Цементировочные агрегаты

Дата: 2025-05-25; Просмотры: 3
Оценка:
0.00 из 5.00 — оценок
Скачиваний: 0

Цементирование скважин выполняют при закреплении об­садных колонн в процессе бурения второго ствола, возвра­щение на выше- или нижележащие горизонты, загрузке и бурении второго ствола. При проведении капитального ре­монта скважин производят изоляционные работы (закрытие вод, проникших из других горизонтов и из эксплуатируе­мого пласта, крепление пород призабойной зоны и т.д.).

Цементирование - основная и наиболее ответственная операция при выполнении всех вышеперечисленных операций.

Для выполнения этих работ используют цементиро­вочные агрегаты ЦА-320А, 5ЦА-320С, ЗЦА-400А, УНБ2-630x500 и др

 

 

Схема 2.3. Схема расстановки цементировочного оборудования при цементировании глубоких скважин

1-скважина 2-нагнетательная линия, 3-цементировочный аг­регат, 4-смеситель, 5-приемный трубопровод, 6-агрегат, участ­вующий в продавке разделительной пробки, 7-запасной сме­ситель

В отличие от рассмотренных выше насосных агрегатов цементировочные установки имеют два насоса: водяной и цементировочный, а также мерный бак, предназначенный для отмеривания необходимого количества жидкости. Обычно цементировочные агрегаты снабжены дополнитель­ным двигателем.

Схема установки цементировочного оборудования по­казана на схеме 2.3.

ЦЕМЕНТИРОВОЧНЫЙ АГРЕГАТ ЦА-320 А

Установка насосная передвижная ЦА-320А предназна­чена для нагнетания различных жидких сред при цементи­ровании скважин в процессе бурения и капитального ре­монта, а также при проведении других промывочно-продавочных работ в нефтяных и газовых скважинах.

Устройство и принцип работы агрегата

Насосная установка смонтирована на шасси 1 (рис.2.60) автомобиля КрАЗ-257 Б1А или КрАЗ-250.

На раме шасси автомобиля установлены две дополни­тельные рамы, на которых смонтировано следующее обору­дование установки:

- цементировочный насос;

- коробка отбора мощности;

- водоподающий насос;

- дополнительный двигатель ГАЗ-52А с коробкой передач;

- манифольд установки со вспомогательным трубопроводом;

- мерный бак.

На шасси 1 автомобиля установлено навесное оборудо­вание. Установка имеет два насоса: водяной (водо­подающий) насос 5 и цементировочный 6.

Цементировочный насос работает от двигателя автомо­биля через коробку отбора мощности 16. Водяной насос приводится в движение от специального верхнего двигателя 4 ГАЗ-52. Установка снабжена мерным баком 9, манифольдом 12 и системой электрооборудования 8. Из нижней ка­меры мерного бака 9 установки водоподающим насосом 5 жидкость подается к цементосмесителю. Для отмеривания нужного количества воды мерный бак снабжен замерными рейками. Готовый раствор с помощью манифольда цемен­тировочного насоса 6 и вспомогательного трубопровода подается к устью скважины.

Устройство и работа основных узлов агрегата

Насос

Насос 9Т двухпоршневой, горизонтальный, двухсто­роннего действия предназначен для подачи цементного и глинистого растворов в скважину. (Рис.2.61, 2.62, 2.63, 2.64, 2.65)

Насос состоит из двух основных частей - гидравличе­ской и приводной. Клапанная стальная коробка 11 (рис.2.61) отлита из двух блоков для жесткости сваренных вместе. Поршни 15 насоса самоуплотняющегося типа состо­ят из стальных сердечников, гуммированных специальной резиной. Посадка поршня на штоке цилиндрическая, с за­креплением гайкой и контргайкой.

Цилиндрические втулки в клапанных коробках уплот­няются резиновым кольцом 14.

Изменение давления и подачи достигается при помощи именных цилиндровых втулок 16 и поршней 15 насоса. Для повышения износоустойчивости втулок внутренняя по­верхность их закаливается токами высокой частоты. Цилиндровые втулки в клапанных коробках зажимаются крышками через нажимные коронки 13.

Шток 18 поршня в месте соединения гидравлической и приводной частей уплотнен сальником 19.

Надежное уплотнение сальника достигается манжетами 2 (рис.2.62), установленными в корпусе 4 сальника.

Поджатие сальника осуществляется при помощи на­жимной втулки и фланца 1.

Приемные камеры клапанных коробок соединены вса­сывающим коллектором 17 (рис.2.61), фланец которого присоединяется к трубопроводу установки.

Одновременно коллектор служит опорой для гидравли­ческой части.

Насос имеет четыре всасывающих и четыре нагнета­тельных клапана 12, одинаковых по размерам и конструк­ции.

