Буровая установка

 

СОЮЗ СОЕЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (58 4 Е 21 В 19 00, 3 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3704542/22-03 (22) 27.02.84 (46) 15.07.86. Бюл. № 26 (71) Специальное конструкторское бюро Всесоюзного промышленного объединения «Союзгеотехника» (72) В. В. Акслер, Л. С. Виленский и Я. В. Залкинд (53) 622.242.3 (088.8) (56) Буровые установки для разведочного бурения на нефть и газ. Каталог, М.:

ЦИНТИхимнефтемаш, 1979, с. 3 — 6.

Патент Англии № 1238109, кл. Е 21 В 3/02, опублик. 1971. (54) (57) БУРОВАЯ УСТАНОВКА, содержащая мачту, связанные с ней подвижный вращатель с гидравлическим зажимным патроном, гидроприводный механизм перемещения вращателя, трубодержатель с пружиной зажима и гидроцилиндром раскрытия плашек, гидросистему, включающую гидравлический распределительный механизм согласо„„SU„„1244278 А1 ванного управления работой гидроцилиндров трубодержателя и патрона, линии связи, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности выполнения спускоподъемных операций, она снабжена механизмом блокировки трубодержателя, выполненным в виде установленного на гидравлической линии связи трубодержателя с распределительным устройством двухпозиционного трехходового золотника гидрораспределителя с гидромеханическим управлением, механическая часть которого кинематически связана с.трубодержателем, при этом трубодержатель установлен с возможностью ограниченного перемещения в направлении движения вращателя, гидроцилиндр трубодержателя выполнен двустороннего действия, а полость гидроцилиндра, давление на поршень в которой совпадает с направлением действия пружины, соединена гидравлической линией с гидравлической частью гидравлического распределительного механизма.

1244278

2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что гидравлический распределительный механизм выполнен в виде системы двух установленных параллельно друг другу двухпозиционных четырехходовых золотников гидрораспределителей управления соответственно трубодержателем и патроном и имеет рукоятку управления, при этом золотник гидрораспределителя управления патроном снаб1

Изобретение относится к горному делу, к средствам для наземного манипулирования секциями колонны бурильных труб при бурении скважин.

Целью изобретения является повышение 5 надежности выполнения спускоподъемных опер а ци й.

На фиг. 1 представлена буровая установка, общий вид; на фиг. 2 — фрагмент схемы гидросистемы установки с элементами кинематики трубодержателя и зажимного патрона.

Буровая установка содержит опорную металлоконструкцию в виде мачты 1 с основанием 2. На мачте 1 установлены подвижный вращатель 3 с гидравлическим зажимным патроном 4 и трубодержатель 5.

Для выполнения спускоподъемных операций вращателем в установке имеется механизм перемещения вращателя, выполненный, например, в виде гидроцилиндра 6. Управление и функционирование всех механизмов установки осуществляется гидросистемой, которая включает в себя гидравлический распределительный механизм 7, связанный гидравлическими линиями 8 — 11 соответственно с гидроцилиндрами 12 и 13 зажимного патрона 4 и трубодержателя 5.

На линии 8 установлен механизм блокировки трубодержателя, образованный двух позиционным трехходовым гидрораспределителем 14 с управлением, механическая часть которого выполнена в виде толкателя 15, а гидравлическая — с гидравлическим каналом 16, подводящим рабочую жидкость к торцу золотника гидрораспределителя 14. Ка нал 16 линией 17 связан с гидравлической линией 9, сообщающейся с полостью 8 гидроцилиндра 13, осуществляющего при подаче жидкости в эту полость вместе с пружиной 19 зажатие плашками 20 бурильной трубы 21. Трубодержатель 5, в свою очередь, посредством подпружиненного подвижного соединения 22 установлен с возможностью ограниченного осевого перемещения 4О относительно движения вращателя 3 и имеет профилированную деталь 23 для взаиможен элементом, имеющим возможность перемещения относительно золотника на величину его хода, а рукоятка управления связана с упомянутым элементом с возможностью разъема в среднем положении элемента и с золотником гидрораспределителя трубодержателя — с возможностью разъема в положении «Трубодержатель зажат». действия с толкателем 15. Для слива рабочей жидкости из штоковой полости 24 гидроцилиндра 13 на линии 8 предусмотрен отводной канал 25 с обратным клапаном 26. Гидравлический распределительный механизм 7 включает в себя два установленных параллельно друг другу двухпозиционных четырехходовых гидрораспределите ля 27 и 28, линиями 29 и 30 связанных с напорной магистралью 31, а линиями 32 и 33 — со сливом 34. Гидрораспределитель 27 обеспечивает управление зажимным патроном 4, гидрораспределитель 28 — управление трубодержателем.

