Инструменты для СПО

Элеватор - инструмент, которым осуществляется захват трубы или штанги при ее подъеме, спуске или удержании на весу. Элеватор подвешивается к крюку талевой системы при помощи серьги или штропов.

По конструкции элеваторы подразделяются на балочные и стер­жневые.

Элеватор ЭХ-7 (рис.5.8) состоит из массивного кованого корпу­са 1, в средней части которого имеется отверстие для насосно-комп­рессорной трубы, а по краям - отверстия для штропов. Для предох­ранения трубы от выпадания элеватор имеет затвор 2 и предохрани­тель. При провисании штропов они фиксируются в корпусе предох­ранительными пальцами З, установленными в отверстия корпуса. Затвор и предохранитель устроены следующим образом. Затвор 2 с ввинченной в него рукояткой 4 поворачивается в кольцевой про­точке верхней части корпуса. Для предотвращения самоотворачива­ния рукоятки предусмотрен винт 5. Предохранитель состоит из кор­пуса 7 с пружинным штоком 6, в который ввинчена ручка 8. В верх­ней части штока имеется скошенный выступ. Чтобы закрыть элеватор, необходимо повернуть рукоятку затвора по часовой стрелке. Не достигнув крайнего положения, рукоятка соприкоснется со скошенным выступом штока, отжимая его вниз, занимает крайнее левое положение в прорези корпуса элеватора. При этом ток поднимается вверх и фиксирует закрытое положение элеватора. Чтобы открыть элеватор, необходимо отжать ручку предохранителя и одновременно повернуть рукоятку затвора против часовой стрелки до упора, при этом прорезь затвора совпадает с прорезью в корпусе элеватора, что обеспечивает свободный вход или выход трубы из элеватора.

Элеватор «Красное Сормово»также относится к балочным двухштропным элеваторам. Применяется для спуска и подъема тяжелых колонн.

Элеватор состоит из корпуса З, створки 1 с рукояткой 9 и замка 8.

Массивный кованый корпус имеет по бокам выемки для штропов; их выпадению препятствуют предохранительные пальцы 4. Затвор вра­щается вокруг пальца 2 и запирается замком 8, вращающимся вокруг оси 5. Замок имеет выступ, на который садится муфта трубы при подъеме ее элеватором, чем предотвращается самооткрывание элева­тора под нагрузкой. Пружина 6, надетая на крючок 7, и винт 10 при­жимают замок к корпусу, и под действием пружин элеватор при зах­лопывании затвора запирается автоматически.

Элеватор ЭТАД

Элеватор ЭТАД (рис. 5.10) с захватным автоматическим ус­тройством предназначен для ра­боты с насосно-компрессорными трубами условного диаметра от 48.до 114 мм. Элеватор состоит из корпуса с подпружиненными защелками штропов, выдвижно­го захвата, упоров, запирающего устройства с рукояткой.

Захваты элеватора сменные и рассчитаны на определенный диаметр НКТ. Это позволяет ис­пользовать один корпус элевато­ра при спускоподъеме труб не­скольких размеров. Захват вклю­чает в себя шток, шарнирно со­единенный с двумя челюстями.

Шток снабжен шлицами, сопрягающимися с втулкой запирающего устройства. Запирающее устройство служит для фиксации челюс­тей элеватора в крайних положениях, соответствующих открытому или закрытому состоянию.

Элеватор ЭТА(рис. 5.11) используется для работ как при меха­низированном свинчивании и развинчивании труб, так и при ручных работах. При использовании клинового спайдера или автомата АПР, имеющего клиновой захват для подъема и спуска труб достаточно иметь один элеватор, подвешенный на крюке талевого блока. Он со­стоит из корпуса 4, серьги 1, соединенных шарнирно. В корпусе раз­мещен захват, состоящий из рукоятки 5, направляющей втулки 6 с осью штырей 7, направляющих 9, челюстей 8.

Внутренняя часть корпуса имеет опорную поверхность под зах­ват, на который опирается муфта трубы. Вес колонны труб через зах­ват передается на корпус элеватора. Захват состоит из правой и ле­вой челюстей, соединенных между собой осью. Ось в свою очередь соединена со штоком, на котором укреплена рукоятка 5.

Рукоятка 5 выполняет функции обычной рукоятки, а также слу­жит для закрывания и открывания челюстей захвата и фиксации их в крайних положениях.

Узел захвата быстро заменяем, и выбирается в зависимости от диаметра насосно-компрессорных труб.

