§ 9. ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ СПУСКОПОДЪЕМНЫХ ОПЕРАЦИИ НА БУРОВЫХ УСТАНОВКАХ

 

  Главная      Учебники - Разные     Буровые машины и механизмы (Лесецкий В.А.) - 1980 год

 

поиск по сайту            правообладателям  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

содержание      ..     23      24      25      26     ..

 

 

 

 

 

 

§ 9. ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ СПУСКОПОДЪЕМНЫХ ОПЕРАЦИИ НА БУРОВЫХ УСТАНОВКАХ


Элеваторы

Литой полуавтоматический элеватор (ЭАЛ) (рис. III. 14) по конструкции относится к двустворчатому (бескорпусному) и состоит из двух створок 1 и 2, замкового устройства, осей шарнира 8 и 9 и пружины 10.

Замковое устройство помещается на левой створке элеватора и состоит из защелки 3, оси 4, пружин 5 и 13, замка 11 и оси 12. Правая створка на передней части имеет прилив полукруглой формы, который в момент закрытия элеватора входит в паз корпуса и тыльной частью упирается в защелку.

С помощью двух пружин 5 и 13 защелка все время находится в прижатом к корпусу положении. Ось 9, соединяющая обе створки, наклонена к вертикальной оси элеватора под углом 10°, что исключает самопроизвольное открывание элеватора под нагрузкой. Преимущество наклонной оси заключается также в том, что после открытия элеватора под действием пружины он, поворачиваясь на штропах, отталкивается от трубы. Для этого не требуется дополнительное усилие рабочего.

Против выхода штропов из проушин находятся предохранители 7, закрепленные на пальце 6. Конструкция предусматривает проведение спуско-подъемных операций одним полуавтоматическим элеватором с клиновым захватом. Посадка такого элеватора на ротор не допускается.

В табл. 111.8 приведена техническая характеристика элеваторов ЭАЛ.

 

 

 

Рис. 111.14. Литой элеватор ЭАЛ 

 

Таблица III.8 

 

 

 

Рис III.15. Штропы: a — двухветвевый; б — одноветвевый 

 

Для спуска в скважину обсадных труб применяются кованые элеваторы ЭО и ЭКО и литые элеваторы ЭН, которые относятся к типу корпусных элеваторов с одной створкой (дверкой). По конструкции они мало отличаются от элеваторов ЭАЛ.

 

Бурильные штропы

Для подвешивания элеватора на крюке применяются штропы. Они воспринимают всю нагрузку, возникающую при спуске бурильных и обсадных труб, так как являются соединительным звеном между крюком и элеватором.

Штропы (рис. II 1.15) представляют собой вытянутую по одной оси стальную петлю овальной конфигурации, один конец которой изогнут для более удобного расположения в рогах подъемного крюка. В нижней части имеются ручки.

В табл. III.9 приведены основные размеры штропов.

 

Машинные ключи для бурильных труб

Раскрепление и докрепление бурильных труб в период спускоподъемных операций, закрепление обсадных труб, спускаемых в скважину, производится при помощи машинных ключей, подвешенных на специальных канатах в горизонтальном положении внутри буровой вышки на высоте 1,4—1,6 м от пола. Канаты огибают специальные блоки, прикрепленные к одному из поясов вышки. К другому концу пояса к канату подвешивают противовесы, уравновешивающие ключи. Благодаря такой системе ключи легко могут перемещаться в вертикальной плоскости на необходимую высоту.

В буровой у ротора друг против друга подвешиваются два ключа. При помощи ключа, находящегося с левой стороны (если смотреть на лебедку со стороны мастков), задерживаются трубы от проворачивания. На конец ручки этого ключа надет канат, другой конец которого прикреплен к ноге буровой. Ключ, установленный и закрытый на замковой муфте нижней трубы, отводится в крайнее положение.

Второй ключ располагается на нижней части замка отвинчиваемой верхней трубы. К концу его с помощью вертлюжка присоединяется тяговый канат пневмораскрепителя. Рычаг ключа устанавливается на расстоянии, которое перед подачей воздуха в пневмораскрепитель позволяет тяговому канату находиться в натянутом состоянии. .Под давлением воздуха поршень раскрепителя увлекает тяговый канат и поворачивает рычаг ключа на 60—70° С, в результате чего замковое соединение раскрепится.

Лучшие результаты получены при эксплуатации универсальных машинных ключей УМК-1 и ключей Б-2.

