§ 9. Инструмент для спуско-подъемных операций Элеваторы

Литой полуавтоматический элеватор (ЭАЛ) (рис. III. 14) по конструкции относится к двустворчатому (бескорпусному) и состоит из двух створок 1 и 2, замкового устройства, осей шар­нира 5 и 9 и пружины 10.

Замковое устройство помещается на левой створке элева­тора и состоит из защелки 3, оси 4, пружин 5 и 13, замка 11 и оси 12. Правая створка на передней части имеет прилив полукруглой формы, который в момент закрытия элеватора входит в паз корпуса и тыльной частью упирается в защелку.

С помощью двух пружин 5 и 13 защелка все время нахо­дится в прижатом к корпусу положении. Ось 9, соединяющая обе створки, наклонена к вертикальной оси элеватора под уг­лом 10°, что исключает самопроизвольное открывание элева-

Рис. II1.14. Литой элеватор ЭАЛ

тора под нагрузкой. Преимущество наклонной оси заключается также в том, что после открытия элеватора под действием пру­жины он, поворачиваясь на штропах, отталкивается от трубы. Для этого не требуется дополнительное усилие рабочего.

Против выхода штропов из проушин находятся предохра­нители 7, закрепленные на пальце 6. Конструкция предусмат­ривает проведение спуско-подъемных операций одним полуав­томатическим элеватором с клиновым захватом. Посадка та­кого элеватора на ротор не допускается.

В табл. III.8 приведена техническая характеристика элева­торов ЭАЛ.

Таблица III.8

Шифр	Допустимая нагрузка. МН	Диаметр расточки. ым	Размеры, мм			Масса, кг
			д^ына	ширина	высота
ЭАЛ-1-4 1/2	0,75	118	520	445	270	76,5
ЭАЛ-1-5 9/16	1,25	146	560	490	270	88,7
ЭАЛ-1-6 5/8	1,25	172	580	520	270	98,2

а

Д

w

D —

ля спуска в скважину обсадных труб применяются кованые элеваторы ЭО и ЭКО и литые элеваторы ЭН, кото­рые относятся к типу корпус­ных элеваторов с одной створкой (дверкой). По кон­струкции они мало отлича­ются от элеваторов ЭАЛ.

Бурильные штропы

Д

Рис 111.15. Штропы: а — двухветвевый; б — одноветвевый

ля подвешивания элеватора на крюке применяются штро­пы. Они воспринимают всю нагрузку, возникающую при спуске бурильных и обсадных труб, так как являются сое­динительным звеном между крюком и элеватором.

Штропы (рис. III. 15) пред­ставляют собой вытянутую по одной оси стальную петлю овальной конфигурации, один конец которой изогнут для более удобного расположения в рогах подъемного крюка. В нижней части имеются ручки.

В табл. III.9 приведены основные размеры штропов.

Машинные ключи для бурильных труб

Раскрепление и докрепление бурильных труб в период спуско­подъемных операций, закрепление обсадных труб, спускаемых в скважину, производится при помощи машинных ключей, под­вешенных на специальных канатах в горизонтальном положе­нии внутри буровой вышки на высоте 1,4—1,6 м от пола. Ка­наты огибают специальные блоки, прикрепленные к одному из поясов вышки. К другому концу пояса к канату подвешивают

Таблица III.9

Шифр	Допустимая нагрузка пары, МН	Длина L, м	Диаметр D, мм	Масса пары, кг
ШБН-300	3,00	2,00	90	420
ШБН-200	2,00	2,00	85	380
ШБН-125	1,25	1,89	75	285
ШБУ-125	1,25	1,20	75	179

Примечание. Шифр с буквой «У» относится к укороченным штропам.

противовесы, уравновешивающие ключи. Благодаря такой си­стеме ключи легко могут перемещаться в вертикальной плос­кости на необходимую высоту.

В буровой у ротора друг против друга подвешиваются два ключа. При помощи ключа, находящегося с левой стороны (если смотреть на лебедку со стороны мастков), задержи­ваются трубы от проворачивания. На конец ручки этого ключа надет канат, другой конец которого прикреплен 1с 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 концу его с помощью вертлюжка присоединяется тяговый канат пневмораскрепителя. Рычаг ключа устанавливается на расстоянии, которое перед подачей воздуха в пневмораскрепитель позволяет тяговому канату на­ходиться в натянутом состоянии. ,Под давлением воздуха пор­шень раскрепителя увлекает тяговый канат и поворачивает рычаг ключа на 60—70° С, в результате чего замковое соеди­нение раскрепится.

Лучшие результаты получены при эксплуатации универ­сальных машинных ключей УМК-1 и ключей Б-2.

Ключ УМК-1 (рис. III. 16) четырехзвенной конструкции со’ стоит из рычага 7, корпуса 6, трех челюстей /, 4 и 8. Ключ захватывает бурильные трубы и замки всех размеров (от 108 до 212 мм), что достигается заменой челюсти 1. В комплекте с ключом поставляются две такие челюсти — одна для труб ди­аметрами 108—178 мм, вторая для труб диаметрами 140— 212 мм.

