Cinq outils de tête de puits courants

Liens d'ascenseur (Boules)

Structure et principe

Le maillon d'ascenseur est un outil spécial de tête de puits servant à suspendre les ascenseurs lors de la descente et de la remontée des trains de tiges pendant les opérations de forage et de reconditionnement. Il doit présenter une capacité de charge élevée, une grande résistance aux chocs, un poids léger, ainsi que des caractéristiques de sécurité et de fiabilité. L'œillet supérieur du maillon d'ascenseur est accroché aux crochets auxiliaires situés de part et d'autre du crochet principal, et sa partie inférieure est fixée aux pattes de l'ascenseur. Les éléments de liaison entre le maillon d'ascenseur, l'ascenseur et le crochet sont conformes à la norme SY/T 5288-2000.

Les biellettes d'ascenseur se divisent en deux catégories : à une jambe et à deux jambes. Les biellettes à deux jambes sont souvent utilisées dans les puits peu profonds avec une capacité de charge n'excédant pas 1 350 kN. Les deux types couramment utilisés dans les équipements de forage sont les biellettes DH1350 et SH1350.

La biellette d'ascenseur à un seul bras est forgée d'une seule pièce en acier à ultra-haute résistance, tandis que la biellette d'ascenseur à deux bras est forgée et soudée en acier allié de haute qualité. Les deux types font l'objet d'un traitement thermique et d'une finition de surface soignés, leur conférant une résistance et une ténacité élevées.

Ascenseurs

L'élévateur est un outil de tête de puits utilisé pour suspendre directement la colonne de production lors des opérations de forage et de reconditionnement. Il est relié à la biellette d'élévateur située au-dessus, et différents diamètres de forage permettent de suspendre différentes colonnes de production.

- Selon le type de colonne de tuyauterie suspendue, les élévateurs sont classés en : élévateurs de tiges de forage, élévateurs de tubage et élévateurs de tubes.

Selon leur structure, les ascenseurs se classent en trois catégories : à double verrouillage latéral, à charnières et à anneau de verrouillage. Ce dernier type est moins courant.

L'élévateur de type CSD est largement utilisé sur les chantiers de forage chinois. Il se compose principalement d'un corps, d'une porte, d'une goupille fendue, d'une poignée de verrouillage, d'une vis de réglage d'équilibrage, de goupilles de verrouillage supérieure et inférieure, etc. Ses épaulements porteurs comprennent un épaulement plat et un épaulement conique à 18°.

1. Ascenseur à porte latérale

L'ascenseur à portes latérales de type CD se compose d'un corps et d'une porte. La porte est reliée au corps par un axe permettant l'ouverture et la fermeture de la cage d'ascenseur. Une fois fermée, la porte se verrouille automatiquement au corps grâce à des goupilles de verrouillage supérieures et inférieures. Pour l'ouvrir, il suffit d'appuyer sur la poignée de verrouillage et de tirer légèrement vers l'extérieur. La face supérieure du corps est équipée d'une butée de fin de course à double verrouillage. En cas de charge sur cette face, la tuyauterie appuie sur la butée, bloquant ainsi l'ouverture et la fermeture de la porte. Celle-ci ne peut s'ouvrir et se fermer librement que lorsque la surface porteuse du corps est libre et que la butée peut se déplacer verticalement. La butée de fin de course assure une fonction de sécurité.

Chaque ensemble d'élévateurs est fourni avec deux goupilles de sécurité. Une fois les maillons insérés dans les orifices prévus à cet effet de chaque côté du corps, les goupilles de sécurité sont mises en place pour empêcher leur retrait, garantissant ainsi la sécurité lors des opérations de pose et de tirage de canalisations.

2. Ascenseur à charnières

Comparé à l'ascenseur à portes latérales, l'ascenseur à charnières est plus pratique. Il se compose principalement de deux demi-cabines (gauche et droite), d'une goupille de verrouillage, d'une poignée de sécurité, d'un axe de charnière, d'un ressort, etc. Les bras rectangulaires situés de part et d'autre des demi-cabines servent à suspendre les bras de l'ascenseur. La goupille de verrouillage maintient les deux demi-cabines ensemble. La poignée de sécurité empêche le déverrouillage de la goupille lors d'une descente.

