Файл: Мазепа Б.А. Опыт автоматизации добычи нефти.pdf

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

пеньки, заливаемой маслом. В нижнюю часть головки ввинчен штуцер 7 с приваренной стальной пружиной 8.

Конструкция сальника предусматривает очистку проволоки от слоя нефти, собственно герметизацию и смазку прово­ локи.

Работа сальника заключается в следующем.

При спуске скребковая проволока, предварительно смазанная

при прохождении через масленку, проходит манжеты и лабирин­ товые шайбы, а затем и пружину, которая, несколько сжимаясь под действием силы трения проволоки о пружину и резиновый пакет 9, увеличивает свой внутренний диаметр и свободно про­ пускает проволоку.

При подъеме скребковая проволока проходит через пружину,

которая, растягиваясь и плотно прилегая витками к проволоке,

счищает с нее основной слой нефти. Счищенная нефть стекает в штуцерные отверстия благодаря тому, что в верхней части лубрикатора накапливается газ, а полость пружины и резинового пакета окружает равное давление.

Для сальникового уплотнения, состоящего из лабиринтовых

колец и резиновых манжетов, используют типовые уплотнитель­ ные устройства, применяемые в машиностроении.

Так как в сальник заходит чистая проволока, можно допу­ стить частичную утечку газа, поскольку нефть не будет разбрыз­ гиваться. При этом обеспечивается эластичная работа сальника.

Регулировка его очень проста. Вращением гайки с накаткой добиваются свободного хода проволоки при минимальной утечке газа. В зависимости от величины буферного давления в головку вставляют различное количество манжетов и лабиринтовых колец, ориентировочно принимая, что одно кольцо и манжет удерживают давление 8 ат.

Как известно, качество резины во многом зависит от техно­ логии изготовления. Поэтому изготовляемые в промысловых условиях манжеты из нефтестойкой сырой резины иногда ока­ зываются некачественными и с течением времени разъедаются.

Очистка подъемных труб летающими скребками

В1954 г. на промыслах Татарии и Башкирии опробовали новый метод механической очистки подъемных труб от парафино­ вых отложений.

Вподъемные трубы скважины бросали специальный скребок конструкции УфНИИ. Скребок, достигнув специального устрой­ ства, называемого нижним амортизатором, обычно устанавли­

ваемым несколько глубже начала парафиновых отложений на глубине 800—850 м, при ударе раскрывал клапаны, которыми

перекрывалось сечение труб, и потоком жидкости выносился вверх к устью скважины. В верхнем положении скребок ударялся головкой по отбойнику, клапаны его складывались, сеченпе

уменьшалось, и он вновь падал вниз. Таким образом цикл повторялся бес­ прерывно и автоматически.

Благодаря сравнительной простоте конструкции скребка, отсутствию вспомогательного дорогостоящего и

громоздкого оборудования и сооруже­ ний (лебедки, проволока, скребковые будки, сооружение линий электропере­

дачи и т. д.) эти скребки являются самым эффективным и экономич­ ным механическим средством депара­ финизации подъемных труб фонтанных

скважин.

Летающие скребки с успехом при­ меняются на удаленных от основных промысловых коммуникаций скважи­ нах, намнохо облегчая труд операто­ ров.

При [помощи обычного самопи­ шущего манометра МГ-410 и простей­ ших контактных датчиков нормальную, работу скребка можно контролиро­ вать с диспетчерского пункта.

Опыт эксплуатации скребков на промыслах Башкирии и Татарии по­ казал, что они могут работать без профилактического осмотра и ремонта в течение 3—4 месяцев.

Устройство и работа автоматического скребка

Автоматический скребок, называе­ мый также летающим, конструкции УфНИИ состоит из следующих дета­ лей (рис. 12). На клапанной рамке 15

крепятся при помощи осей 12 три пары шарнирных клапанов 73, в нижней и

верхней частях ее имеются сверления

с нарезкой, в которые ввинчиваются верхний 6 и нижний 18 штоки. При помощи державок к фиксаторной или

20

панной рамкой 15, приварены ножи 9. Пружина 8, расположенная в отверстии верхнего штока и верхнего корпуса, соединяет планки ножей между собой. Замковый фиксатор состоит из. корпуса замка 4, трех шариков 3,' корпуса ловильной головки 2, соеди­ ненного с корпусом замка при помощи трех винтов 5 и пружины замка 1.

При ходе скребка вниз под действием силы тяжести клапаны 13 удерживаются фиксаторной или направляющей планкой 14

в сложенном состоянии. При этом взводная пружина 19 разжата.

Планки ножей 10 своими верхними выступами входят в пазы верх­ ней втулки, благодаря чему ножи 9 сложены и удерживаются в таком состоянии пружиной 8. Шарики 3 замкового фиксатора

штоку.

При ударе скребка о нижний амортизатор клапанная рамка продолжает некоторое время двигаться вниз за счет сил инерции,

взводная пружина 19 сжимается, а клапаны под действием

своих пружин раскрываются. Планки ножей выходят из пазов втулки верхнего штока, разжимая ножи и увеличивая их диа­ метр.

Верхний шток, двигаясь вниз, своей фаской становится против гнезд, в которых расположены шарики, в результате чего послед­ ние выходят из гнезд и замыкают шток. Взводная пружина

удерживается в сжатом состоянии.

При перекрытии клапанами поперечного сечения трубы фон­ танной колонны скребок под действием энергии восходящего

газо-нефтяного потока поднимается вверх, срезая на своем пути отложения парафина.

При ударе скребка о верхний амортизатор корпус ловильной

головки 2 остается на месте, другие же части скребка под дей­ ствием сил инерции продолжают свое движение, обеспечивая

срабатывание следующих деталей. Пружина 1 сжимается. Отвер­ стия с шариками оказываются против выточки ловильной головки, под действием силы штока шарики входят в свои гнезда. Осво­

божденная головка штока занимает крайне верхнее положение.

Пружина 19 разжимается, а клапанная рамка, переместившаяся

вверх относительно фиксаторной рамки 14, заставляет клапаны

21