Механизмы спуско-подъемных операций
Механизмы спуско-подъемных операций (СПО) актуальны для целей механизации и автоматизации нефтегазового производства.
Механизмы спуско-подъемных операций (СПО) актуальны для целей механизации и автоматизации нефтегазового производства.
Операции по спускоподъему очень трудоемки и характеризуются высокой повторностью, что обусловливает важность задачи их механизации и автоматизации.
Для этой задачи обычно используется следующий набор инструментальных механизмов:
комплекс механизмов АСП
пневматические роторные клинья
механические машинные ключи
Таким образом, намечены два пути решения проблемы механизации и автоматизации спуско-подъемных операций:
первый путь — последовательное использование отдельных устройств
второй путь — разработка и внедрение в производство высокопроизводительного комплексного агрегата с функциями механизации и автоматизации СПО
В настоящее время предпочтение отдается второму пути.
С этой целью активно эксплуатируются так называемые АСП (КМСП) — комплексы механизмов механизации и автоматизации спуско-подъемных операций.
механизировать все операции технологического процесса СПО свечей
сократить время спуско-подъемных операций до 35-40% (в сравнении с ручным способом)
Подобные комплексы предназначены для работы в комплекте с следующими технологическими звеньями:
автоматический стационарный буровой ключ АКБ или КБГ
Комплексы АСП(КМСП) одинаково эффективны как для проведения СПО при бурении на суше, так и на море
Источник
СПУСКО-ПОДЪЕМНЫЕ ОПЕРАЦИИ И ИХ МЕХАНИЗАЦИЯ
Любой ремонт в скважине сопровождается подъемом и спуском труб, а в глубиннонасосных скважинах также и штанг. Работы по подъему и спуску труб и штанг в скважину называют с п у с к о -подъемными операциями.
В зависимости от характера подземного ремонта спуско-подъем-ные операции занимают от 40 до 80% всего затрачиваемого на ремонт времени, т. е. практически они определяют общую продолжительность подземного ремонта.
Трубы из скважины поднимают после снятия устьевой арматуры. При ремонте же глубиннонасосной скважины сначала отсоединяют верхнюю штангу (сальниковый шток) от станка-качалки и отводят в сторону головку балансира.
При ручном свинчивании и развинчивании трубы поднимают в такой последовательности. Всю колонну спущенных в скважину труб подвешивают на крюке при помощи элеватора, который поддерживает колонну труб за муфту. После того как трубы подняты на некоторую высоту и муфта второй трубы показалась над устьем скважины, под эту муфту подкладывают второй элеватор, который удерживает трубы от падения в скважину при отвинчивании первой трубы. Отвинченную трубу кладут на мостки перед вышкой, после чего процесс
подъема труб возобновляется и операции по отвинчиванию труб повторяются. Спускают трубы в скважину в обратном порядке.
При ремонте скважин, эксплуатируемых штанговыми насосными установками, спускают и поднимают кроме насосно-компрессорных труб и насосные штанги. Эти работы выполняют так же, как и при
 |
спуске и подъеме труб, но с применением штанговых элеваторов и штанговых ключей.
При спуско-подъемных работах наиболее трудоемкими операциями являются перенос элеваторов с мостков к устью скважины, а также свинчивание и развинчивание труб и штанг.
С целью облегчения основ
ных трудоемких процессов при
спуско-подъемных работах
Г. В. Молчанов разработал комплекс механизмов, который позволяет осуществлять следующие операции:
1) автоматический захват и
удержание колонны труб в спе
циальном клиновом захвате или
спайдере; при работе с одним
значительно облегченным эле
ватором последний постоянно
висит на крюке;
| Рис. 175. Автомат АПР для подземного ремонта скважин. а — автомат с центраторов; б — разрез автомат . |
2) механическое свинчивание
и развинчивание труб;
3) автоматическое ограниче
ние усилия свинчивания;
4) автоматическое^центриро-
вание колонны труб в скважине.
