Основных элементов талевой системы, оснастка талевой системы.

Лекции № 9. Талевая система, назначение, конструкция

Талевая система предназначена для подъема и поддержания на весу тяжелого бурового инструмента.

Талевая система буровых установок служит для преобразования вращательного движения барабана лебедки в поступательное перемещение крюка, на котором подвешена колонна, а также для уменьшения силы натяжения струн и конца каната, навиваемого на барабан лебедки, за счет увеличения скорости его движения.

Талевая система состоит из неподвижного кронблока, подвижного талевого блока, гибкой связи (талевого каната, соединяющего неподвижный и подвижный блоки), бурового крюка, штропов и элеватора, на которые подвешивают колонну бурильных или обсадных труб, устройства для крепления неподвижного конца талевого каната, допускающего перепуск каната.

В настоящее время талевый блок и подъемный крюк объединяют в один механизм - крюкоблок.

Кронблок

Кронблок (рис. 16) устанавливается на верху вышки или мачты, их талевый блок подвешивается на талевом канате, а крюк - к нижней серьге талевого блока. Кронблок типа КБ имеет грузоподъемность от 12,5 до 125 т.

Рис.16. Кронблок:

а - исполнение I; б - исполнение II; 1 - ограждение; 2 - шкив; 3 - опора; 4 - ось шкивов; 5 - кожух; 6 - подкронблочная рама.

Талевый блок

Талевый блок — подвижная часть талевой системы - представляет собой канатный шкив, насаженный на роликоподшипниках на ось, неподвижно установленную в двух щеках. К нижней части щек подвешена серьга для соединения с крюком. Талевый блок типа БТ также имеет грузоподъемность от 12,5 до 125 т (рис. 17).

Рис. 17. Талевый блок:

1 - щека; 2 - боковой кожух; 3 - ось шкивов; 4 - подшипник; 5 - шкив; 6 -серьга.

Крюк подъемный (рис. 18) - подвижная часть талевой системы - предназначен для подвешивания стропов, элеваторов, вертлюгов и других приспособлений.

Крюк типа КР в исполнении I (однорогий) имеет грузоподъемность 12,5 и 20 т, в исполнении II (трехрогий) - от 32 до 125 т. Крюк состоит из рога, подвески и серьги. Подвеска имеет упорный подшипник и пружину, что обеспечивает вращение рога как под нагрузкой, так и без нее. С помощью серьги крюк подвешивается к талевой системе.

Рис. 18. Подъемные крюки:

а - однорогий крюк (исполнение I); б - трехрогий крюк (исполнение II);

1 - серьга; 2 - корпус крюка; 3 - пружина; 4 - ствол крюка; 5 - рог крюка;

6 - седло; 7 - дополнительный рог со скобой.

Оснастка талевой системы

Оснастка талевой системы - это последовательность навивки каната на шкивы кронблока и талевого блока исключающая трение ветвей друг о друга. Оснастка определяется числом шкивов, находящихся в работе (рис. 19).

Рис. 19. Оснастка талевой системы:

а - однострунная; б - двухструнная; в - трехструнная;

г - четырехструнная; д – шестиструнная.

Если «мертвый» конец каната закрепляется на низ вышки, то поднимаемый груз распределяется на 2 z струн каната, если же «мертвый» конец закрепляется на подвижный блок, то груз распределяется на 2 z + 1 струн, где z - число подвижных шкивов талевого блока.

Для оснастки талевой системы применяют стальные канаты диаметром 16,5...22,5 мм с пределом прочности на растяжение 1400...1900 МПа.

Канаты, применяемые при подземном ремонте скважин, свиваются на канатовьющих машинах из светлой или оцинкованной проволоки высокой прочности. Проволоки свиваются в пряди, а пряди свивают в канат вокруг органического или металлического сердечника.

Канаты (рис. 20) выполняют с линейным касанием проволок в прядях и с проволоками одинакового диаметра, а канаты (рис. 21) - с точечным касанием отдельных проволок между слоями прядей; проволоки могут быть одинакового и разного диаметра.

Рис. 20. Канат типа ЛК-О

Рис. 21. Канат типа ТК

Лекции № 10. Подъемные установки для СПО. Назначение, комплектность и технические характеристики агрегатов для ремонта скважин.

