МАТЕРИКОВАЯ ДОБЫЧА НЕФТИ

Технические требования по ГОСТ 31825-2012

Устьевые штоки, муфты и штанги необходимо изготавливать по рабочим чертежам, которые утверждены в организации по установленным процедурам.

Для производства муфт, устьевых штоков и штанг следует использовать горячекатанный стальной круг по ГОСТ 2590 или по НТД на прокат фирм-производителей.

Для производства штанг из стеклопластика следует использовать стеклопластиковый стержень, который изготавливается по техническим условиям фирм-производителей. Каждую партию стержней из стеклопластика необходимо сопровождать сертификатом фирмы-производителя. Концы стержня оснащаются металлическими головками, прошедшими стилоскопирование стали, используемой для производства.

Каждая плавка, предназначенная для изготовления штанг с высаженными головками, должна быть подвергнута анализу химсостава металла. При производстве штанг с приваренными головками требуется выполнять стилоскопирование стали, используемой для изготовления головок и тела штанг. Допустимо заменять данные аналитического контроля сертификатом фирмы-производителя на партию поставленного проката.

Классы штанг и характеристики материалов, испльзуемых для изготовления штанги, по прочности, после их термообработки должны иметь соответствие классам прочности, указанным в таблице 1, а стеклопластикового стержня - таблице 2.

Таблица 1 - Классы и прочностные свойства материалов, используемых для производства стальных муфт, головок, штанг и устьевых штоков

Таблица 2 - Прочностные свойства стержней из стеклопластика

Глубина упрочненного слоя на поверхностности штанг после нагрева ТВЧ (нагрева током высокой частоты), должна соответствовать значениям в таблице 3. Упрочнение поверхности нагревом ТВЧ участков квадрата на головках штанги - не допускается.

Таблица 3 - Глубина слоя поверхностного упрочнения штанг, после нагрева ТВЧ

Предпочтительные значения предела твердости и прочности поверхности штанг, после нагрева ТВЧ, и твердость внешней поверхности муфт класса Т для разных марок сталей указаны в таблице 4.

Таблица 4

Муфты требуется изготовливать из стали марок 40 и 45 по ГОСТ 1050. Допустимо, по требованию заказчика, изготавливать муфты из сталей марок 20ХН2М и 20Н2М по ГОСТ 4543.

Предельный минимум прочности для материала муфт - 655 МПа.

Содержание серы в материалах, искользуемых для производства муфт, не должно бпревышать 0,05% масс.

Глубина упрочненного слоя внешней поверхности муфты класса Т не должна иметь отклонений от значений указанных в таблице 5. Помимо прочего, концы муфт необходимо защищать от закалки на длину не менее 3, но не более 10 мм.

Таблица 5

Химическому составу материала для покрытия внешней поверхности необходимо соответствовать указанному в таблице 6.

Таблица 6

Твердость покрытия для повышения износостойкости должна быть от 53 до 62 HRC. Метод нанесения покрытия не должен изменять геометрические параметров резьбы.

Структура износостойкого покрытия должна быть мелкодисперсной и однородной: микротвердость матрицы должна быть не менее чем в 2 раза выше микротвердости зерна.

На поверхности износостойкого покрытия не допустимы трещины, поры и другие дефекты, обнаружимые при визуальном контроле невооруженным глазом. Не допускаются брызги твёрдого сплава и следы окалины на торцах муфты.

Поверхность износостойкого покрытия подлежит обработке до достижения значения шероховатости Ra от 0,8 до 6,3 мкм по ГОСТ 2789. Внешний диаметр муфты с выполненным покрытием должен ныходится в нормируемых ГОСТом пределах.

На поверхности муфт и штанг, после выполнения механической обработки, не должно быть царапин и заусенцев. Возможно присутствие рисок после режущего инструмента на упорном бурте штанги и проточке муфты, остающейся перед резьбой. Наружную поверхность на муфтах, произведенных из труб, допускается не обрабатывать. Возможно наличие на цилиндрической поверхности подэлеваторного и упорного буртов после обработки отдельных раковин и рисок, если их глубина не превышает пределов поля допуска их диаметра.

