Лабораторна робота № 13
ВИВЧЕННЯ КОНСТРУКЦІЙ, ПРИНЦИПУ РОБОТИ, ВИМІРЮВАННЯ I РОЗРАХУНОК ПАРАМЕТРІВ КЛЮЧІВ ДЛЯ HACOCНО-КОМПРЕСОРНИХ ТРУБ ТА ШТАНГ
13.1 МЕТА І ЗАВДАННЯ РОБОТИ 13.1.1 Вивчення конструкцій, принципу дії трубних i штангових ключів. 13.1.2 Ознайомлення з параметрами ключів, умовами їх експлуатації та матеріалами для виготовлення деталей. 13.1.3 Вивчення технічних i технологічних вимог на виготовлення, монтаж та експлуатацію ключів. 13.1.4 Складання експлікацій до ключів. 13.1.5 Вимірювання розмірів деталей ключів та їхескізування. 13.1.7 Оцінювання придатності деталей, вузлів та ключів в цілому для подальшої експлуатації.
13.2 ОБЛАДНАННЯ, ІНСТРУМЕНТ 13.2.1 Навчально-демонстраційний стенд „Трубні i штанго-ві ключі для виконання згвинчування-розгвинчування при підземному ремонті свердловин". 13.2.2 Натурні взірці ключів, їх вузли та деталі. 13.2.3 Комплект нормативно-технічної документації та довідкової інформації. 13.2.4 Вимірювальний інструмент: лінійка, штангенциркуль.
13.3 ТРИВАЛІСТЬ РОБОТИ Робота розрахована на 2 години.
13.4 МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ З ПІДГОТОВКИ ТА ПРОВЕДЕННЯ РОБОТИ Лабораторна робота розрахована на роботу студентів, розподілених на підгрупи з кількістю студентів в кожній не більше двох. Робота студента проводиться згідно з індивідуальними завданнями відповідно до конкретного типу або типорозміру трубного чи штангового ключів, які є в наявності в лабораторії нафтогазопромислового устаткування. Індивідуальні завдання видаються студентам після попереднього контролю підготовки їх до виконання лабораторної роботи. При підготовці до лабораторної роботи необхідно детально вивчити матеріал згідно з п.13.1.1, 13.1.2, 13.1.3 та ознайомитись з даними методичними вказівками. Рівень підготовки студентів до лабораторної роботи повинен забезпечити виконання її згідно з п. 13.6 протягом 2 годин.
13.5 ЗАГАЛЬНІ ВІДОМОСТІ При ремонтах та інших технологічних операціях на нафтових i газових свердловинах для згвинчування та розгвинчування НКТ i штанг при СПО використовують трубні та штангові ключі. Широке застосування при роботі в комплекті з автоматами для механізації СПО (АПР, КМУ, КАРС) знайшли трубні ключі КТГУ, КСМ i КТДУ (КТД). Останній тип ключів виготовляють у двох виконаннях: ключі типу КТД застосовують для ручного, а ключі КТДУ, що мають укорочену рукоятку, – для механізованого процесу згвинчування-розгвинчування НКТ i трубчастих штанг. Для ручного згвинчування трубних з'єднань використовують ключі КОТ (випускають замість ключів КТНД) і ланцюгові ключі нормального виконання КЦН та полегшеної конструкції КЦО. Згвинчування штангових колон проводиться ключами КШН i КШК. Основні типорозміри ключів та їх параметри наведені в таблиці 13.1, а їх конструкція зображена на рисунках 13.1 – 13.10. Принцип роботи трубних ключів базується на ефекті " самозатягування", тобто із збільшенням обертового моменту зростають зусилля затискання труби. Основні вимоги до трубних i штангових ключів – надійне захоплення різьбових з'єднань як при згвинчуванні, так i при розгвинчуванні. Надійність в експлуатації повинна зберігатись при роботі з трубами i штангами, які мають допустимі відхилення від номінальних розмірів, а також при роботі з поверхнями, покритими пластовими флюїдами (нафтою, парафіном, смолою та ін.) та продуктами корозії. Нормальне виконання основної функції ключа полягає в передачі номінальних обертових моментів при згвинчуванні i максимальних їх значень при розгвинчуванні різьбових з'єднань, що експлуатувались певний час у свердловині. Широке використання трубних ключів КТД зумовлено рядом притаманних їм переваг в порівнянні з шарнірними ключами КОТ i КТГУ. В першу чергу вони полягають в тому, що при захопленні труби основна частина зусилля передається на більшу щелепу, забезпечуючи контакт із захоплюваною поверхнею по площі не менше 50 %. По-друге, конструкцією передбачена можливість незначного кутового переміщення " плаваючого'' сухаря. Це дозволяє надійно захоплювати труби, що мають відхилення від номінальних розмірів. В модернізованих ключах КОТ кругла плашка замінена на плашку з випуклою поверхнею (сегментною), посилено кріплення щелепи з рукояткою та фіксація пружини, збільшено величину передавального обертового моменту при дещо меншій масі ключа. Для стопоріння колони НКТ відпровертання при механічному згвинчуванні-розгвинчуванні різьбових з'єднань з допомогою АПР застосовують ключі КСИ i KCM. Як правило, вони необхідні на початку опускання i в кінці піднімання колони труб. В таких випадках вага колони труб недостатня для забезпечення необхідного коефіцієнта зчеплення в клинах i під дією обертового моменту можливе провертання в спайдері.
