1474
.pdf10.5. СРЕДСТВА МЕХАНИЗАЦИИ ДЛЯ СПУСКОПОДЪЕМНЫХ ОПЕРАЦИЙ
В комплексе основных работ, связанных с подземным ре монтом скважин, наиболее тяжелы и трудоемки операции по спуску и подъему насосно-компрессорных труб и штанг. Они в зависимости от характера ремонта и числа находящихся в сква жине труб и штанг занимают от 50 до 80% от общего времени, затрачиваемого на ремонт скважины. Применение автоматов для работы с трубами и штангами позволяет в два-три раза увели чить скорость спуско-подъема и повысить качество крепления резьб. Использование манипуляторов также уменьшает затраты времени на спуско-подъемные работы. К средствам механиза ции относятся: трубные механические ключи, штанговые меха нические ключи и манипуляторы. Рассмотрим их в этой после довательности.
10.5.1. ТРУБНЫЕ МЕХАНИЧЕСКИЕ КЛЮЧИ
Для механизации и частичной автоматизации наиболее тру доемких ручных операций при спуске и подъеме насосно-комп рессорных труб широкое применение получили автоматы АПР2ВБ с приводом от электродвигателя и АПР-ГП с гидравличес ким приводом. При ремонте скважин, оборудованных погруж ными электронасосами, находят применение механические ключи КМУ грузоподъемностью 32 и 50 т. При капитальном ремонте - гидравлический трубный ключ КГП.
Автомат АПР-2ВБ Автомат АПР используют для механического свинчивания и
отвинчивания труб при помощи вращателя. Он автоматизирует захват и удержание на весу колонны при помощи автоматичес кого слайдера, а также центрирует колонну труб центратором. Автомат рассчитан на использование его совместно с элеватора ми ЭГ, подкладными вилками, трубными КТГ и стопорными КСМ ключами, а также с элеваторами ЭТА и трубными ключа ми КТГУ и КТД [59].
|
АПР-2ВБ |
АПР-Г |
Максимальная грузоподъемность, т.... |
....... 80........................ |
80 |
Максимальный крутящий момент на |
4410 |
4410 |
водиле, Н м ........................................... .... |
||
Частота вращения водила, мин*1................. |
48 |
5-80 |
Условный диаметр труб |
48, 60, 73, 89, 114 |
|
по ГОСТ 633-80, мм ............................. ........... |
||
Габаритные размеры, мм: |
950 |
|
длина |
810 |
|
ширина............................................. ..... |
525 .......... ......... |
525 |
высота............................................... ..... |
650 .......... ......... |
650 |
Масса, кг: |
|
|
ключа в сборе |
275 .......... ......... |
235 |
полного комплекта.......................... ..... |
485 .......... ......... |
445 |
Автомат АПР-2ВБ (рис. 10.18) со взрывобезопасным элект роприводом состоит из блока автомата, клиновой подвески, цен тратора, балансира с грузом, электрического инерционного взры вобезопасного привода с реверсивным взрывобезопасным пере ключателем. Блок автомата представляет собой корпус клиново го слайдера с червячным редуктором и водилом, передающим вращающее усилие трубному ключу. Редуктор защищен кожу хом, образующим масляную ванну. Блок автомата, крепится к пьедесталу центратора тремя шпильками.
Блок клиновой подвески состоит из направляющей с кольце вым основанием, к которому шарнирно подвешены три клина. Клинья для труб диаметром 48, 60 и 73 мм сборные и состоят из корпуса и сменных плашек, закрепляемых в корпусе шплинта ми. Для 89 и 114-мм труб клинья монолитные, для труб диамет ром 48—89 мм они имеют усы-синхронизаторы, обеспечиваю щие их синхронную работу в момент захвата трубы. Для работы с трубами диаметром 114 мм предусмотрены клиН°вая подвеска соответствующего размера и специальный пьедестал-центратор. Клинья для труб этого диаметра усов не имеют, а синхронная работа их обеспечивается специальным центратором. Клиновую подвеску соответствующего размера на время работы вставляют в корпус автомата.
