книги из ГПНТБ / Мазепа Б.А. Опыт автоматизации добычи нефти

ческом режиме эксплуатации включение, реверсирование и оста­ новка электродвигателя производятся автоматически, без вмеша­ тельства обслуживающего персонала. При полуавтоматическом режиме спуск скребка производится оператором,, после чего

лебедка включается на подъем (замыканием контактов РВ), при достижении скребком верхнего положения электромотор отклю­ чается автоматически. Ручным приводом пользуются при отклю­ чении электроэнергии.

Рис. 2. Электрическая схема лебедки АДУ-1.

ПР — предохранители; Щ и П2 — контакты пакетных выключателей; МВ и МН — ка­ тушки магнитных пускателей хода «вверх» и хода «вниз»; БМВ —блок-контакт магнит­ ного пускателя хода «вверх»; BMHj и БМНг — блок-контакты магнитного пускателя хода «вниз»; РВ и PH — контакты реверса на ход «вверх» и «вниз»; КП-150 и КП1-150—

контакты перегрузки проволоки; К-5 и Kj-5 — контакты ослабления проволоки; КРВ— контакт реле времени; АР — катушка аварийного реле; HPAi, КРАа, КРАз, HPAtКРАь — нормально замкнутые и нормально открытые контакты аварийного реле; СЛ — сигнальная лампа; ЗС — звуковой сигнал; Кс — кнопка «стоп»; Кп — кнопка «пуск»;

СД — синхронный двигатель; А, В, С, О — провода сетевого питания.

< В разработанных КБ А1? новых лебедках АДУ-2, являющихся улучшенным вариантом АДУ-1, предусматривалось некоторое изменение электрической схемы, в частности замена реле РВ-4

на РВ-5, и замена концевого выключателя с механическим при­ водом на индукционную катушку ДИ-3 с небольшим изменением в самой конструкции лебедки. Однако ввиду того, что стоимость лебедки АДУ-2 оказалась намного выше стоимости АДУ-1 при сравнительно небольших преимуществах, завод-изготовитель (машиностроительный завод им. Сталина, г. Ишимбай) продол­ жает выпускать лебедки АДУ-1, которые в комплекте с индукци­ онной катушкой ДИ-3 условно называются установкой АДУ-2.

9

Отключающее приспособление автоматической депарафини­ зационной установки АДУ-1 не всегда обеспечивает надежную работу, особенно в зимние периоды. Применяемая при этом про­ волока в качестве тяги между ограничительным кольцом верхнего

хода скребка и рычагом отключения электродвигателя мешает обслуживающему персоналу и создает неудобства при эксплуата­ ции. При такой системе в лубрикаторе делается дополнительное

сальниковое устройство для пропуска тяговой проволоки. Нали­ чие же ограничительного стакана в лубрикаторе вызывает допол-

Рлс. 3. Индукционный датчик ДИ-3.

нительные затраты времени при профилактике скребков, смене лубрикатора, сальника и т. д. Иногда наблюдаются случаи заклинивания ограничительного стакана в лубрикаторе, что

приводит к новым потерям времени. Применение индукционных катушек ДИ-3 полностью исключает неудобства, вызываемые механическими концевыми выключателями.

Индукционный датчик ДИ-3 (рис. 3) конструкторского бюро

КБ АТ, изготовляемый заводом «НеАтеавтоматика» Башсовнар-

хоза и поставляемый на промыслы Татарии, состоит из цельно­ литого стального корпуса 1 с фланцами для крепления на фон­ танной арматуре. На внутренней стальной трубе из нержавеющей антимагнитной стали 3 надета индукционная катушка 2, состоя­ щая из 1000—1200 витков медного провода диаметром 0,8 мм.