Комплекс механизмов АПР (автомат для подземного ремонта) состоит из следующих узлов и деталей: автомата для свинчивания и развинчивания труб, соединенного в одно целое со спайдером; одноштропного облегченного элеватора; трубного ключа; стопорного ключа; подкладной вилки; центратора, который служит для отжатия трубы до совпадения ее оси с осью скважины.
Автомат АПР (рис. 175) состоит из вращателя 3 с установленным на нем водилом 4 для вращения трубного ключа, который укреплен на отвинчиваемой или завинчиваемой трубе, и спайдера 9, удерживающего навесу колонну труб. Подъем и опускание плашек спайдера автоматизированы; они осуществляются движением трубы вверх или вниз.
При движении вверх труба, увлекая за собой плашки, несколько
приподнимает их, а под действием груза подвеска с плашками поднимается полностью и устанавливается в нерабочее положение.
При спуске трубы элеватор садится на подвеску и она вместе с плашками опускается. Когда плашки касаются трубы, она захва-
 |
Рис. 176. Трубный элеватор ЭГ.
1 — корпус элеватора; г — защелка; з — штроп; 4 — палец; в — ось; 6 — створка.
тывается ими и заклинивается, а между нижней^плоскостью элеватора и верхней плоскостью подвески образуется зазор, что позволяет свободно снять элеватор с трубы.
Вращение водилу передается от электродвигателя 7 через червячную пару 6 и 2. Червячное колесо 2 свободно вращается на корпусе автомата 1 в кожухе 5, образующем масляную ванну. Между
автоматом и электродвигателем поставлена муфта ограничения момента вращения 8, отрегулированная на определенное усилие при свинчивании труб. Корпус автомата связан болтами с центратором 10.
Автомат управляется при помощи реверсивного трехполюсного заполненного маслом пускателя, устанавливаемого на массивной стойке. Пускатель соединяется кабелем через штепсель с электродвигателем и с промысловой силовой электросетью.
Элеватор (рис. 176) состоит из стального корпуса, внутренняя полость которого имеет выступающий бурт, являющийся опорой муфты насосной трубы, серьги, подвешиваемой на штроп или крюк, и запорного устройства.
Отличительной особенностью такого элеватора является его вы-‘тянутая в вертикальной плоскости форма, что обеспечивает сокращение величины изгибающих усилий. Новая форма элеватора позволила значительно облегчить его при необходимой грузоподъемности. При одинаковых грузоподъемностях и запасах прочности масса такого элеватора в 2—3 раза меньше обычного.
При работе с автоматами АПР применяются трубные ключи Гипро-нефтемаша КТГ. Принцип действия такого ключа аналогичен принципу действия обычного шарнирного ключа. Его преимуществами являются небольшая масса и рациональная конструкция захвата, которая обеспечивает наименьшую порчу поверхности трубы.
Для механизации процессов свинчивания и развинчивания насосных штанг применяются штанговые ключи АШК и МШК (автоматические и механические ключи), принцип действия которых аналогичен автоматам АПР.
Для облегчения труда рабочих при проведении отдельных операций по подземному ремонту скважины используются различные приспособления малой механизации. К ним относятся направляющие воронки для труб и штанг, лотки или салазки для оттаскивания труб на мостки, вилки для подтаскивания труб, переносные столики для ручного инструмента и т. п.
Источник
Правила обслуживания механизмов талевой системы.
Оборудование для спуско-подъемных операций
Для выполнения подземных ремонтов скважин применяют различные комплексы оборудования и инструментов в сочетании с технологическими установками. Оборудование можно поставлять отдельными комплектами и узлами.
К основному оборудованию, при помощи которого проводят спускоподъемные операции, относят подъемные лебедки и установки, монтируемые на самоходных транспортных базах (гусеничных или колесных). Подъемные установки в отличие от лебедок оснащены вышкой с талевой системой и ключами для
свинчивания и развинчивания насосно-компрессорных труб и насосных штанг. При выполнении капитальных ремонтов подъемные установки комплектуют насосным блоком, ротором, вертлюгом, циркуляционной системой и другим оборудованием. Наиболее широко применяют тракторный подъемник ЛПТ-8, заменивший подъемник АзИНмаш-43П, и установки подъемные типов АзИНмаш -37А, АзИНмаш-4ЗА, УПТ1-50, заменившие Бакинец-ЗМ, А-50У и А-50М, КОРО1-80, а также подъемник ЛПР-110Э и ЛПР-60 для ремонта скважин на морских основаниях.
