Кинематическая схема и характеристика механического ключа типа КМУ и комплектующих инструментов.

Ключ механический КМУ предназначен для механизации операций по свинчиванию и развинчиванию, захвату, удержанию на весу и центрированию колонны НКТ при текущем ремонте скважин, эксплуатируемых при помощи любого оборудования, включая электропогружные насосы.

Основные блоки ключа: вращатель, электропривод, стойка и разрезной спайдер (рис.1).

Вращатель представляет собой редуктор с прямозубой цилиндрической передачей. Рабочим органом вращателя служит большая разрезная шестерня с закрепленным на ней водилом. Привод осуществляется от электродвигателя во взрывобезопасном исполнении, при помощи маховика и полумуфты. Управляют электроприводом с кнопочного поста управления КУ-93-ВЗГ через магнитный пускатель ПАЭ-324.

Вращатель с электроприводом прикреплен быстросъемными зажимами к поворотной стойке, состоящей из плиты-кронштейна, приваренного к спайдеру.

Спайдер состоит из разрезного корпуса, клиньев и рукоятки управления. Колонна НКТ заклинивается в спайдере. Ключ надвигается на колонну труб при вращении вокруг кронштейна, при этом стяжной болт фиксатора-вращателя, скользя по эксцентричной поверхности спайдера, попадает в паз спайдера и фиксирует совмещения вращателя со спайдером. Включением кнопки управления водило приводиться во вращение.

Совмещения прорези большой шестерни с прорезью корпуса осуществляется специальным совмещающим механизмом. Техническая характеристика КМУ приведена ниже.

Наибольшая нагрузка на спайдер, кН 320

Наибольший крутящий момент на водиле, кН*м 4,5

Частота вращения водила, мин^-1 60

Диаметр захватываемых труб, мм 48, 60, 73 и 85

Электродвигатель привода:

тип ВАО32-4

мощность, кВт 3

частота вращения, мин^-1 1380

напряжения, В 380

Габариты, мм 840х410х1020

Масса, кг:

ключа (без спайдера и инструмента) 370

полного комплекта 460

12 ОСНОВНУЕ СХЕМЫ УГПН

Гидропоршневые насосные установки различаются:

- по типу принципиальной схемы циркуляции рабочей жидко­сти (открытая или закрытая);

- по принципу действия скважинного насоса (одинарного, двойного действия или дифференциальный);

- по принципу работы гидродвигателя (дифференциального или двойного действия);

- по способу спуска погружного агрегата (спускаемые на ко­лонне НК.Т — фиксированные или свободные — сбрасываемые в скважину);

- по числу ГПНА, обслуживаемых одной наземной установкой (индивидуальные или групповые).

особенности установок.

Тип принципиальной схемы циркуляции рабочей жидкости предопределяет способ возврата рабочей жидкости на поверхность. В установках с закрытой схемой жидкость после совершения ею полезной работы из гидродвигателя по отдель­ному каналу поднимается на поверхность. Продукция пласта, выходящая из скважинного насоса, поднимается по своему от­дельному каналу.

В установках с открытой схемой жидкость, выйдя из гидро­двигателя, смешивается с жидкостью, выходящей из скважин­ного насоса, и поднимается на поверхность по общему каналу.

Недостатком первой схемы является большая металлоем­кость, поскольку от устья к погружному агрегату необходимо спустить три герметичных трубопровода: для подачи рабочей жидкости к агрегату, для ее отвода и для подъема пластовой жидкости. Достоинством этой схемы являются незначительные потери рабочей жидкости, определяемые только лишь утечками из системы привода. Следует заметить, что производительность системы подготовки рабочей жидкости всей установки в значи­тельной степени зависит от качества подготовки рабочей жид­кости.

Установки с открытой схемой обладают меньшей металлоем­костью, так как предполагают каналы только для двух потоков жидкости - сверху вниз - рабочей, а снизу вверх - смеси ра­бочей и пластовой жидкости. Соответственно проще и оборудо­вание устья. Недостатком этой системы является необходимость

обработки большого количества рабочей жидкости, что требует применения сложных и высокопроизводительных систем для ее подготовки.

Принципиальные схемы установок обоих типов приведены на рис. VIII.2. В каждой из них двигатель 1 приводит в действие силовой насос 2, который по колонне труб 3 подает рабочую жидкость к двигателю 4 гидропоршневого агрегата (ГПНА). Скважинный насос 5 ГПНА, приводимый в действие двигателем 4 забирает пластовую жидкость из скважины и по колонне труб 6 направляет ее вверх. В установке с открытой схемой рабочая жидкость из мотора поднимается на поверхность по колонне труб 6, а в установке с закрытой схемой — по отдельной ко­лонне 7.

В установке с открытой схемой смесь пластовой и рабочей жидкости из колонны 6 направляется в устройство подготовки рабочей жидкости 8, из которого очищенная нефть по трубопро­воду 9 поступает на прием силового насоса 2, а остальная часть потока вместе с отдельными примесями направляется в сбор­ный промысловый коллектор.