Элеватор ЭНКБ - 80предназначен для захвата и подвешивания за тело безмуфтовых насосно-компрессорных труб в процессе спускоподъемных операций. Элеватор состоит из корпуса, двух створок (левой и правой) с затвором, клиньев, рычага управления и серьги (рис. 5.12).

Клинья подпружинены в направлении расклинивания. Левый и правый рычаги при посадке элеватора на трубу автоматически за­мыкают створки элеватора. Замкнувшиеся створки запираются зат­вором. Предварительное заклинивание осуществляется рычагом уп­равления. В процессе работы элеватор постоянно подвешен на крюке и работает в сочетании со спайдером.

Элеватор Э3Нс захватным приспособлением служит для захва­та и подвешивания насосно-компрессорных труб под муфту в про­цессе спускоподъема. В комплект входят два элеватора, захватное приспосо6ление и штропы. Захватное приспособление состоит из захвата, затвора и серьги, в которую предварительно одевают штроп.

Одноштропный элеватор ЭГ предназначен для спуско-подъемных операций при использовании ручных и механических ключей (рис. 12.1). Элеватор состоит из литого корпуса с боковыми ре­брами, имеющего поперечное сечение сложной 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 конструктивной схемы элеваторов с од­ним штропом, ее высокие эксплуатационные показатели дали нача­ло разработкам конструкций, аналогичных элеваторам ЭГ, отличаю­щихся стопорными и фиксирующими приспособлениями. К числу таких относится элеватор ЭТА

Штанговые элеваторыпредназначены для захвата и подвешива­ния колонны насосных штанг при спускоподъемных операциях.

Штанговый элеватор всегда выполняется одноштропным. Наи­более характерным примером конструкции является элеватор ЭШН (рис. 12.3). Он выпускается двух типоразмеров, с грузоподъемно­стью 50 и 1О кН. Основные детали - корпус, втулка и штроп. Штроп насажен на два шипа, расположенных на корпусе, и может свободно поворачиваться относительно его. Для удобства работы с элевато­ром штроп имеет на внутренней поверхности ряд приливов. В кор­пусе и втулке выполнены вырезы - при совпадении вырезов штанга может быть вставлена в элеватор или извлечена из него. В рабочем положении втулка поворачивается относительно корпуса на 1800 и исключает самопроизвольное выпадение штанги. Поворот втулки осуществляется шарнирно соединенной рукояткой, которая служит фиксатором при ее укладке в выемку корпуса. Для работы со штан­гами различных диаметров применяются сменные вкладыши, их из­готавливают двух размеров: для 16, 19 и 22-мм штанг и для 25-мм штанг.

Спайдер СГ - 32.Спайдер гидравлический СГ - 32 пред­назначен для захвата за тело и удержания на весу колонны труб в процессе спускоподъем­ных операций при текущем и ка­питальном ремонтах.

Он представляет собой (рис.5.15) разрезной корпус со сменными клиньями под трубы разных размеров. Клиньями уп­равляют посредством гидравли­ческого цилиндра, встроенного в корпус спайдера. Наклонные зубья плашек обеспечивают сто­порение колонны от проворота в процессе свинчивания - раз­винчивания труб. На спайдере предусмотрено также вспомога­тельное ручное управление.

Спайдер СМ-32.Механичес­кий спайдер СМ - 32 предназна­чен для захвата и удержания на весу колонны насосно-компрес­сорных труб при спускоподъем­ных операциях.

Спайдер состоит из корпуса, в нижней части которого располо­жен центратор, удерживаемый подпружиненным фиксатором, кото­рый служит для центрирования насосно-компрессорных труб.

С корпусом шарнирно соединен рычаг управления, к одному кон­цу которого прикреплена клиновая подвеска. С корпусом при помо­щи неподвижного пальца соединена створка.

Для закрытия зева спайдера створка запирается пальцем, снаб­женным петлей.

Створка и корпус в месте зева в закрытом положении образуют проход для кабеля погружного центробежного электронасоса.

Для переноски спайдера к корпусу приварены рукоятки. Клиновая подвеска состоит из трех клиньев: одного центрально­го и двух боковых. Плашки спайдера для удобства замены унифици­рованы с плашками автомата АПР - 2В5.

В основании спайдера имеются лапы с прорезями для крепления к устью скважины болтами на время подъема и спуска труб.

Спайдер АСГ-80. Приме­няется в тех случаях, когда при­менение автоматов АПР по ка­ким-либо причинам невозмож­но или нецелесообразно.

Спайдер предназначается для автоматизации операций захвата, удержания, освобожде­ния и центрирования колонны насосно-компрессорных труб при текущем и капитальном ре­монтах скважин. Применение спайдера значительно облегча­ет труд операторов и ускоряет ремонт скважин.

