12.3 Жер асты жабдықтары
Сорапты тәсілмен пайдаланатын ұңғыманы, құбырмен түсірілетін, штангалы ұңғымалық сораппен жабдықтайды, оның плунжері штанга бағанасы арқылы қозғалысқа келеді.
Әр түрлі категориялы (қалыпты, күрделі жағдайдағы) ұңғымаларды пайдалану кезінде, салынатын және салынбайтын ұңғымалық сораптар қатары бөлінеді.
Салынбайтын сораптар
Цилиндр ұңғымаға сорап құбырларымен плунжерсіз түсіріледі. Плунжер бөлек сорапты штангалармен түсіріледі. Плунжер цидиндрге плунжерге ілінген сору клапанымен бірге енгізіледі. Плунжерді цилиндр сорабына құбырлар арқылы еш зақымсыз жеткізу үшін, құбырдың ішкі диаметрі плунжердің сыртқы диаметрінен (6 мм шамасында) үлкен болу керек. Салынбайтын сорапты алмастыру немесе жөндеу кезінде шығару үшін, алдымен аяғында плунжер ілінген штангаларды, содан кейін аяғында сорап цилиндрі ілінген сорап құбырларын шығару қажет.
Салынатын сораптар
Цилиндр плунжер және клапанмен бірге, штанга арқылы түсіріледі. Бұл кезде сорапты құбырлардың аяғында алдын-ала арнайы отырғызылатын қондырғы – құлыптық тіреу орнатылады, мұнда сорапты отырғызу және тығыздатылу жүреді. Жөндеу кезінде салынатын сорапты шығару үшін, тек штангаларды шығару жеткілікті, сол арқылы барлық сорап шығарылады.
Салынатын сорапта берілген диаметрлі құбырлар арқылы тек плунжер ғана емес, сонымен қатар қапталмен (кожух) цилиндр жіберіледі, сондықтан салынатын сораптың плунжер диаметрі құбыр диаметрінен бірнеше есе аз болу керек. Сол ұшін берілген диаметрдегі құбырда салынатын сорапты жіберу әрқашан салынбайтын сорапқа қарағанда аз.
Сораптардың жалпы сипаттамасы
5-суретте салынатын (5-сур, а,б) және салынбайтын (5-сур, в) сораптардың негізгі сұлбасы көрсетілген.
Суретте көрсетіліп отырғандай (5-сур, а), НГН-1 сорабында сору клапаны 5 конус седлосында 6 бекітілген және плунжермен 3 арнайы шток 7 арқылы жалғасқан. Бұл штанганы, сонымен бірге, плунжерді көтеру кезінде бірден сору клапанын 5 шығарып алуға мүмкіндік береді. Мұндай операция клапанды тек алмастыру немесе жөндеу кезінде ғана емес, сонымен қатар көтеру алдында сорап құбырларынан сұйықты түсіру кезінде де қажет. Бірақ ұзын штоктың болуы плунжердің төменгі жағында екінші айдау клапанын орнатуға мүмкіндік бермейді, ол зиянды кеңістікті азайту үшін және сорап жұмысының сенімділігін жоғарлату үшін қажетті. Сонымен қатар, плунжердің ішінде штоктың болуы, плунжердің жүрісін шектейді және осы конструкциядағы сораптарда 1 м аспайды.
