ИНСТРУМЕНТ И ПРИСПОСОБЛЕНИЯ ДЛЯ СПУСКО-ПОДЪЕМНЫХ ОПЕРАЦИЙ

Эта группа оборудования предназначена для выполнения та­ких операций, как свинчивание и развинчивание резьбовых соеди-

нений колонн штанг и труб, удержание их на весу. Она включает трубные и штанговые элеваторы, спайдеры, ключи, штропы и ряд других приспособлений, конструкция которых весьма специфична.

Элеваторы

Э л е в а т о р — инструмент для захвата и удержания на весу в вертикальном, наклонном и горизонтальном положении труб или штанг в процессе спуско-подъемных операций. Различают штанго­вые и трубные элеваторы. Последние, в свою очередь, подразделя­ют на элеваторы для бурильных, обсадных и насосно-компрессорных труб.

По конструкции различают двуштропные (балочные) и одно-штропные (стержневые) элеваторы.

Элеваторы характеризуются грузоподъемностью, диаметром труб (штанг) и собственной массой. Для безопасной и удобной работы на элеваторах предусмотрены специальные замки и за­щелки, которые не позволяют ему раскрыться. Использование ра­циональной конструкции диктуется необходимостью сведения к минимуму его массы при заданной грузоподъемности.

Непрерывная кольцевая поверхность, служащая опорой для торца муфты трубы при вертикальном положении элеватора, обес­печивает равномерное распределение усилия по всей окружности торца муфты. При невыполнении этого условия равнодействующая всех сил не совпадает с осью трубы и она помимо растягивающей нагрузки подвергается и действию изгибающего момента. Это от­рицательно сказывается на долговечности трубы и приводит к сок­ращению срока ее службы.

Одноштропные элеваторы имеют меньшую по сравнению с двуштропными массу при одинаковой грузоподъемности, они удобнее в работе. Это объясняется особенностями их конструкции, в кото­рой материал подвергается в основном растяжению, а не изгибу, как в двуштропных элеваторах. Растяжение предпочтительнее из­гиба, поскольку внутренние усилия распределяются по всему се­чению нагруженной детали равномерно, чего нет при изгибе. Это положение легко продемонстрировать следующим опытом: сломать карандаш или спичку руками, прикладывая к ним силу, обеспечи­вающую их изгиб, не представляет труда; сделать это же, растяги­вая их, удается далеко не всем.

Элеваторы каждого типа имеют свою предпочтительную об­ласть применения. Конструкция одноштропных элеваторов преду­сматривает использование их при спуско-подъемных работах по прогрессивным технологиям в сочетании с электро- и гидропривод­ными ключами. В то же время двухштропные элеваторы более удобны при промывке скважин, монтаже устьевого оборудования и т. п.

Одноштропный элеватор ЭГ предназначен для спус­ко-подъемных операций при использовании ручных и механических ключей (рис. 1П.2). Элеватор состоит из литого корпуса с боко-

59

выми ребрами, имеющею попе­речное сечение сложит! конфи­гурации. В верхней части к кор­пусу при помощи двух пальцев крепится литая серьга — штроп. Серьга и корпус имеют приливы, обеспечивающие их свободный поворот относительно друг друга в пределах определенного угла. В нижней части корпуса преду­смотрено утолщение — опорный бурт, нижний торец которого служит опорной поверхностью элеватора. В нижней части кор­пуса приварена рукоятка для удержания и оттягивания элева­тора в сторону.

В приливе, расположенном в нижней части корпуса, в верти­кальном положении установлен палец, относительно которого мо­жет поворачиваться и перемещаться вверх и вниз подпружиненная створка. В нижней части створки имеется шип, который при пере­мещении ее в нижнее положение входит в паз, расположенный в опорной части корпуса. Если элеватор не нагружен, то пружина удерживает створку в верхнем положении, при этом шип не по­падает в паз, обеспечивая свободный поворот ее вокруг оси.

Внутренняя поверхность корпуса элеватора и створки обраба­тывается таким образом, что в нижнем (нагруженном) положе­нии створки опорные поверхности бурта корпуса и створки нахо­дятся в одной плоскости, благодаря чему торец муфты опирается на непрерывную кольцевую поверхность.

Створка фиксируется в закрытом положении защелкой, наса­женной на ось и захлопывающейся под действием пружины. В закрытом положении защелка запирается фиксатором.

