книги / Оборудование для добычи нефти и газа

Таблица 10.15

Технические характеристики крюков

К талевой системе так же относятся ограничитель подъема талевого блока и механизм крепления неподвижной ветви тале­ вого каната.

Ограничитель подъема талевого каната служит для предотв­ ращения возможности соударения талевого и крон блоков в процессе эксплуатации. Ограничитель представляет собой ме­ ханизм, устанавливаемый под кронблоком, и включающий тор­ моз лебедки при подъеме блока выше положенного хода. Рас­ стояние между кронблоком и механизмом ограничения опре­ деляется тормозным путем талевого блока на максимальной скорости подъема.

Механизм крепления талевого каната крепится на раме ус­ тановки и предназначен для закрепления неподвижной ветви.

Вустановках большой грузоподъемности механизм служит еще

идля перепуска определенного запаса каната, что бы заменить изношенную ходовую ветвь талевого каната.

Лебедка — один из основных элементов подъемного комплек­ са, который определяет грузоподъемность установок, наряду с талевой системой. Основной объем работ при проведении под­ земного ремонта связан со спуско — подъемными операциями. В первую очередь это относится к подъему труб и штанг, а также находящегося на них инструмента и усилий возникающих при проведении ремонта. Лебедка, выполняющая эти работы, назы­ вается подъемной. К дополнительным работам относятся работы связанные с очисткой забоя желонкой и вызовом притока нефти свабированием. Данные работы могут выполняться как подъем­ ной лебедкой, так и специальной лебедкой или вторым бараба­ ном. При использовании отдельной лебедки для названных работ ее называют тартальной. В некоторых конструкциях использует­ ся дополнительные лебедки для выдвижения секций вышки, а также подтаскивания и подъема различных грузов. Такие лебедки называют вспомогательными. Привод лебедок определяется кон­ структивными особенностями и предполагаемой стоимостью аг­ регата. Большинство лебедок имеет механический привод от дви­ гателя транспортного средства. Это позволяет уменьшить массу и габариты агрегата по сравнению с агрегатами с двумя двигателя­ ми (отдельно транспортная база, отдельно подъемный комплекс). В тоже время использование в качестве приводного отдельного специального двигателя повышает ресурс двигателя транспортно­ го средства, уменьшает количество передач, и позволяет работать двигателю в более оптимальных условиях. Последнее относится к установкам, в которых мощность двигателя транспортного сред­ ства по мощности значительно превышает мощность потребляе­ мую агрегатом и в первую очередь подъемны комплексом. При­ вод мощности от двигателя транспортного к лебедке ведется че­ рез коробку отбора мощности. Необходимо отметить, что в неко­ торых агрегатах капитального ремонта от двигателя транспортной базы мощность подводится также к ротору и насосу. В качестве механического привода непосредственно на вал лебедки может использоваться цепная или зубчатая передача. Для более полного использования мощности привода и ускорения подъема Инстру­ мента используются коробки перемены передач. В агрегатах ис­ пользуются цилиндрические зубчатые передачи, в некоторых слу-

чаях планетарные. В зависимости от конструктивных решений могут использоваться также и конические передачи. В настоящее время используется пять передач на подъем и одна реверсная. В последнее время в агрегатах применяют гидравлические лебедки. Это связано с целым рядом преимуществ гидравлических лебедок по сравнению с механическими.

—Гидравлические передачи позволяют упростить подвод энергии к лебедке и занимают меньше места.

—Двигатель работает в оптимальной области большее вре­ мя, что повышает его ресурс.

—Лебедка с гидравлическим приводом быстрее реагирует на изменение управляющего действия, и позволяет производить более точную регулировку.

—Скорость непрерывного подъема инструмента, которую обеспечивает гидравлическая лебедка, выше скорости ступен­ чатого подъема механической лебедки.

Кнедостаткам гидравлической лебедки следует отнести ее высокую стоимость, а также более высокие эксплуатационные расходы, связанные с использованием и заменой гидравличес­ кой жидкости, а также необходимостью в обслуживании более высокой квалификации. Поэтому, в большинстве случаев, гид­ равлические лебедки используются в качестве тартальных и вспо­ могательных, коэффициент использования которых ниже подъем­ ной и, следовательно, ниже затраты на обслуживание.

