарантию на свою продукцию.
Цена буровых штанг зависит от их габаритов, поэтому актуальное значение нужно искать в электронных каталогах на сайтах торгующих компаний.
Буровая штанга
Буровая штанга — 1. Стальной стержень для передачи механических усилий (работы удара и кружащего момента) от поршня-ударника на резец (буровую коронку, головку) и для подачи воды и сжатого воздуха к забою шпура (скважины) при перфораторном бурении.
Б. ш. для ударного бурения состоит из хвостовика, стержня и соединительной головки с резьбой или конусом для соединения с буровой коронкой; изготовляется из шестигранной, круглой, восьмигранной или прямоугольной (реже ромбической) буровой стали длиной от 0,5 до 9,6 м (с учетом гибких Б. ш.).
При перфораторном бурении скважин штанги соединяются между собой муфтами или ниппелями.
Для вращательного бурения шпуров штанга изготовляется из витой буровой стали различной длины (от 1,0 до 4—5 м) и имеет с одного конца полость для стержня резца, а с другого — хвостовик; для вращательного шнекового — из цельнотянутой трубы, на которую навита реборда из полосового железа толщиной 4—5 мм; ширина реборды выбирается с таким расчетом, чтобы двойная ее величина увеличивала диаметр трубы до 140 мм; шаг спирали 120 мм, длина трубы 1,8—2,0 м. По концам трубы с одной стороны закрепляется хвостовик, с другой — гнездо хвостовика второго бура или буровой коронки. Хвостовик и гнездо для него имеют отверстие, через которое проходит шплинт, предохраняющий их от разъединения.
2. Стальная труба для передачи механических усилий (осевого усилия и крутящего момента) от станка коронке или долоту и для подачи воды к забою скважины. Б. ш. для вращательного бурения скважин твердосплавными коронками режущего типа, дробью, алмазными коронками, а также для ударно-вращательного бурения станками с пневмоударниками представляет собой отрезок бесшовной цельнотянутой стальной трубы длиной от 0,5 до 3,0 м (чаще всего применяются штанги длиной 0,6—1,2 м), наружный диаметр штанг от 33,5 до 60,3 мм.
Б. ш. для вращательного шарошечного бурения представляет собой отрезок трубы диаметром 89 мм с толщиной стенки 10— 12 мм, длиной 0,5—1,0 м с высаженными квадратами и ниппелями. Такие Б. ш. выдерживают значительные осевые нагрузки.
Назначение и конструкция буровой штанги
Процесс бурения требует применения достаточно большого количества оборудования и инструментов. Для того, чтобы результат получился качественным, выработка — глубокой, а процесс — быстрым, нужно использовать достаточно большое количество устройств.
Наконечник буровой штанги с резьбой
Одним из составляющих бурового комплекса является штанга.
1 Как устроена буровая штанга?
Буровая штанга является обязательным конструкционным элементом всех установок для обычного, и горизонтально направленного бурения скважин (ГНБ). Штанга (она же буровая труба) выполняет функцию передачи крутящего усилия от привода установки СБШ 250 к буру (конструкция, разрушающая породу), который расположен на её конце — который и выполняет бурение скважин под сваи (или для других задач).
Штанги от ведущих производителей, таких как Copco, Sandvik и Atlas, изготавливаются в виде стальной трубы, диаметром которой может составлять от 60 до 120 мм, а длина от 0.5 до 2 метров, вес – до 40 килограмм.
Буровая штанга, по сути, из всех элементов буровой установки, переносит максимальную механическую нагрузку – именно на неё приходится основная часть сопротивления грунта вращательным движениям бура.
Учитывая, что длина штанг редко превышает два метра, так как трубы большей длины очень неудобно эксплуатировать, ввиду габаритов и веса, а углубление скважин в слой грунта в процессе бурения установкой СБШ 250, требует периодического удлинения штанги, максимальную важность приобретает вопрос надежности соединений, которыми штанги фиксируются между собой.
Для предотвращения износа соединений используется специальная смазка для буровых штанг, которая также препятствует заклинивания буровой колонны и предотвращает коррозию её элементов.
2 Какие виды и отличия штанг для бурения?
Штанги, применяемые для бурения, произведенные в промышленных условиях, в зависимости от способа изготовления, условно делятся на три категории:
Буровые штанги диаметром 63 мм
По форме конструкции выделяют шестигранные и круглые штанги. Шестигранные штанги имеют больше ребер жесткости и больший вес, поэтому они лучше подходят для эксплуатации на машине СБШ 250, и в любых тяжелых условиях.
Каждый метод производства, согласно ГОСТ РФ, определяет итоговые характеристики продукта: прочность на разрыв, максимальный крутящий момент, радиус изгиба. Рассмотрим каждый вид детальнее.
Цельнокованая штанга. Метод их производства предусматривает несколько этапов индукционного нагрева крайних участков трубы, после которых следует прокатка конструкции на пресс-станке, что позволяет придать оголовкам штанги толстую форму. После остывания на оголовках выполняется нарезка резьбы необходимого размера.