1 – щелепа мала; 2 – щелепа велика; 3, 6 – велика і мала рукоятки; 4 – пружина; 5 – сухар самовстановлюючий Рисунок 13.1– Ключ трубний КТД
1 – створка; 2 – рукоятка; 3 – щелепа; 4 – сухар; 5 – пружина; 6 – палець Рисунок 13.2–Ключ трубний КТГУ
1 – рукоятка; 2 – кругла плашка; 3 – плоска плашка; 4 – ручка; 5 – щелепа; 6 – пружина; 7 – гвинт Рисунок 13.3–Ключ трубний КТНД
1 – щелепа, 2 – палець; 3 – защіпки; 4 – сухар Рисунок 13.4–Ключ стопорний КСИ
1, 4 – щелепи; 2, 3 – защіпки; 5 – упор; 6 – сухар Рисунок 13.5–Ключ стопорний КСМ
1 – ручка; 2 – щелепа; 3 – рукоятка; 4 – сухар; 5 – плашка Рисунок 13.6–Ключ трубний КНТ
1 – рукоятка; 2 – щоки; 3 – ланцюг; 4 – болт; 5 – гайка; 6 – палець; 7 – початкова ланка; 8 – труба Рисунок 13.7–Ключ трубний ланцюговий
Рисунок 13.8–Ключ штанговий КШН
1 – рукоятка; 2 – головка; 3 – пружина; 4 – палець Рисунок 13.9–Ключ штанговий КШШ 16-25
1 – штурвал; 2 – защіпка; 3 – маточина; 4 – вузол замка Рисунок 13.10–Круговий ключ для насосних штанг В порівнянні з ланцюговими шарнірні ключі дещо легші, зручніші в роботі i їх застосування в меншій мірі пошкоджує поверхню труб. При заклинюванні в щоках виникають труднощі із зняттям ключа з труби. Аналіз причин порушення працездатності ключів показує, що відмови виникають в результаті випадання пальців із шарнірних з'єднань, випадання штифта i cyxapiв, недотримання розмірів i наявність їх відхилень у розкритому ланцюгу з'єднаних деталей, внутрішніх дефектів. Такі пошкодження можуть бути пов'язані як з порушенням виробничої дисципліни при збиранні ключів так з порушенням технології виготовлення їх деталей. В процесі експлуатації відбуваєтьсяприродне спрацювання деталей: насічок cyxapiв, щелеп, робочих i опорних поверхонь, осей та інше. Перелічені причини порушують нормальне функціонування вузлів ключів, знижують їх опір руйнуванню при дії статичних i динамічних навантажень, не забезпечують ефективне i безаварійне виконання операцій згвинчування-розгвинчування НКТ i штанг. В зв'язку з цим, важливо забезпечити кваліфікований технічний огляд перед їх застосуванням, раціональну експлуатацію і періодичний контроль технічного стану в процесі роботи. Тому всі ключі перед початком їх застосування підлягають візуальному огляду, врезультаті якого перевіряється маркування ключів i cyxapів i встановлюється відповідність їх параметрів заданим умовам експлуатації, проводиться детальний зовнішній огляд на виявлення можливих дефектів, перевіряється чи вільно провертаються деталі в шарнірних з'єднаннях, оцінюється стан пружин, cyxapiв тощо.
