Никишенко с. НГПром.оборудов
.pdfОсновные детали превенто-ра - корпус 4, крышка 7, уплотнитель 3, плунжер 6, втулка 8, манжеты 5, 7,9 и уплотнение 2 крышки.
Корпус и крышка представляют собой стальные литые или кова ные детали, соединенные при помощи прямоугольной резьбы.
На боковой поверхности корпуса предусмотрены отверстия для подвода жидкости от установки гидравлического управления и ушки для подъема превентора и крепления его на устье скважины.
Уплотнитель - массивное резиновое кольцо, армированное метал лическими вставками, придающими уплотнителю жесткость и пре дохраняющими от вытекания резины в процессе эксплуатации.
Плунжер ступенчатой формы с центральным конусным отверсти ем, в котором установлен уплотнитель.
Плунжер, корпус и крышка образуют в превенторе две гидравли ческие камеры, изолированные манжетами. Эти камеры через отвер стия в корпусе соединены с установкой гидравлического управления. Нижняя (запорная) камера я предназначена для закрытия превенто ра, а верхняя (распорная) б - для его открытия (см. рис. 5.57).
При нагнетании масла под давлением в запорную камеру плун жер движется вверх, обжимает уплотнитель, резиновое кольцо и вставки, которые перемещаются при этом к центру скважины и гер метизируют любую часть колонны, оказавшуюся в зоне уплотните ля, или перекрывают скважину при отсутствии в ней колонны труб.
При нагнетании масла в распорную камеру закрытого превентора плунжер из верхнего положения перемещается вниз, вытесняя жид кость из запорной камеры в сливную линию установки гидравличес кого управления. Уплотнитель при этом разжимается и принимает первоначальную форму.
Управление превентором - дистанционное гидравлическое.
Для работы в зимнее время превентор оснащен камерой обогрева 10.
Вопрос 5.11. Винтовой забойный двигатель
Винтовые забойные, двигатели Д-85 и Д1-54 применяют в про цессе капитального ремонта для разбуривания цементных мостов, песчаных пробок, отложений солей в обсадных колоннах, а также для забуривания вторых стволов через окна в колонне, бурения геолого разведочных скважин и проведения других работ.
Двигатели (рис. 5.58) состоят из секции рабочих органов (секция двигателя) 1 и секции шпиндельной (шпиндель) 2.
По принципу действия винтовой забойный двигатель представ ляет собой планетарно-роторную гидромашину объемного типа с внутренним косозубым зацеплением рабочих органов. Основные де тали двигателя - статор 1 и ротор 2.
Статор выполнен в виде стального корпуса с концевыми резьбами, к расточке которого привулканизована резиновая обкладка, имеющая на внутренней поверхности винтовые зубья левого направления.
- 3 2 1 -
Рис. 5.58. Винтовой забойный двигатель Д - 85: 1 - секция двигателя; 2 - секция шпиндельная
Стальной ротор имеет наружные винтовые зубья также левого направления, число которых на единицу меньше, чем у статора. Ось ротора смещена относительно статора на величину эксцентриситета, равную половине высоты зуба.
Шаги винтовых поверхностей ротора и статора пропорциональ ны числу зубьев этих деталей.
Специальный профиль зубьев ротора и статора обеспечивает не прерывный контакт и образование замыкающихся по длине шага ста тора единичных рабочих камер.
Жидкость, поступающая в двигатель от насосов установки ремонта скважин, пройдет к долоту в том случае, если ротор двигателя прово рачивается внутри обкладки статора, обкатываясь по его зубьям под действием неуравновешенных гидравлических сил. При этом ротор совершает планетарное движение: геометрическая ось ротора враща ется относительно оси статора против часовой стрелки, сам ротор поворачивается по часовой стрелке. За счет разности в числах зубьев ротора и статора переносное вращение редуцируется в абсолютное с передаточным числом, равным числу зубьев ротора, что обеспечи вает сниженную выходную скорость вращения и высокий крутящий момент двигателя.
