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

а ) Р у ч н ы е т р у б н ы е к л ю ч и

Цепные ключи (рис. 23) для нефтяной промышленно­ сти изготовляются бакинским заводом им. Октябрьской

революции и Ишимбайским машиностроительным заво­ дом.

При подземном ремонте скважин для ручного свин­ чивания и развинчивания насосно-компрессорных труб и муфт обычно применяют цепные ключи КЦН № 1 (ключ цепной нормальный № 1) и КЦО № 1 (ключ цепной об­ легченный № 1), согласно ТУ26-02-355-73. Техническая характеристика ключей приведена в таблице 26.

Ключ состоит из рукоятки, двух щек, шарнирно сое­ диненных е рукояткой, и цепи. Цепь в свою очередь состоит из многочисленных внутренних и внешних плос­ ких звеньев, шарнирно соединенных между собой.

Из приведенной спецификации (таблица 27) видно, что цепной' ключ состоит из 77 деталей, причем все они изготовлены из углеродистой стали, вследствие чего га­ баритные размеры деталей и вес всего ключа оказыва­ ются значительными.

Применение легированной и высоколегированной ста-

Таблица 26

Примечание. 1. Кля ключа КП.П № 1 допустимое усилие на конец ру­

ди для изготовления деталей ключа ликвидировало бы указанные недостатки, но причина недостатков заклю­ чается не только в выборе материала.

Эти детали ключей по своей конструкции и эксплуа­ тационным качествам непригодны для таких работ, как спуско-подъемные операции в подземном ремонте сква­ жин. Они приемлемы для разовых индустриальных мон­ тажных работ.

Ниже остановимся на конструктивных недостатках цепного ключа.

Несмотря на изменения конструкции рукоятки ключа КЦО № 1, внесенные бывшим «Гипронефтемашем» в 1955 году, они по-прежнему остаются неудобными и громозд­ кими. Как правило, ремонтные мастерские нефтепромысслов разбирают полученные цепные ключи и протачи­ вают их рукоятки, тем самым облегчают их и придают более удобную форму.

82

В койструкции щеки ключей предусмотрены четыре рабочих сектора с зубцами для захвата трубы при свин­ чивании ее Или развинчивании.

По мере сработки зубцов щеки переворачиваются или меняют места, что увеличивает срок службы ключа.

Щеки ключей изготовляются из стали марки 40 с по­ следующей термической обработкой на твердость HRC = = 40 -г45. Безусловно, такие щеки недолговечны в ра­ боте с высококачественными насосно-компрессорными трубами. При небольших сработках вершины зубцов на щеках ключ будет скользить по трубе при натяжении цепи.

Цепь ключа состоит из 11 внутренних и 11 внешних звеньев, соединенных между собой пальцами цепи.

Цепь ключа в шарнирах трудно изгибается. Обычно новые цепи к ключам, полученные с завода-изготовите- ля, на промыслах расхаживаются в масле.

Цепь, если в ней есть продольные закручивания или же малейшие неточности в изготовлении деталей, с боль­ шим трудом надевается на паз рукоятки ключа и снима­ ется с него. Иногда приходится забивать или снимать цепь с паза, что сильно затрудняет работу оператора под­ земного ремонта скважин.

При сработке или неточном изготовлении паль­ цев цепи или паза рукоятки ключа звенья цепи самопро­ извольно выходят из паза, что совершенно недопустимо. В результате незначительного вытягивания каждого зве­ на цепи она значительно удлиняется, нарушается шаг и работа ключом усложняется. Цепь ключа рвется. Все эти конструктивные недостатки, выявленные при эксплуата­ ции, делают цепной ключ не только неудобным при под­ земном ремонте, но и могут явиться причиной травмы людей.

Наряду с конструктивными недостатками и плохими эксплуатационными качествами цепных ключей, они сло­ жны и в изготовлении. Не каждый завод берется их вы­ пускать, требуется специальное прессово-штамповочное хозяйство.

При ремонте скважйны большую часть своего време­ ни оператор затрачивает на работу с ключом.

Специальные исследования показали, что при под­ земном ремонте затрата времени на свинчивание и раз­ винчивание насосно-компрессорных труб ручным спосо-

бом составляет при спуске 65,1%, а при подъеме — 60% всего времени спуско-подъемных операций (см. ниже).

1 -челюсть; 2—створка; 3 -рукоятка; 4-палец; 5-пружина; ' ! в —сухарь; 7—хомутик; 8 —ограничитель

,84

Поэтому создание наиболее удобного ключа для бригад подземного ремонта является одним из самых актуальных вопросов механизации спуско-подъемных опе­ раций.

Шарнирные ключи. Попытка заменить цепной ключ при подземном ремонте различными шарнирными клю­ чами не увенчалась успехом. Существующие конструкции шарнирных ключей имеют серьезные недостатки, а экс­ плуатационные качества их — неудовлетворительны. Они не универсальны по диаметру захвата (трубы и муфты), тяжелы и не держатся на трубе на весу. Все эти весьма серьезные конструктивные недостатки шарнирных клю­ чей делают их неудобными при подземном ремонте сква­ жин, и практического применения они не нашли.

