1474

Размеры муфты,

по стандарту API Spec 11В

Правильно свинченное резьбовое соединение должно созда­ вать на упорных торцах муфты и ниппеля такие сжимающие нагрузки, чтобы при работе соединения в скважине максималь­ но возможное растягивающее усилие в штангах не могло раз­ жать и раскрыть стык. Если стык будет раскрыт, то резьбовое соединение будет подвергаться воздействию коррозионно-актив­ ной пластовой жидкости и быстро выходить из строя. Поэтому для правильного свинчивания колонны необходимо применять специальные механические ключи. Свинчивание вручную штан­ говой колонны часто не позволяет достичь требуемых момен­ тов, что приводит к снижению наработок на отказ колонн на­ сосных штанг.

При сборке соединения необходимо очищать и смазывать резьбу. Как указывается в работе [38], это сильно влияет на пра­ вильность сборки соединения, так как только 10—20 % создава­ емого крутящего момента расходуется на создание сжимающих напряжений крутящего момента, остальная часть — на преодо­ ление трения.

В скважинах, где наблюдается коррозия оборудования и от­ ложение солей, для повышения надежности насосных штанг должны осуществляться мероприятия по подаче в скважину ин­ гибиторов.

Для форсированных режимов эксплуатации целесообразно применять легирование и углеродистые штанги, закаленные ТВЧ.

Для работы с насосами малых диаметров (29, 32, 38 мм) пред­ почтительнее использовать углеродистые штанги из стали марки сталь 40 согласно расчетам глубин спуска.

Для эксплуатации скважин с глубиной спуска насоса более 1500 м отбором жидкости выше 40 м3/сут следует использовать штанги из стали марок 30ХМА, 15НЗМА, 15Х2НМФ, закален­ ные ТВЧ.

В условиях сильной коррозии хорошо работают штанги из стали марки 15НЗМА.

Области применения насосных штанг в сочетании с типораз­ мерами насосов приведены в табл. 7.43 [41].

Штанги транспортируются в специальных пакетах, обеспе­ чивающих сохранение их от механических повреждений и ис­ кривления при проведении погрузочно-разгрузочных работ, транспортировании, складировании и хранении.

Согласно ГОСТ 13877-80 штанги упаковываются в пакет мас­ сой брутто не более 500 кг. Допускается по заказу потребителя упаковка штанг в пакет массой брутто до 1500 кг, объединение нескольких пакетов массой брутто каждого до 500 кг в укруп­ ненный пакет массой брутто до 3500 кг.

Резьба штанг и муфт должна быть защищена предохрани­ тельными колпачками и пробками от повреждений, грязи и влаги.

Погрузка и выгрузка штанг должна производиться при помо­ щи крана со специальной траверсой, имеющей не менее трех подвесок.

Перевалки и укладывание пакетов штанг на промыслах про­ изводится также при помощи крана; при этом необходимо со­ блюдать следующие правила:

а) не допускается одновременный перенос больше одного пакета штанг;

б) захват пакета штанг цепями или канатами производится не менее чем в трех местах;

в) пакет штанг охватывают цепями или канатами вплотную около средних хомутов —замков;

г) — штанги укладываются на стеллажи.

Рис. 7.117. Стеллаж для хранения насосных штанг:

а — стеллаж; б — упакованные штанги

На такой стеллаж сначала укладывают деревянные проклад­ ки, а затем пакеты штанг. Пакеты укладывают один на другой (не более трех штук) так, чтобы хомуты одного пакета находи­ лись рядом с хомутами другого пакета или один над другим.

Штанги на промыслах следует транспортировать только штанговозами (например, ЗАПШ) с подъемным краном грузоподъ­ емностью до 500 кг или другими видами транспорта, имеющими ровную платформу, превышающую длину штанг.

При перевозке штанг вертолетом пакеты штанг необходимо охватить и стянуть хомутами или канатами не менее чем в четы­ рех местах и подвеску пакета производить при помощи травер­ сы, имеющей не менее трех стропов.