3. Utilisation des ascenseurs

(1) Avant utilisation, conserver dans un endroit sec et bien ventilé pour éviter la rouille et les dommages.

(2) Après utilisation, nettoyer l'élévateur en enlevant l'huile, la boue et les saletés, vérifier l'absence de dommages, lubrifier régulièrement la bague intérieure et les faces d'extrémité de l'élévateur avec de l'huile antirouille, puis le ranger à l'intérieur, dans un endroit sec et ventilé. Ne pas utiliser de produits de nettoyage corrosifs.

4. Précautions

(2) La température de fonctionnement ne doit pas être inférieure à -40°C.

(3) Ne laissez pas tomber ou ne heurtez pas l'ascenseur pour éviter toute déformation et tout dommage mécanique.

(5) Le soudage, le découpage, le meulage, l'usinage, le perçage et tout autre traitement mécanique sur le corps de l'ascenseur sont strictement interdits.

(6) Si l'usure des pièces sollicitées dépasse 1,5 mm, réparer ou cesser l'utilisation.

(7) La taille de l'ascenseur doit correspondre aux dimensions de l'outil de forage, l'épaulement de charge doit être plat sans déformation ou usure importante, la goupille de charnière et la goupille de sécurité doivent être lubrifiées et la porte doit se verrouiller de manière flexible, sûre et fiable.

(8) Lors du déclenchement ou de la descente du tubage, la goupille de sécurité et la petite bague de l'élévateur doivent être utilisées. Lors de la mise en place de l'élévateur sur la table rotative, éviter les chocs violents. Tout délogement brutal de la connexion est strictement interdit.

(9) La surcharge est interdite. Ne fixez pas d'élingue à l'intérieur de l'ascenseur pour soulever des objets lourds.

(10) Lors de la mise en place de l'élévateur sur la table rotative, évitez la goupille de verrouillage de la douille principale et positionnez-le de manière à ce que les deux extrémités soient chargées uniformément.

Slips

Les slips sont des outils utilisés pour saisir et suspendre letige de forageLors du forage, les mâchoires de serrage sont principalement composées d'un corps de mâchoire, d'une matrice de serrage, de poignées et de pièces de raccordement. Le diamètre du train de tiges de forage dépend de la taille de la mâchoire de serrage.

1. Classification des glissements de terrain

- Par fonction : mâchoires de tiges de forage, mâchoires de colliers de forage et mâchoires de tubage.

- Selon leur structure : slips en trois et quatre pièces, slips longs et courts, etc.

- Par mode de fonctionnement : glissements motorisés et glissements manuels.

2. Jupons trois pièces

Les mâchoires de forage en trois parties sont composées de trois corps segmentés. Ces trois corps sont articulés par des axes, mais ne se ferment pas complètement, permettant ainsi le passage libre de la garniture de forage. Chaque corps de mâchoire présente des rainures en queue d'aronde circonférentielles et est équipé de plaques de calage et de matrices. Le remplacement de ces plaques et matrices permet d'utiliser les mâchoires avec différentes garnitures de forage, dans une certaine limite.

Spécifications de longueur

Les mâchoires de tiges de forage (Varco) sont disponibles en trois spécifications de longueur : SDS, SDML et SDXL.

- Type SDS : slips courts, gamme de tailles : 2-3/8″ à 4-1/2″

- Type SDML : jupons moyens, taille : 2-3/8″ à 5-1/2″

- Type SDXL : slips moyens, tailles disponibles : 3-1/2″ à 5-1/2″

Lorsque les mâchoires de serrage s'enclenchent sur la garniture de forage et se logent dans la douille rotative, leurs matrices s'engagent fermement avec la garniture, assurant ainsi son maintien. Lors du relevage des mâchoires, grâce à la légère inclinaison vers le haut des dents des matrices, la surface de ces dernières se dégage facilement de la garniture de forage. Le relevage des mâchoires permet de monter ou de descendre la garniture de forage. Ce type de mâchoires est disponible en 2-1/2″, 4-1/2″, 5″ et 7″.

