Буровые рукава: чем отличаются от обычных РВД и как выбрать

Буровые рукава применяются в условиях, где стандартные рукава высокого давления быстро выходят из строя. Это добыча полезных ископаемых, бурение скважин, геологоразведка, строительство свайных и буронабивных фундаментов. Здесь на рукав одновременно действуют высокое давление, абразивная среда, вибрации, изгибы и перепады температур. Поэтому буровые рукава конструктивно и по характеристикам заметно отличаются от классических РВД.

В каких условиях работают буровые рукава

В отличие от обычных гидролиний, буровые рукава часто работают:

с буровым раствором, содержащим песок, глину, шлам и химические добавки;
при постоянной пульсации давления;
в условиях внешнего механического воздействия — трение о металл, грунт, породу;
при температурах от –40 до +100 °C и выше, в зависимости от среды;
с крупными внутренними диаметрами и большим объемом прокачиваемой жидкости.

Для примера: давление в циркуляционной системе буровой установки может достигать 150–250 бар, при этом основная нагрузка приходится не только на давление, но и на абразивный износ внутреннего слоя.

Конструктивные отличия от обычных РВД

Главное отличие — усиленная конструкция, рассчитанная на агрессивную среду и длительную работу.

Типовой буровой рукав состоит из нескольких слоев:

внутренний слой из износостойкой резины или синтетических компаундов, устойчивых к абразиву;
армирующий слой — как правило, несколько слоев высокопрочной текстильной или металлической оплетки;
наружный защитный слой с повышенной стойкостью к порезам, истиранию и ультрафиолету.

У обычных РВД приоритет — давление. У буровых рукавов давление важно, но на первый план выходит ресурс при абразивной нагрузке. Поэтому толщина внутреннего слоя и состав резины здесь критичны.

Давление и диаметр

Обычные РВД чаще всего применяются в диапазоне DN6–DN25 и давлении до 250–350 бар.

Буровые рукава нередко имеют диаметры DN38, DN51, DN64 и выше, поскольку через них прокачиваются большие объемы бурового раствора.

При этом рабочее давление может быть ниже, чем у гидравлических РВД, но импульсные нагрузки и вибрации значительно выше. Поэтому запас прочности по армированию у буровых рукавов всегда увеличен.

Устойчивость к абразиву и химии

Буровой раствор — одна из самых агрессивных сред для рукавов. В нем присутствуют:

твердые частицы;
химические реагенты;
повышенная влажность;
иногда нефтепродукты.

В обычных РВД внутренний слой рассчитан на гидравлические масла и эмульсии. В буровых рукавах используются специальные резиновые смеси, которые в 2–3 раза дольше сопротивляются истиранию. Это напрямую влияет на срок службы и безопасность эксплуатации.

Особенности соединений и фитингов

Буровые рукава почти всегда комплектуются усиленными соединениями. Чаще всего применяются:

фланцевые соединения;
резьбовые соединения с усиленным уплотнением;
специальные буровые фитинги с увеличенной толщиной стенки.

Соединение должно выдерживать не только давление, но и динамические нагрузки. В полевых условиях замена рукава — это простой оборудования, поэтому надежность соединения имеет решающее значение. Именно поэтому буровые рукава обычно изготавливаются в сборе и проходят обязательную опрессовку.

Как выбрать буровой рукав под задачу

При подборе ориентируются не на один параметр, а на совокупность условий.

Основные критерии выбора:

тип перекачиваемой среды и концентрация абразива;
рабочее и пиковое давление;
внутренний диаметр и требуемая пропускная способность;
температура эксплуатации;
условия монтажа — изгибы, вибрация, подвижные узлы;
способ соединения с оборудованием.

Например, для циркуляции бурового раствора на установке с давлением до 200 бар и высокой концентрацией твердых частиц предпочтительнее рукав с усиленным внутренним слоем и фланцевым соединением, даже если по давлению достаточно стандартного РВД.