При работе с подъемниками скважины должны иметь вышку или мачту с кронблоком, талевой системой с эксплуатационным крюком и оттяжным роликом.
4.Грузоподъемное оборудование для СПО. Наименование, назначение Спуско-подъемные операции включают процесс спуска бурильной колонны в скважину и подъема ее из скважины. Бурильную колонну из скважины часто поднимают для замены долота или перед спуском обсадной колонны после достижения необходимой глубины. Спуск всей бурильной колонны осуществляют после замены долота или при расширении ствола и промывке ее буровым раствором.
Оборудование для механизации спуско-подъемных операций включает талевую систему и лебедку.
Талевая система состоит из: неподвижного кронблока , установленного в верхней части буровой вышки, талевого блока, соединенного с кронблоком талевым канатом, один конец которого крепится к барабану лебедки, а другой закреплен неподвижно, и бурового крюка.
СПО обеспечивает оборудование:
Располагающееся на подъемном агрегате:
Талевая система окончательным звеном в этой системе является крюкоблок, на крюк которого непосредственно подвешиваются различные
инструменты или талевой блок, на который посредством штроп происходит удержание различного инструмента;
Ротор располагается на устье скважины и выполняет функцию вращения колонны труб или ее удержания;
Спайдер располагается на устье скважины и отвечает за удержание колонны труб при СПО.Подвесной ключ отвечает за свинчивания и навинчивание труб при СПО;
Вышки и мачты, основные правила их эксплуатации
Вышки и мачты– стационарные или передвижные сооружения, предназначенные для подвески талевой системы, поддержания на весу колонны труб или штанг при ремонтных работах, проводимых на скважине. Вышки и мачты различают по грузоподъемности, высоте и конструкции. По системе опор и передачи на фундамент основной нагрузки, по степени разборности и методу сборки вышки подразделяют на два типа: башенные и мачтовые.
Мачтыприменяют в качестве подъемного сооружения при ремонте неглубоких скважин. Подразделяются на стационарные и передвижные. Конструктивное исполнение мачты зависит от максимально действующей на нее нагрузки.
Наиболее рационально проведение подземного ремонта с помощью агрегатов, несущих вышку на себе.
Стационарно или временно устанавливаются башенные вышки и А- образные мачты. Последние легче при той же грузоподъемности и более удобны для размещения на площадке и используемого при подземном ремонте оборудования.
Перед началом эксплуатации вышки или мачты при очередном подземном ремонте ее следует тщательно осмотреть, обратив особое внимание на прямолинейность элементов, состояние сварных швов, балконов, лестниц, ограждений и оттяжек, затяжку болтовых соединений. Фундамент опор вышки или мачты не должен иметь трещин или коррозии. Все выявленные дефекты следует устранить до начала эксплуатации сооружения.
Для укладки труб и штанг, а также другого длинномерного внутрискважинного оборудования при проведении спуско-подъемных операций у вышки или мачты сооружают приемные мостки и стеллажи. Мостки могут быть стационарными, транспортироваться на полозьях с помощью тракторов, либо устанавливаться на колесном прицепе и т. п.
Вышка оснащается талевой системой для передачи усилия от ходового конца каната, наматываемого на барабан лебедки, к крюку. Она позволяет увеличить усилие на крюке в несколько раз в соответствии с кратностью оснастки — по сравнению с усилием, развиваемым на ходовом конце каната. Одновременно с этим во столько же раз уменьшается скорость перемещения крюка. Талевая система состоит из кронблока, неподвижно устанавливаемого на верхней площадке вышки, подвешенного на канатах талевого блока с крюком и направляющего ролика, через который перебрасывают ходовой конец каната и служащего для направления каната на барабан лебедки.