В установке с закрытой схемой рабочая жидкость возвраща­ется в буферную емкость устройства подготовки 8, откуда тру­бопроводом 9 направляется на прием силового насоса 2. Пла­стовая жидкость из колонны 7 отводится в сборный промысловый коллектор,

а не­большая часть жид­кости (1—2%) по трубопроводу 10 на­правляется в устрой­ство подготовки 8 для компенсации потерь рабочей жидкости.

По принципу действия скважинного насоса ГПНА существующие конструкции можно разделить на группы с насосами одинарного (рис. VIII.3, а), двой­ного (рис. VIII,3. б) и дифференциального действия(рис.VIII.З, в).

По принципу дей­ствия гидродвига­теля ГПНА различаются дифференциального или двой­ного действия.

По способу спуска ГПНА различаются: агрегаты, спус­каемые на колонне насосно-компрессорных труб (аналогично трубному скважинному насосу), фиксированные и так называе­мые свободные агрегаты. Первые жестко соединяются с колон­ной, и для их подъема необходимо поднять НКТ, что сопряжено с большой затратой сил и времени бригады подземного ре­монта, вторые снабжаются специальным уплотнением и замком и поднимаются или опускаются посредством рабочей жидкости, направление которой изменяется в зависимости от необходи­мого направления движения агрегата. Для монтажа свободных агрегатов 6 нижней части труб устанавливается специальное седло, а на устье — ловитель и специальная обвязка, позволяю­щая изменять направления потоков в колоннах насосно-компрессорных труб.

Помимо перечисленных отличительных признаков установки отличаются конструктивным исполнением и взаимным располо­жением каналов для подвода и отвода жидкости от ГПНА. В качестве каналов могут использоваться специальные колонны НКТ либо внутренняя полость эксплуатационной колонны, а от­носительно друг друга колонны могут располагаться концентрично или же параллельно. В зависимости от типа гидравлической схемы установки и типа применяемого ГПНА конструкции нижней части внутрискважинного оборудования могут быть раз­личными.

Рабочая жидкость.

Блок подготовки рабочей жидкости имеет параметры, обус­ловленные, прежде всего, типам гидравлической схемы уста­новки: закрытой или открытой. В первом случае его произво­дительность составляет 1—3 % от подачи силового насоса, во втором — до 50 %.

Как правило, в качестве рабочей жидкости используется сы­рая нефть, после того как из нее удалены свободный и раство­ренный газ, вода, абразив. Если подготовка рабочей жидкости в малых количествах при использовании закрытых схем не вы­зывает трудностей, то очистка ее для установок с открытой схе­мой достаточно сложна.

Высокие требования к качеству рабочей жидкости предопре­деляются в конечном счете долговечностью, которой должны об­ладать и силовой насос и ГПНА. Невыполнение этого требова­ния, например, в отношении содержания абразива будет приво­дить к интенсивному изнашиванию пар трения: плунжер— уплотнение в насосе, поршень — цилиндр, детали золотника и клапанов в ГПНА, увеличение содержания коррозионноактивных компонентов — к коррозии внутренних полостей, в том чи­сле и рабочих поверхностей, гидросистемы.

На энергетические показатели установок большое влияние оказывает вязкость нефти—превышение определенного ее зна­чения приводит к резкому снижению к. п. д., что обусловлива­ется повышением потерь давления на жидкостное трение.

В настоящее время в установках ГПНА для добычи высоко­вязких нефтей в качестве рабочей жидкости используется вода со специальной присадкой, обеспечивающей хорошие смазываю­щие свойства и являющейся ингибитором коррозии. Применение ее приводит к увеличению к. п. д., но одновременно повышает требования к герметичности резьбовых соединений колонн насосно-компрессорных труб.

Вопрос о рациональной степени очистки рабочей жидкости определяется на основании технико-экономических расчетов, в основу которых закладываются с одной стороны стоимость подготовки рабочей жидкости, а с другой стороны — стоимость ремонта или замены оборудования, выход из строя которого обусловлен качеством подготовки жидкости.

С учетом того, что ухудшение качества подготовки жидкости приводит к необходимости замены пар плунжер—уплотнение в силовом насосе и замене всего агрегата ГПНА на новый, за­нимающий при применении свободного ГПНА порядка 4 ч, в ряде случаев считается целесообразным при применении от­крытых гидравлических схем рабочую жидкость отстаивать в резервуаре и доводить содержание абразива до 0,5 г/л.

Схема простейшей установки для подготовки рабочей жид­кости включает трехфазный сепаратор, отделяющий свободный газ и воду от нефти, и буферную емкость для хранения и от­стаивания нефти. Иногда, в эту схему включается устройство для дозирования и подачи в рабочую жидкость химических реа­гентов, например, для внутрискважинного деэмульгирования пластовой жидкости.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: