Устройство для спуска-подъема труб под давлением

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СПУСКА-ПОДЪЕМА ТРУБ ПОД ДАВЛЕНИЕМ, содержащее гидроцилиндры с подвижной и неподвижной траверсами, трубные захваты, установленные на траверсах, систему привода и управления гйдроцилиндрами , включающую насос, гидролинии, реверсивный распределит ль и элементы управления, отличающеес я тем, что, с целью повьлпения надежности , оно снабжено механизмом регулирования хода г щроцилиндров, вьтолненным в виде установленных на неподвижной траверсе с возможностью взаимодействия между собой подпружиненного кулачка и двухпозиционных однолинейных гидравлических распределителей и установленных на подвижной траверсе с возможностью взаимодействия с подпружиненным кулачком упора и гибкой напряженной тяги, а система привода и управления гидроцилиндрами снабжена допол-, нительно насосом и реверсивным распределителем управления хода гидроцилиндров , связанными гидролиниями (Л с основным реверсивным распределителем и линией слива, при этом полости управления двухпозиционных однолинейных гидравлических распределителей связаны с полостями гндроуправления дополнительного реверсивного распределителя и линией слива. N9 Эд

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) a(si) Е 21 В 19/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTGPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬП ИЙ (21) 3659018/22-03 (22) 05.11.83 (46) 28.02.85. Бюл. N 8 (72) А.В.Круткин (71) Азербайджанский научно-исследовательский институт нефтяного машиностроения (53) 622.242.(088.8) (56) 1. Зайцев 1О.В. и др. Освоение и ремонт нефтяных и газовых скважин под давлением. N., "Недра", 1982, с. 15, рис. 3.

2. Патент США N - 3096075, кл. 254-29, опублик..1960 (прототип). (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СПУСКА-ПОДЪENA ТРУБ ПОД ДАВЛЕНИЕМ, содержащее гидроцилиндры с подвижной и неподвижной траверсами, трубные захваты, установленные на траверсах, систему привода и управления гидроцилиндрами, включающую насос, гидролинии, реверсивный распределитель и элементыуправления, о тли чающе ес я тем, что, с целью повышения надежности, оно снабжено механизмом регулирования хода гидроцилиндров, выполненным в виде установленных на неподвижной траверсе с воэможностью взаимодействий между собой подпружиненного кулачка и двухпоэиционных однолинейных гидравлических распределителей и установленных на подвижной траверсе с воэможностью взаимодействия с подпружиненным кулачком упора и гибкой напряженной тяги, а система привода и управления гидроцилиндрами снабжена допол-. нительно насосом и реверсивным распределителем управления хода гидроцилиндров, связанными гидролиниями с основным реверсивным распределителем и линией слива, при этом полости управления двухпозиционных одно.линейных гидравлических распределителей связаны с полостями гидроуправления дополнительного реверсивного распределителя и линией слива.

1142616

Изобретение относится к нефтепромысловому оборудованию и предназначено для спуска-подъема колонны труб на нефтяных и газовых скважинах, находящихся под давлением. S

Известно устройство для спускаподъема труб под давлением, включающее два или более гидроцилнндра, связанных траверсами, на которых установлены рабочие органы для захвата колонн — спайдеры, систему гидропривода и управления гидроцилинд à Г11

Известно устройство для спускаподьема труб под давлением, содержа- 15 щее гидроцилиндры с подвижной и неподвижной траверсами, трубные захваты, установленные на траверсах, систему привода и управления гидроцилиндрами, включающую насос, гидро- И линии, реверсивный распределитель и элементы управления (2) .

К недостаткам известных устройств относится то, что оператору, управляющему спуско-подъемными оПерациями,> приходится совершать большое число управляющих воздействий для сообщения возвратно-поступательного движения гидроцилиндрам (например, 2000 циклов переключения гидрорас- 30 пределителя при подъеме и спуске . колонны длиной 3000 м груэоподъемным механизмом, имеющим длину хода 3 м) °

В указанных условиях не исключена ситуация, когда оператор своевремен- З но пе может остановить ход гидроцилиндров, поэтому их остановка осуществляется упором штоков в корпусы гидроцилиндров в крайних положениях.

