Файл: Халилов А.А. Техника подземного ремонта нефтяных скважин.pdf

б) отсутствие остаточных деформаций элеваторов: двухштропных—промером до и после испытания расстоя­ ния между двумя отметками, нанесенными кернером на проушины корпуса; одноштропных—промером до и после испытания расстояния от опорной плоскости элеватора до центра цапф;

в) свободное надевание и съем штропов двухштропных элеваторов.

Если при испытании на прочность будут обнаружены трещины, надрывы или остаточные деформации, то эле­ ватор бракуется.

*• Следует отметить, что конструкции существующих элеваторов для насосно-компрессорных труб устарели, они должны быть усовершенствованы так, чтобы удовле­ творять требованиям нормали Н716-61 размерных рядов, на элеваторы.

5. ИНСТРУМЕНТЫ ДЛЯ СВИНЧИВАНИЯ И РАЗВИНЧИВА­ НИЯ ТРУБНЫХ И ШТАНГОВЫХ КОЛОНН

Инструменты для свинчивания и развинчивания экс­ плуатационных колонн, состоящих из насосно-компрес­ сорных труб и насосных штанг, должны осуществлять их крепление с вращающим моментом, обеспечивающим качественно^, соединение резьб.

Свинчивают и развинчивают колонны насосно-ком­ прессорных труб при-подземном ремонте скважин с по­ мощью трубных и стопорных ключей. Трубные ключи: обеспечивают захват за тело трубы, стопорные—за тело муфты.

Ключи для свинчивания и развинчивания труб и штанг бывают разных типов. Применяемые ключи делятся на две группы: трубные и штанговые. В свою очередь, каж­ дая из этих групп делится на ручные и машинные.

Размерный ряд на вновь проектируемые ключи для насосно-компрессорных труб определяет размеры захва­ тываемых диаметров труб и муфт, величины максималь­ ных вращающих моментов, а также параметр, характери­ зующий степень совершенства конструкции ключей (отно­ шение величины максимального вращающего момента к весу ключей для каждого размера). Этот параметр для

79-

ключей насосно-компрессорных труб находится в преде­

лах 35,7—62,5 кгс м— в зависимости от диаметра труб.

Конструктивные требования к трубным ключам

1. Шарнирные ключи должны обеспечивать возмож­ ность работы с помощью автомата типа АПР как механизированым способом, так и вручную.

2.Ключи должны обеспечивать быстрый и надежный захват и освобождение труб или муфт.

3.Тип и конструкция ключей должны исключать воз­ можность проскальзывания их по трубе и муфте.

4.Ключи должны обеспечивать безопасность работы.

5.Детали ключей по возможности должны быть уни­ фицированы.

6.Детали ключей одинаковой конструкции и разме­ ров должны быть взаимозаменяемыми.

7.При вращающих моментах 100—500 кгс-м ключи не должны сминать трубы.

8.Ключи должны удерживаться на трубе или муфте

вплоскости, перпендикулярной оси трубы.

9.Рукоятка ключей при ручной работе должна до­ пускать наращивание и иметь приспособление, предохра­

няющее наращенную часть от произвольного соскакива­ ния.

Рассмотрим конструкцию и эксплуатационные ка­ чества всех существующих ключей.

Для свинчивания и развинчивания эксплуатационных колонн, состоящих из насосно-компрессорных труб, сое­ диненных муфтами, применяются в основном цепные и шарнирные ключи с индивидуальными захватами; для механизированной операции применяются трубные и стопорные ключи конструкции инженера Молчанова. Для свинчивания и развинчивания штанговых колонн, состо­ ящих из глубиннонасосных штанг, соединенных муфтами, применяют штанговые ключи различной конструкции и разных размеров; ручные — глухие, шарнирные и меха­ нические. .

80

а ) Р у ч н ы е т р у б н ы е к л ю ч и

Цепные ключи (рис. 23) для нефтяной промышленно­ сти изготовляются бакинским заводом им. Октябрьской

революции и Ишимбайским машиностроительным заво­ дом.

При подземном ремонте скважин для ручного свин­ чивания и развинчивания насосно-компрессорных труб и муфт обычно применяют цепные ключи КЦН № 1 (ключ цепной нормальный № 1) и КЦО № 1 (ключ цепной об­ легченный № 1), согласно ТУ26-02-355-73. Техническая характеристика ключей приведена в таблице 26.

Ключ состоит из рукоятки, двух щек, шарнирно сое­ диненных е рукояткой, и цепи. Цепь в свою очередь состоит из многочисленных внутренних и внешних плос­ ких звеньев, шарнирно соединенных между собой.

Из приведенной спецификации (таблица 27) видно, что цепной' ключ состоит из 77 деталей, причем все они изготовлены из углеродистой стали, вследствие чего га­ баритные размеры деталей и вес всего ключа оказыва­ ются значительными.

Применение легированной и высоколегированной ста-

Таблица 26

Примечание. 1. Кля ключа КП.П № 1 допустимое усилие на конец ру­

ди для изготовления деталей ключа ликвидировало бы указанные недостатки, но причина недостатков заклю­ чается не только в выборе материала.

Эти детали ключей по своей конструкции и эксплуа­ тационным качествам непригодны для таких работ, как спуско-подъемные операции в подземном ремонте сква­ жин. Они приемлемы для разовых индустриальных мон­ тажных работ.