Lorsque les mâchoires doivent supporter des charges plus importantes, on peut utiliser des mâchoires à trois pièces à grand angle d'enroulement. Leur structure se caractérise par un angle d'enroulement plus important autour de la garniture de forage et des corps de mâchoires plus longs, offrant ainsi une meilleure adhérence et une plus grande longueur de serrage pour résister à des charges plus élevées, ce qui les rend adaptées aux puits profonds. Les mâchoires étant chargées individuellement dans le corps de la mâchoire, elles ne glissent pas lors de la prise sur la garniture de forage. L'inconvénient de ce type de mâchoires réside dans le fait que, du fait de la taille des mâchoires, elles sont susceptibles de tomber dans le puits en cas de fracture pendant l'opération. Par conséquent, leur fabrication requiert des matériaux de meilleure qualité et des technologies de fabrication plus avancées afin d'améliorer leur résistance à la fracture.

3. Moulages en plusieurs parties (moulages de revêtement)

Ce type de mâchoires de serrage composées de plusieurs pièces est généralement utilisé pour les charges de grand diamètre. Chaque corps de mâchoire est articulé par des goupilles de liaison, mais ne se ferme pas complètement. Chaque corps de mâchoire présente des rainures en queue d'aronde circonférentielles, et chaque rainure accueille une matrice de serrage monobloc. L'ensemble comprend onze pièces.

4. Collier de perçageslips

Les mâchoires de forage (Varco) sont disponibles en trois modèles : DCS-S, DCS-R, DCS-L.

- Gamme de tailles DCS-S : 3″ à 4″, 4″ à 4-7/8″

- Gamme de tailles DCS-R : 4-1/2″ à 6″, 5-1/2″ à 7″

- Gamme de tailles DCS-L : de 6-3/4″ à 14″

5. Glissières de sécurité

Les mâchoires de sécurité sont utilisées conjointement avec les mâchoires classiques lors de la descente de tiges de forage, de carottiers et de tubes de grand diamètre afin d'empêcher la chute de la garniture de forage dans le puits. Elles se composent de plusieurs segments de mâchoire reliés par des goupilles passant par des trous prévus à cet effet, leurs extrémités étant fixées par une goupille de chaîne à une vis filetée, formant ainsi une mâchoire réglable. La modification du nombre de segments permet d'adapter la mâchoire de sécurité aux différentes tailles de tiges de forage et de tubes.

- Pour les colliers de forage sans épaulement, des dispositifs de sécurité doivent être utilisés.

- Les mâchoires de sécurité sont au moins composées de corps de segments de mâchoires, de matrices de mâchoires, de ressorts, d'une vis de réglage, d'un écrou, d'une poignée et de bielles.

- Lors de l'utilisation de mâchoires de sécurité, après avoir serré l'écrou, tapotez légèrement chaque goupille avec un marteau afin que chaque mâchoire de sécurité soit en contact circonférentiel complet avec le collier de perçage, assurant ainsi une protection de sécurité.

- Le dispositif de sécurité doit être situé à 5 cm des dispositifs de sécurité habituels.

6. Inspection avant utilisation

1) Remplacez les matrices de glissement lorsqu'elles sont usées à 1/4 de leur hauteur d'origine.

2) Si une nouvelle matrice de glissement vacille dans la fente du porte-matrice, le corps de la matrice doit être mis au rebut.

3) Tous les points d'articulation doivent bouger librement et avoir des pièces complètes ; remplacer s'ils sont usés.

4) Lorsque les mâchoires sont ouvertes, l'ouverture ne doit pas être inférieure à la taille nominale de l'outil de perçage.

5) Après l'installation de nouvelles matrices de glissement, au moins 80 % des dents doivent être en contact avec le corps de l'outil de forage.

7. Précautions

(1) Sélectionnez la taille de glissement appropriée en fonction de l'outil de forage de fond de trou.

(2) Vérifiez le tranchant des matrices. Elles ne doivent pas être desserrées, montées à l'envers ou sales. Les vis et les goupilles doivent être présentes et bien serrées. Les goupilles de liaison doivent tourner librement.