При зарядке элеватора труба вводится в него (или же элева­тор надвигается на трубу), створка захлопывается, защелка зак­рывается и после перемещения муфты трубы относительно элева­тора вниз, она нажимает на бурт створки, перемещая ее вниз. В результате шип створки попадает в паз корпуса, что исключает самооткрывание элеватора под нагрузкой.

Для открывания элеватора необходимо опустить его по трубе вниз, чтобы муфта трубы поднялась относительно корпуса вверх, одновременно с этим приподнимется подпружинная створка и ее шип выйдет из паза корпуса. После отжима фиксатора и поворота защелки створка откроется. Подобное тройное предохранение обес­печивает безопасную работу с элеватором.

Высокая эффективность «стержневой» конструкции, отработан­ной в элеваторах ЭГ, дала начало разработкам аналогичных кон­струкций, отличающихся стопорными и фиксирующими приспособ­лениями. К числу таких относится элеватор ЭТА.

60

Элеватор ЭТА (рис. III.3) включает корпус, соединенный с серьгой с помощью двух зашплинтованных пальцев. Внутри кор­пуса расточена поверхность, на которую опирается узел захвата. При работе элеватора торцевая поверхность муфты опирается на захват, который передает усилие корпусу. Захват состоит из пра­вой и левой челюстей, соединенных вертикальной осью со штоком, на котором укреплена рукоятка.

Рукоятка позволяет перемещать шток в горизонтальном нап­равлении, открывая и закрывая при этом челюсти захвата, а так­же служит фиксатором.

Для расширения возможностей элеватора и унификации его конструкции узел захвата выполнен быстросъемным и позволяет использовать один корпус для работы с -тремя-четырьмя размера­ми труб.

При работе с элеватором для зарядки его необходимо выдви­нуть рукоятку и повернуть ее вокруг горизонтальной оси. При этом челюсти узла захвата раскроются' и выдвинутся из корпуса. Над­вигая элеватор на трубу, рукоятку поворачивают в исходное по­ложение — при этом челюсти закрываются и подхватывают трубу, обеспечивая соосное расположение ее и корпуса элеватора. После замыкания челюстей рукоятка перемещается к корпусу и ее поло­жение фиксируется.

Кроме описанных применяются элеваторы ЭЗН в сочета­нии с захватным приспособлением и элеваторы ЭНКБ-80 для захвата и удержания безмуфтовых НКТ. Последний состоит из корпуса, двух створок с затвором, подпружиненных клиньев, рычага управления и серьги. В процессе работы одноштропный элеватор постоянно подвешен на крюке. При посадке его на тру­бу створки элеватора автоматически замыкаются и запираются затвором.

Элеватор ЭТАД двухштропный применяется в тех случа­ях, когда свинчивание и развинчивание колонны труб выполняет­ся вручную. В комплект инструмента входят: два элеватора, зах­ватное устройство и два штропа. Элеватор состоит из корпуса, имеющего форму балки, по краям которой расположены пазы для штропов с подпружиненными защелками-предохранителями, выд­вижного захвата и рукоятки. Захват состоит из шарнирно соеди­ненного с двумя челюстями штока, приводимого в действие рукояткой. Запирающее устройство позволяет фиксировать челюсти элеватора в крайних положениях, соответствующих открытому или закрытому состоянию.

Выдвижные захваты элеватора сменные, что позволяет исполь­зовать один корпус при работе с трубами нескольких типоразме­ров.

Элеватор-спайдер ЭС -3 3-52x28 для захвата и удержания на весу колонн безмуфтовых труб состоит из корпуса,, имеющего форму балки, в нижней части которого располагается ' опорная плита. Если инструмент используется в качестве элева­тора, то его подвешивают на штропах за проушины к крюку тале-

61

вой системы, если как спайдер, то устанавливают в него центратор и крепят его опорную плиту болтами к устьевому фланцу. Корпус элеватора имеет зев, закрываемый створкой, внутри корпуса рас­полагается клиновая подвеска, включающая три клина и приводи­мая в действие рычагом управления, а также располагается цент­ратор.

Помимо перечисленных при подземных ремонтах применяются корпусные элеваторы для бурильных и обсадных труб.

