§ 3. Комплекс приспособлений и механизмов, применяемых для автоматизации спуско-подъемных операций (асп)
Для механизации и автоматизации спуско-подъемных операций в буровых установках грузоподъемностью 80 m и выше в Советском Союзе применяют комплекс АСП (рис. IX-6), состоящий из: 1) механизма для подъема свечи МПС; 2) механизма расстановки свечей МРС; 3) механизма захвата свечей МЗС; 4) магазина для свечей; 5) центратора; 6) подсвечника; 7) механизма смазки свечей; 8) талевого блока; 9) автоматического элеватора; 10) универсального кронблока; 11) приспособления для подвески вертлюга; 12) хомута элеватора для бурильных труб; 13) автоматического стационарного трубного ключа типа АКБ-ЗМ; 14) ротора с встроенными пневматическими клиньями типа ПКР; 15) механизма для свечей типа МНС-3 при длине свечей более 25 м.
Применение комплекса механизмов облегчает труд бурильной бригады и, как видно из циклограммы (рис. IX-7), сокращает время спуско-подъемных работ за счет совмещения отдельных операций.
При выполнении спуско-подъемных операций АСП обеспечивает:
1) совмещение по времени спуско-подъема колонны бурильных труб и ненагруженного элеватора с операциями установки свечи на подсвечник, выноса ее с подсвечника, а также с операциями по свинчиванию и развинчиванию свечи;
2) механизацию свинчивания и развинчивания бурильных труб;
механизацию установки свечей на подсвечник и вынос их к центру скважины;
автоматизацию управления элеватором при захвате и осво бождении им колонны бурильных труб;
механизацию закрепления колонны бурильных труб в роторе.
Для совмещения операций при подъеме и спуске колонн применяется специальная талевая система, состоящая из талевого блока, автоматического элеватора и приспособления для захвата вертлюга. Талевый блок отличается от обычного тем, что он состоит из двух секций шкивов, раздвинутых относительно вертикальной оси и соединенных траверсой, позволяющей спускать и поднимать его по оси скважины с пропуском через него колонны труб или свечи.
К траверсе талевого блока подвешен автоматический элеватор, в корпусе которого имеется конусное отверстие, служащее для пропуска колонны труб или отвинченной свечи. Автоматический элеватор, перемещаясь вверх по колонне труб, пропускает средний замок и при подходе к верхнему концу колонны автоматически захватывает кулачками замок трубы. При перемещении вниз по трубе
254
кулачки автоматически освобождают замок трубы. Таким образом элеватор автоматически захватывает и освобождает колонну бурильных труб.
В механизм расстановки свечей входят следующие узлы: узел захвата свечи; узел подъема свечи; магазин с центратором; подсвечники и направляющие канаты центратора. Механизмы подъема, захвата и переноса свечи предназначены для переноса свечи с центра скважины на подсвечник и обратно. Центратор предназначен для поддерживания верхнего конца свечи при отвинчивании ее
Время, сек 5 Я? 15 20 2Ь 30 Л № ЬЬ 50 $Ь 60 S5 ?0 75 80
Рис. IX-7. Циклограмма спуска и подъема колонны
на длину свечи 37,5 м (заштрихованным показано
время совмещенных операций).
или свинчивании с колонной труб. При внесении свечи в центр скважины или выносе ее центратор автоматически закрывается или открывается. Талевый блок, подходя к центратору, поднимает его.
Центратор движется по направляющим канатам вверх вместе с талевым блоком, удерживая последний от раскачивания. При опускании элеватора центратор также опускается до своего рабочего положения.
Магазин предназначен для поддерживания верхних концов свечей, установленных на подсвечник.
Подсвечник служит для установки в определенном порядке свечей при подъемных операциях, для направления движения нижних концов свечей во время переноса их от центра или к центру скважины.
255
Раскрепление и отвинчивание, а также завинчивание и докрепле-ние замковых соединений осуществляются при подъеме и спуске ненагруженного элеватора пневматическим механическим ключом типа АКБ, установленным на полу буровой.
В буровых установках применяются также ключи с гидравлическим приводом типа АТК и с пневмоприводом типа ПБК. Колонна труб на роторе подвешивается на. клиновом захвате с пневматическим управлением, встроенным в ротор. Все механизмы управляются двумя операторами с двух пультов, расположенных на полу буровой. Для затаскивания труб к устью скважины и на мостки, а также других вспомогательных операций над мостками устанавливается поворотный вспомогательный кран.