Все указанные звенья соединены между собой и рычагом шарнирно при помощи пальцер 5. К челюсти 4 прикрепляется защелка 2, соединяемая со сменной челюстью при помощи за­порного устройства. Под действием пружин 3, смонтированных на корпусе челюсти 4, при установке на трубу или замок ключ автоматически закрывается.

В пазы челюсти 8 вставлено по три стальных плашки-сухаря с насечкой на внутренней поверхности, соприкасающейся с те­лом замка или трубы. В каждое пазе корпуса ключа нахо­дится по два таких 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 обхваты* вают замок (трубу) и сильно прижимаются к поверхности ру­кояткой, создается достаточное трение, предупреждающее про­скальзывание ключа по телу замка.

Основные детали ключа отливаются из стали марки 40ХЛ, а пальцы изготовляются из стали марки 40Х. Длина ключа 1,65 м, ширина 0,6 м, масса ключа без подвески 177 кг, с под­веской 203 кг.

Рис. III.16. Универсальный машинный ключ УМК-1

S 8

Рис. III.17. Ключ для обсадных труб:

1 — защелка; 2, 3, 7 и 9 — челюсти; 4 — сухари; 5 — подвеска; 6 — рычаг; 8 — пальцы шарниров; 10 — ручка

В последнее время в связи с распространением автоматиче­ских пневматических ключей машинные ключи применяются для выполнения отдельных работ, которые нельзя выполнить пневматическими ключами. На рис. III. 17 показан общий вид ключа для обсадных труб. При спуске в скважины 148- и 168-мм обсадных труб пользуются ключами для бурильных труб.

Клинья для бурильных труб

Клинья (рис. III. 18) предназначены для захвата и удержа­ния в роторе на весу колонны бурильных труб в период их подъема и спуска в скважину. В комплект клиньев входят четыре клина 1 и 2 с набором плашек 5 с зубчатой насечкой и упорной пластиной 3. Каждые два клина при помощи шар­нира, болта 4 и ручки 10 соединены в две секции, которые при спуско-подъемных операциях одновременно двумя рабо­чими опускаются в зазор между бурильной трубой и внутрен­ней конусной поверхностью роторных вкладышей. При этом бурильные трубы в роторе удерживаются в подвешенном со­стоянии.

Для освобождения клиньев трубы необходимо несколько приподнять, после чего они свободно извлекаются из роторных

Шифр	Диаметр труб, мм	Допустимая нагрузка.	Масса, кг
КБ2-4	114	100	70
КБ2-5	141	110	80
КБ2-6	168	110	83

вкладышей. Сменные плашки сверху в корпусе прижимаются упорной крышкой Р, шарнирно соединенной с пальцем 8, кото* рый закреплен в корпусе секции. Нажим на плашки осущест­вляется пружиной 6, дёйствующей на упорную крышку через упорный палец 7. Плашки клиньев изготовляются из стали марки 12ХН2 и подвергаются термообработке до твердости рабочих поверхностей HRC424-53. По мере износа плашки за­меняются новыми.

В настоящее время ручные клинья заменены пневматиче­скими клиновыми захватами, что значительно облегчило труд буровых рабочих. Однако в отдельных случаях они при'мёня- ются и сейчас. Техническая характеристика клийьев приведена в табл. III.10.

Буровые пневматические ключи

В настоящее время широко применяются пневматические бу­ровые ключи, которыми оснащаются все выпускаемые буровые установки. Кг таким ключам относятся стационарные ключи АКБ-ЗМ и подвесные ключи типа ПБК- Они предназначены для раскрепления, развинчивания и свинчивания бурильных * труб диаметрами 114—168 мм й при спуско-подъемных опера­циях и приводятся в действие сжатым воздухом 0,7—1,0 МПа.

Ключ АКБ-ЗМ устанавливается в буровой между лебедкой и ротором со стороны приводного вала на специальном фунда­менте или на вышечно-лебедочном блоке, к которому прикреп­ляется болтами.

Ключ АКБ-ЗМ (рис. III.19) состоит из следующих основных частей: блока ключа /, каретки с пневматическими цилиндрами 2, стойки 3 и пульта управления 4.

