tumnigИзвестия высших учебных заведений. Нефть и газOil and Gas Studies0445-01083033-8174Industrial University of Tyumen10.31660/0445-0108-2020-4-100-109tumnig-861Research ArticleМАШИНЫ, ОБОРУДОВАНИЕ И ОБУСТРОЙСТВО ПРОМЫСЛОВMACHINERY, EQUIPMENT AND FIELD CONSTRUCTIONПроблемы диагностики и прогнозирования ресурса талевых канатов буровых установокProblems in diagnostics and forecasting for the resource of wire ropes in drilling rigsПивеньВ. В.PivenV. V.

Пивень Валерий Васильевич, доктор технических наук, профессор кафедры машин и оборудования нефтяной и газовой промышленности

Тюмень

Valeriy V. Piven, Doctor of Engineering, Professor at the Department of Machinery and Equipment of the Oil and Gas Industry

Tyumen

pivenvv@yandex.ruМосквинаЕ. Ю.MoskvinaE. Yu.

Москвина Елена Юрьевна, кандидат технических наук, доцент кафедры машин и оборудования нефтяной и газовой промышленности

Тюмень

Elena Yu. Moskvina, Candidate of Engineering, Associate Professor at the Department of Machinery and Equipment of the Oil and Gas Industry

Tyumen

ПивдяблыкВ. В.PivdiablykV. V.

Пивдяблык Владимир Вячеславович, магистрант кафедры машин и оборудования нефтяной и газовой промышленности

Тюмень

Vladimir V. Pivdiablyk, Master's Student at the Department of Machinery and Equipment of the Oil and Gas Industry

Tyumen

Тюменский индустриальный университетРоссияIndustrial University of TyumenRussian Federation20200409202004100109Copyright © Пивень В.В., Москвина Е.Ю., Пивдяблык В.В., 20202020Пивень В.В., Москвина Е.Ю., Пивдяблык В.В.Piven V.V., Moskvina E.Y., Pivdiablyk V.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://tumnig.tyuiu.ru/jour/article/view/861

Для эффективного использования ресурса талевого каната буровой установки необходим непрерывный мониторинг его технического состояния. Составлена классификация стальных канатов, применяемых в промышленности. Приведены характеристики талевых канатов для силовых полиспастов буровых установок. Проведен анализ рекомендаций по выбору и эксплуатации талевых канатов. Рассмотрены причины возникновения сложных напряженно-деформированных состояний каната при его работе. Дан анализ методик расчета несущей способности талевого каната, определения усталостной прочности. Приведены сравнительные данные о фактической нормативной наработке талевого каната. Аналитически исследована научная проблема прогнозирования остаточного ресурса талевого каната. Для оперативного контроля дефектов стальных канатов рассмотрена перспективность применения методов магнитной дефектоскопии. Для более полного использования ресурса талевого каната буровой установки, увеличения его срока службы сформулированы выводы о необходимости реализации следующих научных, технических и технологических решений: совершенствование конструкций талевой системы буровых установок; повышение достоверности диагноза технического состояния и прогноза ресурса канатов; совершенствование технического обслуживания талевого каната.

Continuous monitoring of the rig's technical condition is necessary for efficient use of the rig's wire rope resource. A classification of steel ropes used in the industry has been compiled. The characteristics of the pulley-block rope pulley to power drilling rigs are given. The analysis of recommendations for the selection and operation of rope hoists is carried out. The reasons for the occurrence of complex stress-strain states of the rope during its operation are considered. The analysis of methods for calculating the load-bearing capacity of wire rope and determining the fatigue strength is given. Comparative data on the actual standard operating time of wire rope are given. The scientific problem of predicting the residual resource of wire rope is analytically investigated. For operational control of defects in steel ropes, the prospects of using magnetic flaw detection methods are considered. The article draws our attention to the need to implement the following scientific, technical, and technological solutions, such as improving the design of pulley-block system of drilling rigs; accuracy increase of diagnosis of technical condition and forecasting of resource strings; maintenance of wire rope; this will contribute to a more complete use of wire rope in drilling rig.

