12.4.2 Спайдери

Спайдером називається пристрій для втримання на вазі колон спущених у свердловину труб шляхом захоплення їх за гладку частину труби.

Використання спайдера в поєднанні з трубним елеватором дозволило виконувати спуско-піднімальні операції за ефективною технологією (один елеватор + спайдер).

Широке використання отримали клинові спайдери.

Рисунок 12.3 – Схема клинового спайдера

Для функціонування спайдера необхідне виконання декількох умов:

- надійний захват клинами, який виключає проковзу-вання;

- виключення при цьому пошкодження затиснутої труби.

При підземному або капітальному ремонті свердловин спайдер працює при досить високій частоті операцій по захопленню і звільненню його клинами труби, що призводить до зношення його. Робочі поверхні спайдера і труби забруднені.

Аналіз клинового захвату показує, що надійне захоплення труби проходить при оптимальному співввідношенні трьох головних величин:

- кута нахилу клина;

- коефіцієнта зчеплення з трубою;

- коефіцієнта тертя тильної поверхні клина із внутріш-ньою поверхнею спайдера.

Із зменшенням кута нахилу клина при одній і тій же вазі колони обтискаюче зусилля збільшується. Тому для збільшення втримуючої здатності спайдера і зменшення обтискаючих зусиль внутрішня поверхня клинів повинна мати насічку, при якій коефіцієнт зчеплення збільшується. Тильна поверхня клина повинна бути гладкою.

В результаті розрахункового визначення і дальнішого уточнення дослідним шляхом були визначені форма і розміри насічки клинів.

При цьому враховувалось:

- ступінь пошкодженості поверхні труби;

- зносостійкість зуба і насічки і здатність до само- очищування.

Насічка представляє різьбу з кроком H = 7-8 мм і

β = 80° (див. рис. 12.3).

Насічка (див. рис. 12.4) представляє собою виступи, кожний із яких має форму зрізаної піраміди з поверхнею зрізу 3х3 мм.

Рисунок 12.4 – Схема насічки клинів

Конусність спайдерів 4/15 тобто α = 9°30´.

Для попередження пошкодження труби насічкою необхідно, щоб відношення маси колони труб до сумарної довжини насічки, яка контактує з трубою не перевищувало би 100-120 кг/см.

12.4.3 Клини

Мінімальне число клинів – два, частіше 3 - 4. При двох створюється умова для зімяття труби, а збільшення до 4-х може привести до виключення із роботи одної пари клинів. Найкращу стійкість мають 3 клини.

12.4.4 Ключі

Трубні ключі призначені для згвинчування і розгвинчування труб при СПО.

Умови виконання операцій з трубними ключами аналогічні умовам роботи з елеваторами і спайдерами, тому вимоги до них аналогічні вимогам до елеваторів чи спайдерів.

Основною вимогою до ключів - надійний захват (без проковзування як при min так і при max обертових моментах, повне виключення пошкодження труби або муфти, висока надійність в любих умовах використання).

12.4.5 Трубні і штангові механічні ключі

В комплексі основних робіт, зв’язаних з підземним ремонтом свердловин, найбільш важкі і трудоємкі – це операції по спуску і підйому НКТ і штанг. Вони в залежності від характеру ремонту і числа труб і штанг становлять від 50 до 80 % від загального балансу часу, який витрачається на ремонт.

Застосування автоматів для роботи з трубами і штангами дозволяють в 2-3 рази збільшити темп спуско-підйому і підвищити якість кріплення різьб.

Для механізації і часткової автоматизації найбільш трудоємких ручних операцій при спуско-підйомі НКТ, широке застосування отримали автомат АПР-2ВБ з електроприводом і АПР-ГП з гідравлічним приводом. При ремонті свердловин із заглибними електронасосами знаходять застосування механічні ключі КМУ, КАРС в/п 50 т.

Автомат типу АПР використовують для механізованого згвинчування (розгвинчування) труб за допомогою обертача. Він автоматизує захоплення і утримування спайдера, а також центрує колону труб центратором. Автомат розрахований на використання його разом з елеватором типу ЕГ, підкладними вилками, трубними КТГУ, і стопорними ключами КСМ, а також елеваторами ЕТА.

АПР-2ВБ із вибухобезпечним електроприводом складається із блока автомата, клинової підвіски, центратора, балансира з вантажем, електричного інерційного вибухобезпечного приводу з реверсивним вибухобезпечним перемикачем.

Шифр	АПР-2ВБ	АПР-ГП
max в/п, т	80	80
max крутний момент, Н×м	4410	4410
частота обертання водила, хв-1	48	5-80
умовний діаметр труб, мм	48, 60, 73, 89, 114

Все більш широке застосування знаходять підвісні трубні ключі для НКТ, наприклад, КТГ-89.

Технічні характеристики

1 Умовний діаметр згвинчуваних труб, мм - 60, 73, 89

2 Привод - гідравлічний

3 Крутний момент при тиску 16 МПа, Н∙м

на підвищеній передачі - 2018,9

на пониженій передачі - 7478,5

4 Частота обертання трубозатискного

пристрою, хв^-1

на підвищеній передачі - 76,8

на пониженій передачі - 21,2

5 Максимальний тиск в гідросистемі, МПа - 17,5

6 Кількість передач коробки швидкостей - 2

7 Передавальне число

підвищеної передачі - 3,55

пониженої передачі - 12,88

8 Габаритні розміри, мм

довжина - 1130

ширина - 770

висота - 1375

Ключ трубний гідравлічний КТГ призначений для механізації процесу згвинчування-розгвинчування НКТ при освоєнні і ремонті нафтових і газових свердловин. Ключ

КТГ-89 може використовуватись в складі агрегатів А-50 при освоєнні і капітальному ремонті свердловин, приєднуючись до гідравлічної силової установки агрегату.