При этом предохранение устройства 4Q от поломок осуществляется как и во всех гидроприводных механизмах, срабатыванием предохранительного клапана, обеспечивающего перепуск рабочей жидкости под давлением на слив. Однако предохранительный клапан как аппарат разовой регулировки настраивается на максимально возможное давление для обеспечения работы системы на всем диапазоне нагрузок. у

Каждый раз при аварийном останове к устройству прикладывается максимальная нагрузка, обусловленная настройкой предохранительного клапана. Это снижает долговечность и у безопасность работы с устройством и повышает указанные выше требования к ваботе оператора.

Цель изобретения — повышение надежности работы устройства.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для спускаподъема труб под давлением, содержащее гидроцилиндры с подвижной и неподвижной траверсами, трубные захваты, установленные на траверсах, систему привода и управления гидроцилиндрами, включающую насос, гидролинии, реверсивный распределитель и элеме:..ы управления, снабжено механизмом регулирования хода гидроцилиндров, выполненным в виде установленных на неподвижной траверсе с возможностью взаимодействия между собой подпружиненного кулачка и двухпозиционных однолинейных гидравлических распределителей и установлен- . ных на подвижной траверсе с возможностью взаимодействия с подпружиненным кулачком упора и гибкой напряженной тяги, а система привода и управления гидроцилиндрами снабжена дополнительно насосом и реверсивным распределителем управления хода гидроцилиндров, связанными гидролиниями с основным реверсивным распределителем и линией слива, при этом полости управления двухпозиционных однолинейных гидравлических распределителей связаны с полостями гидроуправления дополнительного реверсивного распределителя и линией слива.

На фиг. 1 приведена конструктйвная схема устройства; на фиг. 2— узел I на фиг. 1 (механизм регулирования хода гидроцилиндров), на фиг. 3 — схема гидросистемы привода и управления устройством.

Устройство включает гидроцилиндры

1, корпусы которых соединены нижней

2 и верхней 3 неподвижными траверсами, а штоки 4 — подвижной траверсой

5. На траверсах 3 и 5 установлены соответственно неподвижные 6 и подвижные 7 захваты (спайдеры) для труб. Устройство устанавливается на устье скважины концентрично колонне труб переводником 8, соединенным с нижней траверсой 2. Механизм регулирования хода гидроцилиндров и управления остановом .их хода включает кулачок 9 установленный с воэможностью осевого перемещения на траверсе 3, два двухпозиционных однолинейных гидравлических распределителя 10.1 и 10.2 путевого управле1142616 ния, взаимодействующих с кулачком 9.

На подвижной траверсе 5 установлены жесткий упор 11 и концентрично ему (пропущенная через его отверстие) гибкая тяга 12, изготавливаемая из 5 пружинной проволоки или ленты и сворачивающаяся по принципу рулетки в корпусе 13. Тяга 12 проходит также через отверстие кулачка 9. По обе торцовые стороны кулачка 9 установлены пружины 14, через которые пере дают кулачку движение в осевом направлении упор 11 и концевая упорная шайба 15 гибкой тяги 12. Пружины .14 установлены в стаканах 16 опор, бурты которых удерживают пружины от выпадания, но не препятствуют вхождению в стаканы упора 11 и шайбы 15 для взаимодействия с пружинами и кулачком. 20

Гидросистема. привода и управления устройством включает основной насос 17, предохраняемый клапаном

18, дополнительный насос 19 системы управления с клапаном 20, основной реверсивный распределитель 21 с гидроуправлением, управляемые обратные клапаны (гидрозамки) 22 на входе и выходе гидроцилиндров 1, дополнительный реверсивный распредели- 30 тель 23 дистанционного управления хода гидроцилиндров, слив 24 системы и двухпозиционные однолинейные распределители 10. Пружины указанных распределителей в нормальном положении всегда удерживают их в позиции закрытых центров так, что линии управления от этих распределителей, подсоединенные параллельно линиям управления от распределителя 23 40 к полостям управления распределителя

21, остаются отсеченными от линии

24 слива.

Устройство работает следующим образом. 45

Для хода цилиндров вверх распределитель 23 включается в левое (по схеме) положение. При этом правая полость управления распределителя 21 сообщается с насосом 19, а левая — у) с линией 24 слива ° Под действием указанного перепада давления распределитель 21 также включается в левое (по схеме) положение и рабочая жидкость от силового насоса 17 через обратный клапан 22.1 направляется в подпоршневые полости цилиндров

Из штоковых полостей через обратный с клапан 22.2 и распределитель 2! рабо" чая жидкость сливается в линию 24.

