Лабораторна робота № 14
ВИВЧЕННЯ КОНСТРУКЦІЙ ТА ЕКСПЛУАТАЦІЙНИХ ПАРАМЕТРІВ ІНСТРУМЕНТУ ДЛЯ АВАРІЙНО-ЛОВИЛЬНИХ РОБІТ
14.1 МЕТА I ЗАВДАННЯ РОБОТИ 14.1.1 Вивчення конструкцій, принципу дії та використання за призначенням інструменту для аварійно-ловильних робіт. 14.1.2 Ознайомлення з параметрами інструменту для аварійно-ловильних poбiт, умовами експлуатації та конструкцій-ними матеріалами для його виготовлення. 14.1.3 Вивчення технічних i технологічних вимог на виготовлення та експлуатацію інструментів дляаварійно-ловильних poбiт. 14.1.4 Вимірювання геометричних параметрів деталей інструменту для аварійно-ловильних робіт та їх ескізування. 14.1.5 Оцінювання придатності деталей, вузлів та інструменту до експлуатації. 14.1.6 Дослідження параметрів магнітного ловильного пристрою.
14.2 ОБЛАДНАННЯ, ІНСТРУМЕНТ 14.2.1 Навчально-демонстраційний стенд: " Інструмент для аварійно-ловильних робіт". 14.2.2 Натурні взірці інструменту для аварійно-ловильних робіт, їх вузли i деталі. 14.2.3 Комплект нормативно-технічної та довідкової інформації. 14.2.4 Вимірювальний інструмент: лінійка, штангенциркуль, динамометр.
14.3 ТРИВАЛІСТЬ РОБОТИ Робота розрахована на 2 години.
14.4 МЕТОДИЧНІ ВКА3ІВКИ З ПІДГОТОВКИ ТА ПРОВЕДЕННЯ РОБОТИ Лабораторна робота розрахована на роботу студентів, розпо-ділених на підгрупи з кількістю студентів в кожній не більше двох. Робота студентів проводиться згідно з індивідуальними завданнями та типорозміром аварійно-ловильного інструменту, який є в наявності в лабораторії нафтопромислового 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. 14.1.1, 14.1.2, 14.1.3 та ознайомитись з даними методичними вказівками.
14.5 ЗАГАЛЬНІ ВІДОМОСТІ Аварійно-ловильний інструмент призначений для захоплювання та підняття із свердловин на поверхню насосно-компресорних труб, насосних штанг, тартального каната, каротажного кабеля та інших дрібних предметів. Зокрема aварійно-ловильний інструмент, який призначений для захоплювання та підняття на поверхню із свердловин насосно-компресорних труб, поділяється на ловильний інструмент, що звільняється i не звільняється. До інструменту, що не звільняється після проведення операцій належать: труболовки, універсальний експлуатаційний та буровий мітчик, спеціальний експлуатаційний та замковий мітчик, ковпаки i овершот. Texнічні характеристики аварійно-ловильного інструменту наведені в таблицях 14.1 – 14.5. Внутрішня труболовка ТВ призначена длязахоплювання за внутрішню поверхню верхнього кінця НКТ та її підняття із свердловини. Для захоплювання 48 i 60 мм труб труболовки ТВ виготовляються в одноплашковому, а для 75 мм і більше – в шестиплашковому виконанні. Зовнішня труболовка ТНЗ призначена для захоплювання за зовнішню поверхню муфти або тіла НКТ та підняття її ізсвердловини. Універсальний експлуатаційний мітчик МЕУ, який призначений для захоплювання НКТ - це є єдиний масивний стержень, на якому розміщені подовжений конус i циліндр. На останньому нарізана внутрішня замкова різьба для з'єднання з бурильними трубами, а на поверхні конуса – різьба спеціального профілю для врізання в тіло аварійних труб та 4-5 повздовжніх канавок для виходу стружки при врізанні. Мітчик має наскрізний отвір для проходження промивальної рідини. Мітчик може використовуватись з центрувальним приспосібленням або без нього. Мітчики виготовляються з лівим або правим напрямком piзьби. Спеціальний експлуатаційний мітчик МЕС призначений для захоплення НКТ за різьбу муфти і для підняття аварійних труб. Конструкція мітчиків МЕС аналогічна МЕУ. Різницяв тому, що ловильна різьба на нижньому кінцімітчика МЕС нарізана по профілю різьби відповідного розміру НКТ, але зізбільшеним натягом. Їх