1-сурет. Ұңғымалық штангалы сораптардың жалпы сұлбасы:
а – НГН-1 типті штогы бар салынбайтын сорап; б – НГН-2 типті ұстағышы бар салынбайтын сорап; 1 – айдау клапандары; 2 – цилиндрлар; 3 – плунжерлер; 4 – құбырша-ұзартқыштар; 5 – сору клапандары; 6 – конус седлосы; 7 – ұстау штогы; 8 – екінші айдау клапаны; 9 – ұстағыш; 10 – клапанды ұстауға арналған ұштық (наконечник); в – НГВ-1 типті салынатын сорап: 1 – штанга, 2 – СКҚ, 3 – отырғызылатын конус, 4 – құлыптық тіреу, 5 – цилиндр, 6 – плунжер, 7 – бағыттауыш құбырша
НГН-2 типті сорапта (5-сур, б) - екі айдау клапаны бар. Бұл зиянды кеңістік көлемін елеулі азайтады, және газдалған сұйықты айдап шығару кезінде толу коэффицентін көбейтеді. Осы сораптарда сору клапанын 5 жіберіп отырғызу және шығару үшін штокты ұстайтын арнайы ұстағыш 9 болады. Плунжерді штангамен түсіргеннен кейін және штанганы бұру арқылы сору клапанын конусқа отырғызудан кейін, ұстағыш штоктан ажыратылады да, плунжер цилиндр ұзындығының әр түрлі шамалы жүрісті қайтымды-үдемелі қозғалыс жасай алады. Сорапты жөндеу үшін көтерудің алдында ұстағышпен конустың штогын ұстау қажет. Бұл плунжерді шегіне жеткенше дейін отырғызып, штаганы сағат тілімен бұру арқылы іске асады. Егер конусты ұстау операциясы сәтсіз болса, онда сорап құбырын сұйықпен бірге көтеруге тура келеді, бұл ағымдағы жөндеу бригадалық жұмысын қиындатады.
Салынатын НГВ-1 сораптарда плунжердің жоғарғы және төменгі бөлігінде орналасқан бір немесе екі клапаны болады.
Штанагалармен бірге барлық сорап жинағы шығарылып, түсірілетіндіктен, сол үшін сору клапанын көтеруге арналған штоктың немесе ұстағыштың қажеттілігі туындамайды.
Сораптар цилиндрының келесідей номиналды диаметрлері болады:
НГН-1 – 28; 32; 43; 55; 68;
НГН-2 – 28; 32; 38; 43; 55; 68; 82; 93;
НГВ-1 – 28; 32; 38; 43; 55; 68.
Фактылық диаметрлер номиналды диаметрден 1 - 2 мм артық болу мүмкін (93 мм үшін сораптың фактылық диаметрі 96 мм диаметрге дейін жетеді). Бұл плунжер, цилиндр және сораптың басқа да тетіктерін зауыт немесе ұстаханаларда қалпына келтіргеннен кейін қайта қолдану жағдайымен түсіндіріледі.
Сорап цилиндрлары
Цилиндр қысқа (0,3 м) болат немесе шойыннан жасалатын төлкеден жиналады, төлке арнайы оправкіде қапталға (кожух) салынып, және бүйірінен муфта қапталымен қысылады. НГН-1 сораптарда төлке саны 2-ден 7 –ге дейін болса, бұл плунжер жүрісін 0,9 м дейін қамтамасыз етеді. Төлке саны НГН-2 сораптарда 6-дан 24 дейін және НГВ-1 сораптарда 9-дан 27 дейін болса, плунжердің 6 м дейін жүрісін қамтамасыз етеді. Кейбір кездері қысқа жүрісті сораптардың цилиндрлары ішкі беті тегіс өңделген, тұтас болаттан жасалатын құбырдан жасалады. Тұтас ұзын цилиндрды жасап шығару техникалық жағынан қиын, себебі бұл кезде қажетті дәлдікті ұстау іске аспайды. Конструкция жағынан салынатын сораптар салынбайтынға қарағанда біршама күрделі.
Барлық сораптар плунжер мен цилиндр арасындағы саңылау (зазор) бойынша үш отырғызу тобына бөлінеді:
Отырғызу тобы I II III
Саңылау 20 – 70 70 – 120 120 – 170
III отырғызу топ сораптары негізінен, терең емес ұңғымаларда тұтқырлы мұнай мен эмульсияны айдап шығару және сұйықтың үлкен көлемін шығару үшін қолданылады. II отырғызу топ сораптары орташа тереңдіктегі және майлы мұнайды шығару кезінде қолданылады. I топ сораптары құм болмайтын, терең жатқан жалғыз майлы мұнайды айдап шығару үшін қолданылады.