талевый канатдиагностикаостаточный ресурсwire ropediagnosticsresidual resourceReferencesМалиновский, В. А. Стальные канаты : аналитический справочник / В. А. Малиновский. – Одесса : Астропринт, 2016. – 252 с. – Текст : непосредственный.Malinovskiy, V. A. (2016). Stal'nye kanaty: analiticheskiy spravochnik. Odessa, Astroprint Publ., 252 p. (In Russian).Сунгуров, Е. В. Подготовка к прогнозированию ресурса стальных канатов карьерных экскаваторов / Е. В. Сунгуров. – Текст : непосредственный // Россия молодая : сборник материалов VII Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых с международным участием. – Кемерово : КузГТУ, 2015. – С. 138–141.Sungurov, E. V. (2015). Podgotovka k prognozirovaniyu resursa stal'nykh kanatov kar'ernykh ekskavatorov. Rossiya molodaya: sbornik materialov VII Vserossiyskoy nauchnoprakticheskoy konferentsii molodykh uchenykh s mezhdunarodnym uchastiem. Kemerovo, T. F. Gorbachev Kuzbass State Technical University Publ., pp. 138-141. (In Russian).Ильиных, А. И. Анализ использования стальных канатов на буровых установках фирмы ЗАО «Уралмаш – Буровое оборудование» / А. И. Ильиных, Д. А. Алексеев, А. П. Гарейс. – Текст: непосредственный // Бурение и нефть. – 2007. – № 6. – С. 34–37.Ilinyh A., Alekseev D., & Gareys A. (2007). Analysis of the steel ropes using in "Uralmash - Drilling equipment" drilling rigs. Burenie i neft', (6), pp. 34-37. (In Russian).Мониторинг технического состояния талевых канатов буровых установок эксплуатационного и разведочного бурения нефтяных и газовых скважин: технология, эффективность, перспективы / Д. А. Слесарев, О. П. Потехин, И. И. Шпаков [и др.]. – DOI 10.24000/0409-2961-2018-6-13-22. – Текст : непосредственный // Безопасность труда в промышленности. – 2018. – № 6. – C. 13–22.Slesarev, D. A., Potekhin, O. P., Shpakov, I. I., Volokhovsky, V. Yu., & Vorontsov, A. N. (2018). Monitoring of Technical Condition of the Wire Ropes of Drilling Rigs for Production and Exploratory Drilling of Oil and Gas Wells: Technology, Efficiency, Prospects. Occupasional Safety in Industry, (6), pp. 13-22. (In Russian). DOI: 10.24000/0409-2961-2018-6-13-22Ефимченко, С. И. Расчеты ресурса несущих элементов буровых установок : учебное пособие / С. И. Ефимченко. – Москва : РГУ нефти и газа им. И. М. Губкина, 2001. – 171 с. – Текст : непосредственный.Efimchenko, S. I. (2001). Raschety resursa nesushchikh elementov burovykh ustanovok. Moscow, Gubkin University Publ., 171 p. (In Russian).Воробель, С. В. Определение удельной работы талевого каната / С. В. Воробель, Г. Д. Трифанов, В. Г. Островский. – DOI 10.30713/0130-3872-2019-5-44-48. – Текст : непосредственный // Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море. – 2019. – № 5. – С. 44–48.Vorobel, S. V. Trifanov, G. D., & Ostrovsky, V. G. (2019). Determination of the drill rope specific work. Construction of Oil and Gas Wells on Land and Sea, (5), рр. 44-48. (In Russian). DOI: 10.30713/0130-3872-2019-5-44-48Воронцов, А. Н. Механическая модель оценки прочности и ресурса стальных канатов грузоподъемных машин по данным диагностики / А. Н. Воронцов, В. Ю. Волоховский. – Текст: непосредственный // Справочник. Инженерный журнал с приложением. – 2012. – № 10 (187). – С. 37–43.Vorontsov, A. N., & Volokhovsky, V. Yu. (2012). Mechanical model for strength and life-time assessment of tested hoisting ropes. Handbook. An Engineering Journal with appendix, (10(187)), pp. 37-43. (In Russian).Dubuisson, J. Study on mechanical conditions of looseness of outer wires of ropeway haulage ropes / J. Dubuisson, M. Cantin. – Текст : непосредственный // OIPEEC Conference, Johannesburg, 2007. – P. 175–193.Dubuisson, J., & Cantin, M. (2007). Study on mechanical conditions of looseness of outer wires of ropeway haulage ropes. OIPEEC Conference, Johannesburg, pp. 175-193. (In English).Воронцов, А. Н. Оценка остаточного ресурса стальных канатов по результатам магнитной дефектоскопии / А. Н. Воронцов, В. Ю. Волоховский, В. В. Сухоруков. – Текст : непосредственный // Актуальные проблемы повышения эффективности и безопасности эксплуатации горношахтного и нефтепромыслового оборудования. – 2014. – Т. 1, № 1. – С. 33–40.Vorontsov, А. N., Volokhоvskii, V. Ju., & Sukhorukov, V. V. (2014). Residual life assessment of wire rope on the results of magnetic testing. Aktual'nye problemy povysheniya effektivnosti i bezopasnosti ekspluatatsii gorno-shakhtnogo i neftepromyslovogo oborudovaniya, 1(1), pp. 33-40. (In Russian).