Элеваторы штанговые ЭШН ГОСТ-15150: полное техническое описание

Элеваторы штанговые ЭШН представляют собой специализированное оборудование, предназначенное для захвата и удержания насосных штанг в процессе спуско-подъемных операций при текущем и капитальном ремонтах нефтяных и газовых скважин. Данный инструмент является неотъемлемой частью процесса обслуживания глубинно-насосного оборудования и обеспечивает безопасную и эффективную работу с штангами различного диаметра.

Назначение и конструкция

Элеваторы штанговые ЭШН предназначены для захвата и удержания на весу глубинно-насосных штанг при выполнении ремонтных работ на скважинах2313. Они разработаны для эксплуатации в умеренном и холодном (район I) макроклиматических районах согласно ГОСТ 16350, с категорией размещения – 1 по ГОСТ 15150

Конструктивно элеватор штанговый ЭШН состоит из следующих основных компонентов:

• Стальной корпус
• Втулка, расположенная эксцентрично относительно центрального отверстия
• Вкладыш
• Штроп

Внутри кольцевой расточки корпуса вращается втулка, обеспечивающая надежное удержание штанги. В корпусе и втулке имеется отверстие для ввода штанги. На опорный выступ элеватора накладывается сменный вкладыш, предохраняющий корпус от износа.

Технические характеристики и типоразмеры

Таблица 1. Основные характеристики элеваторов ЭШН

Сводная таблица технических характеристик элеваторов ЭШН

Примечание: Значения габаритных размеров и массы могут отличаться у разных производителей для моделей с одинаковым обозначением. Знак "-" означает отсутствие данных в указанных источниках. Показатели надежности приведены как пример требований.

Таблица 2. Дополнительные технические параметры

Ключевые конструктивные особенности и аспекты

• Материалы: Элеваторы ЭШН изготавливаются из стали, способной выдерживать расчетные нагрузки и эксплуатироваться в заданных климатических условиях. Хотя конкретные марки стали редко указываются в общедоступной документации и обычно регламентируются ТУ производителя, выбор материала является определяющим фактором для обеспечения прочности, долговечности и безопасности эксплуатации.  
• Сменные компоненты: Конструкция ЭШН часто предусматривает использование сменных вкладышей и втулок, позволяющих адаптировать один и тот же корпус элеватора для работы со штангами различных диаметров. Это повышает универсальность инструмента. Важно отметить, что для определенных диаметров штанг (например, 12 мм или 25 мм) могут требоваться специальные пары "втулка-вкладыш", отличные от тех, что используются для более распространенных диаметров (16, 19, 22 мм). 
• Надежность и срок службы: Для элеваторов ЭШН устанавливаются показатели надежности. Например, может указываться средняя наработка на отказ (не менее 2000 часов) и средний срок службы до списания (например, 5 лет). Критерием достижения предельного состояния, требующего вывода элеватора из эксплуатации, является износ его критических деталей (например, вкладышей, опорных поверхностей корпуса, элементов затвора), превышающий допустимые пределы, указанные в эксплуатационной документации или ТУ производителя. Установление таких конечных показателей надежности и срока службы прямо указывает на то, что элеваторы являются изнашиваемыми компонентами, а не постоянным оборудованием. Они подвергаются значительным нагрузкам и износу в процессе эксплуатации. Следовательно, для обеспечения безопасной и безаварийной работы необходимо включать в планы технического обслуживания регулярные инспекции, проверки износа, своевременную замену изнашиваемых частей (вкладышей, втулок) и планирование полной замены элеватора по достижении установленного срока службы или критериев предельного состояния, основываясь на интенсивности использования и рекомендациях изготовителя.  
• Производственные стандарты (ТУ): Производство элеваторов ЭШН в Казахстане и СНГ осуществляется в соответствии с Техническими Условиями (ТУ), разрабатываемыми заводом-изготовителем. Примеры номеров ТУ: ТУ 05273837.303838.013 , ТУ 26-16-287-90 , ТУ 3668-040-07538145-96 , ТУ 3668-008-07538145-93. Эти документы содержат детальные требования к конструкции, материалам, технологии изготовления, методам испытаний, правилам приемки, маркировке и комплектности конкретных моделей элеваторов.

Стандартизация и Нормативная база

Российские стандарты

• ГОСТ 15150-69: Этот стандарт основополагающий для определения климатического исполнения и категории размещения технических изделий в зависимости от условий эксплуатации, хранения и транспортирования. Для элеваторов ЭШН часто указывается исполнение "У" (для макроклиматического района с умеренным климатом) или "ХЛ" (для района с холодным климатом, часто уточняется как район 1 по ГОСТ 16350), категория размещения 1 (эксплуатация на открытом воздухе). Важно понимать, что ГОСТ 15150-69 регламентирует исключительно стойкость изделия к климатическим факторам внешней среды и не устанавливает требований к механической прочности, грузоподъемности, конструкции, материалам или безопасности самого элеватора как грузоподъемного механизма. Он лишь подтверждает пригодность изделия к работе в определенных климатических зонах.  
• ГОСТ 16350-80: Данный стандарт определяет районирование территории по макроклиматическим районам и часто упоминается совместно с ГОСТ 15150 для уточнения климатических условий эксплуатации (например, "умеренный и холодный (район 1) макроклиматические районы по ГОСТ 16350").  
• ГОСТ Р 53683—2009 (ИСО 13535:2000): Это российский стандарт, гармонизированный с международным стандартом ISO 13535:2000. Он распространяется на буровое и эксплуатационное подъемное оборудование для нефтяной и газовой промышленности. Стандарт охватывает требования, применимые к элеваторам для насосных штанг (sucker rod elevators), хотя этот термин может явно не использоваться. Ключевые требования ГОСТ Р 53683, относящиеся к штанговым элеваторам, включают: ссылки на размеры (возможно, через таблицы для НКТ, применимые и для штанг), требования к маркировке (раздел 10) и обязательное проведение испытаний под нагрузкой. Каждое изделие должно быть испытано нагрузкой, в 1.5 раза превышающей номинальную грузоподъемность, с выдержкой не менее 5 минут. После испытаний обязательна проверка работоспособности и неразрушающий контроль всех основных несущих деталей.  
• Технические Условия (ТУ) производителя: Как упоминалось ранее, ТУ являются основным документом, по которому изготавливаются конкретные модели ЭШН. Они детализируют конструкцию, материалы, процессы производства и контроля качества, методы испытаний и критерии приемки, разработанные производителем в соответствии с общими требованиями применимых ГОСТов.  