Автоматический элеватор подвешивается непосредственно к талевому блоку без крюка и служит для захвата бурильных труб. Диаметр проходного отверстия такого элеватора определяется так же, как и для обычного, по диаметру бурильных труб. Состоит он из литого стального корпуса с центральным конусным отверстием с проушинами для штропов и устройств, предназначенных для восприятия нагрузки, создаваемой колонной, и передачи ее талевому блоку. Элеватор автоматически захватывает и освобождает замки бурильных труб с помощью патрубка, поддерживающего и направляющего ползун, к которому прикреплены рычаги с роликами и клинья. Во время перемещения элеватора ролики стремятся приблизиться к его оси под действием пружин. Клинья при этом трубу не захватывают, но, как только ролики доходят до торца замка, они захватывают трубу за тело.
При подъеме бурильной колонны до посадки ее на клинья ротора все клинья элеватора опущены вниз до отказа, они опираются на коническую расточку элеватора и плотно обжимают тело трубы, воспринимая нагрузку поднимаемой колонны через торец замка. После посадки колонны на клинья ротора спускают элеватор, при этом на управляющие ролики, находящиеся над торцом замка поднятой свечи, не позволяют клиньям раскрыться. Под действием силы тяжести элеватора пружины сжимаются, направляющие ролики расходятся, а элеватор заряжается, т. е. клинья разводятся от центра трубы, что обеспечивает свободный спуск элеватора.
В первый момент подъема движется только элеватор, но, как только ролики сходят с замка, рычаги под действием пружин сближаются между собой, срабатывает механизм и клинья захватывают свечу под замок. После подъема колонны на высоту свечи ее опускают на клинья ротора и весь цикл подъема повторяется снова. При спуске колонны ролики с рычагами перемещаются то по трубе, то по замку или свободно автоматически захватывают (освобождают) свечу.
Во время спуска колонны в случае ее остановки в скважине (например, при наличии уступов) направляющие ролики, продолжая опускаться вместе с элеватором, наезжают на торец, освобождая тем самым трубу. Если же колонна, сорвавшись с уступа, начинает
падать и разовьет большую скорость, то механизм может не успеть ее подхватить. Поэтому в тех случаях, когда скважина имеет дефекты, спуск колонн ведется с применением предохранительного устройства.
Вертлюг к автоматическому элеватору подвешивается с помощью двух стандартных штропов и приспособления, состоящего из серьги и шарнирно подвешенной к ней скобы.
Центратор предназначен для поддержания верхнего конца свечи во время завинчивания или отвинчивания. Свеча удерживается кулачками, закрепленными на двух створках центратора, расположенных симметрично относительно оси скважины.
При спуске свеча, вынесенная из магазина к центру скважины, давит на кулачки центратора, отжимает их и входит внутрь створки, После этого свеча свинчивается с колонной.
Механизм захвата, подъема и переноса свечи. Основным узлом является механизм переноса свечи, состоящий из самоходной тележки, движущейся по двум горизонтальным швеллерам, прикрепленным к полатям вышки параллельно осям талевого блока. На тележке в роликовых направляющих перемещается стрела, на конце которой шарнирно укрепляется механизм захвата. Свеча захватывается плашками, движущимися в наклонных направляющих при нажатии на нее стрелы и движении ее вверх.
Перемещение стрелы вдоль направляющих осуществляется электрическим приводом с червячным редуктором и втулочно-роликовой цепью. Цепь охватывает звездочку, связанную с тихоходным валом редуктора пружинной муфтой предельного момента.
Для подъема свечи используется пневматический цилиндр.
Подсвечник и магазин. Подсвечник представляет собой металлический каркас, состоящий из двух секций, устанавливаемых на подвышечное основание симметрично относительно оси скважины. Секции взаимно соединяются трубами, направляющими свечу в ячейку. Пол подсвечника в зимних условиях обогревается паром. Между трубами оставлены щели для стенания промывочного раствора.
Верх подсвечника состоит из стоек и направляющих, сваренных в виде гребенок, образующих ячейки для установки свечей. К стойкам крепятся запирающие устройства.
Магазин, устанавливаемый несколько выше полатей, состоит из двух частей, расположенных симметрично относительно оси скважины. Каждая часть представляет собой гребенку, сваренную из труб.
17 Заказ 1015.