К достоинствам таких штанг для бурения скважин, в первую очередь относится максимальная прочность и жесткость, которая свойственна цельной конструкции и, как следствие, максимальная эффективность передачи энергии привода.
К недостаткам – большой вес и нулевой коэффициент эластичности, что существенно сокращает ресурс эксплуатации соединительных частей – замков и резьбы. Такие штанги в основном используются для горизонтального бурения (ГНБ).
Основными производителями цельнокованых штанг являются компании Sandvik, Atlas, Copco, которые поставляют на рынок качественные круглые и шестигранные штанги для установок ГНБ сертифицированные согласно ГОСТ РФ.
Буровые штанги для технологии ГНБ
Если вас интересуют самодельные штанги, то именно цельнокованое изделие проще всего изготовить своими руками.
Штанга, сваренная трением. С помощью сварки трением изготавливаются разборные конструкции, которые комплектуются дополнительными замками (замки изготавливаются из более прочной стали, чем основной материал трубы).
Соединенные между собой участки не обладают такой совокупной жесткостью, как цельнокованые трубы, по этому, для увеличения этого показателя, сварным штангам, в основном, придается шестигранная форма с дополнительными ребрами жесткости. Резьбовые соединения, после нанесения на оголовки трубы, подвергаются азотированию.
Вследствие насыщения азотом замки трубы получают высокую износоустойчивость, что существенно увеличивает ресурс их работы. После закалки замков выполняется сварка замка с трубой по методу трения.
Такие штанги, после всех технологических процессов, обладают неплохой жесткостью и прочностью, что делает возможным их использование, как для установок вертикального бурения, так и для ГНБ. На российском рынке наиболее востребованы штанги от Atlas, Copco и Sandvik – вся продукция этих компаний соответствует требованиям ГОСТ.
Наиболее востребованы сварные конструкции в вертикальном бурении, так как закаленная соединительная часть отлично переносит многократные свинчивания и развинчивания, которые свойственны вертикальному бурению. Именно такие штанги использует СБШ-250 — одна из самых популярных в РФ буровых машин.
Сварка трением с предварительной ковкой. Перед сваркой выполняется предварительная ковка оголовков труб, после которой следует индукционный нагрев и прокатка на прессовом станке. После чего к крайним участкам трубы привариваются замки.
Буровые штанги диаметром 50 мм
Такая технология обуславливает значительно увеличение итоговой цены изделия, однако по прочности и ресурсу эксплуатации такие штанги не имеют аналогов. В основном они распространены в ГНБ, а также при бурении вертикальных скважин на большую глубину установкой СБШ 250.
Среди компаний, использующих эту технологию, продукция которых сертифицирована согласно ГОСТ РФ, можно выделить Atlas, Sandvik и Copco.
к меню ↑
2.1 Штанги для установок алмазного бурения
Отдельно стоит упомянуть установки алмазного бурения. Для них применяется специальная распорная штанга, которая выполняет совершенно другую функцию – распорная штанга для устройств алмазного бурения используется в качестве фиксатора буровой машины на рабочей поверхности.
Поскольку алмазная буровая установка имеет сравнительно небольшой вес, распорная труба может выполнять качественное крепление станины к любому виду перекрытия. Распорная штанга обладает телескопической конструкцией, при развинчивании которой аппарат алмазного бурения закрепляется в необходимой плоскости между полом и потолком.
Основными производителями распорных штанг, помимо традиционных лидеров рынка – компаний Sandvik, Altas и Copco, можно назвать также фирму Ridgid. Atlas среди этого списка является, наверное, наиболее известным брендом.
к меню ↑
2.2 Как сделать буровую штангу своими руками?
Сразу стоит определить, что не все виды конструкций можно сделать своими руками. Так, распорная штанга для фиксации аппаратов алмазного бурения не может быть качественно воспроизведена в домашних условиях.
Буровые штанги СБШ-250
Такие конструкции должны соответствовать требованиям ГОСТ, так как даже малейшие изменение положения устройства для алмазного бурения в процессе работы недопустимы.
Также не стоит пытаться изготавливать своими руками сварные штанги для СБШ 250, так как обычная дуговая сварка не обеспечивает необходимой надежности соединений. Согласно ГОСТ, соединительные швы должны выполняться методом сварки трением.
Оптимальный вариант для изготовления своими руками – цельнокованые штанги, которые могут быть сделаны на основе обычной стальной трубы.
Этапы создания — следующие:
Изготовленные своими руками цельные штанги могут с успехом использоваться на малогабаритных установках ГНБ и обычного бурения скважин. От промышленных штанг, которые предлагают ведущие фирмы (такие, как Atlas, Sandvik и Copco), самодельные изделия будет отличать больший вес, но в плане надежности они будут равными.
к меню ↑