Планетарное движение ротора преобразуется в соосное вращение вала шпинделя при помощи карданного вала, передающего крутящий момент и гидравлическую осевую нагрузку от ротора.
Карданный вал состоит из двух двойных зубчатых шарниров, за полненных консистентной смазкой, и промежуточной трубы. Шарни ры с трубой в двигателе Д-85, ротором и муфтой шпинделя соединя ются посредством конических сопряжений с плоскими хвостовиками.
Шпиндель двигателя включает осевой многоступенчатый под шипник качения и радиальные резинометаллические опоры.
- 3 2 2 -
Вопрос 5.12. Ловильный инструмент
Основные работы при ликвидации аварий в скважинах - ловильные, фрезерные и вспомогательные (подготовительные). В соответ ствии с этим инструменты и устройства подразделяют на захватные, режущие и вспомогательные. В данной главе приведены сведения по ловителям для насосных штанг, насосно-компрессорным трубам и вспомогательному инструмен ту для работы в эксплуатацион ной колонне.
Ловители изготавливают с резьбой левого направления и применяют их с центрирующим приспособлением (воронкой).
Спускают ловители в сква жину на колонне левых буриль ных труб.
Штанголовители типа ШК
(рис.5.59) предназначены для из влечения оставшейся в скважине колонны насосных штанг и устье вых штоков.
Штанголовители выпускают в двух исполнениях:
исполнение 1 - для захвата за тело, муфту или головку насос ной штанги (рис. 5.59, а);
исполнение 2- для захвата за муфту или головку насосной штанги (рис. 5.59, б).
Штанголовители изготавли вают с резьбой правого направ ления; их применяют с центри рующим приспособлением (во ронкой).
Штанголовитель состоит из переводника 1, нижнего 6 и вер хнего 2 корпусов, соединенных между собой резьбой, нижней 7 и верхней 3 пружин, направляю щего винта. 8, цанги 9, вилки 4, плашек 5 и воронки 10.
На внутренней конической поверхности верхнего корпуса
- 3 2 3 -
предусмотрена вилка с плашками для ловли штанг за тело. Плашки, перемещающиеся внутри корпуса на перьях вилки, удерживаются
вкрайнем нижнем положении с помощью верхней пружины.
Встенке нижнего корпуса имеются три сквозных паза 12 для вы хода перьев цанги и байонетный паз 11 для перемещения направляю щего винта.
Рис. 5.60. Ловитель ЛКШ - 114:
1 - удлинитель; 2 - пружина; 3: 6 - плашкодержатели; 4 - корпус; 5; 8 - плашки;
7 - винт; 9 - стопорной винт;
10 - воронка
Цанга, вставленная в нижний корпус, предназначена для захвата штанг за муф ту или головку. Нижняя коническая часть цанги образует три пера, расположенных по окружности на одинаковом расстоянии друг от друга. С внутренней стороны пе рьев цанги предусмотрены выступы для обхвата штанги за головку или муфту.
Направляющий винт, соединенный с цангой, перемещается в сквозном байонетном пазу. Когда головка направляюще го винта находится в крайней верхней точ ке байонетного паза, цанга поворачивает ся вокруг своей оси на 60°, а нижние тор цы перьев располагаются против внутрен них выступов корпуса. При этом переме щение ловителя вниз прекращается.
При подъеме ловителя цанга подхва тывает штангу под муфту или головку и, не вращаясь, движется .вниз до упора в бурт нижнего корпуса. При этом голов ка направляющего винта из крайней вер хней точки перемещается в вертикаль ный участок байонетного паза и удержи вает цангу от вращения.
Штанголовители спускают в лифто вые насосно-компрессорные трубы на ко лонне насосных штанг.
Ловитель комбинированный ЛКШ114 применяют для ловли, отвинчивания
иизвлечения целиком или по частям на сосных штанг за тело или муфту в эксп луатационной колонне, а также недеформированных насосно-компрессорных труб диаметром до 48 мм.