Для обеспечения герметичности в верхней части фланец 6 имеет

уплотнительные кольца 4 и нажимную гайку 7. Уплотнительными кольцами из фторпласта окончательно герметизируется простран­ ство индукционной. катушки, внутренняя полость которой запол­ няется трансформаторным маслом. Отводы 5 от индукционной

катушки подсоединены к герметизированной муфте 8, к которой

10

подведен кабель от места установки лебедки. На индукционную катушку подается напряжение 24—36 в.

Применение катушек с 1957 г. более чем на 30 скважинах подтвердило их надежность и отличную работоспособность.

Автоматическая депарафинизационная установка АДУ-3

Партия лебедок АДУ-3 конструкции КБ АТ успешно прошла испытания на ряде скважин и подготовляется к серийному производству.

Установка АДУ-3 также предназначена для очистки лифтовых труб фонтанных скважин от парафина при помощи скребков,

спускаемых на проволоке в скважину через лубрикатор с сальни­

ковой головкой. От лебедок АС-1, АДУ-1, АДУ-2 она отличается конструктивно и электрической схемой.

Установка (рис. 4) состоит из лебедки с электродвигателем 1; концевого выключателя 2, представляющего собой индукционный датчик ДИ-3, устанавливаемый на фонтанной арматуре; панели управления с реле времени 3; оттяжного ролика 4, направляю­ щего скребковую проволоку от лубрикаторного ролика на барабан лебедки.

Основные конструктивные особенности лебедки следующие. (рис. 5). Вал электромотора лебедки 1 связан непосредственно с червячным валом редуктора специальной мягкой муфтой 2, заменяющей клиноременную передачу, имеющуюся в предше­

ствующих конструкциях. Ручное торможение барабана лебедки осуществляется при помощи специального тормозного устройства.

11

Барабан лебедки свободно посажен на выходной вал редуктора,

вращение от которого воспринимает через шестерню 5, сидящую жестко на вале; шестерня имеет с одной стороны зубцов скосы,

Рис. 5. Лебедка АДУ-3.

обеспечивающие свобод­ ное проворачивание ба­ рабана лебедки в одну

сторону, и жесткую связь

барабана с валом в про­ тивоположную (работа по

типу трещотки).

Лебедка имеет уклад­

чик проволоки и счетный

механизм.

Лебедка АДУ-3 ра­ ботает следующим обра­

зом.

Исходное положение скребка верхнее. При срабатывании реле вре­

мени начинает вращаться электромотор. Вал редуктора вра­ щается против часовой стрелки. Происходит спуск скребка. Если скребок с контргрузом остановится в подъемных трубах по какой-либо причине, вращение барабана лебедки прекратится, хотя вал редуктора и будет проворачиваться. В результате этого полностью исключается спутывание проволоки. При достижении

12

скребками заданной глубины контактная гайка 13, дойдя до микро­ переключателя 14, установленного на соответствующем делении шкалы, переключает лебедку со спуска на подъем. Счетное устрой­ ство исключает необходимость напайки на скребковой проволоке ограничителя хода. Проволока на барабан укладывается при помощи устройства 12, приводимого в движение от вала с левой и правой ленточными нарезками. За каждый оборот барабан

Рис. 6. Электрическая схема лебедки АДУ-3.

1 — электродвигатель трехфазного тока с короткозамкнутым ротором; ТР — тепловое реле; КМВ и КМН — контакты магнитных пускателей хода «верх» и «вниз»; ПР — пре­ дохранители; П] и Пг — контакты пакетных выключателей; МВ и МН — катушки маг­ нитных пускателей хода «вверх» и хода «вниз»; БКВ и БКН — блок-контакты магнитных

пускателей хода «вверх» и хода «вниз»; РВ и рн — контакты реверса на ход «вверх» и «вниз»; КП-100 и КП1-100 — контакты перегрузки проволоки; КО — контакты ослаб­ ления проволоки; КРВ и КРВ1 — контакты реле времени; АР — катушка аварийного

реле; KPAi, КРА2, КРАз, KPAi, KPAg — нормально замкнутые и нормально открытые

контакты аварийного реле; Kg — кнопка «стоп»; Kj и Кг — кнопки управления; СД — синхронный двигатель; L — индукционная катушка; PC — катушка реле скребка; R — сопротивление; КРС и KPCi — контакты реле скребка; ДП — аварийная цепь на

диспетчерском пункте.

