Натяжитель морского стояка

 

Изобретение относится к области бурения с плавучих буровых установок (ПБУ). Целью изобретения является упрощение конструкции и повышение надежности. Натяжитель включает пневмогидроцилиндр (П), состоящий из корпуса и крышки 6, к которой крепится неподвижный блок шкивов В П установлены поршень с полым што

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5I )5 Е 21 В 7/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

"2, 72

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4699028/03 (22) 31 05.89 (46) 30.04.91. Бюл. № 16 (72) С. М. Андреев (53) 622.24.05 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 145290, кл. Е 21 В 7/12, 1987.

Авторское свидетельство СССР № 1544945, кл. Е 2! В 7/12, 1988.

„„SU, 1645432 A 1 (54) НАТЯЖИТЕЛЬ МОРСКОГО СТОЯКА (57) Изобретение относится к области бурения с плавучих буровых установок (ЛБУ).

Целью изобретения является упрощение конструкции и повышение надежности, Натяжитель включает пневмогидроцилиндр (П), состоящий из корпуса и крышки 6, к которой крепится неподвижный блок шкивов.

В Л установлены поршень с полым штоf;g

1645432

15 ком, выполненные в виде плунжера, к которому крепится подвижный блок шкивов.

B крышке 6 выполнено радиальное отверстие

7 для поступления воздуха высокого давления в патрубок, установленный в центре

11. П атрубок выполнен с п рофил и рующи м коническим участком и закрепленным на нем стаканом 13. Плунжер имеет стакан с цент ральным отверстием, внутри которого с зазо ром помещен патрубок. Полость плунжера частично заполнена жидкостью, образуя гидравлическую и пневматическую полости. Верхний конец патрубка расположен выше уровня жидкости, а нижний связан с отверстием подачи воздуха высокого давления. При качке ПБУ изменяется длина канатов между стационарным блоком 8 и морским стояком. Изменения длины каната компенсируются ходом плунжера. Под дейИзобретение относится к бурению скважин с ПЬУ, в частности, к устройствам для натяжения морских стояков.

1!ель изобретения — повышение надежности работы за счет снижения инерционных нагрузок в пневмогидроцилиндре при обрыве каната.

На фиг. 1 изображен натяжитель морского стояка; на фиг. 2 — сечение А-А на фиг. 1.

Натяжитель морского стояка содержит пневмогидроцилиндр 1, в котором установлены поршень 2 с полым штоком 3. В полом штоке образованы надпоршневая 4 и подпоршневая 5 полости, заполненные жидкостью. Нижняя часть пневмогидроцилиндра имеет KpbllllKv 6 с радиальным отверстием

7 для подачи воздуха высокого давления.

K нижней части пневмогидроцилиндра присоединены неподвижные блоки шкивов

8, а к свободному концу полого штока

3 — подвижные блоки шкивов 9. Между собой шкивы связаны канатом !О, тяговый конец которого прикреплен к морскому стояку (не показан). Натяжитель снабжен установленным в полости полого штока

3 патрубком 11, жестко связанным с нижней частью пневмогидроцилиндра 1 посредством закрепления его в отверстии 12 крышки 6.

Патрубок 11 в верхней части имеет закрепленный на нем стакан 13 с радиальными отверстиями 14. Под стаканом 13 патрубок выполнен с конической наружной поверхностью 15 с большим основанием со стороны стакана. Последний устанавливается на упор патрубка и сверху зажимается гайкой 16, 30

55 ствием воздуха высокого давления в пневматической полости 26 плунжера последний стремится переместиться вверх, при этом жидкость вытесн;ется из гидравлической полости плунжера через кольцевой зазор, образованный отверстием 23 и патрубком.

В случае обрыва каната скорость перемещения плунжера резко возрастает. Вследствие этого возрастут потери давления в кольцевом зазоре отверстия 23 и гашение ускорения. В конце хода плунжера отверстие 23 достигает конического участка патрубка, при этом кольцевой зазор между ними уменьшается. Одновременно внутренняя поверхность стакана перекрывает отверстие 14. Тем самым создается торможение движению плунжсра вверх до его полной остановки. 2 ил.

Для центрирования патрубка !! и стакана 13 относительно внутренней поверхности полого штока стакан снабжен бронзовым вкладышем 17. Поршень 2 выполнен с осевым ступенчатым отверстием для размещения патрубка 11 и гидравлической связи полости штока с подпоршневой полостью 5. Осевое ступенчатое отверстие имеет малую ступень с боковой поверхностью

18 и большую ступень с внутренней цилиндрической поверхностью 19 В малой ступени с зазором относительно поверхности

18 размещается патрубок 11 и через образованный кольцевой зазор осуществляется гидравлическая связь полости полого штока

3 с подпоршневой полостью 5.