Сорап плунжерлері
Плунжерлер – стандартты ұзындығы 1,2 м болат құбырдан жасалады. Сыртқы беті – жылтылдатылған хромды. Плунжер түрлері тегіс (6-сур, а), сақиналы оры бар(6-сур, б), винтті оры бар (6-сур, в) және «пескобрей» типті (6-сур, г).
Одан басқа, үш немесе төрт резиналы сақинадан тұратын НГН-2Р сораптарында қолданылатын плунжерлер бар. НГН-2Р аударсақ: плунжері бар салынбайтын типті тереңдік сорап –2, резина сақиналары (Р) бар.
Егер сорап цилиндры төлкесіз , ал плунжер резиналы сақинамен болса, онда шифрге Б әрпі қосылады, мысалы, НГН-1РБ (Б әрпі төлкесіз деген мағынаны береді). Гуммирленген (резинасы жоқ) плунжері бар сораптар Грозныйда жасап шығарылған, және терең емес ұңғымалар үшін қолданылады.
Сорап клапандары
Сораптың тез тозатын түйіні – клапан болып табылады (сур-7,8). Ұзақ мерзім ішінде сұйық бағанасының әсерінен шариктің седлоға үздіксіз соғылуынан түйісу беті сынады да, клапанның саңылаусыздығы бұзылады. Әсіресе, абразивті қоспалары (құм) бар сұйықты шығару кезінде және коррозиялы орта кезінде клапан жұмысына ауыр жағдай болады.
Әр салынатын және салынбайтын сораптың жоғарғы аудармасында таңба соғылады, мұнда 1 – шығаратын зауыттың тауарлық белгісі, 2 – сораптың зауыттық номірі, 3 – сорап шифрі, шартты диаметрі, плунжердің мүмкін жүріс ұзындығы және максималды түсіру тереңдігі, 4 – сорапты жасап шығарған жылы.
Одан басқа, әр сораптың қапталында (кожух) жоғарғы жақ ұшында сорап шифры (трафарет бойынша эмаль сырмен) жазылады, мысалы, НГН-2-43-4200-П-П-120. Оның аудармасы: салынбайтын сорап 2- типті, диаметрі 43 мм, плунжердің максималды жүрісі 4200 мм дейін, II топ орнығу плунжермен “пескобрей” типті (П), пресстелу қысымы 120 атмосфер (12 МПа). Осыдан басқа, барлық сораптар толық техникалық берілгендері көрсетілген куәлікпен қамтамасыз етіледі.
3-сурет. Клапандық түйіндер:
а – НГН-1 сораптары үшін айдау клапаны (43, 55 және 68 мм); б – НГН-1 сораптары үшін сору клапаны (43, 55 және 68 мм); 1 – клапан торы; 2 – шарик; 3 – клапан седлосы; 4 – ниппель немесе ниппель-конус
8- сурет. Сору клапанының штогын ұстауға арналған ұстағышы бар НГН-2 сораптың төменгі айдау клапаны: 1 – клапан торы; 2 – шарик; 3 – клапан седлосы, 4 – ұстағыш корпусы; 5 – ұстағыш
Құбырлы штангалармен түсірілетін арнайы сораптардың бар болуын айтуымыз қажет. Олардың шифрына Т әрпі қосылады, мысалы, НГН2Т білдіретіні: құбырлы штангалар үшін салынбайтын тереңдік сорап типті -2. Құрамында құмы бар сұйықты айдап шығару кезінде, осы қоспаның цилиндр және плунжер арасындағы саңлауға (зазор) кіріп кетуін болдырмау үшін, шығарылатын сұйық плунжерден сорап құбырына емес, іші қуыс (құбырлы) штангілерге жіберіліп, жер бетіне көтеріледі. Құбырлы штангалар ретінде диаметрі кіші (48-60 мм) құбырлар қолданылады. Құбырлы штангалар үшін сораптардың негізгі ерекшелігі айдау клапаны (бір немесе екі) плунжердің төменгі бөлігінде орналасқан. Плунжердің жоғарғы бөлігі арнайы аударма арқылы құбырлы штангамен жалғасады. Сол үшін, сұйық сорапты құбырлар және құбырлы штангалар арасындағы кеңістікке түспейді. Қалғанында, бұл сораптың конструкциясында кәдімгі сораптардан айырмашылығы болмайды. Құбырлы штангалар үшін сораптар салынатын және салынбайтын болуы мүмкін. Одан басқа, сораптардың арнайы басқа түрі және тағайындалуы басқа сораптар, мысалы мұнайды бөлек өндіру үшін, сораптардың конструкциясы жасалып шығарылды.
