книги из ГПНТБ / Халилов А.А. Техника подземного ремонта нефтяных скважин

Блок автомата представляет собой корпус клиньевого спайдера с червячным редуктором, защищенным кожу­ хом, образующим масляную ванну, и водилом, передаю­ щим вращающее усилие трубному ключу.

Рис. 15. Кинематическая схема автомата АПР-2:„

/ —червячный редуктор; 2—переключатель; 3—электродвигатель; 4—блок; 5—водило

Блок клиньевой подвески (рис. 16) состоит из направ­ ляющей с кольцевым основанием, к которому шарнирно подвешено три клина. Завод изготовляет клиньевые под­ вески для 48-, 60-, 73-, 89- и 114-мм труб.

Рис. 16. Блок клиньевой подвески:

/ — корпус 60—73-мм клина; 2 — плашка 60-мм\ 3 — шплинт плашки;

4—89-мм клин; 5—114-мм клин

Клиньевую подвеску соответствующего размера на время работы вставляют в корпус автомата.

61

Блок центратора для 48-, 60-, 73- и 89-мм труб состоит из пьедестала, к которому тремя шпильками крепятся автомат, фиксатор и втулка центратораВтулки центра­ тора изготовляют 48-, 60-, 73- и 89-мм для насосно-ком­ прессорных труб с гладкими концами и 78-мм для труб с высаженными концами. Втулку закладывают сверху на бурт пьедестала и при подъеме труб с муфтами «е удер­ живают фиксатором.

Для ра%)ты со 114-мм трубами применяется специаль­ ный центратор, вкладыш которого имеет форму колодки. Оба центратора автоматически центрируют колонну спу­ скаемых или поднимаемых труб относительно автомата.

Блок балансира состоит из балансира и надетого на него груза. Балансир на время работы соединяют с бло­ ком автомата для перемещения клиньевой подвески вверх-вниз.

Блок привода состоит из двигателя с инерционным устройством. Маховик и муфта включения маховика за­ крыты кожухом, на котором размещена ручка включения муфты. На приводе смонтировано штепсельное соедине­ ние, позволяющее подсоединять его к реверсивному пере­ ключателю.

Блок реверсивного переключателя состоит из воздуш­ ного взрывоТіепроницаемого реверсивного переключателя и кабеля. Специальным кабелем с нефтестойкой изоля­ цией привод присоединяется к промысловой электросети. Автомат АПР-2 комплектуется в соответствии с отрасле­ вой нормалью ТУ 26-02-70-70.

Эксплуатация автомата и уход за ним. Эксплуатация автомата АПР-2 подробно описана в брошюре самого автора этого автомата Г. В. Молчанова [9]. Мы ограни­ чимся лишь приведением из этих источников основных требований и правил эксплуатации автомата, являющих­ ся обязательными.

При спуске и подъеме труб все операции по управле­ нию автоматом, зарядке, съему элеватора и ключей вы­ полняет оператор или его помощник.

При спуске первых и подъеме последних труб груз с балансира следует снимать, управляя клиньями вручную для исключения самопроизвольного расклинивания колонны.

Возможность повреждения трубной резьбы, а также преждевременного выхода из строя привода автомата де-

62

. \

лают необходимым строго соблюдать следующие прави­ ла работы:

1. Не допускать лишних включений-отключений при­ вода. Каждое ненужное включение-отключение двига­ теля способствует сокращению срока службы контактов переключателя и обмотки электромотора.

2.Развинчивать трубы всех размеров следует только при включенном маховике. Несоблюдение этого правила приводит к дополнительному реверсированию двигателя,

аследовательно, к преждевременному износу привода.

3.Свинчивать трубы необходимо следующим образом: а) 48- и 60-лш трубы с гладкими концами—при отклю­

ченном маховике; б) 60-мм трубы с высаженными концами и 73-мм тру­

бы с гладкими и высаженными концами—при включен­ ном маховике;

в) 89- и 114-жж. трубы—при включенном маховике и дополнительных ударах водилом путем реверсирования двигателя и отведения водила от ключа не менее чем на

270—300°.

