Дипломная (вкр): Разработка конструкции устройства для исследования скважин

.4 Составные части комплекса оборудования и их назначение

Рассмотрим состав и назначение составных частей комплекса оборудования, как в наибольшей степени отвечающего требованиям, предъявляемым к оборудованию для исследования скважин, согласованному и рекомендованному к серийному производству.

Комплекс оборудования (в соответствии с рисунком 1.5). состоит из следующих составных частей:

передвижного подъёмного агрегата;

устьевого оборудования;

скважинного оборудования;

средств контроля;

системы управления сальником.

- первичный блок контроля технологических параметров; 2 - система управления сальником; 3 - вторичный блок контроля технологических параметров; 4 - комплект устьевого и скважинного оборудования; 5 - указатель глубины; 6 - превентор

Рисунок 1.5. Комплекс оборудования для исследования скважин в транспортном положении

- сальник; 2 - переводник; 3 - ниппель-гайка; 4 - переводник; 5 - корпус датчика; 6 - превентор; 7 - лубрикатор.

Рисунок 1.6.Устьевое оборудование комплекса

В качестве передвижного подъёмного агрегата используется агрегат для подземного и капитального ремонта скважин типа АзИНМАШ-37 без полиспастной системы.

В состав устьевого оборудования входит (в соответствии с рисунком 1.6.):

устьевой сальник;

- лубрикатор;

- корпус датчика сигнализации входа сваба в лубрикатор;

быстроразъемное соединение ниппель-гайка;

превентор плашечный.

Устьевой сальник (в соответствии с рисунком 1.7) герметизирует подвижный тяговый элемент (стальной канат) при выполнении рабочих операций. Управление уплотнительным элементом сальника осуществляется подачей давления в полость А или Б. При наличии между уплотнителем и канатом или корпусом утечек они собираются в полости В и отводятся через штуцер 14.

, 2 - корпус; 3 - тяговый орган; 4 - уплотнитель;5 - поршень; 6 - толкатель; 7 - направляющие; 8 - втулка; 9 - кольца стопорные; 10, 11, 14, - штуцер; 12 - манжета; 13 - прокладка.

Рисунок 1.7. Сальник

Лубрикатор с датчиком сигнализации подхода сваба в соответствии с рисунком 1.8. обеспечивают возможность извлечения (спуска) скважинного оборудования из подъемного лифта без разгерметизации скважины. При подходе скважинного оборудования к лубрикатору, в процессе его извлечения из подъемного лифта, срабатывает концевой выключатель 6 и привод лебедки отключается. [13]

- лубрикатор; 2 - муфта; 3 - ниппель; 4 - гайка 5 - корпус; 6 - выключатель; 7 - кулачок; 8 - ось; 9 - флажок; 10, 11 - трубопроводы; 12 - кольцо 063-073-58; 13 - кольцо 009-013-025.

Рисунок 1.8. Лубрикатор

- корпус; 2 - плашка; 3 - уплотнительный элемент; 4 - винт управляющий; 5 - рукоятка; 6 - перепускной клапан; 7 - хвостовик; 8 - шарик

Рисунок 1.9. Плашечный превентор

Превентор (в соответствии с рисунком 1.9) необходим для герметизации устья при возникновении аварийных ситуаций: обрыве каната, неисправности устьевого оборудования комплекса при наличии избыточного давления на устье скважины.

1 - тяговый канат; 2 - корпус; 3 - сухарики; 4 - втулка; 5 - стопорное кольцо.

Рисунок 1.10.Узел крепления каната

Сваб( в соответствии с рисунком 1.11) обеспечивает перекрытие сечения подъемного лифта при ходе вверх и подъем жидкости (над свабом) из скважины.

Узел крепления каната (в соответствии с рисунком 1.10). обеспечивает крепление скважинного оборудования к канату.

В состав скважинного оборудования входят:

сваб;

узел крепления каната;

грузы;

клапан всасывающий;

ловитель (совмещенный с яссом);

шаблон.

1 - мандрель; 2 - корзинка

Рисунок 1.11. Сваб корзинчатый

Грузы предназначены для обеспечения хода вниз в подъемном лифте сваба и ловителя.

Всасывающий клапан выполнен съемным. Для обеспечения спуска по подъемному лифту глубинных приборов на забой скважины, закачки технологических агентов и т. д. клапан снимается с седла и извлекается из скважины.

Ловитель (в соответствии с рисунком 1.12.) предназначен для съема с седла и извлечения из скважины всасывающего клапана.

Ясс облегчает съем клапана с седла.