Ловитель (рис. 5.60) состоит из кор пуса 4, удлинителя 1, плашкодержателей 3 и 6, пружины 2, плашек 5 и 8, винта 7
истопорного винта 9.
-324
К верхней части корпуса ловителя прикреплен удлинитель, а к нижней - воронка 10. В верхней и нижней частях корпуса на внут ренней поверхности предусмотрены специальные пазы с профилем сечения типа «ласточкин хвост», в которых сверху расположены плашки для ловли штанг за тело, а снизу - плашки для ловли штанг за муфту.
Плашки перемещаются в корпусе |
|
|
синхронно с помощью специальных |
|
|
плашкодержателей, соединенных между |
|
|
собой винтами, и пружины. |
|
|
Ловитель комбинированный ЛКШТ - |
|
|
136 применяют для ловли и извлечения |
|
|
насосно-компрессорных и насосных штанг. |
|
|
Ловитель (рис. 5.61) состоит из трех |
|
|
захватных ярусов: нижнего - для захвата |
|
|
насосно-компрессорных труб диаметром |
|
|
73 мм и пучка насосных штанг; среднего- |
|
|
для захвата насосно-компрессорных труб |
|
|
диаметром 48 и 60 мм и насосных штанг |
|
|
за муфту; верхнего - для захвата насос |
|
|
ных штанг за тело. |
|
|
В состав каждого яруса входит кор |
|
|
пус. Верхний 5, средний 6 и нижний 12 |
|
|
корпуса соединены между собой резьбой; |
|
|
средний и нижний корпуса соединены |
|
|
при помощи переводника - 10. |
|
|
В верхнем корпусе расположены две |
|
|
откидные плашки 2 с гребенчатой насеч |
|
|
кой, которые укреплены в пазах кронш |
|
|
тейна 4 на оси 3. Плашки могут повора |
|
|
чиваться в верхнее (раскрытое) положе |
|
|
ние и возвращаться в исходное. |
|
|
К верхнему корпусу прикреплен пе |
|
|
реводник 1 для соединения с колонной |
|
|
бурильных труб, а к нижнему специаль |
|
|
ная воронка 15 для направления ловимых |
|
|
штанг и труб внутрь ловителя. |
Рис. 5.61. |
|
В среднем и нижнем корпусах на внут |
||
Ловитель Л К Ш Т - 136: |
||
ренней поверхности предусмотрены на- |
1 - переводник; 2 - откидные |
КЛОННЬК п а з ы С п р о ф и л е м с е ч е н и я т и п а плашки; 3 - ось; 4 - кронштейн; 5; 6; 12 - корпуса; 7,13 - стаканы;
«ласточкин хвост», смещенные относи- 8 |
_ п |
_ п р у ж и н ы . 9 . 1 4 _ п л а ш к и . |
|
тельно друг друга на 120°. В пазах распо |
|
10 - переводник; |
|
15 - специальная воронка |
|||
ложено по три плашки 9 и 14. В захватной |
|||
- 3 2 5 - |
|
|
|
части плашек имеются острые гребенчатые пазы, а с наружной сторо ны - конусные выступы с профилем сечения типа «ласточкин хвост», которые входят в соответствующие пазы корпусов.
Сверху на торцах плашек установлены стаканы 7 и 13, служащие направлениями для пружин 8 и 11.
Труболовки предназначены для извлечения целиком путем расхаживания или по частям путем отвинчивания оставшихся в скважине в результате аварии насосно-компрессорных или обсадных труб.
По характеру захвата и принципу действия труболовки подразде ляются на внутренние неосвобождающиеся ТВ, внутренние освобож дающиеся ТВМ, наружные неосвобождающиеся ТНЗ и наружные освобождающиеся ТНО.