Агрегаты подъёмные АПРС-32 (рис.22) (АПРС-32-01,.АПРС-32-02) предназначены:

Рис. 22. Агрегат подъемный АПРС-32

- для производства спуско-подъемных операций при ремонте скважин, не оборудованных вышечными сооружениями;

- для свинчивания и развинчивания насосно-компрессорных труб и глубинно-насосных штанг;

- для производства тартальных работ;

- для чистки песчаных пробок желонкой;

- для возбуждения скважин поршневанием (свабированием).

Техническая характеристика

АПРС-32 АПРС-32-01 АПРС-32-02

Монтажная база шасси КрАЗ-255 шасси КрАЗ-260 УраЛ-4320

Грузоподъемность на крюке, т 32

Высота подъема крюка, м 14

Работоспособность агрегата обеспечивается в районах с умеренным и холодным климатом при температуре окружающего воздуха от минус 45°С до плюс 40°С.

Агрегат подъемный для ремонта скважин АПРС-40 (рис. 23) предназначен для производства спуско-подъемных операций при ремонте скважин, необорудованных вышечными сооружениями, для производства тартальных работ, для чистки песчаных пробок желонкой и для возбуждения скважин поршневанием (свабированием). Кроме того, с его помощью промывочным агрегатом и ротором с индивидуальным приводом можно проводить промывку скважин и разбурибание песчаных пробок.

Рис. 23. Агрегат подъемный для ремонта скважин АПРС-40

Агрегат является самоходной нефтепромысловой машиной, смонтированной на шасси трехосного автомобиля высокой проходимости УРАЛ‑4320 или КрАЗ-260, и состоит из однобарабанной лебедки и двухсекционной телескопической вышки с талевой системой.

Вышка агрегата имеет повышенную прочность, изготовляется из низколегированной морозостойкой стали.

Кабина машиниста имеет улучшенную теплоизоляцию.

Основные технические данные

Монтажная база шасси автомобиля Урал-4320 или КрАЗ-260

Максимальная грузоподъемность

на крюке, т 40

Высота подъема крюка, м 14

Лебедка однобарабанная с приводом от коробки

передач шасси

Вышка телескопическая двухсекционная с

открытой передней гранью

Агрегат для освоения и ремонта скважин А-50М (рис. 24) предназначен для:

- разбуривания цементной пробки в трубах диаметром 5-6 дюймов и связанных с этим процессом операций (спуска и подъема бурильных труб, промывки скважин и т.д.);

- спуска и подъема насосно-компрессорных труб;

- установки эксплуатационного оборудования на устье скважин;

- проведения ремонтных работ и работ по ликвидации аварии;

- проведения буровых работ.

Рис. 24. Агрегат А-50М:

1 – передняя опора; 2 – средняя опора; 3 – электролебедка; 4 – компрессорная установка; 5 ‑ гидросистема; 6 – лебедка; 7 – домкрат; 8 – индикатор веса; 9 – талевый канат; 10 – талевый блок; 11 – подвеска ключей; 12 – подвеска бурового рукава; 13 – вертлюг; 14 – мачта; 15 ‑ домкратная штанга; 16 – пневмоуправление; 17 – гидроротор; 18 – домкрат; 19 – зубчатая муфта; 20 – редуктор; 21 – карданный вал; 22 – рама; 23 – коробка отбора мощности; 24 – силовые оттяжки; 25 – манифольд; 26 – промывочный насос; 27, 28 – карданные валы; 29 – силовая передача; 30 – цепная передача; 31 – гидрораскрепитель; 32 – кожух; 33 – промежуточный вал; 34 ‑ электрооборудование; 35 – площадка оператора; 36 – узел управления и освещения шасси

Агрегат для ремонта скважин А2-32 смонтирован на базе шасси УРАЛ‑4320‑1912-30, а агрегат А4-32 на базе шасси КрАЗ-260Г.

Предназначены для производства спуско-подъемных операций при ремонте и эксплуатации скважин, не оборудованных вышечными сооружениями, для производства тартальных работ, для чистки песчаных пробок желонкой и для возбуждения скважин поршневанием.

