Буровое оборудование насосы

Когда говорят про буровое оборудование насосы, все сразу думают о давлении, производительности, марках вроде Gardner Denver или NOV. Но редко кто сходу вспомнит про крепёж. А ведь именно он часто становится той самой ?слабой связью?. Сам видел, как на одной из скважин в ХМАО сорвало крышку гидроблока насоса УНБ-600 как раз из-за бракованных шпилек. Не тех, что идут в комплекте с агрегатом, а тех, что докупали ?на месте? для ремонта. Вот об этом и хочу порассуждать — о связи, которая неочевидна, но критична.

Насос — это не только сердце, но и нагрузка на соединения

Любой, кто работал на буровой, знает, что пуск бурового насоса — это ударная нагрузка. Импульс давления идёт не только по трубам, но и по раме, по фланцевым соединениям самого насоса. Особенно это чувствуется в морозы, при -40. Металл становится хрупким, стандартные болты из комплекта иногда не выдерживают. Мы раньше думали, что проблема в самом насосе, пока не начали вести журнал отказов по крепежу. Оказалось, до 30% простоев по вине насосного агрегата косвенно связаны с ослаблением или разрушением резьбовых соединений.

Здесь важно не путать. Есть штатный крепёж, который ставит завод-изготовитель насоса. Он рассчитан на номинальные режимы. А есть реальная эксплуатация: вибрация, ударные пуски, агрессивная буровая промывочная жидкость. Штатные болты на корпусе клапанной коробки, например, могут корродировать и ?прикипать? так, что при ТО их просто срезаешь газовым резаком. Значит, нужен запас, нужен более надёжный вариант для замены.

Именно поэтому мы стали сотрудничать с компанией ООО ?Баоцзи Юньхай Стандартная Деталь?. Их сайт — https://www.bjyhbzj.ru. Изначально обратились к ним по другой теме — за крепежом для ж/д платформ. Но в разговоре выяснилось, что они делают нефтяные крепежные детали под высокие нагрузки. Это не просто болты с маркировкой ?для нефтянки?, а изделия, где можно задать параметры: материал (часто легированные стали типа 40ХНМА), класс прочности 12.9 и выше, специальное антикоррозионное покрытие. Для насосов это ключево.

Практический кейс: шпильки для фланца нагнетательной линии

Приведу конкретный пример. На партии насосов УНБТ-950 стояли штатные шпильки М30 на фланцах нагнетательной линии. После полугода работы на кустовой площадке начались микротечи. При разборке обнаружили, что у половины шпилек резьба в теле фланца ?сорвана? — не выдержала циклической нагрузки. Стали искать альтернативу.

Специалисты ?Баоцзи Юньхай? предложили не просто шпильки повышенной прочности, а с изменённым профилем резьбы — с большим радиусом впадины, чтобы снизить концентрацию напряжений. Материал — 42CrMo4, с обработкой высоким отпуском. Важный нюанс — они же поставили и гайки, и шайбы стопорные в комплекте. Это мелочь, но когда всё от одного производителя и прошло согласованную термообработку, риск неравномерной нагрузки снижается.

Поставили опытную партию. Через год осмотра — состояние идеальное. Ни одной замены. Да, стоимость выше, чем у ?рядового? крепежа на рынке. Но если посчитать стоимость одного часа простоя буровой из-за течи на насосе… Тут экономия иллюзорна. Теперь это у нас стандартная практика — менять ключевой крепёж на насосах при капиталке на изделия от проверенных поставщиков, делающих акцент на высокопрочные нестандартные крепежные изделия.

Ошибки, которых стоит избегать

Не всё, конечно, проходит гладко. Был у нас неудачный опыт с титановыми шпильками для одного специфического проекта с коррозионной средой. Заказали у одного производителя, привезли — геометрия идеальная, материал Ti-6Al-4V. Но не учли один момент — коэффициент теплового расширения титана и стального корпуса насоса отличается. При рабочих температурах около 90-100°C предварительная затяжка ослаблялась больше расчётного. Пришлось возвращаться к специальным нержавеющим сталям с инконелевыми покрытиями. Вывод: самый ?крутой? материал не всегда решение. Нужен комплексный расчёт.

Ещё одна частая ошибка — пренебрежение моментом затяжки. Можно поставить самый дорогой крепёж от ?Баоцзи Юньхай?, но если затягивать его ?на глазок? или ударным гайковёртом без контроля, результат будет плачевным. Мы теперь для ответственных соединений на насосах (крышки цилиндров, фланцы) обязательно используем динамометрические ключи с гидравлическим натяжением. Это требует времени, но исключает перекос и недотяг.

И да, важно понимать, что даже у лучших поставщиков бывают партийные отклонения. Мы всегда выборочно отправляем пару изделий из партии на спектральный анализ и испытания на растяжение в свою лабораторию. С ?Баоцзи Юньхай? таких сюрпризов не было, но практика — железная. Доверяй, но проверяй.

Взаимосвязь с другими системами

Работа насоса — это не изолированная история. Вибрация от него передаётся на основание, на трубопроводы. Поэтому крепёж нужен не только на самом насосе, но и на анкерных соединениях рамы к фундаменту, на хомутах коммуникаций. Тут тоже нельзя ставить что попало. Мы используем для анкеровки те же высокопрочные изделия, часто с увеличенной длиной для надёжного защемления в бетоне.

Кстати, на сайте bjyhbzj.ru в разделе продукции я обратил внимание на американские стандартные крепежи (ANSI, ASTM). Это полезно, когда работаешь с импортным насосным оборудованием. Бывает, нужна срочная замена болта по стандарту ASTM A193 B7, а на складе в Нягани такого нет. Возможность оперативно заказать у поставщика, который специализируется на этом и понимает срочность, — огромный плюс.

И ещё один момент — крепёж для систем смазки и охлаждения насоса. Мелкий, но важный. Трубки, датчики, фильтры — всё это держится на резьбовых соединениях. Их сорвёшь — потеряешь давление смазки, и насос встанет с серьёзной поломкой. Тут тоже перешли на комплектующие повышенной надёжности, пусть и кажется, что это ?мелочёвка?.

Заключительные мысли: надёжность как система

Так к чему я всё это? К тому, что буровое оборудование насосы — это система. И её надёжность складывается не только из качества поршней или клапанов, но и из таких, казалось бы, второстепенных элементов, как крепёж. Экономия на нём — это игра в рулетку, где ставка — это стоимость бурения метра ствола и репутация бригады.

Поэтому сейчас в наших спецификациях на ремонт и обслуживание насосов появился отдельный пункт — ?крепёжные изделия ответственных соединений?. И в этом пункте мы прямо указываем требуемые классы прочности, материалы и часто — предпочтительных поставщиков, которые могут обеспечить стабильное качество и техподдержку. ООО ?Баоцзи Юньхай Стандартная Деталь? для нас в этом списке — один из ключевых партнёров именно по направлению нефтяных крепежных деталей.

Работа идёт, опыт накапливается. Появляются новые материалы, новые стандарты. Главное — не останавливаться в развитии и не считать какие-то детали ?неважными?. В буровой технике мелочей не бывает. Особенно когда речь идёт о сердце циркуляционной системы — о насосе. Его работа должна быть бесперебойной, и крепёж в этом — далеко не последнее звено.