При остановке двигателя в «упор» необходимо как можно быстрее реверсировать или отключать его, по­ скольку при этом величина тока в системе привода дости­ гает предельного значения, что способствует ускорению выхода его из строя.

При свинчивании трубных резьбовых соединений не­ обходимо применять графитовую смазку.

При спуске или подъеме колонны не допускается захват клиньями за муфту труб, поскольку это приводит к поломке плашек или клиньев.

Для обеспечения бесперебойной интенсивной эксплуа­ тации автомата уход за ним должен носить профилакти­ ческий, предупреждающий характер.

Перед каждым подземным ремонтом скважины необ­ ходимо тщательно проверять состояние автомата. Конт­ ролю и приведению в исправность подлежат:

а) петли, ушки, направляющие подвесок, крепеж пла­ шек в клиньях, плашки и клинья;

б) фиксатор и втулки центратора; в) крепеж и отсутствие люфта в ведомой полумуфте;

г) свобода перемещения и надежность фиксаций веду­ щей полумуфты, а также вилка включения и ее сухари; д) исправность штепсельных соединений, двигателя,

63

реверсивного переключателя и кабеля.. Отсутствие пов­ реждения токопроводящих и заземляющих линий;

е) наличие смазки в червячном редукторе и других узлах;

ж) надежность крепления всех болтовых соединений автомата и привода.

После каждого подземного ремонта автомат должен быть тщательно очищен, в случае необходимости промыт и смазан, а двигатель и переключатель просушены. Осо­ бое внимание следует обращать на постоянную чистоту штепсельных соединений, кабеля, переключателя, двига­ теля и инерционной части привода, эксплуатация кото­ рых в загрязненном состоянии может привести к аварии.

Реверсивный переключатель привода автомата требу­ ет особо тщательного контроля. Профилактически необ­ ходимо заменять сильно пригоревшие контакты, неис­ правные пружины и тщательно очищать поверхность всех деталей переключателя от пыли, нагара, так как загряз­ нение их может привести к внутреннему замыканию и порче переключателя. Следует иметь в виду, что выход из строя переключателя может одновременно явиться при­ чиной преждевременного выхода из строя двигателя. Ориентировочно профилактика переключателя должна осуществляться в начале эксплуатации не реже, чем че­ рез один-три ремонта.

В последующем же сроки профилактики должны быть

ра и привода автомата должны производиться квалифи­ цированно в строгом соответствии с технической докумен­ тацией на изготовление.

Монтаж и демонтаж автомата на устье скважины.

После того как автомат подтащат к устью, а планшайбу

спервой трубой поднимут из скважины, автомат вместе

сцентратором соответствующего размера при помощи талевой системы устанавливают на фланце колонны и крепят двумя болтами.

Смонтированный на устье автомат должен быть рас­ положен так, чтобы его балансир был с левой стороны оператора (если он стоит лицом к устью скважины).

Далее в автомат вставляют клиньевую подвеску соот­ ветствующего размера, колонну труб сажают в клинья. Привод соединяют с автоматом тремя болтами через сое-

6 4

динительную кулачковую муфту, при этом оператор дол­ жен убедиться, что кулачки одной полумуфты попали в паз другой. В противном случае поломка автомата неиз­ бежна.

После соединения двигателя с автоматом устанавли­ вают балансир, для чего его ось оттягивают при помощи кольца, а затем на балансир надевают груз.

Реверсивный переключатель соединяют с двигателем до подключения кабеля к сети.

Особое внимание при каждом монтаже автомата надо обратить на состояние линии заземления, обеспечиваю­ щей надежный контакт по всей цепи как в направлении к щиту, так и на массу привода автомата.

Пробой изоляции в цепи электропривода на массу может привести к поражению оператора током и несчаст­ ному случаю.

Демонтаж автомата проводится в обратной последотельности.

2. МЕХАНИЗМ АШК-1

Автоматический штанговый ключ (рис. 17) состоит из ротора с автоматическим захватным устройством, редук­ тора, электродвигателя, нижней стопорной вилки, пружин­ ной подвески и реверсивного переключателя с кабелем.