проворачивает пальцем 6 на определенный угол масштабную шестерню 10, связанную с винтом, по которому движется контакт­ ная гайка счетчика.

В верхнем положении скребка лебедка выключается по сигналу от индукционного датчика ДИ-3. Если при подъеме возникают

перегрузки, червячный вал 8 смещается влево и отжимает пру­ жины болтов 9 крышкой 3, контактирующей с микропереклкь чателем 15, заставляет сработать последний, что приводит к от­ ключению двигателя. При спуске скребков вручную оператор

может притормаживать барабан лебедки 7 рычагом 4. Вращать

барабан лебедки можно при помощи ручки 11, снимаемой в период автоматической работы.

На рис. 6 приведена принципиальная электрическая схема

установки АДУ-3.

Типы сальниковых уплотнений лубрикаторных головок

Механические средства депарафинизации предусматривают

поднимаются вверх и оставляются в лубрикаторе. Таким образом,

только при одной операции по очистке труб через сальник

проходит 1400—1600 м стальной проволоки при скоростях 0,5— 1,0 м/сек, что создает тяжелые условия работы сальника.

Наиболее простой по устройству и изготовлению является сальниковая головка лубрикатора, показанная на рис. 7. К го­ ловке 1, изготовленной из муфты насосно-компрессорной трубы,

приваривается заглушка 2, имеющая гайку 3 для навинчивания головки на лубрикатор 4, и сальниковое гнездо, в которое поме­ щается резиновое, войлочное или из другого материала прокла­

дочное кольцо 5. В сальниковое гнездо ввинчивается винт 6. Винт, прокладка и заглушка имеют центровое отверстие для пропуска проволоки, на которой подвешиваются скребки с утяже­ лителем.

14

Сальник этого типа имеет жесткую конструкцию. Поэтому

вначале оператору необходимо ослабить сальник для возможности движения скребков вниз под действием груза утяжелителя. После спуска скребков на необходимую глубину сальник под­ тягивается для обеспечения необходимой герметизации и избе­ жания загрязнения проволоки нефтью. На эту операцию необ­ ходимо 4—7 мин.

При применении ручных и электродепарафинизационных лебедок АС конструкция сальниковой головки не имела суще­

ственного значения. Применение автоматических установок АДУ-1

дает возможность очищать лифтовые трубы механическими скреб­ ками без вмешательства обслуживающего персонала, поэтому автоматическая работа лебедки в большей степени зависит от работы сальникового устройства.

При конструировании различных типов сальников необходимо было учесть в основном два противоречивых условия. Первым

условием являлось ограничение габаритности и веса утяжелителя (до 7—10 кг). Именно под действием этого веса при ослаблении проволоки, т. е. при включении лебедки АДУ-1 на спуск, скребки

должны были спускаться в скважину.

Вторым условием являлась прямая зависимость герметичности сальникового уплотнителя от величины натяга сальникового

винта. При недостаточной герметичности проволока, проходящая

через сальник, при подъеме скребков покрывалась слоем нефти,

которая в зимних условиях загустевала, и в результате образо­ вания на проволоке игольчатого инея повторный спуск ее был невозможен — требовалась ее очистка.

Лучшие конструкции сальников обычно были работоспособны

только летом и то в течение 2—3 недель.

На промыслах Туймазанефти с 1954 г. стали внедрять разра­ ботанные цехом КИП самоуплотняющиеся сальники (рис. 8), которые частично применялись и в Татарии.