Международные стандарты

• API Spec 8C: Спецификация API 8C "Specification for Drilling and Production Hoisting Equipment" является ведущим международным стандартом, разработанным Американским институтом нефти (API). Он устанавливает требования к проектированию, изготовлению и испытаниям грузоподъемного оборудования, используемого при бурении и эксплуатации скважин, и явно включает в свою область применения элеваторы для насосных штанг (Sucker Rod Elevators). Стандарт API 8C широко признан и применяется в мировой нефтегазовой отрасли. 
• Ключевые требования API Spec 8C: Стандарт регламентирует широкий круг аспектов, включая принципы инженерного проектирования, требования к выбору и контролю материалов, процедуры контроля качества на производстве, обязательные методы испытаний (включая испытания пробной нагрузкой) и требования к маркировке оборудования. 
• Уровни Спецификации Продукции (PSL - Product Specification Levels): API Spec 8C устанавливает два уровня спецификации продукции: PSL 1 и PSL 2. PSL 1 определяет базовый набор технических требований. PSL 2 включает все требования PSL 1, а также дополнительные, более строгие практики в отношении материалов (например, контроль химического состава, механических свойств), неразрушающего контроля (например, обязательный объемный контроль литых деталей), сварки и документации. Уровень PSL 2 предназначен для оборудования, используемого в более ответственных или сложных условиях эксплуатации. 
• Дополнительные Требования (SR - Supplementary Requirements): Стандарт также определяет ряд дополнительных требований (SR), которые могут быть согласованы между заказчиком и производителем. К ним относятся, например, SR1 (испытание пробной нагрузкой сверх стандартных требований), SR2 (испытания при низких температурах), SR3 (предоставление расширенного пакета документации - Data book), SR4 и SR5 (дополнительный объемный неразрушающий контроль литых или кованых/катаных материалов).  
• ISO 13535: Важно отметить взаимосвязь стандартов. Стандарт ISO 13535:2000 "Petroleum and natural gas industries - Drilling and production equipment - Hoisting equipment", на основе которого разработан ГОСТ Р 53683-2009, сам являлся модифицированной версией предыдущей, четвертой редакции API Spec 8C. Таким образом, ГОСТ Р 53683 гармонизирован с международным стандартом ISO, который, в свою очередь, был основан на API Spec 8C. Однако текущей версией является API Spec 8C, Пятое издание (опубликовано в марте 2012 г., подтверждено в 2019 г., с исправлениями в 2014 и 2020 гг.).

Сравнение российских и международных стандартов для грузоподъемного оборудования (применительно к штанговым элеваторам)

Международные производители

На мировом рынке представлено значительное число производителей оборудования для СПО, включая штанговые элеваторы. Ключевые игроки включают:

• Специализированные производители (США, Канада):
  • Keystone Energy Tools (KET): Подчеркивает соответствие API Spec 8C, предлагает различные типы элеваторов.  
  • BVM Corporation: Производит элеваторы с г/п 20 тонн. 
  • PETOL Gearench: Предлагает элеваторы на 25 тонн, сертифицированные по ISO 9001, указывает соответствие API. 
  • Norris Rods (подразделение Dover Corporation): Производит различные типы штанговых элеваторов. 
  • Aermotor Windmill Corp.: Производит элеваторы. 
  • Ellis Manufacturing: Производит насосы и, возможно, связанное оборудование. 
  • Slyder Pumps: Производитель насосов, возможно, и элеваторов.  
  • PEMSCO Ltd. (Канада): Производит различное нефтепромысловое оборудование, включая штанговые элеваторы. 
• Крупные интегрированные сервисные компании:
  • SLB (ранее Schlumberger): Предлагает комплексные решения по механизированной добыче, включая штанговые насосы, штанги и сопутствующее оборудование, подчеркивая качество и соответствие стандартам API.  
  • NOV (National Oilwell Varco): Имеет подразделение Tuboscope Artificial Lift Technologies, предлагающее интегрированные решения для механизированной добычи, включая инспекцию, покрытия, направляющие для штанг; также производит элеваторы.  
  • Forum Energy Technologies (FET): Производит подъемное оборудование, хотя штанговые элеваторы явно не указаны в доступных материалах.  
• Производители из других регионов (например, Китай):
  • Компании, такие как Shandong Beyond Petroleum Machinery Co., Ltd , предлагают штанговые элеваторы через онлайн-платформы (Made-in-China, Alibaba ), часто заявляя о соответствии спецификациям API (например, API Spec 8A/8C).

Наименования элеваторов на русском и английском языках

Альтернативные наименования элеваторов

Мы будем рады ответить на ваши вопросы и помочь вам выбрать фильтры, которые подойдут именно вам.
Работаем по всему Казахстану и СНГ.
Для заказа просим написать в мессенджер.