' Все узлы, за исключением реверсивного переключа­ теля 4 с кабелем и пружинной подвески 3, смонтированы в одном блоке. Реверсивный переключатель и пружинная подвеска к блоку ключа подсоединяются непосредственно ка рабочем месте у скважины.

Захватный орган 6 и нижняя стопорная вилка 2-смен- ные для размеров штанг диаметром 16—19 мм и 22— 25 мм.

Основные технические данные

АШК-1 состоит из двух узлов: 1) ключ с электродви­ гателем; 2) реверсивный ножной переключатель.

Тип редуктора—шестереночный, с числом оборотов ротора в минуту—ПО.

Вес наиболее тяжелого узла автомата (ключ с элек­ тродвигателем) — 41 кг.

Общий вес авотомата (без инструментов и приспособ­ лений)—62 кг.

Перед началом работы АШК-1:

1)обязательно проверить наличие машинного масла

вкожухе высокооборотной пары. Для этого повернуть ключ и отвинтить сливную пробку. Для полной заливки кожуха требуется около 300 г масла;

Рис. 17. Принципиальная схема конструкции» механизма АШК-1

2)смазать машинным маслом пазы основания захва­ та б и поверхность эксцентрика 8;

3)смазать консистентной смазкой (солидолом) опор­ ные подшипники и зубья большой шестерни 5.

Затем ключ вместе с пружинной подвеской 3 прицеп­ ляется специальным замковым устройством к стальному тросу, укрепленному на поясе вышки или мачты. Опера­ тор надвигает ключ на квадраты штанг и, нажав ногой на педаль реверсивного переключателя 4, включает элек-

66

/

тродвигатель. При этом большая шестерня 5, вращаясь (по часовой стрелке) совместно с эксцентриком 8, дает возможность связанному с последним захватному орга­ ну 6 под действием пружины 9 надвинуться на свинчивае­ мую штангу, поскольку в начале вращения большой шестерни 5 захватный орган 6 не вращается вместе с ней, а движется поступательно под действием пружины 9 своими направляющими плоскостями в пазу основания захвата.

Основание захвата связано пальцем /, проходящим через сквозной паз в большой шестерне 5, с тормозным барабаном 11, притармаживающим основание захвата до тех пор, пока большая шестерня 5, преодолевая усилие торможения, не увлечет за собой палец 1, а следовательно, и основание захвата с находящимся в его пазу захватным органом 6, который надйигается на штангу и завинчивает ее. Чтобы снять ключ со свинченной штанги, оператор на­ жимом на педаль реверсирует электродвигатель.

Большая шестерня 5, вращаясь совместно с эксцен­ триком 8, отодвигает захватный орган 6 от квадрата штанги и продолжает вращаться совместно с основанием захвата до тех пор, пока не застопорится упором 10, вза­ имодействующим с хвостовиком захватного органа 6.

При этом прорезь большой шестерни 5 совпадает с прорезью основания захвата и корпуса ключа.

Оператор снимает ключ с квадратов штанг, отводйх его от устья скважины и цикл повторяется.

3. МЕХАНИЗМ ІМШТК-16-60

Механический штангово-трубный ключ (ІМШТК-16- 60) конструкции АзИНМАШа предназначен для меха­ нического свинчивания и развинчивания резьбовых соеди­ нений глубиннонасосных штанг диаметром 16-, 19-, 22- и 25-мм и нас^но-компрессорных труб диаметром 33-, 42-, 48- и 60-лш при подземном ремонте скважин.

Механический штангово-трубный ключ типа ІМШТК- 16-60 является усовершенствованной конструкцией, как: уже было сказано выше, механизма МШК. « С помощью этрго механизма можно механизировать, ручные операции при спуске и подъеме как насосно-ком­

прессорных труб, так и глубиннонасосных штанг. Применение механизма типа ІМШТК-16-60 позволяет

ускорить спуск и подъем труб и штанг, повысить качество крепления резьбы.

На рис18. приведена кинематическая схема механиз­ ма 1МШТК-16-60.

