Буровой агрегат

 

Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для бурения. Цель - повышение производительности бурения и уровня механизации при спускоподъемных операциях с колонной, состоящей из 24 обсадных труб. Для этого в корпусе 8 механизма свинчивания-развинчивания (МСР) агрегата установлен зажимной механизм, выполненный в виде плашек 18, связанных с подпружиненными поршнями 19, размещенными в кольцевой гидравлической камере 21. Полость высокого давления камеры 21 сообщена с подпоршневой полостью дополнительного гидроцилиндра (ДГЦ) 22. Входной вал 16 МСР выполнен полым с внутренней фасонной поверхностью для размещения в нем закрепленной в шпинделе вращателя бурового станка ведущей трубы (ВТ) 4, установленной с возможностью взаимодействия с поршнем 23 ДГЦ 22. Наружная поверхность ВТ 4 соответствует форме внутренней поверхности вала 16. С выходным валом 17 МСР связаны водила 10, на которых для передачи крутящего момента обсадной 24 и бурильной колоннам закреплены хомуты 25. При спуске колонны 24 закрепляют ВТ 4 в гидропатроне и создают осевое усилие, передаваемое на поршень 23. Повышается давление в ДГЦ 22, что приводит в движение поршни 19 и плашки 18, которые захватывают колонну 24. Вращение передается водилам 10 от шпинделя через ВТ 4, валы 16 и 17 и стол ротора. Водила 10 вращают хомут 25, жестко соединенный с колонной 24. 4 ил.

(19) (11) СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

56 А1 (51) 5 Е 21 В 3/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (21) 4449105/23 03 (22) 27.06.88 (46) 07.04.90. Бюл, У 13 (71) Донецкий политехнический институт (72) В.И.Блинов, О.Я.Тодер, Г.И.Вали.тов и А.А.Каракозов (53) 622.233.62 (088.8) (56) Волков А.С. и др. Вращательное бурение разведочных скважин.

M. Íåäðà, 1977, с. 41.

Воздвиженский Б.И. и др. Колонковое бурение. — И.: Недра, 1982, с. 81.

2 (54) БУРОВОЙ АГРЕГАТ (57) Изобретение относится к горной пром-сти и предназначено для бурения.

Цель — повышение производительности бурения и уровня механизации при спускоподъемных операциях с колонной, состоящей из 24 обсадных труб. Для этого в корпусе 8 механизма свинчивания-развинчивания (MCP) агрегата установлен зажимной механизм, выполненный в виде плашек 18, связанных с подпружиненными поршнями 19, размещенными в кольцевой гидравлической камере 21. По1555456 лость высокого давления камеры 21 сообщена с подпоршневой полостью дополнительного гидроцилиндра (ДГЦ) 22.

Входной вал 16 ИСР выполнен полым с внутренней фасонной поверхностью для размещения в нем закрепленной в шпинделе вращателя бурового станка ведущей трубы (ВТ) 4, установленной с воэможностью взаимодействия с поршнем

23 ДГЦ 22. Наружная поверхность ВТ 4 соответствует форме внутренней поверхности вала 16. С выходным валом

17 МСР связаны водила 10, на которых

Изобретение относится к горной промьппленности, в частности к буро- 20 вым агрегатам.

Цель изобретения — повышение производительности бурения и уровня механизации при спускоподъемных операциях с колонной обсадных труб. 25

На фиг. 1 изображен буровой агрегат, общий вид, процесс развинчива-ния бурильной колонны; на фиг. 2— кинематическая схема механизма свинчивания-развинчивания, процесс раэвин-30 чивания колонны бурильных. труб; на фиг. 3 †.то же, процесс свинчивания обсадной колонны труб; на фиг. 4 - To ,же, процесс роторного бурения скважины б

Буровой агрегат (фиг. 1) включает буровой станок 1, через гидронатрон

2 и шпиндель 3 которого проходит ведущая труба 4 фасонного (например, шестигранного) сечения. Гидронатрон 40

