Модульная буровая установка

 

Использование: бурение в суровых климатических условиях. Сущность изобретения: установка состоит из уложенных поэтажно квадратичным колодцем одинаковых по габаритам модулей. В модулях размещено оборудование. Установка имеет проемы с откидными панелями. На крыше устроена вертолетная площадка. По наружным углам установлены прямоугольные модули самоподъемных стреловых кранов. Они выполнены с возможностью поворотам попарного скрепления торцами на уровне крыши установки. Откидные панели на верхнем этаже имеютсредства фиксации для их горизонтального закрепления на уровне крыши установки. Каждый кран имеет зубчатый привод самоподъема и Т-образную рейку. Рейка устанавливается на модулях установки и взаимодействует с приводом и ответным пазом в кране. В крыше установки выполнены дополнительные проемы для подачи кранами грузов внутрь установки. Верхние прверхности модулей предпоследнего этажа оснащены средствами пониженного трения. Конструкция кранов допускает их использование для увеличения площади вертолетной площадки. 4 з.п. ф-лы, 6 ил. 1W Ё

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)э E 21 B 15/00, 7/02

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР

Э (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ (21) 4825713/03 (22) 14.05.90 (46) 23.08.93. Бюл. М 31 (71) Научно-технический центр "Эврика" (72) Л.С;Милютин, А.В.Сарафанов, В.В.Медведев, В.Н.Щербаков, В.Г.Колчерин, С.И.Ефимченко, Ю.П.Дыдыкин, Н.M.Ìèëþтина, В.В.Бабарыкин, Е.B.Ïàýãëå. В.В.Колосов и В.Л.Кропин (73) Научно-технический центр "Эврика" (56) Воевода А.Н,, Карапетян М.Б:, Коломацкий В.Н. Монтаж оборудования при кустовом бурении скважин. M.: Недра, 1987, с.199.

Авторское свидетельство СССР

N 1709059, кл. Е 21 В 15/00, 1986. (54) МОДУЛЬНАЯ БУРОВАЯ УСТАНОВКА (57) Использование: бурение в суровых климатических условиях; Сущность изобретения: установка состоит иэ уложенных поэтажно квадратичным колодцем одинаковых по габаритам модулей. В модулях раэИзобретение относится к буровой технике, в частности, к буровым установкам повышенной мобильности для суровых климатических условий.

Цель изобретения — снижение материалоемкости, улучшение монтажеспособности, повышение безопасности и удобства обуслуживания.

Это достигается тем, что в известной модульной буровой установке, состоящей из уложенных поэтажно квадратным колодцем одинаковых по габаритам модулей с Ы,, 1836534 АЗ мещено оборудование. Установка имеет проемы с откидными панелями. На крыше устроена вертолетная площадка. По наружным углам установлены прямоугольные модули самоподьемных стреловых кранов, Они выполнены с воэможностью поворота и попарного скрепления торцами на уровне крыши установки. Откидные панели на верхнем этаже имеютсредства фиксации для их горизонтального закрепления на уровне крыши установки. Каждый кран имеет зубчатый привод самоподъема и Т-образную рейку. Рейка устанавливается на модулях установки и взаимодействует с приводом и ответным пазом в кране. В крыше установки выполнены дополнительные проемы для подачи кранами грузов внутрь установки.

Верхние прверхности модулей предпоследнего этажа оснащены средствами пониженного трения. Конструкция кранов допускает их использование для увеличения площади вертолетной площадки, 4 з.п. ф-лы, 6 ил. размещенным в них оборудованием, включая нолиспастную систему с лебедкой, и 4 имеющей закрываемые откидными панеля- .Ф ми проемы, размещенную на крыше вертолетную площадку и четыре расположенных по наружным углам и связанных с модулями подъемника, согласно изобретению, за счет работы с однотрубной свечой талевая система выполнена в виде сдвоенного полиспаста, ветви которого огибают талевый блок и непосредственно связаны с имеющей два барабана лебедкой, установленном на вер1836534 хнем модульном этаже на одном уровне с кронблоком, при этом подьемники выполнены в виде прямоугольных модулей — самоподъемн ых поворотных стреловых кранов; причем указанные модулИвыполнены с возможностью попарного соединения их торцов в единый блок и фиксации на уровне крыши установки;

Каждый модуль стрелового крана имеет зубчатый привод самоподъема и T-образную рейку, устанавливаемую на модулях yc" тановки с возможностью взаимодействия с . приводом и ответным пазом, выполненным в модуле — стреловом кране.

С целью увеличения размеров вертолетной площадки, модули верхнего этажа имеют дополнительные откидные панели и средства их закрепления в горизонтальном положении на уровне крыши установки.

Для уменьшения размеров занимаемой площади за счет ликвидации мостков и раз-, мещения бурового оборудования и инструмента полностью в помещении, бурового при работе с однотрубной свечой, модули верхнего этажа имеют люки для подачи внутрь буровой установки труб и других грузов непосредственно с транспортных средств при помощи стреловых кранов.

Верхние поверхности модулей предпоследнего этажа оснащены средствами пониженного трения.

Расположение буровой лебедки рядом с кронблоком освобождает колодец "Баш .ни": от обеих ветвей талевого каната, а пол буровой — от лебедки и позволяет увеличить емкость подсвечников, что, в свою очередь, дает возможность при равной глубине бурения пойти на снижение этажности за счет уменьшения длины свечи.