Таблица III.9

Шифр

Допустимая нагрузка пары, МН

Длина L, м

Диаметр D, мм

Масса пары, кг

ШБН-300

3,00

2,00

90

420

ШБН-200

2,00

2,00

85

380

ШБН-125

1,25

1,89

75

285

ШБУ-125

1,25

1,20

75

179

Примечание. Шифр с буквой «У» относится к укороченным штропам

 

Ключ УМК-1 (рис. III. 16) четырехзвенной конструкции стоит из рычага 7, корпуса 6, трех челюстей 1, 4 и 8. Ключ захватывает бурильные трубы и замки всех размеров (от 108 до 212 мм), что достигается заменой челюсти 1. В комплекте с ключом поставляются две такие челюсти — одна для труб диаметрами 108—178 мм, вторая для труб диаметрами 140— 212 мм.

Все указанные звенья соединены между собой и рычагом шарнирно при помощи пальцев 5. К челюсти 4 прикрепляется защелка 2, соединяемая со сменной челюстью при помощи запорного устройства. Под действием пружин 3, смонтированных на корпусе челюсти 4, при установке на трубу или замок ключ автоматически закрывается.

 

В пазы челюсти 8 вставлено по три стальных плашки-сухаря с насечкой на внутренней поверхности, соприкасающейся с телом замка или трубы. В каждом пазе корпуса ключа находится по два таких сухаря. Эти сухари удерживают ключ от вращения вокруг тела трубы в первый момент, когда между ними еще не создалось достаточного трения. В дальнейшем вследствие того, что отдельные звенья ключа плотно обхватывают замок (трубу) и сильно прижимаются к поверхности рукояткой, создается достаточное трение, предупреждающее проскальзывание ключа по телу замка.

Основные детали ключа отливаются из стали марки 40ХЛ, а пальцы изготовляются из стали марки 40Х. Длина ключа 1,65 м, ширина 0,6 м, масса ключа без подвески 177 кг, с подвеской 203 кг.

 

 

 

 

Рис. III.16. Универсальный машинный ключ УМК-1 

 

Рис. III.17. Ключ для обсадных труб:
1 — защелка; 2, 3, 7 и 9 — челюсти; 4 — сухари; 5 — подвеска; 6 — рычаг; 8 — пальцы шарниров; 10 — ручка 

 

В последнее время в связи с распространением автоматических пневматических ключей машинные ключи применяются для выполнения отдельных работ, которые нельзя выполнить пневматическими ключами. На рис. III. 17 показан общий вид ключа для обсадных труб. При спуске в скважины 148- и 168-мм обсадных труб пользуются ключами для бурильных труб.

Клинья для бурильных труб

Клинья (рис. III.18) предназначены для захвата и удержания в роторе на весу колонны бурильных труб в период их подъема и спуска в скважину. В комплект клиньев входят четыре клина 1 и 2 с набором плашек 5 с зубчатой насечкой и упорной пластиной 3. Каждые два клина при помощи шарнира, болта 4 и ручки 10 соединены в две секции, которые при спуско-подъемных операциях одновременно двумя рабочими опускаются в зазор между бурильной трубой и внутренней конусной поверхностью роторных вкладышей. При этом бурильные трубы в роторе удерживаются в подвешенном состоянии.

Для освобождения клиньев трубы необходимо несколько приподнять, после чего они свободно извлекаются из роторных  вкладышей. Сменные плашки сверху в корпусе прижимаются упорной крышкой 9, шарнирно соединенной с пальцем 8, который закреплен в корпусе секции. Нажим на плашки осуществляется пружиной 6, действующей на упорную крышку через упорный палец 7. Плашки клиньев изготовляются из стали марки 12ХН2 и подвергаются термообработке до твердости рабочих поверхностей HRC42----53. По мере износа плашки заменяются новыми.

В настоящее время ручные клинья заменены пневматическими клиновыми захватами, что значительно облегчило труд буровых рабочих. Однако в отдельных случаях они применяются и сейчас. Техническая характеристика клиньев приведена в табл. III.10.

 

 

 

Рис. 111.18. Клинья для бурильных труб 

 

Таблица III.10

Шифр

Диаметр труб, мм

Допустимая

нагрузка.

Масса, кг

КБ2-4

114

100

70

КБ2-5

141

110

80

КБ2-6

168

110

83

 

 

 Буровые пневматические ключи

В настоящее время широко применяются пневматические буровые ключи, которыми оснащаются все выпускаемые буровые установки. К таким ключам относятся стационарные ключи АКБ-ЗМ и подвесные ключи типа ПБК. Они предназначены для раскрепления, развинчивания и свинчивания бурильных труб диаметрами 114—168 мм и при спуско-подъемных операциях и приводятся в действие сжатым воздухом 0,7—1,0 МПа.

Ключ АКБ-ЗМ устанавливается в буровой между лебедкой и ротором со стороны приводного вала на специальном фундаменте или на вышечно-лебедочном блоке, к которому прикрепляется болтами.

Ключ АКБ-ЗМ (рис. II 1.19) состоит из следующих основных частей: блока ключа 1, каретки с пневматическими цилиндрами 2, стойки 3 и пульта управления 4.

