CC BY
0УДК 62
Кадыков А.А.
Тюменский индустриальный университет (г. Тюмень, Россия)
РАЗНОВИДНОСТИ И ВЛИЯНИЕ СМАЗКИ НА РАБОТУ ТАЛЕВОЙ СИСТЕМЫ БУРОВОЙ УСТАНОВКИ
Аннотация: в статье рассматриваются разновидности и влияние смазок на работу талевого каната буровой установки.
Ключевые слова: буровая установка, талевый канат, виды смазок, нефтегазовая отрасль.
Канат является важным несущим и передаточным компонентом кранового оборудования. Механические свойства каната в процессе эксплуатации напрямую связаны с безопасной и надежной работы системы оборудования и безопасности жизни операторов. Однако, во время эксплуатации крана на канат влияют структура системы и условия работы.
В процессе эксплуатации буровой установки на канат оказывают влияние структура системы и условия работы, что приводит к различному износу каната. Это, в свою очередь, приводит к ухудшению эксплуатационных характеристик и сокращению срока службы. Для того чтобы обеспечить широкий диапазон тяжелых грузов, канат используется со шкивами. Когда кран выполняет функции подъема, поворота, изменения амплитуды и привода, канат подвергается неравномерным вибрационным и ударным нагрузкам. Это приводит к относительному скольжению и фрикционному износу между канатом и канавкой шкива . Кроме того, система канат система канат - шкив во время эксплуатации находится в подвешенном состоянии, и в условиях нагрузки она сотрясается условиях. Таким образом, канат будет скручиваться и качаться на канавке шкива,
что приведет к сложным контактам скольжения и сильному износу поверхности. В этом инженерном приложении трибологическое поведение между канатом и шкивом не только ухудшает эксплуатационные характеристики но и влияет на стабильность работы подъемной системы каната и шкива имеет большое значение для его конструктивного исполнения, безопасного использования и обслуживания.
Существует два типа смазочных материалов для канатов: проникающие и покрывающие. Проникающие смазочные материалы содержат нефтяной растворитель, который переносит смазку в сердцевину троса, а затем испаряется, оставляя после себя плотную смазочную пленку для защиты и смазывания каждой нити. Смазочные материалы для покрытия слегка проникают внутрь, защищая внешнюю поверхность троса от влаги и уменьшая износ и фреттинг коррозию при контакте с внешними элементами.
Рисунок 1. Проникающая смазка.
Используются оба типа смазочных материалов для канатов. Но поскольку большинство канатов выходят из строя изнутри, важно убедиться, что центральная сердцевина получает достаточное количество смазки. Рекомендуется использовать комбинированный подход, при котором проникающая смазка используется для насыщения сердечника, а затем наносится покрытие для герметизации и защиты внешней поверхности. Смазочные материалы для канатов могут быть петролатумными, асфальтовыми, консистентными, нефтяными или на основе растительных масел.
Рисунок 2. Покрывающая смазка.
Для смазки канатов используются различные типы смазок. Эти типы покрытий частично проникают в канат, но обычно не пропитывают его сердцевину. К распространенным загустителям смазок относятся натриевые, литиевые, литиевые комплексные и алюминиевые комплексные мыла. Смазки, используемые для этого применения, обычно имеют мягкую полужидкую консистенцию. Они наносят покрытие и достигают частичного проникновения, если применяются смазочные устройства под давлением.
Нефтяные и растительные масла лучше всего проникают в материал и легче всего наносятся, поскольку правильная структура присадок в этих проникающих типах обеспечивает им отличную износо- и коррозионную стойкость. Жидкотекучесть масляных смазок помогает промыть канат, чтобы удалить абразивные внешние загрязнения.
Канаты смазываются в процессе производства. Если канат имеет волокнистый сердечник, то волокно смазывается минеральным маслом. Сердечник впитывает смазку и служит резервуаром для длительной смазки во время эксплуатации. Если канат имеет стальной сердечник, смазка (как масло, так и консистентная смазка) подается струей непосредственно перед фильерой, которая скручивает проволоки в прядь. Это позволяет полностью покрыть все проволоки.