Агрегат состоит из однобарабанной лебедки и двухсекционной телескопической вышки с талевой системой. За отдельную плату агрегат комплектуется механизмами для свинчивания и развинчивания насосно-компрессорных труб и насосных штанг.

Кабина управления снабжена независимым отопителем 0В-65. Подъем и опускание опор задней стойки производится гидроцилиндрами с выносного пульта управления.

Техническая характеристика

Грузоподъемность, т 32

Высота подъема крюка, м 12,2

Скорость подъема крюка, м/с 0,2¸1,6

Агрегат ремонтно-технологический АРТ-800 предназначен для ликвидации отложений и пробок в нефтяных и газоконденсатных скважинах при герметизированном устье с использованием непрерывной стальной трубы диаметром 26,8 и 33,5 мм при избыточном давлении на устье до 21 МПа.

Кроме того, отечественной промышленностью освоено производство агрегатов для капитального ремонта нефтяных и газовых скважин А60/80 максимальной грузоподъемностью 80 т на спецшасси Брянского автозавода; агрегатов для текущего ремонта нефтяных и газовых скважин АР 32/40 максимальной грузоподъемностью 40 т на спецшасси Уральского автозавода; агрегатов для бурения и ремонта скважин БР-125 грузоподъемностью 125 т, а также других агрегатов для ремонта скважин.

Подъемные установки типа АзИНмаш-37 (рисунок 25) предназначены для спускоподъемных операций с укладкой труб и штанг на мостки при текущем и капитальном ремонте нефтяных и газовых скважин, не оборудованных вышечными сооружениями.

Подъемные установки этого типа подразделяются – на АзИНмаш-37А, АзИНмаш-37А1, АзИНмаш-37Б, смонтированные на базе автомобилей повышенной проходимости КрАЗ-255Б и КрАЗ-260.

Подъемные установки АзИНмаш-37А и АзИНмаш-37А1 комплектуются автоматами АПР для свинчивания и развинчивания насосно-компрессорных труб и автоматическим ключом типа КШЭ с электроприводом для свинчивания насосных штанг.

Подъемные установки оснащены ограничителем подъема крюкоблока, системой звуковой и световой сигнализации установки вышки, контрольно-измерительными приборами работы двигателя и пневмосистемы, а также другими системами блокировки, обеспечивающими безопасность ведения работ при монтаже установки вблизи скважины и спуско-подъемных операциях.

Рисунок 25 – Подъемная установка АзИНмаш-37

1 – талевая система; 2 – вышка; 3 – силовая передача; 4 – передняя опора; 5 – кабина оператора; 6 – лебедка; 7 – гидроцилиндр подъема вышки; 8 – задняя опора.

Лекции № 11. Инструменты для проведения СПО. Назначение, классификация, конструкция и маркировка элеваторов и ручных ключей.

Все работы по подземному и капитальному ремонту сопровождаются спуском в скважину и подъемом из нее труб, штанг и различных инструментов. Поэтому над устьем скважины устанавливается подъемное сооружение - вышка, мачта с оборудованием для спускоподъемных операций (СПО).

Эксплуатационные кронблоки являются неподвижной частью талевой системы, изготовляются грузоподъемностью 12,5; 20; 32; 50; 80 и 125 т с числом канатных шкивов 3¸6.

Кронблоки КБН для работы в районах с умеренным климатом и типа КБ - в умеренном и холодном. Изготавливаются двух видов: исполнение I - для передвижных подъемных установок и стационарных эксплуатационных мачт; исполнение II - для стационарных вышек. Пример обозначения: КБН-50 кронблок грузоподъемностью 50 т.

Талевые блоки, подвижная часть талевой системы при СПО, предназначены для работы с умеренным климатом (типа БТН) и с умеренным и холодным климатом БТ.

По грузоподъемности талевые блоки, подъемные крюки выпускаются как и кронблоки от 12,5 до 125 т. Обозначения: БТ-50 и др.