Одним из основных узлов лебедки являются тормоза. Тормо­ за применяются одно и двух ленточные. Двух ленточные в свою очередь конструктивно исполняются на одном шкиве, на двух шкивах расположенных рядом и на двух шкивах расположенных по разным краям барабана лебедки. Для включения барабанно­ го вала лебедок применяют фрикционные муфты как шинноп­ невматические, так и дисковые, так же управляемые с помо­

щью пневматики.

В качестве примера используемых кинематических схем рас­ смотрим схему агрегата для подземного ремонта, смонтированного на тракторе — УПТ1-50 [59]. Приводы лебедочного блока 25 и других механизмов установки (рис. 10.32) осуществляются от тягового двигателя трактора 2 через коробку отбора мощности КОМ-ЧТЗ 3, установленную на задней стенке корпуса бортовых фрикционов трактора, карданный вал 26 и коробку передач

Рис. 10.32. Кинематическая схема установки УПТ1-50

К П -100, прикрепленную к стенке лебедочного блока. Ведущие I и ведомые II валы коробки отбора мощности, установленные на шарикоподшипниках, находятся на одной оси и соединяются при помощи зубчатой муфты 20. Включают и выключают муфту рычагом, установленным в кабине трактора.

В корпусе шестискоростной коробки передач 22 четыре пря­ мые и две обратные скорости. На роликовых подшипниках ус­ тановлены три вала I, II, III и одна ось IV.

На ведущем валу на бронзовых втулках установлены шес­ терни 21 первой и третьей и 19 — второй и четвертой скорос­ тей, между которыми находится муфта переключения скоростей. На ведущем валу также установлена подвижная шестерня.

На промежуточном валу 11 неподвижно установлены три шестерни 14, 16 и 23, на ведомом валу на бронзовых втулках — шестерни 13 первой и второй скорости и шестерня 11 третьей и четвертой скорости, между которыми находится муфта переклю­ чения 12. На оси IV коробки на двух роликовых подшипниках установлена шестерня 17, включением которой с подвижной шестерней 18 осуществляется обратное вращение барабана.

Получение любой скорости коробки достигается одновременным включением обеих муфт на ведущем и ведомом валах. На сво­ бодном конце ведомого вала III коробки установлены коничес­ кая шестерня 10 для передачи вращения конической шестерне 24 трансмиссионного вала лебедочного блока и шестерня 15 для передачи вращения шестерне 16.

Трансмиссионный вал, помещенный в герметичной масля­ ной ванне станины, передает вращение через шестерни 9 и 4 барабанному валу VI. Барабан включается фрикционной диско­ вой муфтой 6, консольно установленной на роликовых сфери­ ческих подшипниках на барабанном валу.

Число тормозных шкивов.................................................... 1 Ширина тормозной колодки, м м ................................... 230

В установке А-50У агрегат подземного ремонта установлен на автомобиле [14]. В агрегате использована двух барабанная ле­ бедка, в которой барабаны соединены с помощью цепных пере­ дач. Включение барабанных валов осуществляется с помощью шиннопневматических муфт.

Технические характеристики агрегата А-50У [63]

В настоящее время подъемные гидравлические лебедки ис­ пользуются в основном на агрегатах капитального ремонта зару­ бежного производства.

Принцип действия гидроприводных лебедок рассмотрим на примере лебедки для проведения работ по замене скважинных элементов газлифтной установки.

Для спуска или подъема на проволоке или канате инструмен­ тов, применяемых при посадке и извлечении газлифтных клапа­ нов, применяют специальную установку для проведения сква­ жинных работ, смонтированную на шасси автомобиля.

Установка (рис. 10.34) состоит из однобарабанной четырех­ скоростной лебедки с гидроприводом, редуктора привода гид­ ронасосов, коробки передач, шестеренчатых насосов, системы управления лебедкой и двигателем, механизма измерения глу­ бины скважины, гидравлического индикатора натяжения про­ волоки.

Лебедка оборудована укладчиком для равномерной намотки проволоки или каната на барабан.

Установка обеспечивает выполнение следующих спуско­ подъемных работ со съемным скважинным газлифтным обору­ дованием:

—плавный спуск, подъем и остановку инструмента на за­ данной глубине внутри колонны подъемных труб;

—быстрый разгон барабана лебедки для сообщения инстру­ менту соответствующего ускорения при выполнении уда­ ров механическим яссом вверх-вниз;

—плавное повышение натяжения проволоки или каната при работе с гидравлическим яссом;

Рис. 10.34. Установка для скважинных работ с газлифтными установками

а — общий вид: 1 — автомобиль; 2 — кузов; 3 — пульт управления; 4 — гидрооборудование; 5 — бак масляный; 6 — лебедка; 7 — узел привода

шкив мерительный; 10 — привод указателя глубины; 11 — укладчик каната; 12 — рама; 13 — коробка перемены передач

—постоянное натяжение проволоки или каната независимо от изменения нагрузки (исключая выброс инструментов потоком скважинной жидкости) при посадке инструмента и снятии нагрузки;

—спуск и подъем инструмента с постоянными скоростями;

—осуществление быстрого реверса.