Внутренние труболовки неосвобождающегося типа имеют только механизм захвата. Труболовки освобождающегося типа состоят из ме
ханизмов захвата и фиксации плашек в освобожденном положении. |
||
a |
d |
в |
Рис. 5.62. Труболовка внутренняя неосвобождающаяся ТВ: а, 6 - труболовка в сборе без центрирующего приспособления;
в - труболовка в сборе с центрирующим приспособлением (направление с вырезом); г - труболовка в сборе с центрирующий приспособлением
(направление с воронкой); 1 - переводник; 2 - стержень; 3 - плашка; 4 - клин; 5 - плашкодержатель; 6 - наконечник; 7 - специальный переводник;
8 - направление с вырезом; 9 - направление; 10 - воронка
- 3 2 6 -
Все труболовки изготовляют с резьбами правого и левого направ ления. Труболовки с правыми резьбами применяют при извлечении колонны захваченных труб целиком, а с левыми резьбамидля от винчивания и извлечения труб по частям.
Труболовки внутренние неосвобождающиеся ТВ (рис. 5.62), раз работанные в шести типоразмерах, являются ловильным инструмен том плашечного типа и состоят из механизма захвата, который изго тавливают в двух исполнениях: одноплашечном для труб диаметром 48...60 мм и шестиплашечном для труб диаметром 73...114 мм (рис. 5.62, а, б). Труболовка с шестиплашечным механизмом (рис. 5.62, б) состоит из стержня с шестью наклонными плоскостями, расположен ными в два яруса и смещенными относительно друг друга на 60°. В средней части каждой плоскости расположены продольные высту пы с профилем сечения в виде «ласточкин хвост».
По этим выступам в вертикальном направлении вместе с плашкодержателем перемещаются плашки 3, имеющие на наружной поверх ности насечку. Перемещение плашек ограничивается в верхнем по ложении упором в заплечик стержня, а в нижнем - упором в торец наконечника 6.
Водноплашечной труболовке функцию противоположной плаш ки выполняет гребенчатая насечка на стержне труболовки, а роль плашкодержателя - поводок, ввинчиваемый в верхний торец плаш ки и удерживающий плашку после освобождения.
Вскважине с небольшим зазором между эксплуатационной колон ной и колонной ловильных труб применяют труболовку без центриру ющих приспособлений. При значительном зазоре труболовки оснаща ют специальным переводником и центрирующим приспособлением (на правлениями с вырезом или направлением с воронкой) (рис. 5.62, в, г).
Конструкция труболовки позволяет освобождаться на устье сква жины от захваченных труб.
Труболовки внутренние освобождающиеся ТВМ разработаны де вяти типоразмеров в двух исполнениях: ТВМ-1 (исполнение 1) тру боловки, упирающиеся в торец захватываемой колонны труб, и ТВМ-2 (исполнение 2) -труболовки, заводимые внутрь захватываемой ко лонны труб на любую глубину.
Труболовки ТВМ-1 состоят из механизма захвата и фиксации плашек в освобожденном положении.
Механизм захвата, расположенный в нижней части труболовки, изготовляют в двух исполнениях - одно- и шестиплашечном.
Шестиплашечный механизм (рис. 5.63, а) захвата состоит из стер жня, имеющего шесть наклонных плоскостей, расположенных в два яруса и смещенных относительно друг друга на 60°. В средней части каждой плоскости расположены продольные выступы с профилем сечения типа «ласточкин хвост», по которым в вертикальном направ лении синхронно перемещаются плашки 8 при помощи плашкодер жателя 7. Перемещение плашек ограничивается в верхнем положении
- 3 2 7 -
Рис.5.63. Труболовка внутренняя освобождающаяся ТВМ - 1 (а) и ТВМ - 2 (б):
а: 1 - переводник; 2 - корпус; 3 - фиксатор; 4 - стержень; 5 - ниппель; 6 - тормозной башмак; 7 - плашкодержатель; 8 - плашки; 9 - наконечник;
10 - поводок б: 1 - стержень; 2 - плашки; 3 - нижний стержень; 4 - фиксатор; 5 - пружинодержатель; 6 - плоские пружины; 7 - винты; 8 - кольца;
9 - наконечник
ударом в заплечик стержня, а в нижнем - упором плашек в торец на конечника 9.