Рис. 10.18. Автомат АПР-2ВБ:
1 — корпус автомата; 2 — червячное колесо; 3 — клиновая подвеска: 4 — корпус клина; 5 — плашка; 6 — опорный фланец; 7 — водило; 8 — вал вилки включения маховика; 9 — электроинерционный привод; 10 — ось балансира; / / — направление клиновой подвески; 12— центратор; 13 — пьедестал центратора; 14 — фиксатор центратора
Блок центратора для труб диаметрами 48, 60, 73 и 89 мм со стоит из пьедестала, к которому тремя шпильками крепится ав томат фиксатора и втулок центратора. Центратор ускоряет пере ход на работу с трубами другого диаметра. Втулки центратора изготавливаются для 48—89-мм труб с гладкими и высаженны ми концами. Втулку закладывают сверху на борт пьедестала, и при подъеме труб с муфтами она удерживается фиксатором. Для работы с 114-мм трубами применяются специальный, центратор с вкладыщем в форме колодки, который автоматически центри рует колонну труб относительно автомата в процессе спуска или подъема.
Блок балансира состоит из балансира и надетого на него гру за. Для обеспечения перемещения клиновой подвески вверхвниз балансир на время работы соединяют с блоком автомата.
Автомат АПР-2ВБ комплектуется взрывобезопасным элект роприводом ПЭИ-ВБ и инерционным устройством для резкого увеличения момента на водиле автомата при отвинчивании труб, а также -при завинчивании труб большого диаметра. Инерци онное устройство представляет собой отключаемый маховик, установленный на валу электродвигателя. Маховик позволяет обеспечить необходимый режим работы электродвигателя и ис пользовать двигатель небольшой мощности — 3,5 кВт. Махо вик и муфта включения закрыты кожухом, на котором разме щена ручка включения муфты. Электропривод предназначен для работы в повторно-кратковременном режиме от сети пере менного тока.
На заднем щите электропривода монтируется взрывобезопас ный пускатель ПРВ-ЗС, в корпусе которого установлены быст родействующий реверсивный выключатель барабанного типа и вилки штепселя с контактными штырями. Реверсирование элек тропривода автомата производится посредством поворота руко ятки. Блок электропривода соединяется с автоматом тремя бол тами. Для более удобного и быстрого монтажа электропривода с автоматом к конструкции предусмотрены шарнирное устройство и специальный монтажный винт.
Привод автомата осуществляется от взрывобезопасного элек тродвигателя АСВ-41-4А специального исполнения. Мощность двигателя — 3,5 кВт, напряжение — 380 В, частота вращения — 350 мин'1. Управление электродвигателем осуществляется пере ключателем реверсивным взрывобезопасным с пускателем типа ПРВ-ЗС.
Автомат АПР-ГП Автомат АПР-ГП отличается от автомата АПР-2ВБ гидрав
лическим объемным приводом с питанием от автономной гид равлической станции или от гидравлической системы самоход ных агрегатов для подземного ремонта скважинНаибольший эффект от применения автоматов АПР-ГП достигается при ус тановке их на гидрофицированные самоходные агрегаты. Гид ропривод обеспечивает плавную регулировку вращающего мо
мента на водиле. Автомат АПР-ГП комплектуется гидромото ром НПА-64, который соединен с блоком автомата муфтами. К горловине приваривается планка, на которой крепится золот никовый кран 14БГ74-24. Гидромотор снабжен предохранитель ным клапаном Г52-14.
Ключи механические универсальные КМУ Эти ключи применяют при текущем ремонте скважин для
Механизации операций по свинчиванию и развинчиванию на сосно-компрессорных труб с удержанием на весу и центрирова нием колонны труб [59]. Наибольшее применение ключ полу чил при ремонте скважин с погружными центробежными насос ными установками.
Основные узлы ключа (рис. 10.19) — вращатель 8, электро привод 5, кронштейн 7 и разрезной слайдер 9. Вращатель пред ставляет собой редуктор с прямозубой цилиндрической переда чей. Рабочий орган вращателя — большая разрезная шестерня с закрепленным на ней водилом.
Привод ключа КМУ-50 электрический инерционный взры вобезопасный с питанием от промысловой сети. Электродвига тель ключа В 100 442-5 исполнения ВЗТ-4В по ГОСТ 23111-78Е, имеет мощность 3 кВт. Ключ оснащен блоком управления элек тропривода с кабелем КРПСН 3X4-1X2,5 по ГОСТ 13497-77Е. Электропривод управляется с кнопочного поста через магнит ный пускатель.