Распакованные штанги должны укладываться ровными ряда­ ми, между которыми поперек штанг должны устанавливаться деревянные прокладки через каждые 1,5 м. Высота штабеля не должна превышать 1,5 м.

Не допускается укладывать на одном стеллаже штанги, изго­ товленные из сталей различных марок и термообработок.

У поднятых из скважин штанг, предназначенных для даль­ нейшего использования, резьбовые соединения следует очистить, смазать и предохранить их колпачками или пробками от по­ вреждений к скопления на них грязи и влаги.

Отбракованные штанги должны храниться отдельно от при­ годных для эксплуатации.

Штанги следует складывать на стеллажах или мостках без про­ гибов и свешивания их концов. Стеллажи (мостки) должны иметь не менее четырех поперечных прокладок из труб (досок) или сплошной настил из досок длиной не менее 8 м. На них не долж­ но быть посторонних предметов, отбракованных штанг и грязи.

Резервные штанги по маркам и типоразмерам должны хра­ ниться на стеллажах только на цеховом складе, отдельно от бра­ кованных.

При укладывании штанг следует применять только деревян­ ные междурядные прокладки.

Составление одноступенчатых или отдельных ступеней много­ ступенчатых колонн из штанг различных марок не допускается.

Конструкция резьбы штанг позволяет навинчивать муфту от руки. Довинчивание муфты до бурта штанги с усилием не до­ пускается, так как это свидетельствует о порче или загрязнении резьбы. Спуск штанги с забитой резьбой не допускается. После соприкосновения торца муфты с буром штанги соединение сле­ дует тщательно закрепить ключом.

Правильное сопряжение резьб и их затяжка определяются моментом свинчивания, равным для штанг диаметром: 16—300; 19-500; 22-700; 25 мм - 1100 Н м.

Штанги и муфты, не дающие плотного соединения, нельзя спускать в скважину, их следует браковать.

Недовинчивание муфты до бурта штанги недопустимо, так как во время работы может произойти отворот или обрыв в резьбе.

Резьба штанг имеет высокий класс точности и малые до­ пуски от номинала, поэтому малейшие загрязнения или ржав­ чина могут затруднить свинчивание. Резьбы следует всегда хра­ нить в смазанном виде и с надетыми предохранительными кол­

пачками.

Резьбу штанг и муфт следует очищать от густой смазки или грязи специальным приспособлением, изготовленным из муфты и головки штанги.

Для предохранения резьбы штанг и муфт от коррозии их не­ обходимо покрыть смазкой ЛЗ-162.

При развинчивании соединения не допускается обстукива­ ние муфты молотком, ключом или другими металлическими предметами. Тугие соединения следует разъединять ключом с рукояткой в 1 м.

Необходимо учесть, что неправильная зарядка штанг в элева­ тор приводит к изгибу их за головкой и, как следствие, к обры­ вам в этом месте. Запрещается выпрямление искривленных штанг, их следует браковать.

При подъеме штанг их нужно тщательно осматривать с це­ лью обнаружения повреждений. Штанги и муфты с такими по­ вреждениями, как изгибы, зазубрины, коррозионный и механи­ ческий износ, не допускаются к дальнейшей эксплуатации, их нужно браковать [42].

При обрыве или отвороте штанг в нижней части колонны, а также при наличии заеданий плунжера на ходу и больших гид­ равлических сопротивлений в клапанах следует применять тя­ желый низ для штанговых колонн. Рекомендуемая масса тяже­ лого низа колонны штанг приведена в табл. 7.44.

В случае обрыва штанги на ее место необходимо поставить новую. Установка случайной или же находившейся в работе штанги на место оборвавшейся не допускается.

