Разработка опытного образца импортозамещающей автоматизированной установки для высадки концов бурильных труб и оптимизация технологии термообработки замков бурильных труб

Цели: разработка установки УВТ-1 для высадки концов бурильных труб и оптимизация технологии термообработки замков бурильных труб для снижения энергопотребления технологического процесса и повышения качества бурильного инструмента. Разработана конструкторская документации на модернизируемую систему зажима трубы установки УВТ-1, проведены тестовые испытания данной установки, в результате которых определены исходные параметры для корректировки выявленных недостатков; конструкторская документация на модернизируемую систему зажима трубы установки УВТ-1 доработана для достижения целевых параметров. Проведены исследования по оптимизации процесса термообработки замков бурильных труб, позволившие исключить из технологического процесса этап термообработки тела замка за счет замены материала замка со стали 40ХМФА на сталь 42ХМФА, подвергнутую улучшению в состоянии поставки. Замки бурильных труб в ООО «Бур-Сервис» изготавливаются из стали 42ХМФА со второго квартала 2016 г. Для оптимизации второго этапа термообработки замков - обработки зон сварного соединения с бурильной трубой - предложено техническое решение, заключающееся в применении воздушных спрейеров для ускоренного охлаждения зон сварных соединений бурильных труб. Проведены производственные испытания установки УВТ-1, по результатам которой доработана конструкторская документация на систему зажима бурильной трубы. По выпущенной КД доработаны системы опытного образца установки до достижения целевых параметров - ускоренного (до 2 с) зажима труб на основе гидроцилиндров, обеспечивающих точную фиксацию трубы и высадку в режиме ковочных температур. Разработаны программа и методика испытаний установок УВТ-1. Проведены тестовые (определившие установленную мощность пресса и индукционного нагревателя) и приёмосдаточные (определившие работоспособность, сухую массу и технические характеристики) испытания опытного образца импортозамещающей автоматизированной установки для высадки концов бурильных труб, в результате которых установлено соответствие опытного образца установки требованиям технического задания. Созданный опытный образец установки для высадки концов труб УВТ-1 имеет меньшую сухую массу - 7 130 кг (при плановой до 15 000 кг), что в 8,5 раз ниже германского аналога - Высадочного пресса Mannesmann Demag Meer и в 4,5 раз - российского - Горизонтально-ковочной машины В1234; а также более низкие установленные мощности пресса - 35,5 кВт (при плановой до 50 кВт), что на 20% ниже российского аналога и в 11 раз - германского; и индукционного нагревателя - 160 кВт (при плановой до 160 кВт), что на 47% ниже российского аналога и в 5 раз - германского. Это позволяет установкам УВТ-1 успешно конкурировать на российском рынке с мировым лидером - германским аналогом. Применение УВТ-1 для оснащения производств по ремонту бурильного инструмента целесообразно и экономически: плановая цена УВТ-1 (согласно расчету) - 20 млн. руб. (при плановой до 25 млн. руб.), российского аналога - 30 млн. руб., германского - от 140 млн. руб. В ходе отработки технологических режимов второго этапа термообработки замков переход с воздушных на водяные спрейеры позволил сократить время охлаждения с 3 - 5 мин до 0,2 - 1 мин и получить свойства зоны сварного соединения, отвечающие требованиям ГОСТ 32696-2014. Оптимизированная технология термообработки бурильных труб охраняется в режиме ноу-хау. Качество производимой по отработанным в рамках НИОКР продукции - бурильных труб с высаженными концами с замком приварным соответствует ГОСТ Р 54383-2011.