Блок ключа является основным механизмом, непосредственно свинчивающим и развинчивающим бурильные трубы. Он вместе с кареткой смонтирован на неподвижной стойке, установленной у ротора 5, и представляет собой корпус, на котором установлены трубозажимное устройство, понизительный редуктор и пневматический двигатель с маховиком. Внизу блока имеются направляющие полозья, на которых он перемещается при помощи двух пневматических цилиндров двойного действия надвигается на бурильную трубу, установленную в роторе, или Отодвигается от бурильной трубы после ее развинчивания

После установки на клинья поднятой колонны бурильных труб блок ключа с помощью пневматических Цилиндров перемещается в сторону оси скважины и заходит на замковое соединение свинченных труб. Вырез в передней части трубозажимного устройства и корпуса ключа облегчает заход блока ключа на замок Верхнее и нижнее приспособления трубозажимного устройства зажимают одновременно верхнюю и нижнюю части замка. При этом верхнее приспособление, зажав конусную часть замка, передает вращение трубе от двигателя ключа, а нижнее, находящееся на второй части замка (цилиндрической), воспринимает реактивный момент и удерживает нижнюю трубу от поворота. Зажимные устройства, как и механизм передвижения блока ключа, работают от пневматических цилиндров, включаемых с пульта управления 4.

 

 

 

 

 

Рис III 19 Пневматический ключ АКБ 3М 

 

После того как блок ключа установлен над ротором, а челюсти зажимных приспособлений зажаты на замке, включают пневматический двигатель, который соединяется с ведущим валом понизительного редуктора. Валы этого редуктора расположены вертикально. На ведущем валу смонтирован маховик с муфтой ограничения крутящего момента. Маховик способствует увеличению инерционного крутящего момента, необходимого при раскреплении труб. Во избежание поломок отдельных деталей ключа от возникающих больших крутящих моментов вследствие остановки вращающихся масс маховик двигателя имеет предохранительную муфту. 

 

Пульт управления состоит из корпуса, четырех кранов и крана, соединяющегося с коллектором, трех рукояток и шланга с накидными гайками или угольниками. Четыре крана объединяются попарно с помощью скоб и рукояток. Эти краны могут включаться вместе или раздельно при перемещении рукояток. С помощью одной из рукояток можно управлять краном, связанным с цилиндром подвода и отвода ключа или краном цилиндра зажима нижних челюстей. Другой же рукояткой можно управлять краном пневмодвигателя ключа и краном, связанным с устройством зажима верхней челюсти.

При работе ключа сжатый воздух от ресивера по металлическому трубопроводу, резиновому рукаву и крану поступает в коллектор. От коллектора отходят четыре резиновых рукава, по которым сжатый воздух поступает к четырем кранам и далее к соответствующим цилиндрам и двигателю.

Один из кранов является страховым. По окончании спускоподъемных операций он должен закрываться, в результате чего полость коллектора сообщается с атмосферой. Это делается с той целью, чтобы избежать внезапного (помимо воли бурильщика) включения в работу ключа, находящегося в зоне действия ключа.

Ключ ПБК-1 состоит из сварного корпуса прямоугольной формы, затвора с двумя гладкими роликами, свободно вращающимися на вертикальных осях устройства, запирающего ключ. На противоположном конце корпуса установлен горизонтальный пневматический цилиндр, шарнирно соединенный с редуктором и помещенный в корпусе ключа. В цилиндре расположены два поршня, передающие движение общему штоку. Под действием сжатого воздуха шток сдвоенного цилиндра перемещает редуктор внутри корпуса ключа и зажимает трубу, на которую предварительно был заведен ключ, между гладкими и ведущими роликами, обеспечивая передачу крутящего момента от пневматического двигателя.

 

 

 

 

 

 

Рис. 111.20. Схема подвески ключа ПБК-1

 

Ключ 1 в буровой подвешивается на канате 3 (рис. III.20). Высота подвески регулируется пневматическим цилиндром 5 с пульта управления 4, установленного внутри буровой. По шлангам 6 сжатый воздух поступает из общего воздухосборника в пневматический двигатель 2 и пневматические цилиндры через краны, установленные на том же пульте.

Ключ ПБК-3 представляет собой усовершенствованную конструкцию ключа ПБК-1» в которую внесены следующие основные изменения:

1) привод каждого из двух ведущих роликов осуществляется отдельным пневматическим двигателем, что значительно упрощает конструкцию редуктора и делает работу ключа более надежной;

2) ведущие ролики установлены на концах рычагов, что улучшает условия их обслуживания и ремонта;

3) поворот рычагов для захвата труб осуществляется горизонтальными цилиндрами;

4) масса ключа значительно уменьшена.

Все эти усовершенствования повысили технические и эксплуатационные качества ключей.

 

Техническая характеристика ключей

 

 

* Масса ключа с пультом управления

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

содержание      ..     23      24      25      26     ..