Оборвавшиеся штанги следует сохранить. Обе части, отре­ занные длиной 250 мм от места обрыва, необходимо связать и прикрепить к ним бирку с указанием номера скважины, про­ мысла, марки стали штанги, даты обрыва и номера оборвавшей­ ся штанги, считая от устья скважины. Затем эти образцы пере­ дают исследовательской организации.

В случае одного-двух обрывов в новой колонне не следует менять всю колонну. Такие обрывы могут быть следствием из­ гиба за головкой или плохой сборки резьбового узла.

После первого же обрыва штанги целесообразно прове­ рить нагрузку на головку балансира станка-качалки и пра­ вильность подбора штанговой колонны, при выявлении оши­ бок необходимо устранить их. После трех-четырех обрывов штанг, следующих один за другим через короткие промежут­ ки времени, всю колонну штанг необходимо полностью заме­ нить на новую.

7.2.13. ВСПОМОГАТЕЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ

СКВАЖИННЫХ ШТАНГОВЫХ НАСОСНЫХ УСТАНОВОК:

СКРЕБКИ, ЦЕНТРАТОРЫ, СКВАЖИННЫЕ ДОЗАТОРЫ,

ШТАНГОВЫЕ АМОРТИЗАТОРЫ, ГАЗОСЕПАРАТОРЫ

Осложненные условия эксплуатации скважин штанговыми насосными установками требуют применения дополнительных средств, которые обеспечивают повышение надежности работа­ ющего оборудования.

'Например, практически все нефтяные скважины Западной Сибири и многие скважины в других регионах являются наклон­ но-направленными или искривленными. Практика эксплуата­ ции СШНУ показала, что значительное искривление скважины приводит к резкому снижению наработки до отказа насосной установки, в первую очередь — колонны насосных штанг и ко­ лонны НКТ. Постоянный контакт между муфтами насосных

штанг и внутренней поверхностью НКТ приводит к быстрому износу муфт и к возможности выхода нирреля штанги из муф­ ты, т.е. к обрыву штанг. Одновременно с этим муфты штанг, действуя как резцы, прорезают металл НКТ. Из-за этого в теле НКТ возникают повреждения, иногда сквозные. Такие повреж­ дения уменьшают площадь сечения тела НКТ, что в свою оче­ редь, может привести в конечном итоге даже к обрыву колонны НКТ и падению оборудования на забой скважины. Кроме того, сквозные повреждения в колонне НКТ приводят к утечкам че­ рез них добываемой жидкости.

Для защиты колонн НКТ и насосных штанг от взаимного износа в наклонно-направленных скважинах необходимо при­ менять центраторы или протекторы.

Центраторы могут выполняться с поверхностями трения ка­ чения и скольжения. Центраторы скольжения проще в изготов­ лении, дешевле, долговечнее в работе. Новейшие конструкции центраторов изготавливаются комбинированными из стального корпуса и полимерной рабочей оболочки или полимерных ро­ ликов. Винтовые центраторы скольжения по сравнению с ци­ линдрическими имеют меньшее гидравлическое сопротивление. Конкретный тип центратора подбирается в зависимости от по­ казателей интенсивности искривления скважины, расчетных нагрузок на штанги, вязкости и других свойств добываемой жид­ кости. При небольших величинах зенитного угла достаточно применять центраторы скольжения. При значительных величи­ нах зенитного угла на интенсивно искривленных участках необ­ ходимо применять роликовые центраторы качения, на осталь­ ных участках — центраторы скольжения.

В интенсивно искривленных аварийных скважинах необхо­ димо комбинированное применение центраторов и других пре­ дохранительных устройств. Центраторы роликовые устанавли­ ваются в интервале набора кривизны или корректировки траек­ тории скважины, а в других искривленных участках — центрато­ ры скольжения. Пример исполнения центраторов представлен на рис. 7.118.

Некоторые центраторы выполняют также роль скребков по очистке НКТ от парафина и других отложений. Они должна быть устойчивы к износу, ударам, изменениям температуры; химическому воздействию нефти и пластовой воды; обладать