(3) Au-delà de 1 000 mètres de profondeur, les remontées de puits doivent être effectuées à l’aide d’ascenseurs doubles. L’utilisation de rampes de mise à l’eau avec ascenseur pour les remontées de puits est interdite (opérations terrestres).

(4) Lors de la pose ou de l'extraction de tiges de forage, des mâchoires de serrage doivent être utilisées conjointement avec des mâchoires de sécurité. Les mâchoires de serrage doivent être placées à 50 cm de la face d'extrémité du boîtier, et la mâchoire de sécurité à 5 cm des mâchoires de serrage.

(5) Le personnel de la tête de puits doit se tenir à l'extérieur de la zone de rotation des mâchoires pour éviter les blessures aux jambes si les mâchoires tournent.

8. Maintenance

(1) Ne pas utiliser les mâchoires de tiges de forage comme mâchoires de colliers de forage.

(2) Avant utilisation, vérifiez que toutes les pièces rotatives tournent librement sans se bloquer.

(3) Avant utilisation, vérifiez l'absence de déformation plastique et d'usure excessive sur la surface conique du corps et des matrices. Le cas échéant, remplacez-les immédiatement. Si des débris obstruent les dents des matrices, nettoyez-les.

(4) Ne pas surcharger pendant l'utilisation. Ne pas utiliser de modèles incompatibles.

(5) Lors de l'utilisation, évitez de tirer trop rapidement sur la colonne de tuyauterie, car cela pourrait entraîner la rupture des mâchoires de guidage ou laisser des rayures profondes sur la surface du tuyau. Ne surchargez pas les élévateurs et évitez de faire tomber les mâchoires lors de manœuvres rapides afin de prévenir tout impact.

(6) Après utilisation, nettoyez les patins. Maintenez les surfaces coniques propres et huilez-les et lubrifiez-les fréquemment. Appliquez une huile antirouille sur les surfaces exposées et rangez-les à l'intérieur, dans un endroit sec et ventilé.

(7) Les matrices de glissement doivent être installées en ensembles complets comme spécifié ; ne réduisez pas le nombre.

(8) Remplacez rapidement les pièces usées.

(9) Lors des opérations sur le terrain, gardez tous les composants propres.

pinces manuelles

1. Objectif

Les pinces de serrage se composent d'une pince extérieure et d'une pince intérieure qui fonctionnent ensemble. Elles sont principalement utilisées pour le serrage et le desserrage des raccords d'outils de forage, ainsi que pour le serrage au couple lors des opérations de descente et de tubage.

2. Types

- Par gamme de tailles : pinces de type B et pinces à tubage.

- Par mode de fonctionnement : pinces manuelles et pinces hydrauliques.

Actuellement, les pinces de type B et les pinces hydrauliques sont largement utilisées sur les chantiers domestiques. Les pinces de type B ont un diamètre maximal de 88,9 mm.～φ298,4 mm. En changeant la tête de la pince, il est possible d'assembler ou de séparer des tuyaux de différentes tailles.

3. Classification de Tong

Les pinces sont l'outil principal pour raccorder la garniture de forage. Les pinces manuelles couramment utilisées à notre tête de puits comprennent les pinces DB, les pinces SDD, les pinces de type B et les pinces de type C.

- Pinces DB : Plage de taille de travail principale de 3-1/2″ à 8-1/4″. Peut être étendue jusqu’à 17″ avec une tête de pince supplémentaire.

Plage de couple : 3-1/2″ à 8-1/4″ : 65 000 pi-lb, 8″ à 17″ : 40 000 pi-lb

- Pinces SDD : Plage de taille de travail principale de 4″ à 8-1/2″. Peut être étendue jusqu’à 17″.

- Pinces de type B : principalement utilisées pour la confection et le débourrage des boyaux. Tailles disponibles : de 3-1/2″ à 13-3/8″. Longueur maximale de la tête de pince : 25-1/2″.

- Pinces de type C : Pinces portables. Tailles disponibles : de 60 à 273 mm. Couple maximal : 475 N·m

4. Entretien et utilisation

1) Gardez la biellette de suspension flexible pour faciliter la mise à niveau.