Спайдер (рис. 5.16) выпол­нен в виде кольцевого корпуса с внутренним коническим от­верстием, внутри которого раз­мещены три клина, которые шарнирно связаны со специальным направлением. С помощью пру­жины

подвеска с клиньями выталкивается в верхнее положение, а в нижнее положение подвеска опускается под действием веса элевато­ра или колонны труб.

Корпус спайдера соединен с центратором, имеющим вкладыши центратора для центрирования спускаемых или поднимаемых ко­лонн труб.

Подвески с клиньями и вкладыши центратора сменные. Особенность спайдера АСГ-80-унификация основных его узлов и деталей с автоматом ЛПР-2ВБ. К ним относят клиновые подвески в сборе всех размеров; корпус центратора в сборе; втулки центрато­ров всех размеров; корпус клиньев, клинья, плашки, направления и детали подвески клиньев.

Ключи

Ключи трубные

Для свинчивания и развинчивания бурильных, обсадных, насосно­компрессорных 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.

Принцип действия трубных ключей, получивших широкое при­менение, заключается в использовании эффекта «самозатяжки», т.е. нарастания обжимающего трубу усилия по мере увеличения вращающего момента. Поскольку моменты, необходимые для от­крепления резьбовых соединений, весьма велики, то и обжимающее усилие достигает весьма большой величины, при определенных условиях может превысить допустимую с точки зрения сохранения устойчивости трубы в зоне захвата ее ключом и привести к ее раз­рушению.

Одной из главных задач конструирования трубного ключа явля­ется обеспечение такого закона изменения обжимающего усилия в зависимости от вращающего момента, который, с одной стороны, позволил бы устранить вероятность повреждения трубы, а с дру­гой - обеспечил бы надежный ее захват без проскальзывания как, при минимальном, так и при максимально возможном моментах.

Задача эта решается прежде всего определением кинематики ключа - в этом основа конструирования ключа любого типа, с этого оно начинается.

В начальный момент свинчивания или развинчивания трубы об­жимающее усилие минимально, а поэтому внутренняя поверхность ключа оснащается острым элементом - сухарем, слегка врезаю­щимся в тело трубы. Однако этот элемент захватывает трубу клю­чом только в начальный момент, а затем по мере нарастания обжи­мающего усилия возникает контакт поверхностей ключа и трубы, которая начинает проворачиваться за счет сил трения.

Такой механизм взаимодействия ключа и трубы приводит к двум последствиям: во-первых, сухарь несет значительную нагрузку, что может привести к его быстрому износу, во-вторых, обжим трубы ключом вызывает в его деталях весьма большие распорные усилия, а это делает необходимым выполнение всех элементов ключа весь­ма прочными, а следовательно, и тяжелыми, что отрицательно ска­зывается на условиях труда и темпе выполнения операций.

Ключ КТН.Труба зажимается ключом в трех местах плашкой, су­харем и челюстью 2. Плашка и сухарь имеют насечки, которые вдавли­ваются в трубу для предохранения ключа от скольжения по ней. Су­харь 8 удерживается от скольжения по пазу стопорным болтом 9, ввин­чиваемым в отверстие в сухаре. Для предотвращения соскальзывания надетого на трубу ключа имеется пружина. Плашка 7 удерживается от скольжения в пазу концом ручки 1, входящим в отверстие в плашке. Чтобы снять ключ с трубы, следует левой рукой взяться за ручку 1, а правой за рукоятку 6, повернуть ее и снять ключ с трубы. Для работы с автоматами для свинчивания и развинчивания насосно-компрессор­ных труб применяются высокомоментные ключи.

Наиболее изнашиваемые детали этих ключей - плашки и сухари; по мере срабатывания их необходимо заменять.

Для обеспечения нормальной и безопасной работы с ключом не­обходимо периодически очищать металлической щеткой насечку су­харей и плашек, а также проверять пружины и при необходимости регулировать их натяг.

Ключи КТНД(рис.5.18) предназначены для свинчивания и раз­винчивания насосно-компрессорных труб, а также муфт к штангам, полированных штоков при ремонте скважинных насосов.

Ключ состоит из двух основных частей: челюсти 5 и рукоятки 1, шарнирно соединенных. На трубе ключ удерживается пружиной 6, прикрепленной одним концом к челюсти, другим - к пальцу шар­нира.

Натяжение пружины регулируется вращением пальца. В натяну­том состоянии пружина закрепляется на пальце винта 7. Для удоб­ства работы ключом на челюсти имеется ручка 4, которая одновре­менно служит ограничителем движения плашки З.