В настоящее время выпускают кронблоки и талевые блоки с линейным расположением шкивов шести типоразмеров в двух исполнениях. Их основные детали унифицированы между собой. Грузоподъемность их составляет от 12,5 до 125 т.
Крюки, комплектующие талевые системы, изготавливают однорогими и трехрогими, все они подпружинены и снабжены подшипниками, обеспечивающими их вращение вокруг вертикальной оси. Грузоподъемности крюков соответствуют аналогичным характеристикам талевых блоков.
6. Подъемные установки и агрегаты, используемые для производства спускоподъемных операций при текущем и капитальном ремонте скважин.
Установки подъемные– установки (агрегаты) помимо лебедки и дополнительного оборудования и инструмента снабжены вышкой, которая во время транспортировки укладывается в горизонтальное положение, а при работе на скважине переводится в наклонное с незначительным отклонением от вертикали. В рабочем положении вышка установки расчаливается.
Установки, смонтированные на тракторах, предназначены, прежде всего для обслуживания скважин, расположенных на сильно пересеченной, заболоченной местности, площадках морских эстакад и в местах, где подъезд к скважине и маневрирование около нее затруднены.
На промыслах используются агрегаты А-50, Азинмаш-37А, Азинмаш- 43А, и др.
Установка Азинмаш-37А (рисунок 1.4) включает в себя следующие основные узлы: механизм отбора мощности, коробку перемены передач, однобарабанную лебедку, вышку с талевой системой, переднюю и заднюю опоры вышки, кабину машиниста.
Установка снабжена двухсекционной телескопической вышкой, которая в рабочем положении имеет расстояние от уровня площадки, на которой располагается агрегат, до оси кронблока 18 м и позволяет поднимать трубы с максимальной длиной до 12,5 м. Подъем (спуск) телескопической вышки из транспортного положения в рабочее осуществляется с помощью гидравлических цилиндров, а выдвижение секции вышки – специальной гидроприводной лебедкой.
Оснастка талевой системы четырехструнная, обеспечивает максимальную грузоподъемность на крюке 32 т при включенной первой скорости коробки передач.
Самоходный агрегат А-50М (рисунок 1.5) предназначен для ремонта, освоения и выполнения комплекса работ по ликвидации аварий нефтяных, газовых и нагнетательных скважин. Все механизмы агрегата, кроме промывочного насоса, смонтированы на автошасси «Татра» или КрАЗ-65101 с подогревателем типа ПЖД-44-П. Буровой насос НБ-125 смонтирован на прицепе типа 710Б или СМ-38326. Привод механизмов агрегата на автошасси КрАЗ-65101 – от ходового двигателя ЯМЗ-238М2.
Привод навесного оборудования агрегата и насосного блока осуществляется от двигателя автомобиля через коробку скоростей, раздаточную коробку, коробку отбора мощности и раздаточный редуктор. От раздаточного редуктора вращение передается буровому насосу и редуктору масляным насосом, питающим гидромотор привода ротора и гидроцилиндры подъема вышки. На вышке размещены подвески ключа и бурового рукава, соединенного с буровым насосом при помощи манифольда. При необходимости к талевому блоку может быть подвешен вертлюг с квадратной штангой.
Нагрузка на крюке определяется при помощи индикатора веса, закрепленного на «мертвом» конце талевого каната.
7. Правила эксплуатации подъемных установок и агрегатов.
Агрегаты для ремонта скважин (кроме соответствия стандартным требованиям к грузоподъемным машинам) должны быть механизированы и оснащены самостоятельным пультом управления спуско-подъемными операциями и контрольно-измерительными приборами, в т.ч. индикатором веса с записью нагрузки на крюке. С пульта управления агрегатом должны осуществляться все технологические процессы и операции на скважине при обеспечении в ходе их выполнения видимости мачты, лебедки и устья скважины.
Агрегат должен быть оснащен искрогасителями двигателей внутреннего сгорания и заслонками экстренного перекрытия доступа воздуха в двигатель (воздухозаборник).