Вращатель с электроприводом прикреплен быстросъемными зажимами к поворотной стойке, состоящей из плиты — кронш тейна, приваренного к слайдеру. Спайдер состоит из разрезного корпуса, клиньев и рукоятки управления. Колонна НКТ закли нивается в слайдере. Ключ надвигается на колонну труб поворо том вокруг кронштейна, при этом стяжной болт фиксатора вра щателя, скользя по эксцентричной поверхности слайдера, попа дает в его паз и фиксирует совмещение вращателя со слайдером. Включением кнопки управления водило приводится во враще ние. Прорези большой шестерни и корпуса совмещают специ альным совмещающим механизмом.
На базе ключа КМУ-32 разработан механический универсаль ный гидроприводной ключ КМУ-ГП, который применяется на гидрофиццрованных самоходных ремонтных агрегатах.
6
Рис. 10.19. Ключ механический
универсальный КМУ
1 — блокировочная рукоятка;
2 — механизм совмещения про резей рабочей шестерни и кор пуса: 3 — водило; 4 — редук тор; 5 — электропривод; б — смежный маховик; 7 — крон штейн; 8 — вращатель; 9 — спайдер
Технические характеристики |
|
|||
|
КМУ-32 КМУ-32- |
КМУ-50 |
||
Максимальная грузоподъемность, т. ... 32 |
-гп |
|
||
..........32............ |
... 50 |
|||
Частота вращения водила, мин-' |
55 |
5 -8 0 ........ |
....55 |
|
Максимальный крутящий............. |
|
|
|
|
момент на водиле, Н м |
|
|
|
|
Диаметр захватываемых труб, мм..... |
|
..48, 60, 73, 89 |
||
Габаритные размеры, мм: |
|
|
|
|
длина |
840 |
950.......... |
...960 |
|
ширина......................................... |
. 410 |
410.......... |
...590 |
|
высота........................................... |
1020 |
1020......... |
...960 |
|
Масса, кг: |
|
|
|
|
ключа в сборе |
360 ... |
330 |
360 |
|
полного комплекта |
. 460 ........ |
|||
420........... |
...425 |
Ключ подвесной КГП Ключ подвесной гидравлический КГП предназначен для свин
чивания, закрепления и развинчивания труб диаметром 73 и 89 мм [56, 59].
Ключ состоит (рис. 10.20) из рычага с редуктором 13, челюсти передней 6, челюсти задней 15, челюсти сменной 5, подвески 1, регулятора расхода для гидрофицированных установок А-50.
Рычаг с редуктором 13 представляет собой сварную конст рукцию, в средней части которой расположен шестеренчатый редуктор с гидромотором. Гидромотор приводится в действие реверсивным золотником с ручным управлением, размещенным на конце рычага, или дистанционно — золотником с поста опе ратора. При дистанционном управлении ключом золотник, ус тановленный на ключе, служит для изменения направления вра
щения труб.
Для передачи вращения ведущему ролику передней челюсти 6 между выходным валом редуктора и осью ведущего ролика уста новлена цепная передача, закрытая кожухом. Передняя и задняя челюсти ключа шарнирно укреплены на передней части рычага. Внутри передней челюсти, шарнирно укрепленной на рычаге с редуктором, расположен ведущий ролик 7с зубчатой насечкой,
Рис. 10.20. Ключ гидравлический подвесной КГП:
1 — подвеска; 2 — гидромотор; 3, 14 — болты регулировочные; 4 — замок; 5 — челюсть сменная; 6 — челюсть пе редняя; 7 — ролик зубчатый; 8 — ка ретка; 9 — цилиндр; 10 — цепная пе редача; 11 — канат гидрораскрепителя: 12 — золотник реверсивный: 13 — ры чаг с редуктором: 15 — челюсть задняя
15 |
14 |
13 |
12 |
11 |
который с помощью каретки 8 и гидравлического цилиндра 9 перемещается к трубе во время свинчивания или развинчива ния. В исходное положение ролик отводится с помощью пружи ны. Вращение ролику 7 передается цепной передачей от звез дочки, установленной на рычаге с редуктором. Для замены ро лика 7необходимо снять крышку, отвернув болты, и с помощью рычага снять ось ролика. Ролик заменить и ось собрать в обрат ной последовательности. Со стороны трубы установлены зубча тые сухари для захвата бурильного замка при его закреплении или откреплении. Внутри задней челюсти установлен ролик с гладкой поверхностью, который, так же как и в передней челю сти, с помощью каретки и гидравлического цилиндра переме щается к бурильной трубе. На челюсти со стороны трубы также установлены зубчатые сухари для захвата бурильного замка при его закреплении и откреплении.