виготовляють 14 типорозмірів з ловильною різьбою правого або лівого напрямку. Універсальний буровий мітчик МБУ призначений для захоплювання колони бурильних труб. Від конструкції мітчиків МЕУ відрізняється наявністю додаткової зовнішньої приєднувальної різьби під центрувальним пристроєм, а також конусністю ловильної різьби. Спеціальний замковий мітчик МСЗ призначений для захоплювання аварійних бурильних труб за внутрішню замкову різьбу. Ці мітчики за конструкцією аналогічні конструкції МЕС. Ковпаки (наскрізні та ненаскрізні) призначені для захоплювання НКТ шляхом нарізання різьби на їх зовнішній поверхні. Ненаскрізний ковпак К – стальний патрубок спеціальної форми. На його внутрішньому верхньому кінці нарізана різьба муфти бурильного замка для з'єднання з колоною бурильних труб, на якій ковпак опускають у свердловину. В середині нижньої частини ковпака нарізана " ловильна" різьба спеціального профілю, що відрізняється від профілю різьби НKT кутом при вершині різьби. Для виходу стружки на внутрішній поверхні ковпака зроблено 4-5 повздовжніх канавок. Hacкрізні ковпаки С призначені для захоплювання НКТ за зовнішню поверхню верхньої муфти у випадку, коли ізних виступають кінці труб меншого діаметра або інших стержневих предметів, що заважають накриванню верхнього кінця труб ненаскрізним ковпаком К. Овершот призначений для підняття ізсвердловини неприхоплених НКТ. Складається із циліндричного корпусу, в середині якого розміщується кільце з трьома пружинами, виготовленими як єдиний вузол з кільцем. Розроблено три типорозміри овершотів. До ловильного інструмента, що звільняється, належать: внутрішня труболовка ударної дії, внутрішня труболовка гідравлічної дії, внутрішня труболовка механічної дії, внутрішня глибинна труболовка механічної дії, зовнішні торцеві труболовки та мітчик-калібр. Для захоплення та підняття із свердловини колони насосних штанг призначені штанголовки. Kpiм переліченого вище обладнання до аварійного інструменту відносяться також райбери, фрезери та магнітні ловильні пристрої. Райбери призначені для фрезерування внутрішньої поверхні верхнього пошкодженого кінцязалишених в свердловині НКТ. Райбер – це тіло з циліндричними i конічними ділянками ззубцями на їх поверхні i наскрізними отворами для проходу промивальної рідини. Серед фрезерів розрізняють ріжучо-стиральні кільцеві фрезери ФК, ріжучо-стиральні фрезери ФЗ та колонні конусні фрезери ФКК. Вони в загальному призначені для фрезерування, вирівнювання таочищення кільцевого простору, а також деформованих насосних штанг в обсадженому стовбурі свердловини. Магнітні ловильні пристрої призначені для очищення свердловин від феромагнітних предметів без попереднього їх руйнування. Пристрій складається з корпусу, всередині якого розміщена магнітна система, перехідника та коронки. Магнітна система – основний вузол, від якого залежить ефективність його роботи, призначена для концентрації магнітного потоку в робочому об'ємі ловильного пристрою. Основними елементами системи (див. рис. 14.1) є постійні магніти 2, 5 і розміщені в кожусі 4 магнітопроводи: центральний 1 (у вигляді трикутної чи чотирикутної призми) та периферійні 3 (сегментні). В якості матеріалу постійних магнітів використовуються ферит барію та сплави на основі рідкоземельних металів. Принцип роботи полягає в притягуванні до робочої поверхні системи феромагнітних предметів під дією магнітного поля.
1 – магнітопровід центральний; 2 – постійний магніт; 3 – магнітопровід сегментний; 4 – кожух; 5 – допоміжний постійний магніт Рисунок 14.1 – Схеми магнітних систем Таблиця 14.1–Технічна характеристика внутрішніх труболовок ТВ
*- трубоголовки з одноплашковим механізмом захвату.
Таблиця 14.2–Технічна характеристика зовнішніх труболовок ТНЗ
Таблиця 14.3–Технічна характеристика універсальних експлуатаційних мітчиків МЕУ
Таблиця 14.4 - Технічна характеристика штанголовок ЛШПМ
Таблиця 14.5–Технічна характеристика ріжучо-стираючих фрезерів ФЗ
14.6 ПОРЯДОК ВИКОНАННЯ РОБОТИ 14.6.1 Після допуску до виконання лабораторної роботи одержати у викладача індивідуальне завдання i вибрати відповідно до нього об'єкт (взірець аварійно-ловильного інструменту) для вивчення. 14.6.2 Описати призначення, будову, принцип його роботи та визначити ocновні технічні показники. 14.6.3 Скласти детальну експлікацію до нього. Зазначивши конструкційні матеріали, з яких виготовлені його деталі. 14.6.4 Проаналізувати умови експлуатації інструменту, уважно оглянути його i описати знайдені пошкодження та причини їх виникнення. 14.6.5 Перелічити швидкозношувані деталі i вузли, перевірити наявність відхилень від номінальних розмірів. 14.6.6 Згідно індивідуального завдання виконати ескіз однієї деталі або вузла, зробити виміри та проставити необхідні розміри. 14.6.7 Виконати перевірочний розрахунок деталі, використовуючи результати вимірювань та необхідну додаткову інформацію. 14.6.8 Користуючись результатами технічного огляду, а при 14.6.9 Скласти перелік технічних i технологічних вимог для 14.6.10 Уважно оглянути магнітний ловильний пристрій та виконати наступне: - виміряти фактичний зовнішній діаметр пристрою Dзф та записати його умовне позначення; - скласти конструктивну схему робочої поверхні магнітної системи та експлікацію до неї; - виміряти внутрішній діаметр коронки, що відповідає діаметру магнітної системи dс та діаметр промивального отвору dо; - обчислити робочу площу полюсів магнітної системи (в см2):
- знайти середнє значення питомої вантажопідйомної сили Fп (Н/см2). Для цього прикласти до магнітної системи випробувальний зразок площею 1 см2 із динамометром. Плавно відривати зразок, при цьому слідкуючи за шкалою вимірювального пристрою. Значення сили в момент відриву зразка від системи записати до робочого зошита. Повторити дослід декілька разів, прикладаючи зразок в різних місцях системи; - обчислити умовну вантажопідйомну силу пристрою:
- порівняти отримане значення умовної вантажопідйомної сили F із наведеним на довідковому стенді для відповідного типорозміру уловлювача. Сформулювати висновки за результатами порівняння. - розрахувати умовну вантажопідйомну силу пристрою при різних робочих зазорах δ, використовуючи для цього прокладки із немагнітного матеріалу товщиною 1 та 3 мм. - побудувати графічні залежності умовної вантажопідйомної сили від робочого зазору F = f (δ). 14.6.10 Оформити, дати викладачу на перевірку i захистити звіт з лабораторної роботи.
14.7 ВИМОГИ ДО ЗВ1ТУ 3 ЛАБОРАТОРНОЇ РОБОТИ 14.7.1 Умовне позначення інструменту, його застосування та опис принципу роботи. 14.7.2 Детальну експлікацію із зазначенням конструкційних матеріалів, з яких виготовлені деталі. 14.7.3 Інформацію згідно з п. 15.6.4 з необхідними поясненнями. 14.7.4 Перелік швидкозношуваних деталей та відхилень від номінальних розмірів. 14.7.5 Ескіз деталі, який виконаний згідно з індивідуальним завданням. 14.7.6 Вихідні дані, розрахункові формули, необхідні пояснення i обгрунтування, результат перевірочного розрахунку. 14.7.7 Оцінювання технічного стану i аналіз придатності деталей інструменту в цілому для роботи. 14.7.8 Рекомендації щодо забезпечення його раціональної експлуатації. 14.7.9 Результати обчислень згідно п. 14.7.10.
14.8 ПИТАННЯ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЮ ПІДГОТОВКИ 14.8.1 Перелічіть основні типи аварійно-ловильного інструменту, його класифікацію та призначення. 14.8.2 Особливості використання труболовок та принцип їх роботи. 14.8.3 Які основні технічні показники аварійно-ловильного інструменту? 14.8.4 Типи ковпаків та особливості їх конструктивного використання? 14.8.5 Для чого призначені райбери та фрезери? 14.8.6 Який принцип роботи магнітного ловильного пристрою?
14.9 РЕКОМЕНДОВАНІ ДЖЕРЕЛА ІНФОРМАЦІЇ 14.9.1 Оборудование и инструмент для освоения и ремонта нефтяных и газовых скважин. Каталог. – М.: ЦИНТИхимнефтемаш, 1984. 14.9.2 Нефтепромысловое оборудование. Справочник / Под ред. Е.И. Бухаленко. – М.: Недра, 1990. 14.9.3 Бухаленко Е.И., Бухаленко В.Е. Оборудование и инструмент для ремонта скважин. – М.: Недра, 1991. 14.9.4 Молчанов Г.В., Молчанов А.Г. Машины и оборудование для добычи нефти и газа. – М.: Недра, 1984. 14.9.5 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. 14.9.6 Курников Ю.А., Концур И.Ф., Кобылянский М.Т., Романишин Л.И. Магнитные устройства для очистки скважин Под. ред. Курникова Ю.А. – Львов: Вища шк. Изд-во при Львов. ун-те, 1988. 14.9.7 Світлицький В.М., Троцький В.П., Кривуля С.В., Коцаба В.І. Ловильні роботи у свердловинах. Методичний посібник. – Х.: ТОВ «Оберіг», 2010. 14.9.8 Романишин Л. І. Розроблення фрезера-уловлювача з рухомою магнітною системою / Л. І. Романишин, Т. Л. Романишин // Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент – техника и технология его изготовления и применения: Сб. науч. тр. – Вып. 14. – К.: ИСМ им. В.Н. Бакуля, НАН Украины, 2011.
|
; (15.1)
. (15.2)
