нефтегазопромыслового оборудования методичка

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Автомат - 2ВБ используется для механического свинчивания и развинчивания труб, обеспечивает автоматический захват и удержание на весу колонны насоснокомпрессорных труб спайдером, центрирует колонну труб центратором. При работе с автоматом используется следующий инструмент: элеваторы ЭГ, трубные ключи КТМ и стопорные ключи КСМ. Вместо указанных могут быть применены ключи КТГ и КТД.

В настоящее время применяются автоматы АПР-2ВБ с приводом от электродвигателя (рис. 5.26) и АПРТП с гидравлическим приводом.

Автомат АПР-2ВБ с взрывобезопасным электроприводом состоит из следующих узлов: блока автомата, блока электрического инерционного взрывобезопасного привода с реверсивным взрывобезопасным переключателем, клиновой подвески и центратора.

Блок автомата представляет собой корпус 1 клинового спайдера с червячным редуктором (червячное колесо 5, червяк 6) и водилом 7, передающим вращающее усилие трубному ключу. Редуктор защищен кожухом, образующим масляную ванну. Блок автомата крепится к пьедесталу центратора.

Клиновая подвеска 2 состоит из направляющей с кольцевым основанием, к которому шарнирно подвешены три клина.

Клинья для 48, 60 и 73-мм труб - сборные и состоят из корпуса клина и сменных плашек, закрепляемых шплинтами. Клинья для 89 и 114-мм труб - монолитные. Для передачи усилия от труб к клиновой подвеске применяется подкладная вилка. Ее подкладывают под муфту очередной поднимаемой трубы в момент ее появления над подвеской. При опускании колонны муфта давит на вилку, подвеска утепляется и клинья захватывают трубу. После этого вилку вытаскивают, трубу отвинчивают, а муфту очередной трубы захватывают элеватором и поднимают.

Блок центратора для 48, 60, 73 и 89-мм труб состоит из пьедестала, к которому тремя шпильками крепится блок автомата. Внутри центратора фиксатором крепится втулка 4. Для работ со 114-мм трубами применяют специальный центратор, вкладыш которого имеет форму колодки. Центратор автоматически центрирует колонну труб относительно блока автомата при их спуске и подъеме и предотвращает попадание в скважину каких-либо крупных предметов.

Для перемещения клиновой подвески вверх в процессе работы автомата служит балансир с грузом.

Блок электропривода с переключателем состоит из взрывобезопасного электродвигателя АСВ-41-4А специального исполнения 1 мощностью 3,5 кВт и инерционного устройства, позволяющего значительно увеличить момент на водиле при отвинчивании труб, а также при завинчивании труб большого диаметра.

-273-

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Рис. 5.26 Автомат АПР - 2ВБ а - блок автомата: 1- корпус; 2 -клиновая подвеска; 3 - пьедестал с фиксатором;

4 - втулка нентратора; 5 - червячное колесо; 6 - червяк; 7 - водило; 8 - ось фиксатор балансира; б - блок привода; 7 - электродвигатель; 2 - маховик,

3— муфта блокировки маховика, 4 - червяк с подшипниками; 5, 6 - пробки для заливки и слива масла в червячном редукторе

Инерционное устройство представляет собой маховик 2, установленный на валу двигателя. Маховик соединяется с валом муфтой 3. На приводе смонтировано штепсельное соединение, позволяющее присоединить электродвигатель к реверсивному пускателю ПРВ-ЗС.

Он специальным кабелем с нефтестойкой изоляцией соединяется с промысловой сетью. Пускатель предназначен для запуска, реверсирования и остановки двигателя. Во время работы автомат крепят двумя болтами к фланцу эксплуатационной колонны.

-274-

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Для работы на скважинах, оборудованных бесштанговыми электронасосными установками ЭЦН, применяются специальные автоматы АПР-2ЭПН (автомат АПР-2 с автоматической приставкой, оснащенной центрирующим устройством и механизмом съема и надевания хомутов). Они позволяют механизировать свинчивание и развинчивание насосно-компрессорных труб с диаметрами от 48 до 114 мм и обеспечивают надевание хомутов для крепления токонесущего кабеля диаметрами от 27,5 до 34,7 мм на колонну труб при ее спуске в скважину, удержание, освобождение и центрирование колонны труб и снятие хомутов при подъеме колонны труб.

Автомат АПР-ГП имеет, в отличие от автомата АПР-2ВБ, гидравлический объемный привод с питанием от автономной гидравлической станции или от гидравлической системы агрегатов для подземного ремонта скважин. Гидропривод обеспечивает стабильность вращающего момента при свинчивании труб; система его регулировки проста. В качестве двигателя используется гидромотор НПА-64, а вращающий момент регулируется настройкой предохранительного клапана Г52-14.