Поверхности 18 и 19 ссютветственно малой и большой ступеней осевого отверстия поршня имеют возможность взаимодействия соответственно с конической поверхностью 15 и наружной поверхностью стакана 13 в верхнем положении полого штока 3. Наружная поверхность поршня снабжена уплотнением 20. Полый шток 3 центрируется в пневмогидроцилиндре поршнем и подшипниковой втулкой 21, установленной в верхней части пневмогидроцилиндра и воспринимающей радиальные усилия от блока шкивов 9. Полый шток сверху закрыт крышкой 22, соединенной со штоком по резьбе. В верхней части полый шток имеет впускное отверстие 23 с вентилем 24, расположенным между верхними торцами патрубка 11 и стакана 13. Венти.чь 25 контролирует уровень жидкости в полом штоке.

Над жидкостью в полом штоке образуется пневматическая полость 26 воздуха

1645432

Формула изобретения

3G ленныч в полости штока и жестко связаиныч с нижней частью иневмогидроцилиндра иатрубком с закреиленныч в его верхней части стаканом, имеющим радиальные отверстия, поршень выполнен с осевым сту35 иенчатыч отверстием для размегцения иатруб ка и гидравлической связи полости штока с подиоршневой полостью, а наружная Iloверхность иатрубка под стаканом выполнена конической с большим основанием со стороны стакана, причем в верхнеч положении ао штока коническая поверхность иатрубка и наружная поверхность стакана имеloI. возможность взаимодействия соответственно с поверхностями малой и болыией ступеней осевого отверстия поршня, шток в верх45 ней части имеет впускное отверстие, рал оложенное между верхними торцачи патрубка и стакана. высокого давления. Обп)еч жидкости в полом штоке 3 уменьшается ири перемещении последнего, причем с уменьшением жидкости в иолом штоке ссютветственно увеличивается ее количество в подпоршневой полости 5 пневмогидроцилиндра за счет перетекания через кольцевой зазор в отверстии малой ступени.

Для того, чтобы действовал гидрозатвор газовой полости 26, необходимо уровень жидкости в нем удерживать над малой ступенью отверстия поршня 2. Это возможно, когда высота столба жидкости при по" ностью опущенном иолом штоке oTI)t ) ает условию где /ь; полный ход штока, мм;

S — площадь сечения цилиндра, мм;

S — площадь сечения штока, мм .

Натяжитель морского стояка работает следующим образом.

При качке ПБУ и смегцении от точки бурения изменяется длина каната между стационарным блоком 8 и морским стоякоч (не показан). Изменение длины каната компенсируется ходом попого штока 3.

Пот действием воздуха высокого давления в пневматической полости 26 полого штока последний стремится переместиться вверх, при эточ жидкость вытесняется из надпоршневой полости 4 в иодпоршневую полость 5 через кольцевой зазор, образо ванный в малой ступени отверстия поршня патрубком 11.

При рабочем режиме скорости перемещения штока 3 малы (001 004 м/с) и, как следствие, потери давления незначительны (0,1 — 0,2 мПа), а поскольку давления в гидравлической полости полого штока и в гидравлической полости иневмогидроцилиндра практически равны. усилие, создаваемое натяжителем в рабочем режиме, равно произведению подводимого давления на площадь полого штока минус потери на трение в уплотнениях (2 — Зо ) . В случае обрыва каната 10 скорость перемещения полого штока резко возрастает, поско.чьку противодействующая нагрузка падает до нуля. Вследствие этого возрастает и скорость

15 перетекания жидкости через кольцевой ««II)I чежду поверхностью )8 малой ступени огверстия поршня и патрубком 11.

С повышением скорости перетекания кидкости через указанный кольцевой зазор соответственно возрастают потери давления, что приводит к противодействию перемещения полого штока и снижению его скорости. В конце хода полого штока в зоне торможения поверхность конуса 15 и наружная поверхность стакана 13 одновременно совме ща ются с поверх иост ям и соответственно чалой и большой ступеней осевого отверстия поршня 2. Тем самым завершается процесс торможения инерционных нагрузок и происходит остановка полого штока.

Натяжитель морского стояка, включающий иневмогидроцилиндр с поршнем, полым штоком, радиальныч отверстием в нижней части для подачи воздуха высокого давления и с надпоршневой полостью, заполненной жидкостью, неподвижные блоки шкивов канатов, слединенные с нижней частью иневчогидроцилиндра, и подвижные блоки шкивов cо свободным концоч полого штока, отлшчающий ся Tåм, что, с целью повышения надежности работы за счет снижения инерционных нагрузок в иневчоцилиндре ири обрыве каната, он снабжен установ1645432 ерунда

noprv

С 7ОЯКУ

ЯЬг f

Составитель В. Петросов

Редактор И. Касарда Техред А. Кравчук Корректор Н. Ревская

Заказ 1328 Тираж 377 Поди исное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Моска а, Ж вЂ” 35, Рау гпск а я на б.. д. 4/5

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, 1О1