Распространенные проблемы распорного устройства и практические решения для нефтепромысловых цехов

Неисправности компенсационного узла обычно происходят постепенно.

Распорное устройство, иногда называемое раскряжевочной машиной для муфт или навинчивающейся машиной, применяет контролируемый крутящий момент для свинчивания или развинчивания резьбовых соединений обсадных труб и труб. Когда он начинает выходить из строя, первым признаком обычно не является блокировка или поломка детали. Это график крутящего момента, который больше не соответствует диаграмме: машина останавливается при правильном количестве оборотов, но конечный крутящий момент на 10 процентов ниже, чем у предыдущего соединения, или соединение проворачивается на четверть оборота после остановки шпинделя.

Многие нефтепромысловые соединения соответствуют допускам резьбы API 5B и соответствуют диаграмме моментов затяжки для конкретного соединения. Раскряжевочный агрегат является частью этой измерительной цепи. Та же самая картина повторяется во многих магазинах: раскряжевочный узел постепенно терял точность крутящего момента, зажимное сцепление или соосность . Труба, муфта и резьбовая смазка соответствуют техническим характеристикам; машина является переменной. В этой статье наиболее распространенные проблемы раскряжевочных агрегатов представлены практическими решениями, начиная с диагностики и заканчивая калибровкой, обслуживанием и выбором оборудования. Для более подробного ознакомления с тем, как эти машины развивают крутящий момент, прочитайте это объяснение Выходной крутящий момент и принципы свинчивания в муфтовом распорном узле .

Распространенные проблемы с раскряжевочным агрегатом и симптомы, которые их выдают

Опыт работы на полу обычно указывает на пять групп неисправностей: дрейф датчика крутящего момента, износ зажима и вставки, нестабильность гидравлического давления, несоосность шпинделя и ошибки управления или программы. Они не всегда разделены. Проскальзывание челюсти в одном шарнире может привести к скачку крутящего момента, похожему на неисправность преобразователя, а смещенный шпиндель может привести к запуску каждой муфты под углом.

Проблемы крутящего момента и количества оборотов

Ошибки крутящего момента являются самыми дорогостоящими, поскольку они могут скрыть плохое соединение. Поврежденный датчик может считывать заданный крутящий момент, в то время как фактическое соединение затянуто недостаточно. В результате соединение оставляет станцию ​​ниже требуемого уровня подпитки. Лучшая контрмера — записать полную кривую зависимости крутящего момента от поворота и сравнить ее форму со схемой соединений, а не только с окончательным числом. Изменение состава резьбовой смазки также приводит к изменению трения, поэтому окно крутящего момента действительно только для состава, указанного в таблице.

Неисправности зажима, гидравлики и выравнивания

Неисправности зажима обычно заметны. Блестящие следы вокруг наружного диаметра трубы, вращение внутри губок или труба, которая начинает прогибаться в погрузчике, означают, что радиус вставки или давление зажима неправильны. Неисправности гидравлической системы могут выглядеть как неисправности крутящего момента, когда масло холодное, загрязненное или перегрето. Ошибки выравнивания наиболее опасны, поскольку повреждение происходит в первых двух потоках; к тому моменту, когда график крутящего момента выглядит ненормальным, муфта уже имеет перекрестную резьбу.

Практическая последовательность диагностики распорного устройства

Перед заменой деталей проведите раскряжевочный агрегат в последовательности, позволяющей отделить ошибки измерения от механических ошибок. Цель — выявить первый сбой в цепочке, а не ту часть, которая в результате оборвалась.

1. Проверьте спецификацию соединения, заданный крутящий момент и смазку резьбы по рабочей таблице.
2. Запустите эталонный шарнир, который заведомо исправен, и сравните его кривую крутящего момента с базовой линией.
3. Обнулите показания крутящего момента и проверьте измерительную цепь с помощью главного преобразователя.
4. Проверьте вкладыши губок, радиус матрицы, переднюю часть шпинделя и состояние гидравлического масла.
5. Запустите то же соединение второй раз и сравните две кривые.

Читайте кривую макияжа, а не только окончательный результат

Внезапный скачок в конце цикла свинчивания означает, что плечо соприкасается до того, как будет достигнута опорная поверхность. Плоская зона посередине означает, что труба может скользить в зажимах. Плавная, но все более крутая кривая обычно указывает на сжатие резьбовой смазки, а не на повреждение резьбы. Эти кривые можно сравнивать напрямую, поскольку энкодер компенсирующего устройства и датчик крутящего момента записывают одни и те же данные, необходимые отделу контроля качества.

Используйте опорное соединение после каждого переключения

Переключение – это момент, когда возникает большинство ошибок компенсирующего устройства. Другой размер корпуса, новый тип соединения или более низкий целевой крутящий момент могут выглядеть правильно на экране управления, тогда как физическая настройка неверна. Изготовление одного эталонного соединения после переналадки позволяет выявить эти ошибки до начала производства. Последовательность описана более подробно в этом руководстве по Процедуры переналадки и контроля крутящего момента на токарном станке с раскряжевочным агрегатом .