Для закрытия ключа на трубе челюсть имеет защелку. Смен ная челюсть 5 шарнирно крепится с помощью оси к передней челюсти. Внутри сменной челюсти установлены два гладких ро лика. С левой стороны челюсть имеет два зуба, с помощью ко торых ключ может устанавливаться на бурильных замках диа метром 95 и 109 мм.
С помощью подвески ключ подвешивается на скважине. Го ризонтальное положение ключа регулируется подвеской 14 и кареткой 8. В зависимости от сборки ключ КГП может быть правого или левого вращения.
Технические характеристики |
|
Диапазон работы ключа: |
|
с трубами диаметром, мм |
73—89 |
с замками, мм............................................................. |
95—108 |
Максимальная частота вращения |
|
трубы при свинчивании, мин*1: |
|
диаметром 73 мм с замком диаметром 95 мм.................... |
144 |
диаметром 89 мм с замком диаметром 108 мм |
125 |
Максимальный крутящий момент, кН м: |
|
при свинчивании-развинчивании бурильной трубы..... |
0,589 |
при раскреплении бурильной трубы.................................. |
30 |
Максимальное давление в гидросистеме, МПа......................... |
8 |
Подача гидросистемы, л/мин............................................ |
60—70 |
Габаритные размеры, мм: |
|
длина |
1020 |
высота................................................................................. |
590 |
ширина............................................................................... |
760 |
Масса, к г ................................................................................. |
410 |
Ключ подвесной гидравлический КПГ-12 предназначен для механизации операций по свинчиванию-развинчиванию колон ны насосно-компрессорных труб (НКТ) и бурильных труб при подземном и капитальном ремонте скважин, эксплуатируемых всеми видами оборудования, в условиях умеренного и холодно го макроклиматических районов по ГОСТ 16350-80 при темпе ратуре окружающего воздуха от -60 до +40 °С [56].
В ключе предусмотрена плавная регулировка крутящего мо мента. Пятикулачковая конструкция захвата отличается суще ственными преимуществами по сравнению с двух-трехкулочко- выми трубными ключами. Ввиду того, что пятикулачковый зах ват образует полную окружность вокруг трубы и легко приспо сабливается к потерявшим правильный зазор контурам, рабочие
усилия равномерно распределяются по окружности, обеспечи вая жесткий зажим без деформации трубы или проблем оставле ния меток на трубе.
Динамический баланс специального 360-градусного ротора обеспечивает плавную работу даже при высоких скоростях. При сущая конструкции высокая прочность и отсутствие деформа ции обеспечивают экономию в весе и размере без ухудшения характеристики ключа. Изолированная планетарная коробка передач с цельным ротором не требует значительного техничес кого обслуживания.
Характеристики
Максимальный крутящий момент, кН-м (кгс-м):
низкая передача............................................................ |
12 (1200) |
высокая передача.......................................................... |
2,4 (240) |
Диапазон изменения крутящего момента, кН-м (кгс-м): |
|
низкая передача................................................. |
0—12 (0—1200) |
высокая передача............................................... |
0—2,4 (0—240) |
Частота вращения трубозахватного устройства, об/с (об/мин): |
|
низкая передача.............................................................. |
0,4 (24) |
высокая передача.......................................................... |
2,0 (120) |
Условный диаметр свинчиваемых |
|
и развинчиваемых труб, мм ............................... |
48, 60, 73, 89, 114 |
Привод ключа гидравлический от гидросистемы агрегата |
|
Максимальное давление, МПа (кгс/см2) ............. |
......... 13,5 (135) |
Габаритные размеры в собранном виде, мм: |
|
длина |
1220 |
ширина................................................................ |
560 |
высота.................................................................. |
2320 |
Масса, кг, не более: |
|
в собранном виде............................................... |
485 |
полного комплекта............................................ |
505 |
Полный срок службы, лет, не менее.................... |
7 |
К достоинству гидравлических ключей следУет Отнести безу
дарную работу и возможность менять частоту вРаШ0ния, момент свинчивания и развинчивания и конструктивно просто ограни-