2) Le loquet doit être flexible, sûr, fiable et avoir une élasticité suffisante.

3) Après l'assemblage, tous les joints de la tête de pince doivent être flexibles et les goupilles de sécurité complètes.

4) Remplacez les mâchoires lorsqu'elles sont usées à 1/4 de leur hauteur d'origine.

5) Huiler et lubrifier fréquemment les pièces mobiles.

6) La corde de suspension de la pince doit être aussi haute que possible.

5. Précautions

(1) Sélectionnez la tête de pince n° 5 appropriée pour vous assurer que la taille de la poignée correspond à la taille de l'outil de perçage.

(2) La pince doit être placée sur le joint de l'outil. Les pinces supérieure et inférieure doivent se trouver respectivement à 30-50 mm de l'épaulement du joint d'étanchéité. L'angle entre les pinces intérieure et extérieure doit être compris entre 45° et 90°. Lors du serrage, la pince extérieure est au-dessus et la pince intérieure en dessous ; lors du desserrage, la pince extérieure est en dessous et la pince intérieure au-dessus.

(3) Lors du changement des matrices de mâchoire, ne les alignez pas au-dessus du puits et évitez de vous pincer les doigts ou de vous blesser à cause des fragments de matrice de mâchoire projetés.

(4) Lors du verrouillage de la pince, ne placez pas vos doigts entre la mâchoire longue n° 3 et la mâchoire courte n° 4 pour éviter l'écrasement.

Fileur

Le tourneur est un appareil permettant d'assembler et de désassembler automatiquement les tiges de forage. Il existe principalement deux types de tourneurs : les tourneurs pneumatiques et les tourneurs hydrauliques.

1. Essoreuse pneumatique

Principaux paramètres de la fileuse pneumatique SSW-40 :

- Plage de tailles : 3-1/2″ à 9-1/2″ (89-241 mm)

- Vitesse de rotation (tige de forage de 5″) : 120 tr/min

- Couple (tuyau de 5″) : 1100 pi-lb (1490 Nm)

- Pression d'air : 90-120 psi (6,2-8,6 bar)

Précautions d'utilisation de l'essoreuse pneumatique

1) Le cylindre, airsoupapeLes conduites d'air doivent être sûres, fiables, fonctionner avec souplesse et ne présenter aucune fuite d'air.

2) Remplacez les engrenages de la transmission si les dents sont cassées.

3) L'usure des diamètres des rouleaux d'entraînement et de pression ne doit pas dépasser 3,175 mm.

4) Le maillon de suspension doit être flexible pour faciliter le réglage.

5) Huiler et lubrifier fréquemment les pièces lubrifiées.

6) Maintenir une certaine quantité d'huile pour engrenages dans la boîte de vitesses.

7) En cas de glissement, de bruit anormal, de faible puissance ou de fuite d'air, vérifiez ou réparez rapidement.

2. Clé hydraulique

La pince hydraulique Q10Y-M est principalement composée d'un réducteur de déplacement, d'un réducteur, d'une tête de pince, d'un système de commande pneumatique et d'un système hydraulique.

Précautions d'emploi

(1) La taille de la mâchoire de la tête de la pince doit correspondre à la taille du joint de l'outil de forage.

(2) Lors du déplacement de la clé de serrage vers la tête de puits, n'ouvrez pas complètement la vanne d'air en une seule fois pour éviter que la clé ne se déplace trop rapidement et ne provoque un impact.

(3) Ne soulevez pas la tige de forage tant que la goupille n’est pas complètement dévissée de la boîte et que la pince n’a pas libéré l’outil de forage.

(4) Lorsque la pince de puissance n'est pas utilisée, remettez toutes les vannes hydrauliques et pneumatiques en position neutre/arrêt, fermez la pompe hydraulique et fermez la vanne d'alimentation en air de la pince.

(5) Déterminez la position de la poignée de positionnement de la pince supérieure/inférieure en fonction de l'opération d'assemblage ou de désassemblage. Lors du changement de position, assurez-vous que toutes les encoches de la tête de la pince sont alignées avant utilisation ; dans le cas contraire, le mécanisme risque de mal fonctionner.

Contact : Jessie Zhou

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