Профилактические решения, которые предотвращают повторяющиеся проблемы с раскряжевочным агрегатом

Профилактическое техническое обслуживание дает наибольший эффект, когда раскряжевочное устройство рассматривается как измерительный инструмент, а не просто гидравлическая машина. Краткий ежедневный контрольный список предотвращает возвращение большинства распространенных проблем.

• Обнулите дисплей крутящего момента и проверьте гидравлическое давление при рабочей температуре.
• Записывайте крутящий момент и количество оборотов для каждого соединения и отмечайте любые изменения, превышающие заводские допуски.
• Осмотрите вкладыши губок на предмет износа и убедитесь, что радиус матрицы соответствует наружному диаметру трубы.
• Перед первым свинчиванием за смену проверьте уровень, состояние и температуру гидравлического масла.

Калибровка измерительной цепи при рабочей температуре

Вязкость масла меняется в зависимости от температуры, поэтому калибровка холодной машины может внести систематическую ошибку в прогретый производственный цикл. Датчик крутящего момента, кабель, усилитель и дисплей следует проверять с помощью главного датчика крутящего момента, предназначенного только для калибровки. Практический интервал зависит от количества смен и тяжести работы; многие цеха повторяют эталонное соединение в начале каждой смены и ежемесячно проводят полную проверку мастер-ячейки.

Подберите зажимной инструмент к наружному диаметру каждой трубы

Изношенные или неправильные вставки губок являются наиболее распространенной причиной проблем, связанных с раскряжевочным устройством. Радиус вставки должен соответствовать фактическому наружному диаметру трубы, а не номинальному размеру, указанному в файле проекта. Тонкостенные НКТ приобретут овальную форму до того, как сдвинется показание крутящего момента, если давление зажима установлено для более тяжелой обсадной колонны. Маркировка пластин по радиусу и отказ от использования изношенных матриц — недорогой способ избежать дорогостоящего повреждения резьбы.

Сохраняйте выравнивание шпинделя в плане технического обслуживания

Несоосность шпинделя легко игнорировать, поскольку она развивается медленно. Тестовая планка и циферблатный индикатор покажут, находится ли торец шпинделя под прямым углом к ​​оси зажима. Вместо визуальной проверки следует использовать допуск производителя станка, поскольку первая резьба может быть повреждена на доли миллиметра.

Выбор распорного устройства, позволяющего избежать этих проблем

Если те же проблемы возникнут снова после полного цикла технического обслуживания, раскряжевочное устройство может больше не иметь той жесткости, разрешения управления или регистрации данных, которые необходимы для набора соединений в вашем магазине. Выбор должен основываться на диапазоне крутящего момента, диаметре шпинделя, системе зажима и функциях управления, обеспечивающих повторяемость переключения.

Для цехов, занимающихся сборкой и развинчиванием муфт обсадных и насосно-компрессорных труб, пример машины, спроектированной с использованием контролируемого гидравлического крутящего момента и зажима на основе штампа, представляет собой навинчивающийся станок для раскряжевки муфт обсадных и насосно-компрессорных труб TYSKNKJ-100. Это дает оператору четкое считывание крутящего момента и оборотов, а это именно то, что необходимо для проведения диагностики.

Для более широкого сравнения типов машин прочтите руководство по выбор распиловочного агрегата обсадных и насосно-компрессорных труб токарного станка прежде чем сделать выбор между автономным устройством для раскряжевки, комбинированным станком для нарезания резьбы и раскряжевки и устройством, которое позже будет интегрировано в производственную линию.

Когда правильное решение — это ремонт резьбы или автоматическое свинчивание

Несмотря на правильный диагноз, некоторые неисправности раскряжевочного устройства приводят к повреждению резьбы на трубах, пригодных для использования в противном случае. Утилизация каждого поврежденного конца трубы обходится дорого, особенно в небольших партиях. Специально созданный токарный станок для обработки масляных труб может повторно нарезать или восстановить профиль резьбы с той же точностью, что и исходная обработка. Токарный станок для обработки нефтяных труб TYSK1355 — это машина, предназначенная для ремонта и повторной механической обработки.

Если основная проблема заключается в ручном обращении, а не в точности крутящего момента, автоматизированная линия соединения исключает наиболее изменчивую часть процесса: перемещение трубы и муфты в распорное устройство и из него вручную. Интеллектуальная производственная линия муфт объединяет свинчивание, проверку и регистрацию данных, поэтому кривая крутящего момента сохраняется для каждого соединения.

Проблема раскряжевки решается, когда машина может повторять один и тот же крутящий момент и результат поворота в пределах допуска на соединение. Начните с калибровки и дисциплины переключения. Если после этого машина не может поддерживать процесс, следующим шагом следует улучшить фиксацию детали, контроль крутящего момента или погрузочно-разгрузочные работы.