Для обеспечения необходимого перепада давления между линиями 29 и 30 на последней установлен гидроклапан 35 давления.

Рукоятка 36 управления предназначена для переключения гидрораспределителей 27 и 28. .Деталь 37, взаимодействующая с соответствующим выступом 38 рукоятки, образует разъемное соединение рукоятки с золотником гидрораспределителя 28. Соединение рукоятки 36 с золотником гидрораспределителя 27 имеет промежуточный элемент 39, установленный подвижно относительно детали

40. Форма элемента 39 обеспечивает разъемное сцепление его с выступом 38 рукоятки 36 и свободу перемещения относительно золотника гидрораспределителя 27, равную его ходу. Последовательность перемещения рукоятки задается направляющим элементом с фигурным пазом 41 таким образом, что разъем соединения рукоятки с деталью 37 возможен только в положении

«Трубодержатель зажат», а разъединение ее с элементом 39 только при среднем его положении без перемещения золотника гидрораспределителя 27.

На гидрораспределителе 14 помимо гидромеханического управления предусмотрено ручное управление в виде рукоятки 42.

Буровая установка работает следующим образом.

Рабочая жидкость по напорной магистрали 31 поступает к гидрораспределителю 28 по линии 29 связи, а к гидрораспредели1244278 телю 27 — по линии 30 связи, при этом гидроклапан 35 обеспечивает необходимый перепад давления между линиями 29 и 30 связи. При включении гидрораспределителя

27 рукояткой 36 в положение а (Патрон зажат») рабочая жидкость по линии 10 поступает в поршневую полость гидроцилиндра 12, а вытесняемая из штоковой полости жидкость по линиям 11 и 33 идет на слив 34.

Для раскрытия трубодержателя рукоятку

36 вместе с элементом 39 перемеш,ают в среднее положение, не отключая при этом зажимной патрон. Далее в соответствии с формой паза 41 ручку 36 вводят в соединение с деталью 37, находящейся в этот момент напротив переходного участка паза 41 и соответствующей положению б гидрораспределителя 28 («Трубодержатель зажат») .

При последующем переключении гидрораспределителя 28 в положение а («Трубодержатель разжат») рабочая жидкость по линии 8 поступает к обратному клапану 26 и гидрораспределителю 14, который находится и остается в положении б (поток закрыт) . Это положение обеспечивается тем, что трубодержатель 5 под действием собственного веса и веса бурильных труб 2! сжимает пружины соединений 22, а его профилированная деталь 23 сохраняет свое положение относительно упора 15 гидрораспределителя 14 до тех пор, пока гидроцилиндр 6 не переместит зажатую патроном 4 колонну 21 и вместе с ней трубодержатель 5 вверх, при этом выступ детали 23 не нажмет на толкатель 15 гидрораспределителя 14 и не включит его в положение а, при котором рабочая жидкость поступит в штоковую полость гидроцилиндра

24 по линии 18, а вытесняемая из поршневой полости 18 жидкость пойдет на слив

34 по линии 9. После раскрытия плашек 20 трубодержатель под собственным весом опускается в исходное положение, не меняя при этом положения гидрораспредел и тел я 14.

Таким образом, раскрытие трубодержателя возможно только после соответствующего натяжения и перемещения колонны бурильных труб при надежном захвате ее зажимным патроном.

Для раскрытия патрона гидрораспределитель 27 переключается в положение б.

Поскольку для такого действия необходимо перевести ручку 36 по фигурному пазу 41 через положение «Трубодержатель зажат» (гидрораспределитель 28 в положении б), раскрытию патрона предшествует надежный захват колонны бурильных труб плашками 20 трубодержателя 5. При включении гидрораспределителя 28 в положе ние б давление рабочей жидкости в линии 17 и гидравлической части управления 16 возвращает гидрораспределитель 14 в положение б, обеспечивая слив из полос25 ти 24 по линии 25 через обратный клапан 26.

Рукоятка 42 служит для включения гидрораспределителя 14 в положение а («Трубодержатель раскрыт») только для пропуска первой трубы, когда отсутствует кинематиЗО ческая связь между вращателем и устройством блокировки.

Наличие механизма блокировки обеспечивает в данной установке раскрытие трубодержателя только после натяжения колонны труб, т.е. полностью исключает аварийное падение колонны труб в скважину.

1244278 д7иг 2

Редактор Л. Веселовская

Заказ 3781!32

Составитель Е. Столбцов

Техред И. Верес Корректор М. Шароши

Тираж 548 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4