Датчик сигнализации, кроме отключения привода лебедки, визуально указывает о входе скважинного оборудования при его подъеме в лубрикатор.

1 - захват; 2 - корпус; 3 - бобышка; 4 - шток; 5 - упор; 6 - втулка; 8 - гайка.

Рисунок 1.12..Ловитель с ясом

Шаблон служит для контроля проходного сечения насосно-компрессорных труб и устьевого оборудования перед спуском труб в скважину и обвязки устья скважины. [13]

Контроль проходного сечения позволяет предотвратить застревание в процессе спуско-подъемных операций оборудования, спускаемого в подъемный лифт.

1 - щека; 2 - ролик мерный; 3 - ролик оттяжной;4 - ролик направляющий; 5 - опора подвижная.

Рисунок 1.13. Первичный блок контроля технологических параметров

1 - ролик; 2 - ось; 3 - стойка; 4 - крышка; 5 - мембрана; 6 - корпус; 7 - толкатель; 8 - винт; 9 - диск.

Рисунок 1.14. Датчик натяжения каната

1, 3 - корпус; 2 - крышка; 4, 14 - рычаг; 5 - шток; 6 - уплотнительный элемент; 7 - грундбукса; 8 - шарик; 9 - штуцер; 10 - гайка; 11 - тройник; 12 - манометр; 13 - винт

Рисунок 1.15. Система управления сальником

Указатель глубины, установленный в кабине оператора в соответствии с рисунком 1.5 и механически связанный с одним из роликов первичного блока контроля технологических параметров (в соответствии с рисунком 1.13), через который пропущен тяговый элемент, указывает положение скважинного оборудования в подъемном лифте при выполнении технологических операций. [13]

Датчик натяжения каната (в соответствии с рисунком 1.14), связанный с подвижной опорой первичного блока контроля технологических параметров, указывает о нагрузке на тяговый элемент.

Система управления сальником (в соответствии с рисунком 1.15), обеспечивает поджим уплотнительных элементов сальника из кабины оператора. Оборудование, входящее в комплекс, при соблюдении требований, изложенных в инструкции по его эксплуатации, и соблюдении требований к технологии, изложенных в настоящем руководстве, позволит безопасно проводить исследование скважин различных категорий.

1.5 ЛКИ - ГИС лебедка консольная для гидродинамических исследований скважин

Лебедка ЛКИ ГИС каротажная с консольным барабаном предназначена для подъема и спуска исследовательских приборов в стволы скважин при гидродинамических, геофизических исследованиях нефтяных и газовых скважин, а также для скребкования (депарафинизации) удаление АСПО. [23]

Лебедка работает в условиях умеренного и холодного микроклиматических районов по ГОСТ 16350-80 при температуре окружающего воздуха от -40 до +50 °С по ГОСТ 15150-69 (исполнение УХЛ-3).

Комплектация и особенности:

Наличие комплекта съемных барабанов на одной лебедке позволяет вести замер давления глубинными манометрами одновременно в нескольких скважинах.

Плавная регулировка сцепления, передающего крутящий момент к барабану лебедки, устраняет аварийные ситуации, связанные с обрывом проволоки, на которой опускается прибор.

Наличие фрикционного тормоза позволяет производить спуск приборов при отключенном механическом и ручном приводах.

Счетчик глубины позволяет точно отслеживать метраж глубины скважины.

Электромеханический датчик аварийного натяжения - обеспечивает своевременное оповещение о перегрузе и последующий останов привода, тем самым предотвращает разрыв.

Храповой (стояночный) тормоз.

Механический тормоз барабана (колодочный).

Количество сменных барабанов - по желанию заказчика.

Органы управления.

Лебедка имеет несколько видов привода (везде дополнительный ручной привод):

Лебедка с механическим приводом - передача крутящего момент к барабану лебедки осуществляется от двигателя автомобиля через коробку отбора мощности.

Лебедка с гидравлическим приводом - передача крутящего момент к барабану лебедки осуществляется от двигателя автомобиля через коробку отбора мощности, посредством гидростатической трансмиссии.

Лебедка с приводом от автономного ДВС - более экономичный расход топлива по сравнению с приводом от ДВС автомобиля, менее шумная работа, а также продляет ресурс автомобиля.

Лебедка с регулируемым электроприводом - передача крутящего момента к барабану лебедки осуществляется от электродвигателя мощностью от 2,2 до 5 кВт (в зависимости от тягового усилия, глубины скважины и веса приборов), наличие частотного регулятора позволяет плавно регулировать диапазон частоты вращения барабана, скорость спуск-подъема прибора от 0 до 5 м/с.