Штанговый элеватор ЭШН (рис. III.4) используется при подъеме и спуске штанг. Он состоит ,из корпуса с эксцентрич­ной кольцевой расточкой, внутри которой вращается втулка, имею­щая эксцентрично расположенное отверстие. В корпусе и втулке

62

предусмотрены пазы, при совмещении которых штанга может быть свободно введена или выведена из элеватора. После поворота втулки на 180^е элеватор запирается, а ось ее отверстия ,и соответ­ственно ось запираемой штанги совпадает с осью элеватора.

Втулка фиксируется в корпусе с помощью винтов, концы кото­рых входят в кольцевой паз, расположенный на ее боковой поверх­ности.

Для предохранения от износа на опорную поверхность втулки устанавливается вкладыш, фиксируемый винтом.

Корпус шарнирно соединен со штропом шипами, расположенными на его боковой поверхности. Для удобства работы с элевато­ром штроп имеет на внутренней поверхности ряд приливов.

При работе со штангами разных диаметров используются смен­ные вкладыши; их изготавливают двух размеров: для 16, 19 и 22-мм штанг и для 25-мм штанг.

Закрывается и открывается элеватор с помощью шарнирной рукоятки, которая в закрытом положении утапливается в зеве кор­пуса.

Штропы служат для подвески элеваторов к крюку талевой сис­темы. В одноштропных элеваторах эта деталь постоянно соедине­на с корпусом пальцами и не отделяется от него, в процессе эксплу­атации. Для двухштропных элеваторов применяются специальные штропы, представляющие собой стальную петлю овальной формы, вытянутую вдоль оси. По технологии изготовления различаются

63

 

цельнокатаные и сварные штропы, по назначению — буровые нормальные ШБН, буровые укороченные ШБУ и эксплуатационные ШЭ. При текущих ремонтах использу­ют штропы ШЭ.

Спайдер предназначен для захвата, удержания на весу и цен­трирования колонны НКТ или бурильных труб при спуско-подъемных операциях. Спайдер удерживает трубу на весу, захватывая

ее с помощью клиновой подвески. Поэтому с его помощью можно зафиксировать трубу при любом положении муфты. Во время ра­боты спайдер устанавливают на устье скважины.!

Спайдер АСГ-80 (рис. III.5) состоит из корпуса, в котором располагаются клиновая- подвеска, сменный центратор и механизм подъема клиньев. Клиновая подвеска включает три клина, рабо­чие поверхности которых снабжены плашками. С помощью петель клинья соединены с подпружиненной подвеской.

64

 

 

Спайдер обеспечивает постоянную высоту расположения муф­ты над клиньями и работает следующим образом. Перед посадкой труб на клинья подвеска под действием пружины занимает верх нее положение (ряс. III.6, а). Опускаясь, элеватор воздействует на клиновую подвеску, в результате чего клинья перемещаются вниз и захватывают тело трубы (рис. Ш.6, б). При дальнейшем движе­нии вниз элеватор под действием собственного веса продолжает опускать подвеску при неподвижных клиньях и трубе — это обес­печивается за счет шарнирной подвески клиньев. После спуска элеватора в крайнее нижнее положение (рис. II 1.6, в) элеватор разгружается от веса трубы и может быть снят.

При необходимости клинья в спайдере можно перемещать вручную с помощью специального рычажного механизма. Для нормальной работы клиньев в нижней части спайдера имеется центратор со сменными вкладышами, удерживаемыми в корпусе с помощью специального фиксатора.

Для удержания на весу и центрирования колонны обсадных труб во время их спуска в скважину используют спайдер С О Т Ш. В его корпусе размещается четыре клина, управляемых с помощью рукоятки, вращающейся вокруг горизонтальной оси.

Трубные ключи

Для свинчивания и развинчивания бурильных, обсадных, насосно-компрессорных труб и штанг при спуско-подъемных операци­ях используют большое число ключей различных конструкций и размеров. Они подразделяются на ключи для операций, выполняе­мых вручную, и с использованием механического привода.