Конструктивно самоуплотняющийся сальник отличается от обычного наличием шарнирной системы и пружинного прижима. К неподвижной стойке 6 шарнирно прикреплена планка 3, на ко­ торой крепится также шарнирно гайка плунжера 5 на серьге 8. Первоначальный нажим на резину 11 осуществляется регулирую­ щим винтом 9 и гайкой 10. Пружина 4 служит для восстановле­

ния первоначального прижима плунжера 5, ролик 1 — для на­ правления скребковой проволоки в сальник. Направляющий ро­ лик 2 обеспечивает нормальное положение проволоки на ролике 1.

Уплотнение сальника зависит от натяжения скребковой

проволоки 7: чем больше ее натяжение, тем с большей силой плунжер давит на резиновое уплотнение. При спуске скребка натяжение проволоки вначале незначительно, поэтому сальник,

будучи слабо прижатым, свободно пропускает проволоку. Испытание сальника на многих фонтанных скважинах пока­

зало его удовлетворительную работоспособность -и возможность

*

15

осуществить автоматический режим работы лебедки АДУ-1 при

сравнительно частой профилактике.

Конструкция самоуплотняющегося сальника имеет следующий

в результате чего на проволоке остается слой нефти. В нерабочем

положении (скребки находятся в лубрикаторе) сальник ослаб­ ляется и пропускает нефть. Увеличение плеча А нежелательно, так как возрастает изгибающий момент, действующий на лубри­ катор. Поэтому данная конструкция применима лишь на сква­ жинах с небольшими буферными давлениями около 1.0—15 ат.

Рис. 8. Самоуплотняющийся сальник туйма.зинского типа.

Дальнейшим развитием конструкции самоуплотняющегося сальника является сальник с боковыми самозажимными винтами (рис. 9). Устройство его следующее.

В корпусе 1 в боковые сверления с резьбой вставляются про­ кладочные пробки 2 и ввинчиваются самозажимные винты 3,

один с правой, другой с левой ленточными резьбами. Обыкновен­ ная сальниковая головка 4 навинчивается на корпус, который приваривается к муфте насосно-компрессорной трубы и навин­ чивается на лубрикатор. Сальниковое приспособление работает следующим образом.

При спуске скребка в скважину скребковая проволока 5 ослабляется, рычаги 7 с роликом 6 под действием своего веса

опускаются и расслабляют винты. Ленточная резьба, имеющая шаг 5 мм, позволяет при повороте ролика 6 на 45—60° разойтись винтам на 1,5—2,0 мм. Этого вполне достаточно для свободного

16

имеет шпильки 5, свободно напрессованную шайбу 6 и масленку 7. На лубрикаторе устанавливается ролик, на кронштейне которого имеется рычаг, на конце которого установлен малый ролик,

опирающийся на скребковую проволоку. Сальник работает следующим образом.

При спуске скребков, как и в описанной выше конструкции,

малый ролик опускается за счет ослабления скребковой прово­ локи. Рычагом шпилька поворачивается на 30—45° по окружности, в результате винт 4 вывинчивается и сальник ослабляется.

При подъеме, наоборот, натяжение проволоки приводит к пово­ роту рычага и связанного с ним винта в обратную сторону и зажиму сальника. Благодаря резьбе возможно значительное затягивание сальника при подъеме. Поэтому выходящая прово­

лока, чтобы обеспечить в последующем свободный спуск смазы­

вается при помощи масленки 7, через которую она проходит. Представляет интерес самоуплотняющийся сальник с резино­ выми манжетами, схематический чертеж которого представлен

на рис. 11.

К муфте насосно-компрессорной трубы 1 приварена головка 2

с шестигранником для навинчивания сальника на лубрикатор. В головке размещен пакет манжетов 3, отлитых из нефтестойкой

резины. Манжеты опираются на лабиринтовые Шайбы 4 и сжима­ ются гайкой 5, передающей давление на манжеты через палец 6. В верхней части гайки имеется масленка для набивки графитовой

18