Поверхность головок штанг, которым не производилась механическая обработка, не может иметь дефектов поперечного профиля глубже 1,6 мм и длиннее 3,2 мм, а на участке, где тело штанги переходит к подэлеваторному бурту не допускается наличие дефектов продольного профиля глубже 0,8 мм.

На поверхности тела штанги допустимы дефекты: продольные - не глубже 0,5 мм и поперечные — не глубже 0,1 мм.

Дефекты, которые превышают нормативные значения, допускается зачищать, если геометрические размеры после обработки не будут отклонятся от пределов поля допуска на соответствующие размеры.

На внешней поверхности муфт не допускается наличие раскатанных трещин и иных дефектов глубже 0,25 мм для 1 и 2 исполнения муфт, и глубже 0,13 мм для 3 исполнения муфт.

Макроскопическая структура материала тела штанг и головок не должна иметь шлаковых включений, расслоений и трещин, которые можно увидеть невооруженным глазом.

Размеры зерен в микроскопической структуре тела штанги и головок после термообработки не должны быть крупнее, чем 5-й номер по ГОСТ 5639 для стали 40 и 6-й номер — для сталей прочих групп. Не допускается пережог стали.

Максимальные отклонения размеров поверхностей подвергаемых обработке и не указанные на чертежах общего вида для элементов штанговой колонны — по 14-му квалитету по ГОСТ 2.307.

Максимальные отклонения угловых размеров поверхностей муфт и штанг подвергаемых обработке не должны быть выше 10-й степени точности по ГОСТ 8908.

Непрямолинейность тела штанги, которая характеризуется стрелой прогиба, не может превышать 3 мм на 1000 мм длины, а на участках штанги длиной 1000 мм, которые примыкают к каждой головке - должны быть 1 мм и менее.

Не допустима правка штанг без нагрева, при стреле прогиба 3 мм и более на участке 150 мм длины.

Резьбу штанг следает изготавливать накатанной, а поверхность зарезьбовой канавки — способом обкатки. Допустимо обрабатывать зарезьбовые канавки другим способом, если он не ухудшает качество обработки поверхности.

Резьбе муфт, устьевых штоков и штанг надлежит быть гладкой, без выкрашиваний по профилю, забоин, рванин, заусенцев и других дефектов, которые нарушают ее прочность и непрерывность. Шероховатость резьбы Ra муфт и штанг по внешнему диаметру не должна быть более 3,2 мкм, по профилю резьбы штанг - 0,8 мкм и менее, муфт - 3,2 мкм и менее (по ГОСТ 2789).

Вся муфта или только её резьба, по потребности заказчика, может иметь покрытие: фосфатное или другое.

Осям тела штанги и резьбы головки надлежит быть соосными. Допустима несоосность осей тела штанги и резьбы на величину 1,5 мм и менее на длине 200 мм от торца штанги.

Несоосность продольной оси и резьбы муфты должна быть 0,5 мм и менее.

Неперпендикулярность торцов муфты относительно упорных буртов штанги к осям резьбы штанги и муфты должна быть 0,05 мм и менее.

Муфта должна накручиваться на ниппель штанги полностью, до соприкосновения её торцевой поверхности с торцевой поверхностью упорного бурта штанги.

Показатели надежности

Вероятность работы без отказов для штанг из стали марки 40 и штанг, прошедших только нормализацию — должна быть 0,995 и выше при расчётном количестве циклов 5 млн., для остальных штанг из металла должна быть 0,996 и выше, а для штанг из стеклопластика — 0,999 и выше.

Средний продолжительность эксплуатации штанг — 5,5 лет и более.

Критерий критического состояния - значительный износ и/или растрескивание устьевого штока, тела штанги, головки, муфты, которые исключают возможность их дальнейшей эксплуатации.

Критерий отказа - обрыв устьевого штока, муфты или штанги.