Питание электропривода:

От стационарного источника питания

От автономной дизель (бензин) электростанции

От генератора, установленного на выходной вал КОМ

Технические характеристики:

Максимальная грузоподъемность, кг, не более (без учета веса проволоки) - 300

Скорость подъема прибора наибольшая, м/сек - 2-6

Время подъема прибора вручную с глубины 1200м, мин. - 18-20

Укладка проволоки - автоматическая, механическая

Габаритные размеры, мм, не более: длина - 840, ширина - 650, высота - 700

Вес лебедки, кг, не более (без учета веса проволоки и барабанов) - 180

Диаметр проволоки, мм - 1.8-2.5

Материал проволоки - Проволока канатная (скребковая) ГОСТ 7372-79

Вес проволоки длиной 3500 м, кг, не более - 105

Емкость барабана, м, не менее - 5000.[23]

.6 Устьевой лубрикатор для исследования скважин

.6.1 Назначение и область применения

Лубрикаторы предназначены для обеспечения спуска и подъема скважинных приборов на кабеле или проволоке без разгерметизации устья скважины, а также для герметизации устья при проведении геофизических исследований в прострелочно-взрывных работ в действующих нефтяных и газовых скважинах. Их устанавливают на буферной задвижке фонтанной арматуры действующих скважин.

Лубрикатор должен содержать снизу-вверх следующие основные функциональные элементы:

переходник для соединения с буферной задвижкой;

превентор для аварийного перекрытия скважины с кабелем;

сигнализирующее устройство (ловушку) для индикации входа прибора в лубрикатор при подъеме и предотвращения падения прибора в скважину в случае его аварийного отрыва от кабеля в лубрикаторе;

камеру для размещения прибора с грузами;

уплотнительное устройство для герметизации кабеля (проволоки).

Переходник должен быть оборудован фланцем, параметры и размеры которого соответствуют размерам фланца буферной задвижки фонтанной арматуры скважины. [27]

Превентор представляет собой цилиндр с размещенной в нем парой цилиндрических плашек с торцевыми уплотнениями для герметизации скважины. Перемещение плашек при закрытии или открытии превентора осуществляется вручную при помощи резьбовой пары винт-гайка или дистанционно при помощи гидроцилиндра с гидравлическим приводом. В зависимости от условий применяют одинарные превенторы с одной парой плашек и многорядные - с двумя и более рядами плашек, размещенных в разных корпусах или в одном корпусе.

Сигнализирующее устройство (ловушка) снабжено поворотной заслонкой с ручным или гидравлическим приводом для обеспечения пропуска прибора в скважину при выходе его из лубрикатора. Заслонка автоматически пропускает прибор в лубрикатор при подъеме и затем перекрывает входное отверстие.

Камера для размещения прибора с грузами состоит из секционных труб, свинчиваемых между собой с помощью накидных гаек с трапецеидальной резьбой. Длина набора секционных труб должна быть на 1 м больше длины спускаемого прибора и набора грузов, которые устанавливают над кабельным наконечником для преодоления выталкивающей силы, пропорциональной давлению в скважине и площади поперечного сечения кабеля.

Уплотнительное устройство при работе с геофизическим кабелем представляет собой комбинацию уплотнителей нескольких типов.

По принципу действия различают уплотнители: контактные - действующие за счет обжатия кабеля резиновой втулкой при помощи гидравлического цилиндра с гидроприводом; гидродинамические (газодинамические), в которых герметизация кабеля создается за счет гидродинамических (газодинамических) потерь и снижения давления на выходе из уплотнителя при протекании отводимого в дренажную систему флюида, заполняющего скважину, через зазоры между кабелем и калиброванным отверстием; гидростатические, в которых герметизация осуществляется подачей в зазор между кабелем и калиброванным отверстием уплотняющей смазки под давлением, превышающим устьевое, специальной станцией подачи смазки. [27]

При работе с проволокой применяют только контактный уплотнитель.

Таблица 1.2 - Технические характеристики

Для эксплуатации в различных условиях предлагаются три различных модификации. Виды исполнений:

базируется на автомобиле-фургоне высокой проходимости. Фургон разделен на лабораторно-бытовой и производственный отсеки. В первом смонтирована система управления станцией подачи густой смазки и обеспечен минимум бытовых удобств для обслуживающего персонала. В производственном отсеке размещаются транспортируемые узлы лубрикатора, станция подачи густой смазки, грузоподъемное устройство и слесарный верстак.