Универсальный механический ключ КМУ - 50 предназначен для механизации операций по свинчиванию - развинчиванию, удержанию колонны насоснокомпрессорных труб в процессе текущего ремонта скважин, эксплуатируемых оборудованием всех видов, включая погружные электронасосы. Ключ (рис. 5.27) состоит из блока вращателя 8с электроприводом 5, спайдера 9 с блоком клиньев и блока управления электроприводом.

Вращатель - двухступенчатый редуктор с прямозубой цилиндрической передачей, рабочим органом которого служит разрезное колесо с установленным на нем водилом. Корпус вращателя и разрезное колесо имеют прорезь для пропуска насоснокомпрессорных труб. Прорези колеса и корпуса вращателя совмещаются механизмом, расположенным на корпусе вращателя. Подшипником скольжения разрезного колеса служит бронзовая втулка. Для перекрытия зева вращателя предусмотрено специальное устройство.

Привод ключа КМУ-50 электрический инерционный взрывобезопасный с питанием от промысловой сети напряжением 380 В. Электродвигатель ключа типа В100 442-5, исполнения ВЗТ-4В, мощностью 3 кВт. Ключ оснащен блоком управления электропривода с кабелем КРПСН 3X4-1X2,5.

Вращатель с электроприводом прикреплен быстросъемными зажимами к поворотной стойке, состоящей из плиты-кронштейна, приваренного к спайдеру.

Инерционное устройство позволяет регулировать крутящий момент на водиле ключа путем установки соответствующих сменных

-275-

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Рис. 5.27. Ключ механический универсальный КМУ 1 - блокировочная рукоятка; 2 - механизм совмещения прорезей рабочей шестерни

и корпуса; 3 - водило; 4 - редуктор; 5 - электропривод; 6 - сменный маховик; 7 - кронштейн; 8 - вращатель; 9 - спайдер

маховиков. Управление электроприводом осуществляется посредством магнитного пускателя и кнопочного поста управления.

Полуавтоматический спайдер состоит из разрезного корпуса спайдера, сменных блоков клиньев для труб диаметром 66, 73 и 89 мм, рукоятки управления и хомута. К корпусу спайдера приварен кронштейн для установки вращателя. Вращатель на кронштейн крепят с помощью оси и болта.

Для совмещения вращателя в рабочем положении со спайдером служат фиксатор на вращателе и паз на спайдере.

Блок клиньев состоит из трех корпусов со сменными плашками. Раскрытие клиньев блока осуществляется пружиной.

При проведении спускоподъемных работ колонна насосно-компрессорных труб под муфту заклинивается в полуавтоматическом спайдере. Ключ надвигается на колонну труб вращением вокруг оси, при этом фиксатор скользит по поверхности корпуса спайдера, доходит до упора и под действием пружины входит в паз. На трубу надевают трубный ключ. Вращением водила в нужную сторону для свинчивания или развинчивания труб управляют с кнопочного пульта.

Ключ КМУ-50 работает в комплекте с элеваторами типа ЭТА, трубными ключами типа КТДУ или КТГУ и стопорными ключами КОМ.

-276-

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Ключ выполнен в виде блоков, что создает удобство при монтаже и транспортировке, прост в эксплуатации, обеспечивает высокие темпы работы. Разрезная конструкция спайдера и вращателя позволяет применять ключ на скважинах, оборудованных погружными электронасосами, а в аварийных ситуацияхбыстро демонтировать ключ с устья скважины.

Ключ подвесной разрезной КПР - 12 предназначен для свинчивания и развинчивания бурильных и насосно-компрессорных труб в процессе текущего и капитального ремонтов скважин.

Он состоит (рис. 5.28) из трубного ключа 2, выполняющего процесс свинчивания и развинчивания труб при расчетном крутящем моменте, и гидравлического агрегата, обеспечивающего требуемый расход и давление масла в гидросистеме.

Трубный ключ представляет собой двухскоростной цилиндрический редуктор с разрезной рабочей шестерней, в которой устанавливаются сменные захваты. Комплектуется съемным стопорным устройством. Привод от гидромотора.

Гидравлическая насосная станция - электроприводная; соединяется с ключом гидравлическими рукавами высокого давления; устанавливается на расстоянии до 10 м от скважины

Управление ключа расположено на корпусе ключа. Ключ на стационарной вышке или на вышке передвижного агрегата подвешивают на тросе диаметром не менее 16 мм. Трос крепят при помощи трех зажимов. Во избежание перегибов троса и выхода его из строя применяют проушины соответствующих размеров. Высота подвески ключа на кронштейне должна составлять не менее 5 м, с тем, чтобы угол поворота кронштейна обеспечивал

-277-

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

подвод и отвод ключа к устью скважины и обратно. Гидроподъемник 8 регулирует высоту подвески ключа в зависимости от расположения муфты трубы.

Диаметр троса, удерживающего ключ от реактивного момента при его работе, должен быть также не менее 16 мм.

Захваты под трубы сменные, заменяют их при выключенном гидравлическом агрегате.

Гидроподъемник 8 устанавливают на ключ до его подвешивания. Ключ подвешивают в следующей последовательности: амортизатор 9, гидроподъемник 8, подвеска 12, ключ 2, стопор 1.

Горизонтальное положение ключа достигается регулировкой болтами 6 и винтом 11 подвески 12. Удерживающие тросы должны находиться в горизонтальном положении и жестко быть закреплены.

Колонна труб монтируется на спайдере или элеваторе. Ограничитель ключа устанавливается в положение «развинчивание». Ключ надвигается на колонну труб, закрывая створку. Раскрепление трубы выполняется на низшей передаче, после чего на высшей передаче производится отвинчивание трубы. В случае отсутствия спайдера или малого веса колонны труб следует обязательно применять стопор. После окончания отвинчивания трубы производится реверсирование ключа до совмещения прорезей шестерни и корпуса. При этом захваты освобождают трубу, открывают створку, снимают ключ с трубы и отводят его в сторону.

Свинчивание производится аналогично. При этом ограничитель ключа устанавливается в положение «свинчивание», а ограничитель крутящего момента на насосной станции - в положение, соответствующее спускаемым в скважину трубам.

Ключ КАРС предназначен для механизации операций по свинчиваниюразвинчиванию и автоматизации операций по захвату, удержанию на весу и освобождению колонны насосно-компрессорных труб при текущем и капитальном ремонтах скважин.

Ключ (рис. 5.29) состоит из разрезного редуктора с вмонтированным в него трубозажимным устройством (вращатель 1, спайдер 5 с блоком клиньев), устройства позиционирования 4, узлов указателя крутящего момента 6 и совмещения прорезей роторной шестерни и корпуса 7, электроинерционного привода 2 и блока управления приводом 3. Вращатель ключа выполнен в виде двухступенчатого редуктора с прямозубой цилиндрической передачей. Рабочим органом служат роторная шестерня с вмонтированным в нее трубозажимным устройством, что исключает наличие в комплекте трубных ключей.

Вращение от электродвигателя к вращателю передается через центробежную муфту, позволяющую резко снизить перегрев двигателя за счет снижения пусковых токов. Вращатель снабжен устройством

-278-

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Рис. 5.29. Ключ КАРС 1 - вращатель; 2 - электроинернионный привод; 3 - блок управления приводом; 4 - устройство

позиционирования; 5 -спайдер; 6 -узел указателя крутящего момента; 7 -корпус

дискретной регулировки крутящего момента (в зависимости от диаметра свинчиваемых и развинчиваемых насосно-компрессорных труб), развиваемого ключом, без разборки и отсоединения каких-либо деталей. Наличие этого устройства приводит к значительному сокращению времени на переналадку ключа по сравнению с ключами типа КМУ-50.

Устройство позицирования надежно обеспечивает отслеживание за резьбой, как в горизонтальной, так и вертикальной плоскостях и резко снижает нагрузки на ключ при свинчивании и развинчивании резьбовых соединений. Наличие узла указателя крутящего момента позволяет повысить надежность свинчиваемых соединений. Узел совмещения прорезей роторной шестерни и корпуса работает

-279-

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

при минимальных нагрузках на совмещающем штыре и обеспечивает совмещение за один - два оборота роторной шестерни.

Особенность электроинерционного привода ключа КАРС по сравнению с ключом КМУ-50 - наличие центробежной муфты, предохраняющей электродвигатель от перегрузок. Управление электродвигателем осуществляется с кнопочного поста управления через магнитный пускатель. Вращатель с электродвигателем крепят к каретке спайдера, который (практически не отличается от спайдера ключа КМУ-50) состоит из разрезного корпуса, сменных блоков клиньев, рукоятки управления, каретки и указателя крутящего момента в диапазоне четырех позиций при работе с разными диаметрами насосно-компрессорных труб.