В данном ключе на оси рукоятки установлена круглая плашка 2 с зубьями на наружной поверхности. Для предохранения плашки от проворота служит фиксатор, который крепится к рукоятке болтом.

Рис. 5.17. Трубный ключ Халилова КТН:

1 - ручка; 2 - челюсть; 3 - пружина; 4 - шарнирный палец; 5, 9 - стопорные болты; 6 - рукоятка; 7 - плашка; 8 - сухарь

Рис. 5.18. Трубный ключ КТНД:

1 - рукоятка; 2 - круглая плашка; 3 - плоская плашка; 4 - ручка; 5 - челюсть;

6 - пружина; 7 - винт

Ключи КОТ.Взамен трубных ключей КТНД разработаны одно­шарнирные ключи типа КОТ, в которых усилено крепление челюсти с ручкой, круглая плашка заменена сегментной, улучшена фиксация пружины, исключающая ее поломку. При снижении массы, за счет улучшения конструкции челюсти и рукоятки, увеличен передавае­мый крутящий момент.

Ключи КТГ(рис. 5.19) конструкции Г.В.Молчанова применяют­ся при работе с автоматом АПР. Ключ состоит из рукоятки и створки, шарнир но соединенных с челюстью. При подаче ключа на трубу створ­ка поворачивается вокруг пальца, обеспечивая надевание ключа, после чего плотно прижимается к трубе. При повороте ключа за рукоятку последняя создает усилие, прижимающее створку к трубе.

Это обеспечивает передачу крутящего момента развинчиваемой (или свинчиваемой) трубе.

Ключи КТГУ-м применяют при механизированном свинчива­нии и развинчивании труб с помощью автомата АПР-2ВБ и механи­ческих ключей КМУ. В отличие от ключа КТГ он имеет дополнитель­ный сухарь 1 на челюсти 6, что увеличивает надежность ключа. Ключ состоит (рис 5.20) из рукоятки 5 и створки З, шарнирно соединенных с челюстью 6 при помощи пальца 2. При надевании ключа на трубу створка 3 поворачивается вокруг пальца 2 и под действием пружины 4 плотно прижимается сухарями к трубе. В отличие от КТГУ в клю­че КТГУ - М на осях предусмотрены крепления пружинными коль­цами, предотвращающими отвинчивание и выпадение осей. Увели­чена надежность и долговечность сухарей за счет применения стали марки 12ХН3А, вместо Ст 20.

Ключи КТД. Ключи трубные двухшарнирные изготовляют в двух исполнениях - КТД и КТДУ.

Ключ типа КТ Д при меняют для свинчивания и развинчивания насосно-компрессорных труб вручную, а типа КТДУ с укороченной рукояткой - для работы с механизмами.

Ключ (рис. 5.21) состоит из большой 2 и малой 1 челюстей, руко­яток малой 6 и большой З, шарнирно соединенных между собой. На оси шарнира большой челюсти и рукоятки насажена пружина 4, стя­гивающая челюсти к центру образующих дуг, за счет чего ключ удер­живается на трубе.

На малой челюсти расположены самоустанавливающийся сухарь 5 с дугообразной зубчатой поверхностью, благодаря которой сухарь всей поверхности контактирует с трубой. Это обеспечивает более на­дежное захватывание трубы, уменьшает давление на контактной по­верхности, что предохраняет сухари и поверхность труб от повреж­дения.

Ключи КТМ и КСМ (рис. 5.22) конструкции Г.В.Молчанова применяются при работе с автоматом АПР. Основные детали ключа КТМ - челюсть, створка, защел­ка, сухарь. Челюсть и створка со­единены шарниром. Челюсть снабжена защелкой, взаимодей­ствующей в закрытом состоянии со специальным шипом, находя­щимся на створке.

Челюсть ключа имеет эксцен­тричную расточку, по которой пе­ремещается сухарь. При работе ключа водило автомата передает усилие на ролик, установленный на конце челюсти. Под действи­ем сил трения сухарь перемеща­ется относительно челюсти, обес­печивая захват трубы.

Ключ КСМ имеет аналогичную конструкцию, но снабжен пере­кидным упором, форма челюсти у него иная.

Ключ стопорный используется для стопорения колонн насосно­компрессорных труб при их механизированном свинчивании и раз­винчивании.

При переходе от развинчивания труб к свинчиванию упор пере­ставляется. При работе рабочие поверхности ключа прилегают к муф­те трубы и захватывают ее, не допуская проскальзывания.

Надежная работа ключа обеспечивается спиральной расточкой внутренней поверхности челюсти, служащей для заклинивания су­харя между муфтой и челюстью.