2 соединен со штоком 5 гидроцилиндров подачи бурового станка 1. Рама 6 бурового станка 1 жестко связана с рамой 7 механизма свинчивания-развинчивания, корпус 8 которого имеет отверстие для стола ротора 9„ связанного с водилами 10, и центратора 11, в который вставляется подкладная вилка 12 во время спуска или подъема бурильной колонны 13, Вращение íà бурильную колонну 13 передается посредством ведущей вилки 14. Механизм свинчивания-развинчивания (фиг. 2) установлен на кондукторе 15 скважины и состоит иэ ведущей шестерни, закрепленной на входном валу 16, и ведомой шестерни, связанной с выходным налом 17, который соединен со столом ротора 9. Входной вал 16 выполнен поФ для передачи крутящего момента. обсад- ной 24 и бурильной колоннам закреплены хомуты 25. При спуске колонны

24 закрепляют ВТ 4 в гидропатроне и создают осевое усилие, передаваемое на поршень 23. Повышается давление в

ДГЦ 22, что приводит в движение поршни 19 и плашки 18, которые захватывают колонну 24. Вращение передается водилам 10 от шпинделя через ВТ 4, валы 16 и 17 и стол ротора. Водила

10 вращают хомут 25, жестко соединенный с колонной 24. 4 ил. лым и имеет внутреннюю фасонную поверхность, которая повторяет форму наружной поверхности ведущей трубы 4. В корпусе 8 размещен зажимной механизм, выполненный в виде плашек 18, связанных с поршнями 19 и подпружиненных пружинами 20. Поршни 19 размещены в кольцевой гидравлической камере 21, соединенной с дополнительным гидроцилиндром 22 с поршнем 23. Для операций по свинчиванию и развинчиванию обсадной колонны 24 используется трубный хомут 25 (фиг. 3), а для передачи крутящего момента бурильной колонне 13 (фиг. 4) при осуществлении ро.торного способа бурения скважины применяется ведущий хомут 26, связанный с водилами 10 и ведущей трубой 4 °

Буровой агрегат работает следующим образом,{фиг. 1).

После установки рамы 6 бурового станка 1 на фундамент при помощи гидросистемы перемещают станок 1 в поло-жение "к скважине" и производят. углубку под кондуктор 15 (фиг. 2). Затем устанавливают кондуктор 15 и механизм свинчивания-развинчивания, рама 7 которого жестко соединяется с рамой 6 бурового станка 1 (фиг. 1).

Бурение скважины продолжают вращателем. При этом ведущая труба 4 соеди-. няется с гидропатроном 2, шпинделем

3 бурового станка 1 и бурильной колонной 13, проходящей через отверстие в выходном валу 17 (фиг. 2) механизма свинчивания-развинчивания. При помощи штоков 5 (фиг. 1) гидроцилиндров подачи бурового станка 1 осуществляется принудительная подача бурово го станка на забой, что способствует

1555456

l5

35

50 интенсивному разрушению пород на забое скважины.

Спускоподъемные операции с бурильной колонной 13, связанной с выходным валом 17 (фиг. 2) механизма свинчивания-развинчивания, производят следующим образом. Буровой станок 1 при помощи гидросистемы перемещают в по.ложение "от скважины", раскрепляют гидропатрон 2 (фиг. 1) и ведущая труба 4 под собственным весом опускается вниз, проходя сквозь фасонное осевое отверстие во входном валу 16 (фиг. 2). При этом нижний торец ве" дущей трубы 4 упирается в поршень 23, который остается неподвижным, так как жесткость пружин 20 достаточна для удержания поршней 19 от перемещения в камерах 21. В корпус 8 механизма свинчивания-развинчивания вставляют центратор 11 и начинают подъем бурильной колонны 13. При этом нижнюю часть колонны 13 подвешивают на подкладной вилке 12, а верхняя свеча бурильной колонны 13 отвинчивается при помощи водил 10, соединенных со столом ротора 9 и выходным валом 17. механизма свинчивания-развинчивания, а последний приводится во вращение посредством зубчатого зацепления от ведущей трубы 4, передающей вращение от шпинделя 3 (фиг. 1) входному валу

16 (фиг. 2} механизма свинчиванияразвинчивания.