Подъемные крюки, предназначенные для подвешивания элеваторов, вертлюгов и другого оборудования при СПО, изготавливаются двух типов: однорогие (исполнение I) грузоподъемностью до 20 т и трехрогие (исполнение II) грузоподъемностью 321 т и более. Крюки КН - для работы в умеренном климате, КПШ - в умеренном и холодном. Обозначения: КН-50 и др.

Штропы служат для подвески элеватора на крюк. Конструктивно это замкнутая стальная петля овальной формы, сильно вытянутая по одной оси. Изготавливают их цельнокатанными или сварными в стыке контактной сваркой с последующей термообработкой. Штропы различают по назначению: буровые нормальные - ШБН; буровые укороченные - ШБУ и эксплуатационные - ШЭ. Для текущего и капитального ремонта скважин выпускают штропы ШЭ-28-П-Б и ШЭ‑50-Б грузоподъемностью 28 и 50 т.

Трубные элеваторы - для захвата обсадных, бурильных и НКТ применяют нескольких типоразмеров.

Элеваторы ЭЗН [1] - одноштропные (СПО с помощью двух элеваторов) грузоподъемностью 15,25 и 50 т. В комплект входят: два элеватора, захватное приспособление и штроп. Пример обозначения ЭЗН60-50, где 60 - условный диаметр трубы, мм; 50 - грузоподъемность, т.

Элеваторы ЭГ - одноштропные предназначены для работы с автоматами АПР-2ВБ и спайдерами, грузоподъемностью 16, 50 и 80 т.

Элеваторы ЭХЛ (рис. 8) для НКТ с условным диаметром от 48 до 114 мм, грузоподъемностью 10¸40 т.

Рис. 26. Двуштропный элеватор типа ЭХЛ.

Штанговые элеваторы ЭШН (рис. 27) - для захвата колонны штанг и удержания ее в подвешанном состоянии при СПО, грузоподъемностью 5 и 10 т. Конструкция их предусматривает использование двух пар вкладышей для втулок, одна предназначена для штанг Ж12, 16, 19 и 22 мм, вторая - для штанг Ж25 мм.

Автоматы типа АПР (рис. 28) предназначены для механизации операций по свинчиванию и развинчиванию, а также для автоматизации по захвату, удержанию на весу, освобождению и центрированию колонны НКТ.

Рис. 27. Элеватор штанговый ЭШН:

1 – шайба; 2 – шплинт; 3 – штроп; 4 – винт; 5 ‑ вкладыш; 6 – втулка;

7 – корпус.

Рис. 28. Автомат АПР-2ВБМ:

1 – корпус автомата; 2 – червячное колесо; 3 – клиньевая подвеска; 4 – корпус клина; 5 – плашка; 6 ‑ опорный фланец; 7 – водило; 8 – вал вилки включения маховика; 9 – электроинерционный привод; 10 – ось балансира; 11 – направление клиньевой подвески; 12 – центратор; 13 – пьедестал центратора; 14 – фиксатор центратора.

Состоят из блоков: электродвигателя, вращателя с водилом, спайдера, центратора. При работе с АПР используются трубные КОТ, КТГ и стопорные КСМ ключи, элеваторы ЭГ и подкладные вилки, а также элеваторы ЭТА и трубные ключи КТГУ-М и КТД. Для механизации процесса свинчивания и развинчивания насосных штанг применяют штанговые ключи АШКТМ, КМШЭ, КАРС (автоматические и механические ключи), принцип аналогичен АПР.

Ключи механические универсальные КМУ применяют при текущем ремонте скважин для механизации операций по свинчиванию и развинчиванию НКТ с удержанием на весу и центрированием колонны труб. Наибольшее применение ключ получил при ремонте скважин с погружными центробежными электронасосами. Ключи КМУ-50, КМУ-ГП-50, КМУ-32 имеют электрический инерционный взрывобезопасный с питанием от промысловой сети привод.

Универсальный механический ключ КМУ-50 (рис. 29) состоит из блока вращателя с электроприводом, спайдера с блоком клиньев и блока управления электроприводом.