Ключ штанговый КШЭ предназначен для свинчивания и развинчивания резьбовых соединений насосных штанг. Он состоит (рис. 5.30) из блока вращателя, блока управления и специального штангового элеватора. Блок вращателя представляет собой редуктор с прямозубыми колесами. К одному концу быстроходного вала редуктора 3 при помощи полумуфты присоединен электродвигатель 4, на другой конец вала при помощи шлицев устанавливают маховик 5 для получения необходимого крутящего момента для свинчивания и раз-

Рис. 5.30. Ключ штанговый КШЭ:

1 - водило; 2 - откидная вилка; 3 - редуктор; 4 - электродвигатель; 5 - маховик; 6 - винты управления

-280-

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

винчивания резьбовых соединений насосных штанг. Маховик фиксируется пружиной и огражден кожухом.

На большом колесе-шестерне приварено водило. Откидная вилка на втулке корпуса выполняет роль второго элеватора и служит для удержания колонны штанг на весу в процессе подъема или спуска.

Блок управления электродвигателем состоит из электромагнитного пускателя, кнопочного поста управления, соединенных кабелем со штепсельными разъемами.

Пост управления кнопочный; его устанавливают на двух специальных шпильках. Электродвигатель крепят в двух положениях в зависимости от места расположения оператора. Принцип работы ключа заключается в следующем. После посадки колонны штанг на откидную вилку, на квадрат нижней штанги устанавливают стопорный ключ, а на квадрат верхней штанги - штанговый ключ. Затем включением электродвигателя осуществляют свинчивание или развинчивание штанг в зависимости от выполнения технологического процесса. Спускоподъемные операции производят посредством специального элеватора, захватывающего штангу за квадрат.

В зависимости от размера штанг, с которыми проводится работа, в корпус штангового элеватора вставляют соответствующие вкладыши и запорное кольцо, а в откидной вилке устанавливают соответствующую вставку.

Перед пуском ключа снимают кожух и устанавливают маховик определенного диаметра, обеспечивающего определенный крутящий момент для данного соединения штанг.

Буровой ротор с гидроприводом входит в комплект агрегата А - 50 и

предназначен для производства буровых работ, а также для механического свинчивания и развинчивания бурильных и насосно-компрессорных труб.

В сварном корпусе 26 (рис. 5.31) размещены шестеренчатый редуктор, клиновой захват, подвески 5, 6, 7, 8 и другие детали. Ротор получает вращение от гидромотора через шестерни, составляющие двухступенчатый понижающий редуктор. К шестерне 2 7 прикреплен вращающийся диск с приваренными к нему двумя ребрами. К ребрам крепится водило. Наличие лабиринтных уплотнений исключает возможность попадания внутрь корпуса влаги. Клиновой захват предназначен для удержания колонны труб на весу и рассчитан на применение труб диаметром 51, 63, 89 мм, что достигается сменой сухарей или клиньев. Подъем и опускание клиньев производятся рычагом 20, на котором помещен груз, уравновешивающий вес клиньев. Реверси рование гидромотора достигается изменением направления потока жидкости трехпозиционным золотником, находящимся на пульте управления.

-281-

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Рис. 5.31. Буровой ротор с гидроприводом:

1 - водило; 2 - валик; 3, 28 - столы ротора; 4 - роликоподшипник; 5, 6, 7, 8 - подвески размерами соответственно 60, 73, 89, 102 мм; 9 - вкладыш ротора; 10, 14, 15 -крышки; 11 - гидромотор; 12 - роликоподшипник; 13 - шестерня; 16 - вал шестерни:

17 - шпонка призматическая; 18 - втулка, 19 - шестерня; 20 - рычаг; 21 - груз; 22 - валик; 23, 24, 25 - центраторы диаметрами соответственно 60, 73, 89 мм; 25 - корпус;

27 - шестерня

Вопрос 5.6. Порядок СПО с применением АПР

Подъем труб. Оператор подает к устью скважины подвешенный на крюке элеватор, надевает его на трубу, удерживаемую спайдером автомата, и захлопывает створку элеватора. Тракторист поднимает колонну до выхода следующей муфты; при этом муфта должна быть поднята на высоту, достаточную лишь для подкладывания вилки. Оператор подкладывает вилку, и колонну труб опускают; колонна удерживается клиновым захватом. После этого вытаскивают вилку. Оператор устанавливает стопорный ключ на муфту трубы, заклиненной плашками клинового захвата (при подъеме последних 8.. .10 труб), надевает трубный ключ и переключателем включает автомат. После полного развинчивания трубы и снятия ключа тракторист поднимает трубу и затем опускает ее; оператор, удерживая, трубу за нижний конец, передает ее своему помощнику и снимает стопорный ключ (при подъеме последних 8.. .10 труб). Помощник оператора отводит трубу и укладывает ее на мостик. Оператор снимает с трубы элеватор и подает его опять к автомату, после чего операции повторяются.

-282-