Вспомогательный буровой инструмент и устройства для осуществления спуско-подъемных операций

При осуществлении спуско-подъемных операций (СПО) в цикле сооружения скважин используют вспомогательный инструмент и специальные устройства, необходимые для захвата и подвешивания труб, спускаемых в скважину или поднимаемых на поверхность. К числу такого инструмента относятся: подкладные вилки, шарнирные и зажимные хомуты, лафетные хомуты, трубодержатели, вертлюжные пробки, фарштули, специальные сцепки — серьги или скобы, наголовники, элеваторы.

Подкладные вилки (рис. 6.2, а, б) служат для подвешивания БТ, имеющих соединения с прорезями. Вилка, одетая на прорезь, при осуществлении СПО, укладывается на торец обсадной трубы или на стол ротора труборазворачивающего механизма. Параметры подкладных вилок соответствуют размерам БТ и их соединений ниппельного или замкового типа.

Разъемный хомут (рис. 6.2, в) для обсадных труб состоит из двух половинок, стягиваемых болтами. Внутренний диаметр при этом должен соответствовать наружному диаметру обсадной или колонковой трубы.

Лафетные хомуты служат для захватывания обсадных труб на устье скважины. Хомут состоит из массивного корпуса с проходным отверстием в виде опрокинутого конуса, куда могут вставляться съемные кольца для получения отверстия нужного размера и клинья (плашки), с помощью которых расклинивается и удерживается на весу обсадная труба. Лафетные хомуты рассчитаны на удержание колонны обсадных труб достаточно большой массы.

Пробки вертлюжные служат для захвата БТ посредством резьбового соединения. Пробка состоит из корпуса, имеющего на нижнем конце резьбу, которая соответствует резьбе бурильных Труб, к верхнему концу корпуса шарнирно крепится серьга, с помощью которой пробка-вертлюг присоединяется к грузоподъемному канату. Серьга удерживается гайкой.

Сцепки-серьги, вертлюжные скобы и подъемные серьги служат для присоединения к талевому блоку или к стальному тросу грузоподъемных устройств (фарштулей, элеваторов).

Сцепка-серьга (рис. 63, а) состоит из металлической скобы 1 с проушинами, в которые вставляется подпружиненный палец 2 с запорной планкой 3. При нажатии на торец пальца и его повороте на 180° с помощью головки 4 планка совмещается с отверстием в серьге и палец силой пружины выводится из проушины. В серьгу вставляется нужный элемент подъемного устройства, который надежно закрепляется пальцем. Подъемные серьги выпускаются определенной грузоподъемности.

Вертлюжная скоба или вертлюг-амортизатор (рис. 6.3, б) служит для приподъема отвинчиваемой от колонны БТ свечи. Такое устройство исключает закручивание талевого каната при свинчивании и развинчивании резьбовых соединений БТ, а также смягчает рывки при осуществлении СПО. Вертлюг-амортизатор состоит из полого корпуса 7 и подпружиненного штока 8. Нижний конец штока снабжен скобой 9 с запорным пальцем, на котором подвешивают элеватор, а верхний конец заканчивается гайкой 2, с помощью которой нагрузка передается через упорный шарикоподшипник 3, опирающийся на упорное кольцо 4 и через двойную пружину 5, 6 на корпус, присоединяемый с помощью проушины 1 к стальному канату. Таким образом, шток свободно вращается относительно корпуса вертлюга и, сжимая пружину, имеет возможность продольно перемещаться.

Фарштули и элеваторы представляют собой устройства, которые служат для захватывания БТ при спуске или подъеме колонны и наличии на ее концах упорных выступов (муфта, замок, наголовник) или специальных прорезей (площадок) в соединениях. Фарштули и элеваторы могут быть простой и сложной конструкции, позволяющей механизировать все процессы СПО.

Элеватор простейшей конструкции (рис. 6.4) состоит из полого корпуса 1 с вырезом (окном) и запорным кольцом 2, серьги 4, свободно сидящей на шейке 3 корпуса, которая имеет резьбу на конце и гайку 5, ограничивающую перемещение серьги вдоль шейки. При подъеме кольца в верхнее крайнее положение через вырез внутрь корпуса заводится конец захватываемой БТ. Опущенное кольцо закрывает вырез и конец БТ запирается внутри корпуса элеватора. Работа с элеватором такой конструкции при осуществлении СПО требует участия двух рабочих: у устья скважины (помощник бурильщика) и на полке буровой вышки (верховой рабочий), которые одевают и снимают элеватор.

Полуавтоматические элеваторы позволяют механизировать некоторые элементы процесса СПО. В частности, с их помощью устраняется участие второго рабочего, находящегося при СПО на верхней полке (площадке) буровой вышки или мачты.

По конструктивным признакам все полуавтоматические элеваторы можно разделить на две большие группы: элеваторы надеваемые на БТ сбоку или сверху. Кроме того, могут быть выделены элеваторы, захватывающие БТ за специальное устройство — наголовник (грибок) или за стандартное соединение — муфту или замок. К первой группе элеваторов относятся: элеватор Неймета, МСГ1-5 (Грибского), «Уралец-22», МЗ-50-80 и др. Ко второй группе — элеваторы «Воркутинец», «Урал-2», ПЭШ-3 и др. Элеваторы этой группы работают без наголовников, что уменьшает их стоимость и сокращает затраты труда на СПО.

Грузоподъемный комплект МЗ-50-80, состоящий из полуавтоматического элеватора и подъемных муфт-наголовников, предназначен для осуществления СПО с бурильными трубами муфтозамкового соединения, имеющими диаметр 50 мм. Бурильные трубы могут быть оснащены резиновыми протекторами диаметром до 80 мм.

Основными узлами элеватора (рис. 6.5, а) являются серьга 1, корпус 5 и затвор 8. К серьге приварены пластина отражателя 2 и бобышка 3. Отражатель препятствует входу верхнего конца свечи в пространство между серьгой и корпусом и способствует отклонению элеватора от извлеченной из скважины свечи при ее установке на подсвечник. Бобышка ограничивает поворот серьги относительно корпуса. Корпус, имеющий в плане подковообразную форму, соединяется с серьгой шарнирно посредством запрессованных в корпус пальцев 4. Окно или «зев» корпуса перекрывается затвором, на горизонтальную ось 7 которого свободно посажен ролик 6. В закрытом положении затвор удерживается подпружиненной защелкой 9. Опорный бурт в нижней части корпуса предназначен для подхватывания свечи за наголовник при производстве спуско-подъемных операций.

Наголовник (рис. 6.5, б) состоит из корпуса 1, стержня 2, штифта 3 и головки 4. На муфту бурильного замка наголовник надевается, как обычный элеватор кольцевого типа и удерживается стержнем, нижняя конусная часть которого входит внутрь резьбовой расточки в муфте. Опорный бурт наголовника располагается в верхней части корпуса. При подъеме бурильной колонны из скважины на верхний конец свечи надевается наголовник. Под наголовник заводится элеватор с отомкнутым затвором и колонна поднимается на длину свечи. При установке нижнего конца отвинченной свечи на подсвечник «зев* корпуса элеватора ориентируется в сторону свечеприемника, а сам элеватор опускается вниз. Отражатель скользит по наголовнику и элеватор отсоединяется от свечи, продолжая свободно спускаться к устью скважины.

При спуске колонны бурильных труб в скважину элеватор надевается на свечу, отодвинутую от общего пакета труб, и фиксируется на свече затвором. При движении элеватора по свече вверх ролик обеспечивает разворот корпуса элеватора под углом к оси свечи, в результате чего муфто-замковые соединения и протекторные кольца свободно проходят через вырез в корпусе элеватора. После подхвата свечи за наголовник и установки опущенной в скважину свечи на подкладную вилку с нее снимается элеватор, а затем и наголовник. Грузоподъемность элеватора 75 т.

Впоследствии этот элеватор был дважды модернизирован, в результате чего появились грузоподъемные комплекты МЗ-50-80-1 и МЗ-50-80-2 увеличенной грузоподъемности, предназначенные для работы с БТ диаметром 42, 50 и 54 мм, имеющими как муфто-замковые, так и ниппельные соединения.

Грузоподъемный комплект комплекса КССК-76 предназначен для осуществления СПО бурильных труб при работе установками УКБ-7, УКБ-8 или ЗИФ-1200 MP. В комплект входит полуавтоматический элеватор ЭНЗ-32 и специальные наголовники Р-70/90.