Рис. 29. Ключ механический универсальный КМУ-50:

1 – блокировочная рукоятка; 2 – механизм совмещения прорезей рабочей шестерни и корпуса; 3 ‑ водило; 4 – редуктор; 5 – электропривод; 6 – сменный механизм; 7 – кронштейн; 8 ‑ вращатель; 9 – спайдер

Вращатель - двухступенчатый редуктор с прямозубой цилиндрической передачей, рабочим органом которого является разрезное колесо с установленным на нем водилом. Корпус вращателя и разрезное колесо имеют прорезь для пропуска насосно-компрессорных труб.

Вращатель с электроприводом прикреплен быстросъемными зажимами к поворотной стойке, состоящей из плиты-кронштейна, приваренного к спайдеру.

Инерционное устройство позволяет регулировать величину крутящего момента на водиле ключа путем установки соответствующих сменных маховиков. Управление электроприводом - посредством пускателя и кнопочного поста управления.

Полуавтоматический спайдер состоит из разрезного корпуса, сменных блоков клиньев для труб диаметром 60; 73 и 89 мм, рукоятки управления и хомута. К корпусу спайдера приварен кронштейн для установки вращателя.

Спайдеры предназначены для автоматизации операций по захвату, удержания на весу, освобождения и центрирования колонны насосно-компрессорных или бурильных труб в процессе спуска их в скважину. На рис. 30 показан автоматический спайдер АСГ-80. Он состоит из корпуса, клиньевой подвески, сменных центраторов и механизма подъема клиньев.

Рис. 30. Спайдер АСГ-80:

1 – вкладыш центратора; 2 – корпус; 3 – корпус клина; 4 – плашка; 5 – подвеска; 6 – пружина ползуна; 7 – направляющая.

Ключ трубный типа КТЛ (рисунок 31) предназначен для свинчивания и развинчивания насосно-компрессорных труб (НКТ) и замков бурильных труб механизированным, а также ручным способом при текущем и капитальном ремонте скважин. Обеспечивает надежный захват НКТ, сохранность НКТ от деформаций.

Обладает по сравнению с ключами типа КТГУ в зависимости от типоразмера меньшей на 20 – 43 % массой, повышенной в 5 – 10 раз стойкостью сухарей.

Рисунок 31 – Ключ трубный КТЛ

1 – рукоятка; 2 – ось; 3 – пружина; 4 – скоба; 5 – челюсть; 6 – ось;

7 – сухарь; 8 – ручка

Круговой ключ штанговый КШК (рисунок 32) с регулируемыми зажимными плашками применяется для отвинчивания штанг при закрепленном плунжере глубинного насоса. Во время подземного ремонта скважин при заедании плунжера глубинного насоса приходится поднимать трубы вместе со штангами. Так как муфтовые соединения труб не совпадают с соединениями штанг, то после отвинчивания очередной трубы над муфтой, установленной на элеваторе, будет находиться гладкое тело штанги, захват которого штанговым ключом невозможен. В круговом ключе штанги захватываются плашками, имеющими угловые вырезы с зубьями. Одна из плашек неподвижная, прикреплена двумя штифтами к внутренней части ключа, а вторая - подвижная, прикреплена к внутреннему концу зажимного стержня.

Рисунок 32 – Ключ круговой штанговый КШК

Ключи цепные применяются при ручном свинчивании и развинчивании труб различного диаметра. Ключ состоит из рукоятки, двух шарнирно соединенных щек с зубьями с плоскими шарнирными звеньями. Для придания прочности щеки термически обрабатываются.

Изготавливаются цепные ключи двух типов: КЦН — ключ цепной нормальный, КЦО — облегченный.

Герметизаторы ГУ-48, ГУ-60, ГУ-73 предназначены для герметизации устья в процессе проведения ремонтных работ в скважине.

Лекции № 12. Ловильный инструмент. Назначение, устройство и техническая характеристика насосных установок для промывки скважин.

Ловильный инструмент – это приспособления и механизмы, используемые для извлечения из скважины прихваченной бурильной колонны, её отдельных элементов, забойных двигателей или посторонних предметов.

По назначению ловильный инструмент условно делят на основной (ловители, овершоты, метчики, колокола, магнитные фрезеры и др.), применяемый для непосредственного соединения с аварийным объектом и последующего его удаления из скважины, и вспомогательный, служащий для изучения аварийного объекта и подготовки к ликвидации аварии.

