Элеватор для насосно-компрессорных труб

 

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к устройствам для производства ремонта скважин. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей трубного элеватора, приспособив его для использования кроме прямого назначения - захвата, подъема насосно-компрессорных труб - и для подъема других видов оборудования в процессе ремонта на устье скважины, а именно и для производства монтажно-демонтажных работ, для подвешивания к талевому блоку штангового элеватора в процессе производства спускоподъемных операций со штангами. Элеватор содержит корпус с упором и серьгой и размещенный в нем захватный узел с челюстями, рукоятку с рычагом управления. В устройстве захватный узел содержит съемный вкладыш, состоящий из стержня, на котором по его высоте размещены два бурта, взаимодействующие с челюстями захватного узла и нижним торцом корпуса. По оси стержня выполнен вырез, который сообщен с серьгой, установленной на торце стержня. Благодаря предлагаемой конструкции элеватора отпадает необходимость демонтажа трубного элеватора с талевого блока для присоединения к последнему монтажных тросов или штангового элеватора. Эти обстоятельства повышают производительность и безопасность труда при ремонте скважин. 3 ил.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к устройствам для производства подземного ремонта скважин.

Широко известен элеватор для насосно-компрессорных труб, который содержит серьгу, корпус с упором и размещенный в нем захватный узел, рукоятку с рычагом управления (Элеватор для насосно-компрессорных труб. - Авт. св-во СССР N 1218061). Указанный элеватор, получивший в промышленности наименование "Элеватор типа ЭТА", непосредственно за серьгу или чаще всего через промежуточный штроп, подвешивается к талевому блоку грузоподъемного сооружения и в процессе спускоподъемных работ с трубами используется вместе - в паре - с другим грузозахватным (клиновым) устройством - спайдером, который имеется во всех механизированных трубных ключах, например, в АПР-2ВБ, КМУ-50 и пр. По этой причине известный элеватор при работе с насосно-компрессорными трубами остается постоянно закрепленным к талевому блоку. Более того, элеватор не снимается с талевого блока и при переходе к работе с другими типоразмерами труб, т.к. для этого в нем заменяется лишь захватный узел.

Недостатком названного элеватора является та его особенность, что он позволяет подъем только насосно-компрессорных и бурильных труб, и поэтому и в тех случаях, когда возникает необходимость монтажа или демонтажа на устье скважины других видов оборудования, например АПР-2ВБ, КМУ-50, гидроротора и пр., вес которых превышает физические возможности оператора, элеватор приходится отсоединять от талевого блока грузоподъемного сооружения, чтобы вместо него к блоку подвесить монтажный трос для захвата и подъема названных выше видов оборудования, используемых в процессе ремонтных работ. Указанная замена элеватора на монтажный трос просто и быстро делается в случаях, когда талевый блок оснащен с крюком с подпружиненной защитной защелкой, однако при работе на широко распространенных грузоподъемных агрегатах некоторых типов, например, типа A-50, для выполнения указанной работы нужно отвернуть болт, фиксирующий палец талевого блока, снять элеватор, поставить трос и т.д.

После выполнения работ с монтажным тросом известный элеватор зачастую необходимо снова присоединять к талевому блоку, выполняя в обратной последовательности указанные выше операции, чтобы продолжать следующий этап работ с трубами. Заметим, что совершенно аналогичная ситуация имеет место и в случаях, когда после спуска насосно-компрессорных труб необходимо начать работу с насосными штангами - тогда известный трубный элеватор приходится снимать и на его место устанавливать штанговый элеватор. Более того, на практике иногда приходится поднимать насосные трубы вместе со штангами (например, когда последние прихвачены или заклинены в насосно-компрессорных трубах). В таких случаях штанги и трубы приходится отворачивать попеременно, каждый раз меняя на талевом блоке трубный элеватор на штанговый и наоборот.

По указанным причинам в практике ремонтных работ персонал ремонтной бригады нередко нарушает правила эксплуатации элеваторов ЭТА, выполняя монтажно-демонтажные работы, не снимая его, а прикрепив монтажный трос за рукоятку элеватора, а в отдельных случаях - даже к закрытым челюстям захвата. Последний прием - использование челюстей захвата не по назначению - а именно для подвески к ним серьги штангового элеватора или грузового троса, приводит к разрушению или к деформации деталей захватного узла элеватора.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей элеватора, приспособив его для подъема кроме насосно-компрессорных труб и других видов оборудования, в том числе и глубинно-насосных штанг. Поставленная цель достигается тем, что захватный узел содержит съемный вкладыш, состоящий из стержня, на котором размещены два бурта для взаимодействия с челюстями захватного узла и нижним торцом корпуса, при этом на торце стержня установлена серьга, а в плоскости оси элеватора на вкладыше выполнен вырез для закладывания в серьгу вкладыша петли монтажного троса или серьги штангового элеватора.

Элеватор для насосно-компрессорных труб предлагаемой конструкции при выполнении всех вышеуказанных работ остается постоянно прикрепленным к талевому блоку грузоподъемного устройства, а для присоединения к талевому блоку монтажного троса или штангового элеватора петлю троса или серьгу штангового элеватора достаточно поместить в серьгу вкладыша через его вырез, а потом вкладыш установить в захватный узел элеватора, раскрыв его челюсти, и далее закрыть элеватор с помощью рукоятки с рычагом управления, как это делается при работе с трубами. Так же просто осуществляется при использовании предлагаемого элеватора и обратное действие - переход к работе с трубами - для этого достаточно открыть элеватор и извлечь из него вкладыш со штанговым элеватором или с тросом.

