Производитель резиновых уплотнительных долот с тремя зубьями

Если говорить о трехзубых резиновых уплотнительных долотах — многие сразу представляют себе стандартную резину с тремя выступами, но на деле здесь кроется масса подводных камней. Взять хотя бы разницу в поведении резины при температуре -20°C в Якутии и +45°C в Астраханской области — это две совершенно разные эксплуатационные истории.

Конструкционные особенности, которые не бросаются в глаза

Когда мы начинали экспериментировать с формой зубьев в 2015 году, ошибочно считали, что главное — угол атаки. На деле оказалось, что распределение нагрузки на основание зуба важнее. В партии для ООО Чэнду Цзитао Машиностроительное оборудование пришлось трижды перерабатывать литьевые формы — резина отрывалась у основания не из-за износа, а из-за вибрационных нагрузок, которые не учли в первоначальных расчетах.

Сейчас на сайте jitbit.ru можно увидеть наши стандартные модели, но там не указано, что для арктических месторождений мы добавляем в резиновую смесь полимерные присадки, снижающие хрупкость. Это как раз тот случай, когда типовое решение не работает — приходится глубоко погружаться в физику процесса.

Кстати, о резиновых смесях — до сих пор помню, как в 2018 году потеряли целую партию из-за экономии на вулканизирующих агентах. Резина 'поплыла' уже при 80°C вместо заявленных 120°C. Пришлось полностью менять поставщика сырья и пересматривать технологические карты.

Полевые испытания и обратная связь

В прошлом году поставили партию трехзубых долот на месторождение в ХМАО — там проявилась интересная особенность. При бурении в пластах с переменной плотностью резиновые уплотнители вели себя по-разному в верхних и нижних зубьях. Это заставило пересмотреть равномерность прижимного усилия.

На сайте https://www.jitbit.ru мы всегда указываем параметры испытаний, но редко кто обращает внимание на графу 'коэффициент восстановления упругости после статического сжатия'. А между тем, это критически важный параметр для долот, которые хранятся на складах по 6-8 месяцев перед использованием.

Коллеги из сервисной службы как-то прислали фотографии долот после 200 моточасов работы — на двух зубьях виднелись продольные трещины, а третий сохранил целостность. Разбирались три недели — оказалось, дело в микроскопическом перекосе при установке.

Технологические тонкости производства

Наше ООО Чэнду Цзитао Машиностроительное оборудование с 2011 года отрабатывало технологию литья под давлением — казалось бы, ничего сложного. Но когда стали анализировать брак, выяснилось: 30% дефектов возникают из-за нестабильной температуры в пресс-форме в момент инжекции.

Сейчас у нас есть патент на систему подогрева форм — это как раз результат тех наработок. Хотя признаюсь, первые испытания системы в 2019 году чуть не закончились провалом — датчики температуры показывали расхождение в 15°C с реальными значениями.

Интересно, что для разных типов резины приходится выставлять разные режимы вулканизации. Для бутадиен-нитрильных каучуков это один температурный профиль, для EPDM — совершенно другой. В техзаданиях это часто упускают, потом удивляются, почему ресурс отличается в полтора раза.

Взаимодействие со стальными элементами

Когда мы только начинали производство резиновых уплотнительных долот с тремя зубьями, не придали значения коррозионному взаимодействию резины с металлом. В результате в первой же партии для морских платформ появились очаги поверхностной деградации — солевая среда ускорила электрохимические процессы.

Сейчас мы используем изолирующие покрытия, но и здесь есть нюансы. Например, при температуре ниже -30°C некоторые составы теряют адгезию — это выяснилось во время зимних испытаний в Норильске. Пришлось разрабатывать специальный праймер.

Кстати, о стальных элементах — в наших последних моделях перешли на использование пружинной стали для крепежных элементов. Это добавило всего 7% к себестоимости, но увеличило стойкость к циклическим нагрузкам на 40%.

Эволюция требований заказчиков

За 12 лет работы заметил, как менялись запросы нефтяных компаний. Если в годах главным был ресурс, то сейчас на первый план вышла стабильность характеристик от партии к партии. Видимо, сказывается переход на прогнозное обслуживание оборудования.

На https://www.jitbit.ru мы размещаем паспорта качества на каждую партию, но мало кто знает, что за этим стоит строгий протокол выборочного контроля. Каждое десятое долото проходит полный цикл испытаний — это дорого, но позволяет избежать массового брака.

Сейчас обсуждаем с инженерами возможность внедрения RFID-меток в каждый экземпляр — чтобы отслеживать историю эксплуатации. Пока непонятно, как метка поведет себя в условиях высоких давлений и температур, испытания планируем на осень.

Нестандартные применения и доработки

В 2020 году к нам обратились из геологоразведочной компании с необычным запросом — адаптировать трехзубые долота для бурения в мерзлых породах. Оказалось, стандартная резина становилась хрупкой при -50°C — пришлось разрабатывать специальный состав с морозостойкими присадками.

Кстати, этот опыт потом пригодился и для стандартной продукции — мы улучшили показатели эластичности при низких температурах на 15%. Такие побочные результаты разработок часто оказываются ценнее целевых.

Сейчас в проекте у ООО Чэнду Цзитао Машиностроительное оборудование — версия долот с изменяемой геометрией зубьев. Конструкция сложнее, но потенциально может увеличить интервал между заменой на 20-25%. Полевые испытания покажут, стоит ли овчинка выделки.

Перспективы и ограничения технологии

Если говорить откровенно, у резиновых уплотнителей есть естественный предел эффективности — мы постепенно к нему приближаемся. Дальнейшее увеличение ресурса потребует либо принципиально новых материалов, либо изменения самой концепции уплотнения.

Сейчас изучаем композитные материалы на основе армированного каучука — лабораторные тесты обнадеживают, но стоимость производства пока слишком высока для серийного выпуска. Возможно, через 2-3 года ситуация изменится.

Что действительно радует — так это накопленный опыт. Техническая база и патентный портфель ООО Чэнду Цзитао Машиностроительное оборудование позволяют достаточно быстро адаптироваться к новым вызовам. Главное — не останавливаться в развитии, даже когда текущие показатели устраивают большинство заказчиков.