Рис. 5.22. Ключи трубный и стопорный:

а - трубный ктм, 1 - створка; 2 - защелка сухаря; 3 - сухарь; 4 - челюсть; 5 - ролик:

б - стопорный ксм, 1 - створка; 2 - защелка; 3 - челюсть; 4 - перекидной упор; 5 - сухарь

Ключи КТЛ

Ключ трубный типа КТЛ предназначен для свинчивания и развинчивания насосно-компрессорных труб (НКТ) и замков бурильных труб механизированным, а также ручным способом при текущем и капитальном ре­монте скважин.

Обеспечивает надежный захват НКТ, сохранность НКТ от деформаций. Обладает по сравнению с ключами типа КТГУ в зависимости от типоразмера:

- меньшей на 20-43% массой;

- большим на 17-4% передаваемым моментом раскрепления НКТ;

- повышенной в 5-10раз стойкостью сухарей;

повышенным в 3 раза сроком службы.

Цепной ключ(рис. 5.23) состоит из двух щек 2 с зубьями, цепи 3 с плоскими шарнирными звеньями и рукоятки 1. Щеки и рукоятка соединены проходящим через середину щек болтом 4 и гайкой 5. Один конец цепи присоединен к рукоятке припомощи пальца 6 и началь­ного звена 7. Палец 6 входит в соответствующие отверстия в щеках. Щеки термически обработаны. Приустановке ключа на трубу 8 зу­бья щек плотно охватывают трубу и служат опорой для рукоятки. Нажимая на рукоятку, можно завинчивать илиотвинчивать трубу. Щеки имеют по четыре рабочих сектора. При износе зубцов щеки поворачивают и в работу включаются зубцы неизношенного сектора.

Преимуществами цепного ключа является простота конструкции и возможность работы одним ключом с трубами различного диаметра.

Цепной ключ надежен в работе; установленный на вертикальную трубу, он не падает. Это удобно при свинчивании - развинчивании труб в процессе ремонтных работ на скважинах. В процессе свинчи­вания - развинчивания труб оператор и помощник оператора пооче­редно толкают рукоятку ключа, и он по инерции продолжает вращать­ся. Таким образом, ключ передается из рук в руки.

К недостаткам цепного ключа относятся большая масса, неудоб­ство зарядки ключа на трубе и сложность освобождения трубы при заклинивании ее в щеках ключа, а также истирание и смятие поверх­ности трубы, что сокращает срок ее службы.

Кроме того, часто отмечается проскальзывание и обрывы цепи. У трубного ключа должны быть исправные, несработанные зве­нья цепи и зубья на челюстях.

Работать трубными ключами с применением прокладок между цепью и трубой воспрещается. Во время работы следует очищать от грязи зубья на челюстях. Нужно иметь в виду, что при работе с цеп­ным ключом могут быть несчастные случаи: при выпадении ключа из рук рабочего вследствие загрязненности зубьев или их поломке; при разрыве цепи; срыве ключа вследствие сработанности зазубрин на щеках ключа и срыве цепи из-за сработанности упоров, расположен­ных между щеками ключа.

Ключиштанговые. Свинчивание и развинчивание насосных штанг и муфт при ремонте скважин осуществляют при помощи штан­говых ключей, изготовляемых для проведения работ вручную и с ав­томатами.

Ключ КШ (рис. 5.24, а) предназначен для ручной работы. Круговой штанговый ключ КШК (рис. 5.24, 6) с реryлируемыми зажимными плашками применяют для отвинчивания штанг при зак­репленном плунжере скважинного насоса. Во время подземного ре­монта скважин при заедании плунжера скважинного насоса прихо­дится поднимать трубы вместе со штангами.

Муфтовые соединения труб не совпадают с соединениями штанг. Поэтому после отвинчивания очередной трубы над муфтой, уста­новленной на элеваторе, будут находиться гладкое тело штанги, зах­ват которого штанговым ключом невозможен. Отвинчивать штанги цепным ключом опасно, так как вследствие пружинящего действия штанги ключ может вырваться из рук и нанести травму. В круговом ключе штанги захватывают плашками, имеющими угловые вырезы с зубьями. Одна из плашек, неподвижная, закрепле­на двумя штифтами внутренней части ключа, а вторая, подвижная, прикреплена к внутреннему концу зажимного стержня.

Взамен штангового ключа КШ разработан ключ штанговый шарнир­ный КШШ 16 ... 25, который замещает ключ КШ трех типоразмеров.

Ключ КШШ 16 ... 25 (рис. 5.24, в) состоит из рукоятки 2 и шарнир­ной головки 1, прижимаемой пружиной к головке рукоятки.