Поэтому изучение характеристик трения скольжения и механизма износа между Износ поверхности, вызванный контактом между тросом крана и шкивом, серьезно влияет на механические свойства троса. Было проанализировано влияние износа различных поверхностей на усталостную прочность образцов каната при изгибе. Результаты показывают, что коэффициент трения (COF)
уменьшается с увеличением расстояния скольжения. Он достигает минимума примерно 0,52 при контактной нагрузке 700 Н. Температура поверхности каната быстро повышается, а затем постепенно стабилизируется. Максимальный рост температуры А колеблется в диапазоне от 50C до 60C при увеличении контактной нагрузки. Шрам износа каната неравномерный, а максимальная ширина износа увеличивается с 1,94 мм до 2,45 мм с увеличением контактной нагрузки. Кроме того, увеличение контактной нагрузки приводит к более гладкой поверхности каната, а механизмами износа являются в основном абразивный износ и адгезионный износ. Кроме того, износ поверхности приводит к снижению срока службы канатов на изгиб, а деградация противоизгибной усталости более серьезна при увеличении контактной нагрузки скольжения.В большинстве случаев в процессе производства канаты покрываются специальными смазками, что обеспечивает защиту от коррозии, а также снижает внутреннее трение. Этого обычно достаточно для предотвращения разрушения от коррозии при транспортировке и хранении. Однако, смазанные в процессе изготовления канаты после ввода в эксплуатацию постепенно теряют свою смазку. Смазка выдавливается из канатов, работающих под напряжением на шкивах и барабанах.
Чтобы улучшить трибологическое поведение каната в различных условиях эксплуатации было изучено трибологическое поведение каната в условиях использования модифицированного смазочного масла и проанализировали влияние различных присадок на снижение износа поверхности. И было обнаружено, что лантан-стеарат-модифицированное смазочное масло может лучше снизить износ каната при различных скоростях скольжения и контактных нагрузках. Исследовали трибологические свойства смазанных канатов в различных коррозионных средах. Результаты показали, что коррозионные растворы ухудшают антифрикционные и противоизносные свойства смазки и масла. Изучили свойства трения и износа стальной проволоки при различных условиях смазки и пришли к выводу, что смазка может сформировать более надежный защитный слой на контактной поверхности и
уменьшить COF. Проанализировали фреттинг-фрикционные и износные свойства проволоки в растворе NaQs и водном растворе. Результаты показали, что влияние раствора №0 на усталостную долговечность фреттинга неочевидно. Исследовали ухудшение характеристик каната и внутренней проволоки в солевом растворе. Это помогает прогнозировать срок службы канатов. Изучали влияние концентрации соли, уровня напряжения и значения pH на коррозионное растрескивание стальной проволоки под напряжением. Они обнаружили, что оцинкованное покрытие эффективно снижает коррозию.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1. Кузнецов В. Н. (2017). Смазочные материалы и лубриканты: Справочник. Москва: Недра. (На русском языке);
2. ГОСТ 17479.1-85 (1985). Смазочные материалы. Классификация и обозначение. Москва: Стандартинформ. (На русском языке);
3. Школьников В. М. (2013). Буровое оборудование и технологии. Москва: Недра. (На русском языке);
4. Коротков А. В. и Короткова Е. А. (2019). Подбор смазочных материалов для бурового оборудования. Нефтегазовый бизнес, 17 (2), 34-40. (На русском языке);
5. Пономарев С. Н. и Пономарева Е. С. (2020). Смазка буровых тросов: текущее состояние и перспективы. Журнал горных наук, 56 (3), 432-438;
6. Чжан Дж., & Ли К. (2018). Исследование эффективности смазки кабелей, наполненных тальком, для буровых установок. Журнал нефтяной науки и техники, 169, 107-115
Kadykov A.A.
Tyumen Industrial University (Tyumen, Russia)
VARIETIES AND EFFECT OF LUBRICATION ON OPERATION OF DRILLING RIG'S TALUS SYSTEM
Abstract: the article discusses the varieties and the effect of lubricants on the operation of a drilling rig's tow rope.
Keywords: drilling rig, tow rope, types of lubricants, oil gas industry.