Нагнетательные части клапанных коробок соединены коллектором 9, отлитым заодно с воздушным колпаком, к которому при помощи штуцеров подсоединены нагнета­тельная линия с двухдюймовым краном и линия сброса дав­ления с дюймовым краном.

Между дюймовым краном и воздушным колпаком на промежуточном тройнике установлен предохранительный клапан 10 гвоздевого типа.

На нагнетательном коллекторе установлен манометр. Для предохранения манометра от попадания в него раство­ров предусмотрен разделитель 8 диафрагменного типа, у ко­торого камера, соединяемая с манометром, заполняется маслом.

Клапанные коробки крепятся шпильками к станине 21, в которой смонтирована приводная часть насоса. В нижней части картера станины, служащей масляной ван­ной насоса, находится глобоидный червяк 2, опорами кото­рого служат два роликоподшипника.

От осевых смещений червяк зафиксирован двумя упор­ными шарикоподшипниками 1, установленными на дистан­ционных втулках.

Эксцентриковый вал 3 (рис.2.63) вращается на сфери­ческих роликоподшипниках 1, расположенных в гнездах станины и крышке станины в месте их разъема.

Крышка станины в местах установки подшипников эксцентрикового вала крепится к станине четырьмя шпиль­ками, по периметру фланец крышки крепится к фланцу станины болтами.

Для восприятия осевых усилий на концах эксцентрико­вого вала установлены упорные шарикоподшипники 2.

Средняя часть эксцентрикового вала развита в ступицу, на которую напрессован и закреплен болтами бронзовый венец 5 глобоидной передачи.

На эксцентрики эксцентрикового вала, расположенные под углом 90° друг к другу и отлитые совместно с валом, надеты шатуны 4 (рис.2.61) с роликоподшипниками 4 (рис.2.63).

Внутреннее кольцо мотылевого подшипника фиксиру­ется пружинным кольцом 5, а наружное кольцо этого под­шипника закреплено двумя планками (рис.2.61).

Корпус крейцкопфа 6 стальной, с чугунными наклад­ками 7.

Для предотвращения попадания грязи в приводную часть насоса камера крейцкопфа в месте прохода штока имеет сальник 20. Наружное окно камеры закрыто крыш­кой.

Рис.2.61. Цементировочный насос 9Т

1,3-подшипники, 2-глобоидный червяк, 4-шатун, 5-пружинное кольцо, 6-крейцкопф, 7-накладка крейцкопфа, 8-разделитель, 9-нагнетательный коллектор,10-предохранительный клапан, 11-клапанная коробка, 12-клапан, 13-нажимная коронка, 14-резиновое кольцо, 15-поршень, 16-цилиндровая втулка, 17-всасывающий коллектор, 18-шток, 19-сальник гидравлической части, 20-салъник крейцкопфной камеры, 21-станина, 22-седло клапана, 23-уплотнение седла, 24-клапан, 25-уплотнение, 26-крышка клапана, 27-манжета, 28-крышка, 29-гайка крышки.

 

Предохранительный клапан насоса состоит из корпуса 6 (рис.2.64), амортизатора 5 и гвоздя 3. В зависимости от устанавливаемых цилиндровых втулок в шток клапана вставляется гвоздь определенного диаметра.


Рис.2.62. Сальник гидрав­лической части насоса 9Т

1-нажимной фланец, 2-манжета, 3-нажимная

втулка, 4-корпус сальни­ка.

 

 

Рис.2.63. Разрез по эксцентрико­вому валу насоса 9Т

1,2,4-подшилники, 3-эксцентри-ковый вал, 5-венец глобоидной передачи

 

Рнс.2.64.Предохранительный клапан


1-кожух, 2-шток, 3-гвоздь, 4-гайка, 5-амортизатор,6-корпус, 7-поршень

 

Рис.2.65 Разрез по крейцРис. 2.65. Разрез по крейцкопфам на­соса

1 1-подшипник, 2- палец крейцкопфа,

 

1-подшипник, 2-палец к, 3-насос, 4-масляный фильтр

 

Палец 2 (рис.2.65) крейцкопфа устанавливает­ся в корпусе на конусной посадке, закрепляется на­жимной планкой и фикси­руется от проворачивания шпонкой.

Непосредственно на пальце находится игольча­тый роликоподшипник 1 малой головки шатуна.

 

Палец изготавливается из стали и поверхность его закаливается токами высо­кой частоты, так как он служит беговой дорожкой для иголок.

Смазка приводной части насоса осуществляет­ся насосом 3, приводимым во вращение от червяка насоса 9Т и укрепленным на торцо­вой крышке картера станины. Масло, забираемое коловрат­ным насосом из масляной ванны картера станины, через масляный фильтр 4 по трубкам подается к подшипникам эксцентрикового вала и крейцкопфам.