Сухоруков В. В. Техническая диагностика стальных канатов добывающей промышленности : от дефектоскопии к автоматизированному мониторингу / В. В. Сухоруков. – DOI 10.12737/article_5d5fcca11f3624.52556014. – Текст : непосредственный // В мире неразрушающего контроля. – 2019. – Т. 22. – С. 4–8.Sukhorukov, V. (2019). Tecnical Diagnostics of Steel Ropes in Extractive Industry: from Flaw Detection to Automated Monitoring. NDT World, 22, pp. 4-8. (In Russian). DOI: 0.12737/article_5d5fcca11f3624.52556014Sukhorukov, V. Steel wire ropes NDT : new instruments / V. Sukhorukov. – Текст : непосредственный // Proceedings of the 6th International Conference of the Slovenian Society for Non-destructive Testing. – Portoro, 2001. – P. 225–230.Sukhorukov, V. (2001). Steel wire ropes NDT: new instruments. Proceedings of the 6th International Conference of the Slovenian Society for Non-destructive Testing. Portoro, pp. 225-230. (In English).Vorontsov, A. Combined approach to damaged wire ropes life-time assessment based on NDT results and rope mechanics / A. Vorontsov, V. Volokhovsky, D. Slesarev. – DOI 10.1088/1742-6596/305/1/012114. – Текст : непосредственный // Journal of Physics: Conference series. – 2011. – Vol. 305. – P. [1–9].Vorontsov, A., Volokhovsky, V., & Slesarev, D. (2011). Combined approach to damaged wire ropes life-time assessment based on NDT results and rope mechanics. Journal of Physics: Conference series, 305, pp. 1-9. (In English). DOI: 10.1088/1742-6596/305/1/012114Sukhorukov, V. V. Electromagnetic inspection and diagnostics of steel ropes: technology, effectiveness and problems / V. V. Sukhorukov, D. A. Slesarev, A. N. Vorontsov. – Текст : непосредственный // Materials Evaluation. – 2014. – Vol. 72, № 8. – P. 1019–1027.Sukhorukov, V. V., Slesarev, D. A., & Vorontsov, A. N. (2014). Electromagnetic inspection and diagnostics of steel ropes: technology, effectiveness and problems. Materials Evaluation, 72(8), pp. 1019-1027 (In English).Slesarev D., Sukhorukov D., Shpakov I. Automated magnetic rope condition monitoring: concept and practical experience. – Текст : непосредственный // Proceedings of the OIPEEC Conference. – La Rochelle, 2017. – P. 295–300.Slesarev, D., Sukhorukov, D., & Shpakov, I. (2017). Automated magnetic rope condition monitoring: concept and practical experience. Proceedings of the OIPEEC Conference. La Rochelle, pp. 295-300. (In English).Monitoring of Mine Hoist Ropes at the Norilsk Nikel Company / V. Sukhorukov, A. Mironenko, A. Perepelitsyn, A. Saplin. – Текст : непосредственный // Proceedings of the International Conference "Mining Transport" (Szczyrk, Poland, September, 24–26, 2003). – P. 111–118.Sukhorukov, V., Mironenko, A., Perepelitsyn, A., & Saplin, A. (2003). Monitoring of Mine Hoist Ropes at the Norilsk Nikel Company. Proceedings of the International Conference "Mining Transport" (Szczyrk, Poland, September, 24-26, 2003). pp. 111-118. (In English).Потехин, О. П. Мониторинг технического состояния талевых канатов с применением магнитных дефектоскопов как средство безопасности эксплуатации буровых установок / О. П. Потехин, И. И. Шпаков. – Текст : непосредственный // Бурение и нефть. – 2016. – № 1. – С. 52–59.Potekhin, O. P., Shpakov, I. I. (2016). Monitoring hoist ropes technical condition with the use of magnetic flaw detectors as a means of safe operation of drilling rigs. Burenie i neft', (1), pp. 52-59. (In Russian).Gronau, O. NDT of Steel Ropes with Magnetic Flaw Detectors: Documentation and Interpretation of Test Results / O. Gronau, S. Belitsky, V. Sukhorukov. – Текст : непосредственный // Proceedings of the 15th WCNDT (October, 16–21). – Rome, 2000.Gronau, O., Belitsky, S., & Sukhorukov, V. (2000). NDT of Steel Ropes with Magnetic Flaw Detectors: Documentation and Interpretation of Test Results. Proceedings of the 15th WCNDT (October, 16-21). Rome. (In English).Marias, J. Holistic Approach to Continuous Rope Monitoring / J. Marias, N. A. Bester. – Текст : непосредственный // OIPEEC Conference Proceedings (Texas, USA, March, 2011). – 2011.Marias, J. (2011). Holistic Approach to Continuous Rope Monitoring. OIPEEC Conference Proceedings (Texas, USA, March, 2011). (In English).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.