По мнению заявителей, описанные возможности и особенности использования предлагаемого элеватора характеризуют изобретательский уровень заявляемого устройства. Кроме того, по вопросу об изобретательском уровне сообщаем еще следующее.

В настоящее время с целью облегчения манипуляций со штанговым элеватором (в процессе выкладки штанг на мостки или при подъеме их с мостков) штанговый элеватор к талевому блоку присоединяется через промежуточное звено - вспомогательный штроп, позволяющий увеличить длину и повысить гибкость цепочки от талевого блока к штанговому элеватору. Более того, в случаях работы с использованием штангового элеватора, захватывающего штангу за его квадрат, в указанную цепочку приходится добавлять звено, позволяющее обеспечить вращение элеватора вместе со штангой относительно талевого блока в процессе свинчивания и развинчивания резьбовых соединений колонны штанг. В качестве такого звена обычно применяется крюк, имеющий осевой подшипниковый узел. Предлагаемый элеватор делает ненужными перечисленные выше дополнительные промежуточные звенья, так как при его использовании роль промежуточного штропа выполняют серьги трубного элеватора и его вкладыша, а звеном, позволяющим вращение штангового элеватора относительно талевого блока, в данном случае служит подвижная пара челюсти захвата - съемный вкладыш. Попутно заметим, что вращение вкладыша предложенного элеватора относительно его захватного узла относится к функциональным возможностям элеваторов такого типа, так как в процессе спускоподъемных работ с трубами последние также вращаются относительно захвата элеватора.

Описанные отличительные признаки придают заявляемому объекту новые, не присущие аналогам свойства, что указывает, на наш взгляд, на соответствие заявляемого решения критерию "изобретательский уровень".

На фиг. 1 элеватор изображен в закрытом положении с установленным вкладышем, в котором находится серьга штангового элеватора; на фиг. 2 - вкладыш, не установленный в элеватор, с петлей монтажного троса, продольный разрез по плоскости выреза; на фиг. 3 - поперечный разрез отдельного вкладыша по А-А на фиг. 1.

Элеватор состоит из корпуса 1, серьги 2, в корпусе 1 расположен внутренний упор 3, на котором подвижно размещены захватные челюсти 4. На корпусе 1 имеется рукоятка 5 с рычагом 6 управления процессом открытия и закрытия челюстей 4. В закрытых челюстях установлен стержень 7 вкладыша. На последнем выполнены бурты 8 и 9, а на торце установлена серьга 10. В плоскости оси элеватора на вкладыше выполнен вырез 11.

Устройство работает следующим образом. Элеватор за серьгу 2 подвешивается к талевому блоку грузоподъемного сооружения и находится в таком положении постоянно и в обычном порядке используется для производства спускоподъемных операций с насосно-компрессорными трубами, а вкладыш находится вне элеватора, например, в комплекте с монтажным тросом 12 или штанговым элеватором 13. В случаях, когда с помощью талевой системы грузоподъемного сооружения на устье скважины нужно производить монтажно-демонтажные работы, петля 12 троса закладывается через вырез 11 вкладыша в его серьгу 10, после чего последний устанавливается в захватные челюсти 4 элеватора, который далее закрывается при помощи рычага 6 управления так же, как в процессе захвата насосно-компрессорной трубы. При подъеме оборудования нагрузка от вкладыша к челюстям 4 и далее к упору 3 корпуса 1 передается через верхний бурт 8 вкладыша, а нижний бурт 9 последнего является страховочным и служит для предотвращения случайного выхода вкладыша из челюстей 4 вверх при рывках и сотрясениях, могущих произойти, например, при обрыве троса или резком срыве с места перемещаемого оборудования. Для продолжения использования элеватора по прямому назначению, т.е. для подъема насосно-компрессорных труб, достаточно открыть элеватор и удалить из него вкладыш с петлей 12.

Совершенно аналогично производится переоснащение элеватора для подъема и спуска насосных штанг. Для этого через вырез 11 в серьгу 10 вкладыша устанавливается серьга 13 штангового элеватора, после чего вкладыш запирается в захвате элеватора.

По мнению авторов, реализацию изобретения можно обеспечить сравнительно просто, для чего достаточно доукомплектовать серийно выпускаемые элеваторы для насосно-компрессорных труб, например, типа ЭТА описанными выше вкладышами сверх тех сменных захватных челюстей для труб различных размеров, которыми в настоящее время снабжаются указанные элеваторы, изготавливаемые ныне на нескольких заводах России.

Оптимальные условия использования изобретения - применение в комплекте с одним штанговым элеватором, постоянно подвешенным к талевому блоку, например, в случае спускоподъемных работ с насосными штангами по одноэлеваторной технологии с установкой последних на подкладной или откидной вилке. Подобная технология производства спускоподъемных операций с насосными штангами предусмотрена, в частности, при использовании механических ключей типа "КШЭ" для свинчивания и развинчивания насосных штанг, производство которых освоено на Ишимбайском машзаводе, где работают авторы изобретения.

Формула изобретения

Элеватор для насосно-компрессорных труб, включающий корпус с упором и серьгой и размещенный в нем захватный узел с челюстями, рукоятку с рычагом управления, отличающийся тем, что захватный узел содержит съемный вкладыш, состоящий из стержня, на котором размещены два бурта для взаимодействия с челюстями захватного узла и нижним торцом корпуса, при этом на торце стержня установлена серьга, а в плоскости оси элеватора на вкладыше выполнен вырез для закладывания в серьгу вкладыша петли монтажного троса или серьги штангового элеватора.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3