Мачта агрегата должна иметь приспособление для подвешивания ролика кабеля ЭЦН. Ролик должен быть застрахован тросом диаметром 8-7-10 мм. На мачте должна быть размещена металлическая табличка, укрепленная на видном месте. На табличке должны быть указаны:
— дата изготовления; -завод-изготовитель; -заводской номер установки; -грузоподъемность (номинальная) мачты; -сроки следующей проверки технического освидетельствования подъемного агрегата.
Оценка технического состояния агрегатов для ремонта скважин отечественного и зарубежного производства, в том числе освидетельствование и испытание мачт, должны проводиться в сроки и в соответствии с требованиями, установленными Госгортехнадзором России.
Ходовой конец талевого каната должен крепиться на барабане лебедки с помощью специального приспособления таким образом, чтобы исключить деформацию и истирание каната в месте его крепления. На барабане лебедки при нижнем рабочем положении талевого блока должно оставаться не менее трех витков каната.
Неподвижный конец ветви талевого каната должен быть закреплен на специальном приспособлении, надежно соединенным с металлоконструкциями платформы агрегата.
Передвижные насосные установки, предназначенные для работы на скважинах, должны снабжаться запорными и предохранительными устройствами, иметь приборы, контролирующие основные параметры технологического процесса, выведенные на пульт управления.
Оборудование для текущего ремонта скважин с использованием канатной техники должно быть укомплектовано лебедкой с гидроприводом, обеспечивающим вращение барабана с канатом в любых желаемых диапазонах скоростей и с фиксированной нагрузкой на канат.
Правила обслуживания механизмов талевой системы.
Во время эксплуатации канат изнашивается неравномерно. Часть его, которая в процессе СПО наматывается на барабан, изнашивается наиболее интенсивно, поэтому при выработке талевым канатом ресурса работы, установленного программой перепуска, следует тщательно осмотреть состояние ведущей струны каната. Критериями износа может служить уменьшение его диаметра на 10%, обрыв 10% проволок на- длине одного шага витка пряди, обрыв или вспучивание одной пряди. В этих случаях должен быть сделан перепуск каната и до выработки им установленного ресурса.
В процессе бурения крепких пород возникают продольные колебания в бурильных трубах, передающиеся через ведущую трубу, вертлюг и талевую систему неподвижному концу талевого каната. В результате возникает явление усталости металла проволок каната в той части, которая находится на последнем шкиве кронблока и барабане механизма крепления неподвижного конца талевого каната. При таких условиях может произойти обрыв каната, несмотря на то, что его износ невелик. При этом канат необходимо также периодически перепускать.
Перед спуском обсадных колонн талевая система должна быть осмотрена особенно тщательно. Все дефекты необходимо устранить и произвести перепуск каната. При спуске очень тяжелых обсадных колонн целесообразно применять специальные более жесткие и прочные канаты того же диаметра, что и талевый. Расход каната на 1 м проходки колеблется в широком диапазоне (от 0,7 до 5 кг, а в отдельных случаях и больше). Износ талевого каната при бурении скважин зависит от величины произведенной работы, качества и конструкции каната, правильной и рациональной его эксплуатации.
Износ желобов шкивов должен контролироваться визуально и по специальным предельным шаблонам.
Уход за талевой системой в основном сводится к смазке подшипников, наблюдению за работой шкивов и каната, надежностью крепления гайки ствола и предохранительных скоб рогов подъемного крюка. Перед пуском талевой системы в работу необходимо убедиться в том, что все шкивы свободно вращаются на оси. Следует проверить крепление кронблока и надежность всех болтовых соединений, установить предохранительные кожухи, а на закрепленном конце каната — датчик веса.
Во время эксплуатации надо следить за тем, чтобы подшипники не нагревались выше 80 °С. При значительном износе канавок шкивов последние следует заменить, а при неравномерных износах талевый блок нужно повернуть на 180°.
Дата добавления: 2018-04-15 ; просмотров: 1657 ; Мы поможем в написании вашей работы!
Источник