При спуске обсадной колонны 24 (фиг. 3) ведущую трубу 4 закрепляют в гидропатроне 2 (фиг. 1) и при помощи гидросистемы бурового станка 1 создают осевое усилие, передаваемое на поршень 23 .(фиг. 3). При этом в дополнительном гидроцилиндре 22 повышается давление, что приводит в движение поршни 19 гидравлической камеры 2 1 и связанные с ними плашки

18. Последние осуществляют захват нижней части обсадной колонны 24.

Вращение передается водилам 10 от шпинделя бурового станка 1 (фиг ° 1) через ведущую трубу 4 (фиг. 3), входной вал 16 механизма свинчиванияразвинчивания, зубчатое зацепление, выходной вал 17 и стол ротора 9. Водила 10 приводят во вращение трубный хомут 25, жестко соединенный с навинчиваемой обсадной трубой. Таким, образом, благодаря тому, что входной вал 16 редуктора имеет внутреннюю фа - сонную поверхность для ведущей трубы

4, связанной с гидропатроном 2 и шпин.делем 3 бурового станка 1, а в корпусе 8 размещены фиксирующие мехапизмы, выполненные в виде плашек 18, соединенных с подпружиненными поршнями 19 кольцевой гидравлической камеры 21, полость высокого давления которой связана с подпоршневой полостью дополнительного. гидроцилиндра, причем ..оршень 23, установленный в дополнительном гидроцилинцре 22, выполнен с возможностью взаимоцействия с ведущей трубой 4, достигается возможность передачи значительного крутящего момента обсадной трубе при сборке или разборке колонны при одновременном подвешивании нижней части обсацной колонны 24 в корпусе 8 механизма свинчивания-развинчивания.

После достижения скважиной глубины, до которой рационально бурение вращателем, переходят на роторный способ бурения, При этом (фиг. 4) ведущая труба 27 соединяется с ведущим хомутом 26, закрепленным на водила

10. Благодаря тому, что входной вал

16 имеет внутреннюю фасонную поверхность для ведущей трубы 4, связанной со шпинделем 3 (фиг. 1) бурового станка 1, достигается возможность реачизации роторнаго способа бурения при широком диапазоне скоростей вращения.

Формула из о бр ет ения

Буровой агрегат, включающ .й буровой станок с вращателем„ в шпинделе которого закреплена ведущая труба„ механизм свинчивания-развинчивания с входным валом и выходным валом, связанным с водилом, захватные элементы для бурильных труб, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения производительности бурения и уровня механизации при спускоподъемных операциях с колонной обсадных труб, он снабжен зажимным механизмом и хомутом, закрепленным на водиле для передачи крутящего момента обсадной и бурильным колоннам, а зажимной механизм установлен в корпусе механизма свинчивания-развинчивания и выполнен в виде плашек, связанных с подпружиненными поршнями, размещенными в кольцевой гидравлической камере, полость высокого давления которой сообщена с подпоршневой полостью дополнительного гидроцилиндра, причем входной вал механиз7

1555456

Фаг4

Составитель И.Неснова

Корректор И.Кучерявая

Редактор Е.Папп

Техред А.Кравчук

Заказ 543 Тираж 474 Подписное

ЗИИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям прн ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101 ма свинчивания»развинчивания выполнен полык с внутренней фасоииой поверхностью для размещения в нем ведущей тру- бы, установленной с воэможностью вэа5 имодействия с поршнем дополнительного гидроцилиндра, при этом наружная по-. верхность ведущей трубы соответствует форме внутреннего входного вала.