Основными исполнительными органами лебедки являются гидронасос и гидромотор.

Отбор мощности на привод гидронасоса осуществляется от двигателя автомобиля коробкой отбора мощности, установлен­ ной на коробке перемены передач автомобиля. Вращение от коробки отбора мощности к гидронасосу передается карданным валом.

Гидронасос создает давление в рабочей жидкости, которая, поступая в гидромоторы, вновь преобразуется в механическую энергию.

Гидравлическая связь между двигателем автомобиля и лебед­ кой обеспечивает возможность регулирования скоростей в ши­ роком диапазоне и усилий исполнительного органа.

10.6.4. АГРЕГАТЫ ПОДЗЕМНОГО РЕМОНТА СКВАЖИН

Для проведения работ связанных с подземным ремонтом сква­ жин в подавляющем большинстве случаев используются агрега­ ты для подземного ремонта с резьбовыми трубами.

В настоящее время применяются два вида агрегатов:

—стационарная вышка, оборудованная стационарными мос­ тками для укладки труб и штанг, и передвижная лебедка, смон­ тированная на самоходной базе;

—передвижной агрегат, несущий на себе вышку и лебедку, установленные либо на колесной, либо на гусеничной транс­

портной базе.

Первые получили название подъемников, а вторые — агрега­ ты для подземного ремонта или просто агрегаты.

Основную долю операций выполняемых при подземном ре­ монте составляют спуско — подъемные, монтажно-демонтаж­ ные и транспортные операции. Очевидно, что наибольший вы­ игрыш по времени можно получить совершенствуя оборудова­ ние агрегатов связанных с вышеназванными операциями. Кроме

того, все агрегаты, обычно, подразделяют на агрегаты для теку­ щего и капитального ремонта. Это связано с тем, что грузоподъ­ емность и потребляемая мощность агрегатов капитального ре­ монта больше, чем те же параметры у агрегата текущего ремон­ та, т.к. работы по капитальному ремонту связаны с операциями в призабойной зоне. В то же время на скважинах старых место­ рождений с глубиной перфорации около 1000 м для всех видов ремонта, как правило, используются одни и те же агрегаты. Для сокращения времени на проведение спуско-подъемных опера­ ций в агрегатах капитального ремонта используются вышки для подъема труб свечами. Это повышает вес агрегата, требует ис­ пользования транспортной базы большей грузоподъемности и увеличивает время на монтаж и демонтаж. Поэтому в агрегатах для текущего ремонта, в которых удельный вес монтажных и транспортных работ больше, используются вышки, рассчитан­ ные на подъем колонны по одной трубе, но более легкие и транс­ портабельные. Практически во всех агрегатах используются сред­ ства механизации.

Состав выполняемых работ определяют структурные схемы агрегатов, которые в свою очередь, определяют состав оборудо­ вания и кинематическую схему агрегатов.

Очевидно, что установка всего оборудования на одной транс­ портной базе снижает затраты на монтаж — демонтаж оборудо­ вания. В то же время, увеличение массы оборудования, кото­ рое необходимо разместить, приводит к необходимости созда­ ния специальных транспортных средств, что значительно удо­ рожает агрегаты, а возрастающие габариты усложняют транс­ портировку агрегата и, зачастую, его монтаж. Для повышения проходимости установок некоторые из них монтируются на тракторах, что в свою очередь создает трудности при транспор­ тировке на дорогах и ограничена конструктивно максимальная скорость передвижения. В связи с этим наибольшее распрост­ ранение получили автомобили повышенной проходимости. При выборе компоновки агрегатов и устанавливаемого оборудова­ ния в первую очередь внимание уделяется тем операциям, ко­ торые занимают наибольший удельный вес по времени и тру­ доемкости, для их снижения. В тоже время, удельный вес, на­ пример, монтажно-демонтажных работ в общем времени ре­ монта зависит не только от времени монтажа и демонтажа, но