Ключ КТГУ (рис. III.7) используется при ручном и меха­низированном свинчивании и развинчивании труб с помощью ме­ханизмов АПР и подобных ему. Он состоит из челюсти и створки, шарнирно соединенных рукояткой. Между челюстью и створкой ус­тановлена пружина. Усилия от челюсти и створки передаются к

 

трубе сухарями, расположенными в пазах этих деталей. При наде­вании ключа на трубу створка поворачивается вокруг пальца и под действием пружины плотно прижимается к трубе. В процессе развинчивания или свинчивания рукоятка поворачивается относи­тельно челюсти и створки и, взаимодействуя с ними профилированной поверхностью, расположенной у основания ручки, обеспечивает увеличение усилия, прижимающего их к трубе. Тем самым предотвращаются скольжения сухарей и проворот ключа относительно трубы. Для съема ключа с трубы к нему необходимо приложить усилие, направленное в обратном направлении.

Для работы с насосно-компрессорными трубами используется ключ КТД (рис. Ш.8), состоящий из шарнирно соединенных большой и малой челюстей и рукоятки. На оси, соединяющей руко­ятку с челюстями, установлена пружина для поджима челюстей к трубе. На малой челюсти установлен сухарь с вогнутой рабочей поверхностью, оснащенной зубьями, которые в процессе работы контактируют с поверхностью трубы.

Ключ при установке его на вертикально расположенную трубу удерживается на ней благодаря пружинам⁴, обеспечивающим зах­ват трубы челюстями. Для каждого диаметра труб применяется специальный типоразмер ключа.

Для работы с механизмами АПР и КМУ применяют трубный > КТМ и стопорный КСМ ключи. Ключ КТМ состоит из шарнир­но соединенных челюсти и створки. На челюсти имеется защелка, взаимодействующая с находящимся на створке шипом. Челюсть имеет эксцентричную расточку, по которой перемещается сухарь. с криволинейной рабочей поверхностью, оснащенной зубьями. По. мере того как увеличивается передаваемый ключом крутящий мо-

66

 

мент, сухарь, перемещаясь относительно челюсти ключа, все боль­ше заклинивает трубу.

Для снятия ключа с трубы после отвинчивания или завинчива­ния по защелке ударяют молотком, она отпирается и освобождает

Ч'ЛЮЧ.

Ключ КСМ имеет аналогичную конструкцию, но челюсть его не имеет ручки с роликом для передачи усилия, а снабжена пере­кидным упором.

Штанговые ключи

Свинчивание и развинчивание резьбовых соединений насосных штанг вручную осуществляют с помощью штанговых ключей двух типов — шарнирных и глухих.

Шарнирный ключ состоит из шарнирно соединенных челюстей с прямоугольным зевом и рукоятки, глухой ключ име­ет неподвижное соединение челюсти и рукоятки.

При работе ключом штангу захватывают за квадрат и, вращая ее, свинчивают или отвинчивают. При значительных  крутящих моментах для страгивания резьбы или ее закрепления целесооб­разно использовать шарнирный ключ — резко поворачивая руко­ятку относительно зева таким образом, чтобы остановка ее сопро­вождалась ударом, при небольших прикладываемых усилиях можно обеспечить создание большого крутящего момента. / Ключи изготавливаются одинаковыми для штанг всех диамет­ров и отличаются друг от друга только размерами зева в челюсти ключа.

Безопасный крутящий ключ  КШК предназначен для отвинчивания штанг в тех случаях, когда приходится подни­мать колонну труб вместе со штангами, например, при заклини­вании плунжера скважинного насоса. Отвинчивание колонны штанг в таких случаях сопровождается предварительным упругим закручиванием колонны. Прежде чем начнет развинчиваться резь­бовое соединение, расположенное на большой глубине, ключ дол-. жен быть повернут на несколько оборотов. Во время развинчивания ключ стремится развернуться в сторону, обратную направлению вращения, и если эту работу проводить обычными ключами, то, вырвавшись из рук и вращаясь, он может травмировать рабо­чего.

Безопасный ключ состоит из обода, соединенного со ступицей -спицами. В ступице располагаются подвижная и неподвижная плашки для захвата штанги во время работы. Для завода штанг    внутрь обода в нем имеется прорезь, закрываемая защелкой.

При работе с ключом открывают защелку обода, устанавлива­ют ключ, надвигая зев ступицы на штангу, и винтом зажимают плашками тело штанги. Далее оператор и помощник, стоя друг против друга, вращают ключ за обод, отвинчивая таким образом _;резьбовое соединение колонны штанг.

67

⇐ Предыдущая45678910111213Следующая ⇒

Поделиться: