ГЛАВА 6. ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИХ И СКВАЖИННЫХ РАБОТ
Область применения оборудования
Исследовательские работы на скважине проводятся с целью установления режима эксплуатации скважин, наличия информации о параметрах пласта в призабойной зоне, а также о состоянии скважинного оборудования.
При исследовании отбирают пробы нефти или газа и в лабораторных условиях определяют их состав, вязкость, плотность и др. На основании полученных результатов определяют дебит скважины, состояние забоя, устанавливают сроки межремонтного периода скважины, а также необходимость проведения тех или иных ремонтных и технологических работ.
При изучении состояния скважин производятся спуск и подъем различных глубинных приборов, поэтому основным узлом установок является лебедка, смонтированная на самоходном шасси. Привод лебедки осуществляется от двигателя транспортного средства.
Установки классифицируются:
По целевому назначению:
а) установки для проведения исследовательских работ;
б) установки для проведения скважинных работ.
По типу транспортной базы:
а) самоходные - на колесной базе и гусеничном ходу;
б) прицепные.
По типу привода лебедки:
а) однобарабанные;
б) двухбарабанные.
По тяговому усилию лебедки:
а) с малым тяговым усилием (4-7 кН);
б) со средним тяговым усилием (8-15 кН);
в) с большим тяговым усилием (более 16 кН).
По качеству барабанов лебедки:
а) однобарабанные;
б) двухбарабанные.
Устройство установок с механическим приводом лебедок
Установка для исследования скважин монтируется в закрытом отапливаемом кузове транспортного средства на колесной или гусеничной базе. Установка состоит из лебедки, механизмов привода лебедки, укладчика проволоки при наматывании ее на барабан, механизмов управления, вспомогательного оборудования и электрооборудования.
Привод барабана лебедки (Рис. 6.1) осуществляется от двигателя транспортного средства через коробку отбора мощности, карданный вал, цепную передачу, коробку передач установки и шестерню. От шестерни, укрепленной на валу барабана через ряд шестерен вращение передается на винт укладчика проволоки с мерительным механизмом, который указывает глубину опускания исследовательских приборов в скважину. Барабан имеет ручной привод, состоящий из рукоятки и шестерни и тормозной механизм.
Рис.6.1. Привод лебедки
1 - карданный вал; 2 - коробка отбора мощности; 3 - ведущая звездочка цепной передачи; 4 - промежугочная опора: 5 - рама лебедки; 6 - натяжное устройство; 7 - ведомая звездочка цепной передачи
Лебедка
Лебедка служит для наматывания проволоки при осуществлении спуска и подъема приборов в скважине. Лебедка (рис.6.3) состоит из сварной станины 1, в которой установлен барабан 2, механизм укладки проволоки 3, ручной привод лебедки 4 с храповым механизмом 10, предотвращающим произвольное вращение барабана на спуске, тормозного механизма барабана и органов управления: частотой вращения двигателя 8, коробкой передач 9, механическим тормозом 7.
 |
 |
Рис.6.3. Лебедка
1-сварная станина; 2-барабанный вал; 3-механизм укладки проволоки; 4-механизм ручного привода; 5-кожух; 6-щиток управления; 7-рычаг управления механическим тормозом; 8-рычаг регулирования частоты вращения двигателя; 9-рычаг управления коробкой передач; 10-храповое устройство; 11-привод укладчика проволоки
Барабан лебедки (рис.6.4) сварной конструкции состоит из двух реборд 1 и цилиндра. Барабан вращается на оси 2, укрепленной в станине 4 гайкой 5 и ригелем 6, в двух шариковых подшипниках 3 закрытых крышками с манжетами 9. Смазка подшипниковых узлов осуществляется через пресс-масленки 11, через осевые и радиальные каналы, выполненные в оси 2. Заодно с правой крышкой подшипника выполнена шестерня 10 привода механизма укладки проволоки. К правой реборде болтами крепится зубчатое колесо 7 привода барабана. К левой реборде также болтами крепится тормозной барабан 8, на наружной поверхности которого нарезаны зубья храпового устройства.
Укладчик проволоки служит для равномерной укладкипроволоки при ее наматывании на барабан и состоит из каретки 1 (рис.6.5), перемещающейся возвратно-поступательно по направляющим – скалке 2 и трубе 3. Внутри трубы смонтирован приводной винт 4, имеющий правую и левую винтовые канавки. В винтовую канавку входит поводок 5, прикрепленный к каретке. Винт вращается в подшипниках внутри неподвижной трубы, укрепленной в станине лебедки. Смазка подшипниковых узлов винта производится через пресс-масленки, осевые и радиальные каналы винта. Винт получает вращение от барабана лебедки с
 |
Рис.6.4. Барабанный вал
1-барабан; 2-ось вала; 3-подшипник; 4-боковые листы станины лебедки; 5-гайка; 6-ригель; 7-приводное зубчатое колесо; 8-тормозной барабан; 9-манжеты; 10-ведущая шестерня укладки проволоки; 11-масленки
помощью двух пар зубчатых колес, одно из которых на шпонке закреплено консольно на винте 4. Передаточное отношение зубчатых передач между барабаном и винтом выбрано так, что за один оборот барабана каретка с мерительным механизмом передвигается вдольоси барабана на диаметр проволоки.
Мерительный механизм (рис.6.6)служит для указания глубины опускания исследовательских приборов в скважину и состоит из шкива 13, по дну канавки которого навивается рабочая проволока. Для удержания проволоки в канавке шкива в верхней и нижней части шкива установлены ролики 14, фиксирующиеся барашковыми гайками 15. Шкив 13, посаженный на вал 16, через конический редуктор с шестернями 17 и 18 приводит во вращение валик счетчика. Диаметр канавки шкива 13 и передаточное число пары шестерен 17 и 18 подобраны так, что один оборот валика счетчика соответствует 1 метру смотанной или намотанной проволоки. Мерительный механизм смонтирован на щеке 9, укрепленной на трубе 8. Труба соединяет их зажимом с кареткой.
На щеке 9 смонтирован механизм контроля величины натяжения рабочей проволоки в процессе спускоподъемных операций. Механизм обеспечивает подачу звуковой и световой сигнализации при достижении заданного натяжения проволоки и автоматическую остановку лебедки при достижении предельно допустимого натяжения. Механизм состоит из пары
 |
Рис.6.5. Укладчик проволоки
1-каретка; 2-скалка; 3,8-трубы; 4-винт; 5-съемный поводок; 6-крышки; 7-боковые листы станины лебедки; 9-щека; 13-шкив; 14-прижимные ролики; 15-гайки; 16-вал; 17,18-шестерни
роликов 19 и 20 и подвижного ролика 21. Последний установлен на подпружиненной подвижной оси. Проволока огибает перечисленные ролики таким образом, что ее ветви по обе стороны от ролика 21 образуют небольшой угол. Равнодействующая усилий натяжения в обеих ветвях проволоки действует на ролик 21, приподнимает его, преодолевая усилие пружины 24. Вместе с осью ролика перемещаются кулачки, которые воздействуют на штоки двух конечных выключателей. При замыкании контактов нижнего выключателя включается красная сигнальная лампочка на панели контроля управления лебедкой и одновременно включается звуковой сигнал.
При нажатии на шток верхнего выключателя размыкается цепь питания системы зажигания двигателя и последний останавливается.
 |
Рис. 6.6. Мерительный механизм
13-шкив; 14-прижимные ролики; 19,20-ролики; 21-подвижной ролик; 22-подвижная ось; 23-бобышка; 24-пружина; 25-держатель; 26-стержень; 27-кулачки; 28,29-конечные выключатели
Тормоз барабана лебедки колодочного типа служит для торможения барабана при спусках приборов, а также инструментов и удержания их на весу на любой глубине. Тормоз колодочного типа (рис.6.7) состоит из тормозного барабана 2, прикрепленного болтами к реборде барабана. Внутри барабана на опорных пальцах 3 установлены две колодки 4 с накладками, стянутыми между собой пружиной 8. Прижатие тормозных колодок к барабану производится с помощью кулачка 9, выполненного заодно с валиком. На другом конце валика крепится тормозной рычаг 6. Зубчатый сектор 11 служит для фиксации тормозного рычага в заданном положении. Фиксация осуществляется с помощью подпружиненного стержня 7, собачка 10 которого входит во впадину между зубьями сектора. Регулирование зазора между колодками и тормозным барабаном осуществляется при помощи эксцентриковых шайб 12, установленных на пальцах.
 |
Рис.6.7. Тормоз
1-крышка; 2-тормозной барабан; 3-опорные пальцы; 4-тормозные колодки; 5-гайки; 6-тормозной рычаг; 7-подпружиненный стержень; 8-пружина; 9-кулачковый валик; 10-собачка; 11-зубчатый сектор; 12-эксцентриковые шайбы
Храповое устройство (Рис. 6.8) предназначено для стопорения барабана лебедки при отказах тормоза, а также для предотвращения произвольного вращения барабана на спуск при пользовании механизмом ручного управления.
 |
Рис.6.8.Храповое устройство
1-храповое колесо, 2-собачка, 3-ось, 4-пружина, 5-рукоятка, 6-фиксатор
 |
Рис.6.9.Механизм ручного управления лебедкой
1-вал-шестерня; 2-стакан; 3-рукоятка вращения; 4-фиксатор
Храповое колесо 1 (рис.6.8) выполнено заодно с тормозным барабаном. Собачка 2, установленная на оси 3, во включенном состоянии храпового механизма постоянно прижимается к храповому колесу с помощью пружины 4. Рукоятка 5, установленная на оси 3 на шпонке, имеет фиксатор 6, входящий в отверстие станины. Это позволяет фиксировать ось 3, а с ней и собачку 2 в двух положениях: включенном и выключенном.
Механизм ручного управления лебедкой (рис.6.9) состоит из вал-шестерни 1 в стакане 2, прикрепленном к правому боковому листу станины. На конце валика установлена рукоятка вращения 3, которая при включенном положении механизма входит в зацепление с приводным зубчатым колесом барабанного вала. Рабочее и холостое положение валика 1 фиксируется пружинным фиксатором 4.
Устройство установок с гидравлическим приводом лебедок
Гидравлический привод лебедки с дроссельным регулированием обеспечивает возможность плавного регулирования в широком диапазоне скоростей барабана лебедки.