Ниже остановимся на конструктивных недостатках цепного ключа.

Несмотря на изменения конструкции рукоятки ключа КЦО № 1, внесенные бывшим «Гипронефтемашем» в 1955 году, они по-прежнему остаются неудобными и громозд­ кими. Как правило, ремонтные мастерские нефтепромысслов разбирают полученные цепные ключи и протачи­ вают их рукоятки, тем самым облегчают их и придают более удобную форму.

82

В койструкции щеки ключей предусмотрены четыре рабочих сектора с зубцами для захвата трубы при свин­ чивании ее Или развинчивании.

По мере сработки зубцов щеки переворачиваются или меняют места, что увеличивает срок службы ключа.

Щеки ключей изготовляются из стали марки 40 с по­ следующей термической обработкой на твердость HRC = = 40 -г45. Безусловно, такие щеки недолговечны в ра­ боте с высококачественными насосно-компрессорными трубами. При небольших сработках вершины зубцов на щеках ключ будет скользить по трубе при натяжении цепи.

Цепь ключа состоит из 11 внутренних и 11 внешних звеньев, соединенных между собой пальцами цепи.

Цепь ключа в шарнирах трудно изгибается. Обычно новые цепи к ключам, полученные с завода-изготовите- ля, на промыслах расхаживаются в масле.

Цепь, если в ней есть продольные закручивания или же малейшие неточности в изготовлении деталей, с боль­ шим трудом надевается на паз рукоятки ключа и снима­ ется с него. Иногда приходится забивать или снимать цепь с паза, что сильно затрудняет работу оператора под­ земного ремонта скважин.

При сработке или неточном изготовлении паль­ цев цепи или паза рукоятки ключа звенья цепи самопро­ извольно выходят из паза, что совершенно недопустимо. В результате незначительного вытягивания каждого зве­ на цепи она значительно удлиняется, нарушается шаг и работа ключом усложняется. Цепь ключа рвется. Все эти конструктивные недостатки, выявленные при эксплуата­ ции, делают цепной ключ не только неудобным при под­ земном ремонте, но и могут явиться причиной травмы людей.

Наряду с конструктивными недостатками и плохими эксплуатационными качествами цепных ключей, они сло­ жны и в изготовлении. Не каждый завод берется их вы­ пускать, требуется специальное прессово-штамповочное хозяйство.

При ремонте скважйны большую часть своего време­ ни оператор затрачивает на работу с ключом.

Специальные исследования показали, что при под­ земном ремонте затрата времени на свинчивание и раз­ винчивание насосно-компрессорных труб ручным спосо-

бом составляет при спуске 65,1%, а при подъеме — 60% всего времени спуско-подъемных операций (см. ниже).

1 -челюсть; 2—створка; 3 -рукоятка; 4-палец; 5-пружина; ' ! в —сухарь; 7—хомутик; 8 —ограничитель

,84

Поэтому создание наиболее удобного ключа для бригад подземного ремонта является одним из самых актуальных вопросов механизации спуско-подъемных опе­ раций.

Шарнирные ключи. Попытка заменить цепной ключ при подземном ремонте различными шарнирными клю­ чами не увенчалась успехом. Существующие конструкции шарнирных ключей имеют серьезные недостатки, а экс­ плуатационные качества их — неудовлетворительны. Они не универсальны по диаметру захвата (трубы и муфты), тяжелы и не держатся на трубе на весу. Все эти весьма серьезные конструктивные недостатки шарнирных клю­ чей делают их неудобными при подземном ремонте сква­ жин, и практического применения они не нашли.

Двухшарнирный ключ КТГ конструкции бывш. «Гипронефтемаша» (рис. 24) достоит из восьми основных дета­ лей, предназначен для труб и муфт восьми размеров от

33,0 до 141,5 мм.

Конструкция шарнирных ключей рассчитана на зах­ ват труб только одного диаметра, хотя в литературе ука­ зывается возможность захвата труб двух смежных диа­ метров.

Известно, что в эксплуатации нефтяных скважин применяются насосно-компрессорные трубы и муфты к ним восьми размеров.

Необходимо иметь пятнадцать размеров ключей, что­ бы обеспечить захват труб и муфт. Поэтому они не наш­ ли широкого применения при подземном ремонте сква­

жин.

а-!

б) М а ш и н н ы е т р у б н ы е к л ю ч и

Для механизированного свинчивания и развинчивания насосно-компрессорных труб в подземном ремонте при­ меняются следующие ключи.

Ключи системы Молчанова имеются двух видов: труб­ ные КТМ и стопорные КСМ. Ключи изготовляются для насосно-компрессорных труб и муфт к ним размерами

48; 60; 73; 89 и 114 мм по нормали ТУ 26-02-257-70.

85

На рис. 25 показан трубный ключ КТМ. Он предна­ значен для свинчивания и развинчивания труб с по­ мощью автомата АПР-2.

Ключ состоит из челюсти /, соединенной пальцем 2 со створкой 3. Створка закрывается защелкой 4, поса­ женной на палец 5 и подпружиненной спиральной пру­ жиной 6.

В челюсть ввинчены винты 7 для ограничения откло­ нения защелки, а для предотвращения самооткрывания ключа предусмотрена предохранительная защелка 8.

По поверхности челюстей свободно скользит сухарь 9 клиновидной формы, имеющий изнутри зубчатую по­

86