Подшипники мотылевых головок шатунов смазываются из масляной ванны путем разбрызгивания.

Коробка отбора мощности

Коробка отбора мощности установлена на верхнем фланце раздаточной коробки автомобиля и соединена пара­зитной шестерней 10 (рис.2.66) с шестерней высшей переда­чи первичного вала раздаточной коробки.

В корпусе 3 коробки отбора мощности на конических роликоподшипниках смонтированы два вала.


Рис. 2.66. Коробка отбора

мощности

1-вилка включения, 2,6-подшипники, 3-корпус, 4-муфта включения, 5-ведомая шестерня, 7-фланец, 8-ведомый вал, 9-ведущий вал, 10-паразитная шестерня

На ведущем валу 9 на шпонке насажена паразитная шестерня 10. На ведомом валу 8 на двух шарикоподшип­никах расположена ведомая шестерня 5, которая посредст­вом муфты включения 4 может быть связана с валом (при работе насоса 9Т) или разобщена (при переездах и стоян­ке).

Включение и выключение коробки отбора мощности производится рычагом из кабины водителя.

Водоподающий насос

В качестве водоподающего насоса применен многосту­пенчатый центробежный насос (ЦНС) рис.2.67, предназна­ченный для подачи жидкости в цементосмеситель при под­готовке цементного раствора.

Водоподающий насос оборудован системой продувки выхлопными газами двигателя для удаления жидкости из насоса после окончания работы при минусовых температурах и прогреве насоса

 

Рис.2.67. Водоподающий (центробежный) насос

1-кронштейн, 2-отбойное кольцо, 3-вал, 4,31-гайки, 5-пеньковая набивка, 6-диск, 7-гидравлическая пята, 8-регулировочное кольцо, 9-втулка раз­грузки, 10-дистанционная втулка, 11-крышка нагнетания, 12-направляющий аппарат, 13-кольцо направляющего аппарата, 14,15-уплотнительные кольца, 16-рабочее колесо, 17-шпилька, 18-пробка, 19-сливная трубка, 20-крышка всасывания, 21-гидрозатвор, 22-кольцо, 23-грундбукса, 24-кронштейн, 25-втулочно-пальцевая муфта, 26-специальная гайка, 27-отбойное кольцо, 28-манжета, 29-втулка, 30-подшипник

Двигатель ГАЗ-52А и коробка передач.

Двигатель (рис.2.68) предназначен для привода насоса ЦНС и установлен на общей раме с насосом.

Вместе с двигателем смонтирована коробка передач, водяной и масляный радиаторы.

Реле-регулятор, кнопка стартера, кнопка насоса и из­мерительные приборы (амперметр, указатель температуры воды, указатель давления масла) размещены на заднем щит­ке.

Топливо к двигателю поступает из бензинового бачка, установленного под настилом агрегата.

Управление подачей топлива во время работы двигателя выведено в кабину водителя автомобиля.

Двигатель ГАЗ-52А получает электроэнергию от само­стоятельной аккумуляторной батареи.

Коробка передач имеет одну повышающую передачу и пе­реоборудуется из коробки передач двигателя ГАЗ-52А путем изменения зубчатых зацеплений.

В месте установки заливной пробки установлен пере­ходник, повышающий уровень заливаемого масла, что улучшает смазку подшипников первичного вала.

Манифольд установки

Манифольд установки состоит из приемной и нагнета­тельной линий. Приемная линия насоса 9Т, при помощи установленных на ней шиберных заслонок 4 (рис.2.69), по­зволяет забирать жидкость как из мерного бака, так и из цементного бачка, устанавливаемого на земле.

Забор жидкости из цементного бачка может произво­дится с правой или левой стороны установки с помощью гофрированного шланга 11, присоединенного к приемному трубопроводу.

Нагнетательная линия 3 насоса 9Т выведена на заднюю часть установки под настилом и мерным баком и заканчива­ется уплотнительным конусом с гайкой. Для соединения нагнетательной линии установки с устьем скважины служит разборный трубопровод (рис.2.70, 2.71), состоящий из труб высокого давления и шарнирных колен. В транспортном положении трубы высокого давления по­мещаются на специальных стойках. Шарнирные колена ук­ладываются в ящик.

Сброс давления в нагнетательной линии насоса 9Т можно произвести открытием крана 10 (рис.2.69), через же­сткую трубу линии сброса 2 в мерный бак.

На приемной линии 5 насоса ЦНС 38-154, соединяю­щей насос с нижней камерой мерного бака, установлена шиберная заслонка 12.

