4.2 Устройства для свинчивания и развинчивания труб

Устройства для свинчивания предназначены для захвата труб и бурильных замков одного или нескольких размеров. К ним относятся: механические ключи, приспособления и механизмы для свинчивания и раскрепления резьбовых соединений. В процессе бурения иногда используют комбинированные колонны из труб нескольких диаметров, поэтому смена ключа во время спуска или подъема ее нежелательна, так как занимает много времени.

Для предварительного свинчивания хорошо смазанных резьб замков бурильных труб диаметром 102—140 мм и свечей длиной 27м необходимый момент составляет 100—500 Нм. Если резьбы не смазаны, а свечи кривые, момент может достигать 3000Нм и более, однако этого стремятся не допускать. Во избежание порчи резьбы свинчивание ведется с частотой вращения, не превышающей 60 об/мин, и моменте не больше 0,8—1,2 кНм.

При креплении резьбы свечей бурильных труб диаметром 73— 103мм момент составляет 1—2 кНм; а труб диаметром 114— 127мм — 2—3 кНм. При раскреплении резьб замков необходимый момент может составлять 10—50 кНм, а в некоторых случаях и 100 кНм. Крепление и раскрепление осуществляются верхней и нижней частями механических ключей или двумя машинными ключами и пневмораскрепителем. Время, затрачиваемое на крепление или раскрепление бурильного замка, составляет обычно 3—5 с, на свинчивание и развинчивание—15—30 с. Без ремонта ключами можно сделать 100 тыс. и более свинчиваний и развинчиваний.

Механические и машинные ключи подвешиваются в буровой на противовесах. Механизированные ключи с автоматическим захватом, укрепляемые на колонне или шарнирах, выполняются так, чтобы их можно было убирать от оси скважины для того, чтобы не мешать работам во время бурения и проведения других операций.

Машинные ключи для труб предназначены для раскрепления и докрепления бурильных труб в период спуско-подъемных операций. Закрепление обсадных труб, спускаемых в скважину, осуществляются при помощи машинных ключей, подвешенных на специальных канатах в горизонтальном положении внутри буро вой на высоте 1,4—1,6 м от пола. Одни концы канатов огибают специальные блоки, прикрепленные к поясу вышки, на других концах находятся противовесы, уравновешивающие ключи. При такой системе ключи легко могут перемещаться в вертикальной плоскости на необходимую высоту.

В буровой у ротора друг против друга подвешивают два ключа. При помощи ключа, находящегося с левой стороны (если смотреть на лебедку со стороны мостков), задерживают трубы от проворачивания. На конец ручки этого ключа надет канат, другой конец которого прикреплен к ноге буровой. Ключ, установленный и закрытый на замковой муфте нижней трубы, отводится в крайнее положение.

Второй ключ располагается на нижней части замка отвинчиваемой верхней трубы. К его концу с помощью вертлюжка при соединяется тяговый канат пневмораскрепителя. Рычаг ключа устанавливают на расстоянии, которое перед подачей воздуха в пневмораскрепитель позволяет тяговому канату находиться в натянутом состоянии. Под давлением воздуха поршень раскрепителя увлекает этот канат и поворачивает рычаг ключа на 60— 70°, в результате чего замковое соединение раскрепляется.

К люч УМК-1 (рис. VI .6) четырехзвенной конструкции состо ит из рычага 5, подвески 6, корпуса 4, трех челюстей 3, 7 и 8. Ключ захватывает бурильные трубы и замки всех размеров (от 103 до 212 мм), что достигается заменой челюстей — одна для труб диаметром 108—178 мм, вторая для труб диаметром 140— 212 мм.

Все звенья ключа соединены между собой и рычагом 5 шарнирно при помощи пальцев 2. К сменной челюсти 3 при помощи запорного устройства прикрепляется защелка 1. Под действием пружин, смонтированных на челюсти 3, при установке на трубу или замок ключ автоматически закрывается.

В пазы челюсти 3 вставлено по три сменных плашки-сухаря с насечкой на внутренней поверхности, соприкасающейся с телом замка или трубы. В каждом пазе корпуса ключа 4 находится по два таких же сухаря. Эти сухари удерживают ключ от вращения вокруг тела трубы в первый момент, когда между ними еще не создалось достаточного трения. В дальнейшем вследствие того, что отдельные звенья ключа плотно обхватывают замок (трубу) и сильно прижимаются к поверхности рукояткой, создается до статочное трение, предупреждающее проскальзывание ключа по телу замка.

Основные детали ключа отливают из стали марки 40XJI, а пальцы изготовляют из стали марки 40Х. Длина ключа 1,64 м, ширина 0,57 м, масса без подвески 147, с подвеской 203 кг.

Для обсадных труб диаметром 146—530 мм применяют пяти- звенные ключи ОМН аналогичной конструкции.