Блок ключа является основным механизмом, непосредст­венно свинчивающим и развинчивающим бурильные трубы. Он вместе с кареткой смонтирован на неподвижной стойке, уста­новленной у ротора 5, и представляет собой корпус, на котором установлены трубозажимное устройство, понизительный редук­тор и пневматический двигатель с маховиком. Внизу блока имеются направляющие полозья, на которых он перемещается

Рис III 19 Пневматический ключ АКБ ЗМ

при помощи двух пневматических цилиндров двойного действия- надвигается на бурильную трубу, установленную в роторе, или Отодвигается от бурильной трубы пбсле ее развинчивания

После установки на клинья поднятой колонны бурильных труб блок ключа с помощью пневматических Цилиндров пере­мещается в сторону оси скважины и заходит на замковое сое­динение свинченных труб. Вырез в передней части трубозажим­ного устройства и корпуса ключа облегчает заход блока ключа на замок Верхнее и нижнее приспособления трубозажимного устройства зажимают одновременно верхнюю и нижнюю части замка. При этом верхнее приспособление, зажав конусную часть замка, передает вращение трубе от двигателя ключа, а нижнее, находящееся на второй части замка (цилиндриче­ской), воспринимает реактивный момент и удерживает нижнюю трубу от поворота. Зажимные устройства, как и механизм пе­редвижения блока ключа, работают от пневматических цилинд­ров, включаемых с пульта управления 4.

После того как блок ключа установлен над ротором, а че­люсти зажимных приспособлений зажаты на замке, включают пневматический двигатель, который соединяется с ведущим ва­лом понизительного редуктора. Валы этого редуктора распо­ложены вертикально. На ведущем валу смонтирован маховик с муфтой ограничения крутящего момента. Маховик способст­вует увеличению инерционного крутящего момента, необходи­мого при раскреплении труб. Во избежание поломок отдельных деталей ключа от возникающих больших крутящих моментов вследствие остановки вращающихся масс маховик двигателя имеет предохранительную муфту.

Пульт управления состоит из корпуса, четырех кранов и крана, соединяющегося с коллектором, трех рукояток и шланга с накидными гайками или угольниками. Четыре крана объеди­няются попарно с помощью скоб и рукояток. Эти краны могут включаться вместе или раздельно при перемещении рукояток. С помощью одной из рукояток можно управлять краном, свя­занным с цилиндром подвода и отвода ключа или краном ци­линдра зажима нижних челюстей. Другой же рукояткой можно управлять краном пневмодвигателя ключа и краном, связан­ным с устройством зажима верхней челюсти.

При работе ключа сжатый воздух от ресивера по металли­ческому трубопроводу, резиновому рукаву и крану поступает в коллектор. От коллектора отходят четыре резиновых рукава, по которым сжатый воздух поступает к четырем кранам и да­лее к соответствующим цилиндрам и двигателю.

Один из кранов является страховым. По окончании спуско­подъемных операций он должен закрываться, в результате чего полость коллектора сообщается с атмосферой. Это де­лается с той целью, чтобы избежать внезапного (помимо воли бурильщика) включения в работу ключа, находящегося в зоне действия ключа.

Ключ ПБК-1 состоит из сварного корпуса прямоугольной формы, затвора с двумя гладкими роликами, свободно вра­щающимися на вертикальных осях устройства, запирающего ключ. На противоположном конце корпуса установлен гори­зонтальный пневматический цилиндр, шарнирно соединенный с редуктором и помещенный в корпусе ключа. В цилиндре расположены два поршня, передающие движение общему штоку. Под действием сжатого воздуха шток сдвоенного ци­линдра перемещает редуктор внутри корпуса ключа и зажи­мает трубу, на которую предварительно был заведен ключ, между гладкими и ведущими роликами, обеспечивая передачу крутящего момента от пневматического двигателя.

Ключ 1 в буровой подвешивается на канате 3 (рис. Ш.20). Высота подвески регулируется пневматическим цилиндром 5 с пульта управления 4, установленного внутри буровой. По шлангам 6 сжатый воздух поступает из общего воздухосбор*

Рис. 111.20. Схема подвески ключа ПБК-1

ника в пневматический двигатель 2 и пневматические цилиндры через краны, установленные на том же пульте.

Ключ ПБК»3 представляет собой усовершенствованную кон­струкцию ключа ПБК-1, в которую внесены следующие основ­ные изменения:

1. привод каждого йз Двух ведущих ролйков осущёстьлйбтей отдельным пневматическим двигателем, что значительно упро­щает конструкцию редуктора и делает работу ключа более надежной;

2. ведущие ролики установлены на концах рычагов, что улучшает условия их обслуживания и ремонта;

3. поворот рычагов для захвата труб осуществляется гори­зонтальными цилиндрами;

4. масса ключа значительно уменьшена.

Все эти усовершенствования повысили технические и экс­плуатационные качества ключей.

Техническая характеристика ключей

Крутящий момент при свинчивании

Крутящий момент при докреплении

кНм

Число ведущих роликов .... Диаметр ведущих роликов, мм Частота вращения трубозажимного

устройства, об/мин

Тип двигателя

Мощность двигателя, кВт . . .

Число двигателей

Средний расход воздуха на свинчива ние и докрепление одного соедине

ния, м⁸

Масса ключа, кг

АКБ-ЗМ	ПБК-1	ПБК-З
1.8	0,8—0,9	1,68
25	12-45	6
—	2	2
—	180	200 и 230
84	69	66
ДР-13	ДР-Ю	БВУ-1
10	7,5	3,5
1	1	2
1,2	0,8	1,1
2440*	984	540

* Масса ключа с пультом управления.