По совершении верхней траверсой рабочего хода по настроенной длине кулачок 9 воздействует на толкатель распределителя 10.(и последний устанавливается в правое (по схеме) положение, при котором правая (по схеме) линия управления от насоса

19 к распределителю 21 соединяется со сливом. При этом давление в обеих полостях управления распределителя

21 станет равным сливному и он пере.ключится в среднее положение, при котором запираются обе полости цилиндров 1 и происходит автоматическое торможение их хода несмотря,на то, что рукоятка распределителя 23 установлена в положении подъем (левое по схеМе). Для сообщения цилиндрам

1 хода вниз распределитель 23 включается в правое (по схеме) положение, при котором рабочая жидкость от насоса 19 направляется в левую (по схеме) управляющую полость распределителя 21. В результате того, что его правая управляющая полость остается под сливным давлением, он переключается в правое (по схеме) положение, при котором рабочая жидкость от силового насоса 17 направляется в штоковые полости цилиндров 1, а из поршневых полостей она направляется на слив. При этом осуществляется движение вниз траверсы 5, связанной со штоками 4 цилиндров. Как только кулачок 9 отходит от толкателя распределителя 10.1, он переключается вновь в правое (по схеме) положение и отсоединяет от слива линию управления, связывающую распределитель 10. 1 с распределителем 21.

Правая (по схеме) управляющая полость последнего останется однако> под действием давления слива, так как другая параллельная линия управления остается соединенной со сливом через установленный в правое (по схеме) положение распределителя

23. Вследствие указанного положения распределителей 21, 10.1 и 23 движение траверсы 5 будет продолжаться вниз до тех пор, пока кулачок 9 не переключит распределитель 10.2 в

1 правое (по схеме) положение, при котором уже левая управляющая полость распределителя 21 сообщится со сливси и он вновь переключится в нейт1142616 ральное положение, осуществляя автоматическое торможение хода гидроци-. лиидров вниз несмотря на то, что управляющий распределитель 23 остается включенным на команду вниз (пра- 5 все по схеме положение). Для того, чтобы сообщить движение гидроцилиндрам вверх, достаточно включить распределитель 23 в левое (по схеме) полажение и цикл подьема будет осуществляться в соответствии с указанной выше последовательностью. В случае прекращения взаимодействия кулачка 9 при движении траверсы-5 вверх с распределителем 10.2 не изменяется положение распределителя

21, так как левая (по схеме) линия управления остается соединенной со сливом через распределитель 23.

Управление кулачком осуществляется следующим образом.

При движении траверсы 5 вверх концевая шайба 15 упирается в пружин ну 14 и гибкая тяга 12 разматывает-. ся из корпуса 13. Усилие, которое требуется для размотки гибкой тяги,. незначительно, оно не сжимает пружины 14 поэтому кулачок 9 остается в нейтральном положении, при котором распределители. 10.1 и 10.2 оста- 30 ются вггключенными (толкатели выдвинуты). По достижении конечного хода

asepx когда гибкая тяга 12 в корпусе 13 полностью разматывается, концевая шайба 15 начинает сжимать нижнюю пружину 14 и перемещать кулачок 9, Последний, перемещаясь вверх, включает распределитель 10.1, останавливая движение траверсы S.

При движении траверсы 5 вниз гибкая тяга 12 через концевую шайбу

15 предварительно освобождает от сжатия пружины 14, а затем укладывается в корпус 13..Кулачок 9 под действием усилия пружин 14 с двух сторон новь возвращается в нейтральное положение, выключая распределитель 10.1. По достижении конечного хода вниз жесткий упор 11, входя через отверстие верхнего стакана 16, сжимает прухмну 14 и перемещает кулачок 9 вниз. Последний включает распределитель 10.2, останавливая движение траверсы 5, после чего цикл может быть повторен.

Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает повышение надежности работы путем ввода автоматического управления остановом движения хода гидроцилиндров, упрощая управление спуска-подъемными операциями и снижая утомляемость оператора, а также повышает долговечность и безопасность работы оборудования, осуществляя плавный останов хода цилиндров распределителем, а не предохранительным клапаном, настроенным на максимальное давление.

1142616

1142616

Фигз

Составитель Е.Столбцов

Текред О. Ващишина Корректор С.Шекмар

Редактор Н).Ковач

Филиал ППП "Патент"., г. Ужгород, ул, Проектная, 4

Заказ 680/31 Тираж 540 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета :ССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5