Механический штангово-трубный ключ типа 1МШТК- Т6-60 состоит из:

6 8

1)вращателя с электродвигателем со следующими основ­ ными узламй:

а) червячная пара;

б) двухскоростная зубчатая передача с реверсивным механизмом;

в) электродвигатель, трехфазный короткозамкнутый, типа АОЛ2-21-4;

2)специального ящика с электроаппаратурой, содержа­ щего автомат АП-50-ЗМТ с максимальной тепловой

защитой, кабель ШРПСЗ X 1 — І Х І общей длиной 2,0 м, с вилкой типа 5ДК266-ОП и штепсельную ро­ зетку типа СК;

3)приспособления и инструмента:

а) для работы с глубиннонасосными штангами: элева­

тор и ключ штанговые, ключ стопорный^ откидная вйлка, вкладыш Штанговый откидной вилки, сменная втулка, штангодержатель и столик для инструмента;

б) для работы с насосно-компрессорными трубами: трубная подвеска, вкладыш трубной подвески, подклад­ ная вилка, двухшарнирный трубный ключ, стопорный ключ, фланец установочный и вилка привода подвескы е противовесом.

Вращение электродвигателя передается червячной паре через реверсивный механизм и зубчатую пару.

К червячной шестерне прикреплено водило, которое вращает либо штанговый ключ, надетый на квадрат свин­ чиваемой или развинчиваемой штанги, либо трубный ключ, надетый на свинчиваемую или развинчиваемую трубу.

Коробка передач реверсивного механизма состоит из 4-х цилиндрических шестерен, сидящих попарно на чер­ вячном или шлицевом валу, и одной промежуточной uie^ стерни.

На шлицевом валу посажены две чашки, в каждой из которых помещено 18 фрикционных дисков, 9 из них на­ ходятся в шлицевом соединении с валом, а другие 9 своими выступами заходят в пазы чашек. Эти муфты слу­ жат для включения I и II скоростей. Когда включена муфта I скорости, муфта II скорости выключена, и на­

оборот.

Для передачи наибольшего вращающего момента достаточно нажать на рукоятку, применяя небольшое уси­ лие—примерно 2 кг.

69

При отключении и включении реверсивного фрикцион­ ного механизма электродвигатель остается постоянно выключенным и его вал вращается все время в одном направлении. Направление вращения вала меняется толь­ ко при переходе от подъема штанг или труб к спуску, и наоборот, т. е. один раз за все время подземного ремонта.

Такая система работы смягчает режим работы элек­ тродвигателя и должна обеспечить его надежную и дли­ тельную эксплуатацию.

Между шлицевым валом и валом электродвигателя насажен маховик весом 5 кг. Маховик обеспечивает необ­ ходимый дополнительный вращающий момент при креп­ лении-раскреплении резьбового соединения.

4. ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ ЗАХВАТА И ПОДВЕШИВАНИЯ КОЛОНН ТРУБ И ШТАНГ

В практике подземного ремонта для захвата и подве­ шивания колонн из насосно-компрессорных труб приме­ няют створчатые элеваторы и клиньевые захваты.

Элеваторы служат для захвата и подвешивания ко­ лонны труб под муфту и удержания ее на весу при спуско-подъемных операциях; клиньевые захваты приме­ няют для этой же цели, но они захватывают колонны труб при помощи специальных сухарей.

.Для захвата и подвешивания колонны глубиннона­ сосных штанг под головку и удержания их на весу при спуско-подъемных операциях применяют одноштропные элеваторы с разрезной втулкой для ввода штанги.

Элеваторы для наносно-компрессорных труб

К конструкциям элеваторов согласно нормали Н716-6! предъявляются следующие требования:

1.Элеватор должен обеспечивать возможность спуска

иподъема труб как средствами механизации свинчи­ вания и развинчивания, так и без них-

2.Элеватор должен обеспечивать работу в сочетании

савтоматами типа АПР со спайдерами или клиньями, т. е. по схеме «элеватор-автомат» (спайдер).

3.Элеватор должен обеспечивать удобство и безопас­ ность при спуско-подъемных операциях как при укладке

труб на мостки, так и при их установке.

7 0