Метчики МЭУ и МЭС представляют собой ловильный инстру мент врезного неосвобождающегося типа и предназначены для из влечения оставшейся в скважине колонны труб, оканчивающейся вверху муфтой или высаженной частью трубы.
Захват происходит ввинчиванием во внутреннюю поверхность тела аварийной трубы или муфты, при этом метчики универсальные МЭУ врезаются ввинчиванием в тело трубы, метчики специальные - ввинчиванием в резьбу муфты (рис. 5.64).
Корпус метчика выполнен в виде усеченного конца, верхний ко нец которого имеет внутреннюю замковую резьбу для свинчивания с ловильной колонной, а нижний - ловильную. Вдоль всего корпуса ловильной резьбы предусмотрены канавки для выхода стружки при врезании в аварийный объект. Для улучшения условий врезания пе редние грани продольных канавок метчика на режущей части выпол нены под углом 3°. Резьба метчика подвергается цементации с после дующей закалкой и отпуском.
Метчики изготавливаются с правыми и левыми резьбами. Колокола КС и К Представляют собой ловильный инструмент
врезного типа. Предназначены для захвата и извлечения оставшейся
вскважине колонны труб. Захват происходит путем врезания навин-
-3 2 8 -
чиванием на их наружную повер хность. По назначению колокола подразделяются на сквозные типа КС и несквозные типа К (рис. 5.65).
Особенность сквозных коло колов в отличие от несквозных в том, что они обеспечивают воз можность пропуска сквозь корпус колокола сломанного или безмуф тового конца ловимой трубы с пос ледующим захватом ее нарезани ем резьбы на наружной поверхно сти замка или муфты. Колокола обоих типов изготавливаются
срезьбой под воронку. Резьба в верхней части колокола служит для его присоединения к колонне труб, резьба в нижней части - ловильная, специального профиля,
сконусностью 1 : 16. По всей ее длине выполнены продольные ка навки для выхода стружки при врезании в ловимый объект.
Для улучшения условий вре зания передние грани продольных канавок на режущей части колоко ла выполнены под углом 3°.
Колокола изготавливаются правые - с правыми ловильными
иприсоединительными резьбами
иканавками и левые - с левыми присоединительными резьбами
иканавками.
Колокол правый применяется для извлечения колонны правых труб целиком и левых по частям (отвинчиванием), колокол левый - Для извлечения колонны левых труб целиком и правых по частям. При небольших зазорах между об саженной или необсаженной сква жиной и колонной ловимых труб
Рис. 5.64. Универсальный
(а)и специальный (б) метчики: 1,2 - соответственно присоединительная
иловильная резьба
Рис. 5.65. Несквозной (а)
и сквозной (6) ловильные колокола: 1,2,3 - соответственно присоединительная к клоне, ловильная и присоединительная
к воронке резьба
- 3 2 9 -
колокола применяются без воронок, в скважинах со значительным
зазором - с воронками.
Рис. 5.66. Фрезер типа ФК
Фрезеры.
Режуще-истирающий кольцевой фрезер ФК предназначен для фрезерования прихва ченных бурильных и насосно-компрессор- ных труб (по телу), а также насосных штанг в обсаженных скважинах.
На наружной поверхности цилиндричес кого корпуса фрезера равномерно располо жены противозаклинивающие каналы. Ниж ний конец корпуса армирован композицион ным твердосплавным материалом (рис. 5.66).
Фрезер соединяется с колонной буриль ных труб при помощи приемной трубы, изго товленной из соответствующей бурильной трубы с таким расчетом, чтобы ее внутренний диаметр был не меньше внутреннего диамет ра фрезера.
Скважинные фрезеры типов ФЗ и ФЗС предназначены для фрезерования ме-
А-А
-уг^^ш^^
Рис. 5.67. Фрезеры типов ФЗ (а) и ФЗС (б)
- 3 3 0 -