Штангалар
Әдеттегі штангалар, штанга диаметрі бойынша төрт номиналды өлшемде шығарылады: 16, 19, 22 және 25 мм. Штанганың ұштары штанга бағанасын бұрау және бұрап шығару кезінде, арнайы кілтпен ұстау үшін басы қалыңдатылған квадрат қималы түрінде болады.
Қалыпты ұзындықты штангалардан басқа (8 м), стандартты диаметрлі, ұзындықтары 1; 1,2; 1,5; 2; 3 м болатын, қысқартылған штангалар шығарылады. Қысқа штангалар штанга бағанасының ұзындығын реттеу үшін қажет, мұнда ілінген плунжер сорап цилиндрінде берілген шектерде орын ауыстырады. Штанга бағанасының жоғарғы ұшы қалыңдатылған жылтылдатылған штокпен бітеді, ол ұңғы сағасындағы сальникті тығыздатқыш арқылы өтеді.
5-сурет. Сорапты штанга және жалғастырушы муфта
Пайдалану жағдайына байланысты штангалар әр түрлі беріктік сипаттамада шығарылады. Оларды шығару үшін маркасы 40 болат немесе маркасы 20НМ жылуөңделген никель-молибденді болат және соңынан бетін жоғарғы жиілікті токпен (ТВЧ) нығайту қолданылады.
Штанганың жоғарғы қимасына, әдетте, көп ауырлық түсетіндігіне қарамастан, практиканың көрсетуі бойынша, штанганың сынуы және үзілуі төменгі қимасында да болады. Үлкен диаметрлі (56, 70, 95 мм) сораптарды қолдану кезінде, әсіресе тұтқырлы сұйықты айдап шығарған кезде және плунжердің үлкен жылдамдықтарында (Sn>30), төменгі штангаларда бойлы бұрылыс байқалады, соның салдарынан сыну және үзілулер болады. Мұндай жағдайда, «асты ауырлатылған» қондырғыны қолданады, ол 2 - 6 ауыр штангадан және жалпы массасы 80 – 360 кг құбырлардан тұрады. Бұл штанга бағанасының төменгі жағының жұмыс жағдайын жақсартып, бірақ сорап алқасының (подвеска ) шекті тереңдігін қысқартады.
Штанганы бекіту кезінде келесі шекті айналу моменттері ұсынылған:
Штанга ддиаметрі, мм 16 19 22 25
Айналу моменті, Н·м 300 500 700 1000
Штанаганы жиі түсіру және көтеру, штанганың үзілу жиілігін көбейтеді. Сәйкес нұсқау бойынша, штанга және штанга бағанасының сақталу, тасымалдану және жиналу ережелері белгіленеді.
Сорапты құбырлар
Сорапты-компрессорлы құбырлар (СКҚ) тегіс және ұшы шығарылған (высаженный) болып бөлінеді. Ұшы тегіс құбырлар, ұзындығы бойынша диаметрі тұрақты болып келеді, сол үшін ойық жерлерінде муфталы жалғасу әлсіз. Ұштары сыртқа шығарылған құбырлар, ойық жерлерінде муфталы жалғасуы қалыңдатылған ұшты болып келеді, сондықтан құбырдың ойылған бөлігінде беріктігі жоғары.
Ұзындығы бойынша СКҚ үш топқа бөлінеді:
I – 5,5-тен 8 м дейін;
II – 8 – 8,5 м;
III – 8,5 – 10 м.