Рис.2.68. Двигатель ГАЗ-52А

1-акселератор, 2-втулочно-пальцевая муфта, 3-коробка передач, 4-кнопка подсоса, 5-двигатель ГАЗ-52А, 6-водяной радиатор, 7-масляный радиатор

Нагнетательная линия насоса ЦНС 38-154 выведена под настил с левой стороны установки и заканчивается гнездом уплотнения, к которому на месте производства ра­бот присоединяется рукав 6 для подачи жидкости в цементосмеситель. Количество жидкости, подаваемое насосом ЦНС в цементосмеситель, регулируется изменением числа оборотов двигателя.

Для контроля за давлением на нагнетательной линии насоса ЦНС установлен манометр 1.

Манифольд установки оснащен системой продувки 7 для удаления жидкости после работы.

Продувка производится выхлопными газами двигателя ЯМЗ-238 при плавном повышении оборотов двигателя (1400-1500 мин-1) до полного удаления жидкости из насоса и трубопроводов, но не более 5 мин. При этом давление га­зов в выхлопных трубах автомобиля не должно превышать 1 Па.

Конструкция манифольда позволяет применить систему продувки так же для подогрева гидравлической части насоса 9Т перед началом работы и для очистки трубопроводов манифольда и мерной емкости после окончания работы и промывки водой.


11


Рис.2.69. Манифольд установки

1-манометр, 2- линия сброса, 3- нагнетательная линия насоса, 4,12- шиберные заслонки, 5- приемная линия насоса ЦНС, 6- нагнетательный рукав насоса, 7- система продувки, 8- кран высокого давления, 9- кран проходной наливной линии, 10- кран для сбора давления, 11- шланг приемной линии насоса 9Т, 13- приемная линия насоса 9Т.

Продувку манифольда и насоса 9Т нужно осуществ­лять на тех же режимах, что и для центробежного насоса, но нельзя допускать перегрева резиновых уплотнений и дета­лей, гуммированных резиной, т.к. от сильного перегрева они теряют эластичность и быстро изнашиваются.

Рис.2.71. Труба

1-накидная гайка, 2-кольцо уплотнения, 3-конус уплотнения, 4-труба, 5-гнездо конуса

 

 

Рис.2.70. Шарнирное колено

1-уплотнительное кольцо, 2-на-кидная гайка, 3-конус уплотне­ния, 4-патрубок, 5-угольник с резьбой, 6-угольник, 7-манжета, 8-шарик, 9-уплотнение, 10-втулка, 11 -гнездо конуса, 12-пресс масленки

 

Мерный бак

Мерный бак расположен сзади на раме и прикреплен к ней болтами. Бак разделен продольной перегородкой на две равные части, в каждой из которых установлены замерные рейки с ценой деления 0,1 м3.

Донные клапаны (рис.2.72), установленные в днище бака, позволяют соединить одну или другую половину бака с небольшой дополнительной камерой под днищем бака, к которой подведены приемные линии обоих насосов.

Наполнение мерного бака водой или глинистым рас­твором производится через наливную трубу диаметром два дюйма, проходящую через днище бака наверх. На наливной трубе установлены два проходных крана, позволяющих по­очередно наполнять обе половины бака (рис. 2.69).


Рис.2.72. Донные кла­паны

1 -спускная пробка, 2-рычаг, 3-шток, 4-верхние направляющие, 5-пружинач 6-шайба, 7-уплотнение, 8-седло клапана

Кинематическая схема установки

Кинематическая схема и схема приемного и напорного манифольдов установки приведены на рис.2.73.

Рис.2.73. Кинематическая схема и схема приемного и напорного манифольдов насосной установки

1-двигатель ЯМЗ-238, 2-коробка перемены передач, 3-раздаточная коробка автомобиля, 4-шестерня высшей передачи первичного вала раздаточной коробки, 5-рычаг включения насоса 9Т, 6-коробки отбора мощности, 7-карданный вал, 8-двигатель ГАЗ-52А, 9-коробка перемены передач, 10-муфта, 11-насос 9Т, 12-кран высокого давления, 13-нагнетательная линия, 14-заслонка, 15-мерный бак, 16-наливная линия, 17-донные клапаны, 18-линия сброса, 19-приемная линия насоса 9Т, 20-бачок для цементного раствора, 21-кран с верньером, 22-приемная линия насоса, 23-заслонка, 24-цементосмеситель, 25-нагнетательная линия насоса, 26-насос ЦНС

цементировочный агрегат ЗЦА-400А

Агрегат ЗЦА-400А предназначен для нагнетания в скважины различных жидких сред при их цементировании в процессе бурения и капитального ремонта, а также при проведении других промывочно-продавочных работ в нефтяных и газо­вых скважинах.