Ловители (рис. 33) используют для извлечения оставшейся в скважине части бурильной колонны путём соединения c её верх концом посредством захвата снаружи трубы или замка.

Рис. 33. Ловитель:

1 - корпус; 2 - плоская спиральная пружина; 3 - плашка; 4 - шпонка.

Извлечение аварийной бурильной колонны (дл. до 400 м) путём захвата её верх. конца под замок производится овершотом (рис. 34). Овершот состоит из корпуса, внутри которого установлены пружинные пластины, захватывающие замок бурильной трубы. Полностью пропустив замок, пластины устанавливаются своими верх торцами против опорного торца замка, что обеспечивает захват трубы при подъёме овершота.

Рис. 34. Овершот: – а плашечным захватом; б – со спиральным захватом:

1 – верхний переводник; 2 – корпус; 3 – плашечный захват; 4 – ограничительное кольцо; 5 – направляющая воронка; 6 – пакер; 7 – спиральный захват.

Если верх. конец аварийной колонны оканчивается внутр. резьбой, то для проведения ловильных работ используют метчики (рис. 35).

Метчики c правой резьбой применяются для извлечения оставшейся колонны целиком, c левой - для отвинчивания и извлечения колонны по частям. Сигналом, свидетельствующим o правильном попадании метчика в отверстие, служит скачок давления на насосе, подающем промывочную жидкость.

Рис. 35. Универсальный метчик с направляющим патрубком:

1 – головка; 2 – прокладка; 3 – упорное кольцо; 4 – муфта; 5 – направляющий патрубок; 6 – метчик; 7 – воронка.

B случаях, когда для ликвидации аварии требуются большие крутящие моменты и осевые усилия, применяют колокола (рис 36), соединяющиеся c аварийной трубой по её наружной поверхности, или труболовки (рис. 37), использующиеся при больших глубинах и малых кольцевых зазорах между стенкой скважины и аварийной трубой.

Рис. 36. Колокол:

а – с направляющей воронкой; б – с вырезом на нижнем конце.

Рис. 37. Труболовка:

1 - корпус; 2 - ловильная втулка.

Ловильная втулка труболовки выполняется продольно разрезанной c конич. внутренней поверхностью (угол уклона ок. 2°). Такой же угол имеет контактирующая c ней поверхность корпуса труболовки. C помощью направляющего конуса, выполненного на конце корпуса, труболовку вводят в аварийную трубу. При опускании ловильная втулка сначала упирается в торец трубы и перемещается в верх. положение, где под действием части массы рабочей колонны и благодаря наличию разреза сжимается и заходит внутрь трубы. B дальнейшем при натяжении рабочей колонны ловильная втулка распирается вследствие взаимодействия c корпусом по конич. поверхностям и врезается в тело аварийной трубы, обеспечивая надёжный захват.

Для очистки забоя скважины от посторонних металлич. предметов применяется магнитный фрезер (рис. 38), состоящий из переходника, корпуса, верх. и ниж. полюсов, втулки, магнита и коронки.

Рис. 38. Магнитный фрезер:

1 - корпус; 2 - верхний полюс; 3 - магнит; 4 - нижний полюс; 5 – коронка.

Для очистки забоя скважины от посторонних металлических предметов путём их измельчения используют забойные фрезеры. Как вспомогательный Л. и. применяется башмачный фрезер, с помощью которого производится подготовка концов аварийных колонн и разрушение г. п. и металлических предметов в кольцевом пространстве между аварийной трубой и стенкой скважины.

Лекции № 13. Назначение, устройство и техническая характеристика насосных установок для промывки скважин.

Оборудование для промывки скважин (ОПС) предназначено для промывки тепловым методом и промывок с различными реагентами (растворитель, деэмульгатор) нефтяных скважин, оборудованных погружными штанговыми насосами и осложненными образованием АСПО, где в качестве лифтовой колонны использованы трубы НКТ ГОСТ 633-80 (минимальный диаметр – 73 мм), а в качестве канала для подвода теплоносителя полые штанги с муфтами. Комплект включает в себя колонну полых штанг и устьевое оборудование.

Дата добавления: 2017-02-01