Құбырлар бес беріктік топты болаттан жасалады: Д, К, Е, Л, М. Беріктік тобы К, Е, Л, М тегіс құбырлар және олардың муфталары, сонымен қатар ұштары шығарылған барлық құбырлар жылуөңделеді. Құбырлардың шартты диаметрі бірнеше ондық үлес миллиметрге дейін дәлдікпен, құбырдың сыртқы диаметрімен сәйкес келеді.
Ұңғымадағы СКҚ-ға, әсіресе, ШҰСҚ кезінде, үлкен жүктеме түседі. Өзінің салмағы әсерінен созылудан басқа, оларға СКҚ толтыратын сұйық бағанасы салмағы және кейде жоғарғы жағында үзілу немесе плунжерді сору клапанының штогына отырғызу кезінде штанга бағанасы салмағы әсер етеді. Майысқан ұңғымаларда құбырларға штангалық муфталар үйкелісі әсер етеді. Сағадағы үлкен қарсы қысымдар кезінде, саға қысымының құбыр ауданына көбейтіндісіне тең күш қосылады. Әдетте, беріктік қор коэффицентін 1,3 – 1,5 тең деп алады, ол σт ағу қуатына сәйкес жүктеме бойынша алынады.
Құбырлар муфталы ұшта таңбаланады. Таңбада диаметр, қабырға қалыңдығы (мм), зауыттың тауарлық белгісі, беріктік тобы (әріп), шығарылған айы және жылы көрсетіледі. Қабырғаның қалыңдығы тек 73 және 89 мм құбырлар үшін көрсетіледі, олар екеу болуы мүмкін.
СКҚ-ң резьбалық қосылысын дұрыс түсіру, белгілі шамадағы айналу моментін салу арқылы жеткізіледі, яғни:
Құбырдың шартты диаметрі, мм 48 60 73 89 102 114
Айналу моменті, Н·м 500 800 1000 1300 1600 1700 – 2000
Сондықтан СКҚ-ы бұрап салу және бұрап шығару үшін арнайы фрикциондық момент реттегіші бар автоматтарды пайдаланған жөн.
СКҚ-ң резьбалық қосылысын майлаусыз түсіру және де оларды сақтандырғыш сақинасыз және ағаш заглушкасыз тасымалдауға рұқсат етілмейді.
Құбырдың өзінің меншікті салмағын азайту үшін, үлкен тереңдікке түсіру қажеттілігі туғанда, үстіндегі диаметрі үлкен және астындағы диаметрі кіші СКҚ сатылы бағанасы қолданылады. Коррозиялық ортада жұмыс жасау үшін, ішкі беті лакты сырмен, эмальмен немесе алюминийден жасалған метеллмен қапталатын СКҚ көп қолданыс табуда.
Арнайы өте терең ұңғымалар үшін алюминий ерітпе қоспасынан жасалған құбырлар шығарылды. Олардың кіші массасы беріктікті шамалы азайтқан кезде, СКҚ үлкен тереңдікке түсіруге мүмкіндік береді.
Құбырлар тобының барлық орын ауыстырулары СКҚ жұмысын бақылайтын арнайы журналға тіркеледі. Жарамсыз деп танылатын құбырлар міндетті түрде топтан шығарылады да, және ұңғымаға түсірілмейді.
СКҚ резьбалық қосылысын босаңсату үшін, муфталық қосылысын үлкен балғамен ұруға тыйым салынады, бірақ өкінішке орай, кәсіпте бұл әдіс кең қолданылады. Мұндай операциядан кейін, резьбалық қосылыстың беріктігі күрт төмендейді де, құбырдың үзілуі және ағып кетудің пайда болу ықтималдығы көбейеді.
Негізгі.: 1. [350-352], 3. [582-590], 1. [373-382], 3. [586-587]
Бақылау сұрақтары:
Жер үсті жабдықтарға не жатады ?
Штангаайналдырғыш дегеніміз не ?
Жер асты жабдықтарға не жатады ?
Салынатын сораптар салынбайтын сораптардан қандай айырмашылығы бар ?
Сораптың плунжері дегеніміз не ?
Диаметрі және ұзындығы бойынша қандай штангалар болады ?