Двухшарнирный ключ КТГ конструкции бывш. «Гипронефтемаша» (рис. 24) достоит из восьми основных дета­ лей, предназначен для труб и муфт восьми размеров от

33,0 до 141,5 мм.

Конструкция шарнирных ключей рассчитана на зах­ ват труб только одного диаметра, хотя в литературе ука­ зывается возможность захвата труб двух смежных диа­ метров.

Известно, что в эксплуатации нефтяных скважин применяются насосно-компрессорные трубы и муфты к ним восьми размеров.

Необходимо иметь пятнадцать размеров ключей, что­ бы обеспечить захват труб и муфт. Поэтому они не наш­ ли широкого применения при подземном ремонте сква­

жин.

а-!

б) М а ш и н н ы е т р у б н ы е к л ю ч и

Для механизированного свинчивания и развинчивания насосно-компрессорных труб в подземном ремонте при­ меняются следующие ключи.

Ключи системы Молчанова имеются двух видов: труб­ ные КТМ и стопорные КСМ. Ключи изготовляются для насосно-компрессорных труб и муфт к ним размерами

48; 60; 73; 89 и 114 мм по нормали ТУ 26-02-257-70.

85

На рис. 25 показан трубный ключ КТМ. Он предна­ значен для свинчивания и развинчивания труб с по­ мощью автомата АПР-2.

Ключ состоит из челюсти /, соединенной пальцем 2 со створкой 3. Створка закрывается защелкой 4, поса­ женной на палец 5 и подпружиненной спиральной пру­ жиной 6.

В челюсть ввинчены винты 7 для ограничения откло­ нения защелки, а для предотвращения самооткрывания ключа предусмотрена предохранительная защелка 8.

По поверхности челюстей свободно скользит сухарь 9 клиновидной формы, имеющий изнутри зубчатую по­

86

верхность. Сухарь при помощи двух винтов держится на ключе. Кривизна каждого сухаря соответствует наруж­ ному диаметру трубы.

* В числителе указаны размеры и вес трубных ключёй, в зна­ менателе—стопорных ключей.

При отвинчивании или завинчивании трубы сухарь заклинивает челюсть в ключе и передает ей необходимое вращающее усилие.

На ручку челюсти ключа посажен ролик 10, закреп­ ленный корончатой гайкой 11. При работе ролик воспри­ нимает усилие, передаваемое водилом автомата.

Каждый размер трубного ключа предназначен для работы с трубой лишь соответствующего диаметра.

Стопорный ключ предназначен для стопорения муфт насосно-компрессорных труб при их свинчивании и раз­ винчивании с помощью автомата для подземного ремон­ та скважин.

Стопорный ключ (рис. 26) отличается от трубного формой хвостовой части челюсти, заканчивающейся шипом, на который надет перекидной упор 1, закреТіля-

87

емый болтом 2. Упор предназначен для передачи враща­ ющего усилия от ключа на подвеску автомата. Упор пере­ кидной, чтобы можно было переворачивать его при пере­ ходе от завинчивания труб к отвинчиванию и наоборот.

Разрез по ЛОИСѢ

Рис. 26. Ключ стопорный КСМ

Каждый размер стопорного ключа предназначен для работы с муфтой лишь соответствующего диаметра и вы­ пускается отдельно для муфт к трубам с гладкими кон­ цами и с высаженными концами.

Анализируя конструктивные и эксплуатационные не­ достатки ключей Молчанова, необходимо указать следу­ ющие:

88

1)отсутствие универсальности захвата ключом раз­ личных диаметров труб;

2)трудоемкость зарядки и разрядки ключа;

3)сложность и трудоемкость зарядки и разрядки ключа;

4)недолговечность сухаря ключа.

Для применяемых пяти размеров насосно-компрес­ сорных труб требуется 15 размеров ключей Молчанова.

Как трубные, так и стопорные ключи, состоят из сле­ дующих основных деталей: челюсти, створки, защелки и сухаря. Первые три детали отливаются из стали марки 40ХН. Сухарь изготовляется из поковки стали 50ХН. Отливка и механическая обработка деталей ключа слож­ ны и трудоемки. Как уже мы писали, конструкция сухаря неудачна, он недолговечен в работе, довольно часто ло­ мается.

В среднем на изготовление одного ключа затрачи­ вают 20 рублей, в то время как другие ключи (цепные, шарнирные), применяемые при подземном ремонте,- обходятся вдвое дешевле.

в) Ш т а н г о в ы е к л ю ч и

При подземном ремонте скважин для ручного свинчи­ вания и развинчивания глубиннонасосных штанг и муфт применяют крючкообразные простой конструкции штан­ говые ключи. Они бывают двух видов — цельные и шар­ нирные.

Рис. 27. Ключ КШН

8 9 '