13.6 ПОРЯДОК ВИКОНАННЯ РОБОТИ 13.6.1 Після допуску до виконання лабораторної роботи одержати у викладача індивідуальне завдання i вибрати відповідно до нього об'єкт (трубний або штанговий ключ) для дослідження. 13.6.2 Описати призначення ключа, принцип його роботи та визначити основні технічні показники. 13.6.3 Скласти детальну експлікацію до ключа, зазначив-ши конструкційні матеріали, з яких виготовлені його деталі. 13.6.4 Проаналізувати умови експлуатації ключа, уважно оглянути його i описати знайдені пошкодження та причини їх виникнення. 13.6.5 Перелічити швидкозношувані деталі i вузли ключа, перевірити наявність люфтів i відхилень від номінальних розмірів. 13.6.6 Згідно з індивідуальним завданням виконати ескіз однієї деталі або вузла, зробити виміри та проставити необхідні розміри. 13.6.7 Користуючись результатами технічного огляду, а при необхідності результатами відповідних замірів i розра-хунків, обґрунтувати придатність деталей та вузлів ключа для подальшої експлуатації. 13.6.8 Скласти перелік технічних та технологічних вимог для забезпечення раціональної експлуатації трубних та штангових ключів. 13.6.9 Оформити, здати викладачу на перевірку та захистити звіт з лабораторної роботи.
13.7 ВИМОГИ ДО ЗВІТУ 3 ЛАБОРАТОРНОЇ РОБОТИ Звіт з лабораторної роботи повинен містити: 13.7.1 Умовне позначення ключа, його застосування та опис принципу роботи. 13.7.2 Експлікацію іззазначенням конструкційних матеріалів, з яких виготовлені деталі ключа. 13.7.3 Інформацію за п.13.6.4 з необхідними поясненнями. 13.7.4 Перелік швидкозношуваних деталей, наявність люфтів та відхилень від номінальних розмірів. 13.7.5 Ескіз деталі, який виконаний згідно з індивідуальним завданням. 13.7.6 Вихідні дані, розрахункові формули, необхідні пояснення та обгрунтування результатів перевірочного розра-хунку. 13.7.7 Оцінювання технічного стану, аналіз придатності деталей i ключа в цілому для роботи. 13.7.8 Рекомендацій щодо забезпечення раціональної експлуатації ключа.
13.8 ПИТАННЯ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЮ ПІДГОТОВКИ 13.8.1 Якими основними технічними показниками характеризуються трубні i штангові ключі? 13.8.2 Які функції виконують стопорні ключі i в комплекті з якими пристроями вони застосовуються? 13.8.3 Як забезпечується надійне захоплення i утримування труб в ключах КТД. 13.8.4 Якими критеріями визначається працездатність трубних i штангових ключів? 13.8.5 Які переваги шарнірних ключів в порівнянні з ланцюговими? 13.8.6 Які деталі штангових i ланцюгових ключів піддаються найбільшому спрацюванню?
13.8.7 Опишіть порядок перевірки шарнірних трубних ключів перед їх застосуванням для проведення СПО.
Таблиця 13.1 – Основні параметри трубних і штангових ключів
13.9 РЕКОМЕНДОВАНІ ДЖЕРЕЛА ІНФОРМАЦІЇ 13.9.1 Оборудование и инструмент для освоения и ремонта нефтяных и газовых скважин. Каталог. – М.: ЦИНТИхимнефте-маш, 1984. 13.9.2 Нефтепромысловое оборудование. Справочник / Под ред. Е.И. Бухаленко. – М.: Недра, 1990. 13.9.3 Бухаленко Е.И., Бухаленко В.Е. Оборудование и инструмент для ремонта скважин. – М.: Недра, 1991. 13.9.4 Молчанов Г.В., Молчанов А.Г. Машины и оборудование для добычи нефти и газа. – М.: Недра, 1984. 13.9.5 Ивановский В.Н., Дарищев В.И., Сабиров А.А., Каштанов В.С., Пекин С.С. Оборудование для добычи нефти и газа: в 2 ч. – М.: ГУП Изд-во «Нефть и газ» РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, 2003. – Ч. 2.
|