Выполнение талевой системы по принципу одновременной намотки обоих концов каната на двухбарабанную буровую лебедку позволяет частично компенсировать потери времени при переходе с двухтрубной свечи на однотрубную за счет повышения коэффициента наполнения тахограммы подъема свечи двухбарабанной лебедкой. Существенно улучшаются разгон и торможение.

Причем этот эффект более заметен при коротких.свечах и менее — на длинных. Примекение двухбарабанной лебедки, скорость вращения которой вдва раза меньше,,чем у обычной позволяет уменьшить тормозной путь талевого блока, а значит, и сократить минимально допустимое расстояние между талевым блоком и кронблоком, что также уменьшает высоту "Башни". Кроме того, размещение двухбарабанной буровой лебедки рядом с кронблоком позволяет отказаться.от двух крайних шкивов кронблока, так как обе ветви каната из барабанов буровой лебедки идут сразу на талевый блок, а ввиду того, что длина барабанов такой лебедки для однотрубной свечи даже беэ су5 щественного увеличения слойности навивки находится в пределах всего лишь

150-180 мм, то и угол девиации не выходит из допустимых пределов. Расположение двухбарабанной буровой лебедки рядом с

10 кронблоком не увеличивает нагрузку на металлоконструкцию погому, что собственный вес двухбарабанной лебедки со встроенной в барабан КПП и с двигателем постоянного тока — 20-$5 Т, в то время. как ликвидиро15 ванные неподвижная и тяговая ветви талевого каната нагружали металлоконструкцию по 20 т каждая. Следует также отметить сокращение длины талевого каната и почти двухкратное повышение его долговечности

20 вследствие устранения асимметричности износа.

Оснащение "Башни" четырьмя симмет-, рично расположенными по наружным углам самоподъемными стреловыми кранами rpy25 эоподъемностью не менее половины веса самого тяжелого модуля позволяет производить монтаж и демонтаж "Башни" при минимальном вылете стрел, т.е. в режиме наибольшей грузоподъемности кранов. Та 30 кая схема предельно упрощает монтаж-демонтаж "Башни" и является наименее металлоемкой, несмотря на то, что для подьема (или опускания) любого модуля, казалось бы, достаточно всего лишь двух кранов, 35 однако с увеличением вылета стрелы при заданной грузоподъемности собственная масса крана возрастает непропорционально быстро. Следует подчеркнуть, что подъем (или опускание) модулей буровой установки

40 на большую высоту двумя кранами более безопасен, чем одним краном.

Отказ от приемного моста со стеллажами и подача труб и грузов через люки модулей крыши при помощи кранов, расположенных

45 в верхнем этаже по углам "Башни", воэможен so многом благодаря переходу на одно трубную свечу, так как реализация подобного решения .при большой высоте

"Башни" затруднена.

50 Благодаря тому, что свеча — однотрубная (ее длина — 12,5 м) и на крыше "Башни" находятся стреловые поворотные краны (и люки), появилась возможность отказаться от приемных мостков и стеллажей, Безмост55 ковая схема "Башни" не позволяет осуществлять наращивание бурильной колонны при бурении иначе, как свечами, хранящимися на подсвечниках, поэтому в рамках этой концепции любое увеличение длины свечи повлечет и увеличение длины "квадрата" и

1836534 непропорционально большое повышение общей высоты "Башни".

Оснащение верхних поверхностей модулей, на которые опираются роторная площадка и крыша, средствами понижения трения, например облицовка их фторопластовыми листами, позволяет передвинуть их от края "Башни" к ее центру при помощи кранов, которые находятся на протиповоложной стороне колодца, При демонтаже

"Башни" краны подтягивают эти модули к себе на край, а потом опускают их на землю (на транспортное средство). Указанное оснащение позволяет иметь более легкие краны, работающие при минимальном вылете стрелы, Все указанные признаки тесно связаны между собой и взаимосвязаны, они я вляются существенными, так как необходимы и достаточны для создания мобильной, монтажеспособной, экологически более совершенной буровой установки, которая занимает исключительно небольшую площадку, менее материалоемка и идеально защищена от холода и ветра.

На фиг.1 и фиг.2 изображены две проекции смонтированной модульной буровой установки; на фиг,3 — вертикальное сечение центральных модулей крыши; на фиг,4 — вид сверху смонтированной модульной буровой установки; на фиг.5 и 6 —. процесс монтажа.

Модульная буровая установка состоит из уложенных поэтажно квадратным колодцем одинаковых по габаритам модулей— прямоугольных параллелепипедов 1 с размещенным в них оборудованием (на чертежах не показано) и представляет собой многоэтажную башню. Модули 1 скреплены между собой посредством фланцев 2, проемы между модулями герметизированы откидными теплозащитными панелями 3.

Башня опирается на фундаментные балки 4, которые установлены на сваях 5. При кустовом бурении передвижка модульной буровой установки со скважины на скважину осуществляется при помощи колеснь х тележек 6, расположенных в модулях нижнего этажа.

Для осуществления монтажа — демонтажа и подачи труб и грузов башня оснащена четырьмя самоподьемными поворотными стреловыми крановыми модулями 7, которые, соединенные попарно, перемещаются вертикально по противоположным стенам башни за счет взаимодействия их зубчатых приводов с Т-образными рейками 8, закрепленными на фланцах 9. Т-образные рейки 8 находятся в ответных вертикальных пазах крановых модулей 7. Блоки кранов 7 присоединяются к модулям 1 башни посредством

50 занимаемая башней, — всего 12х12 и.

55- Трубы, химреагенты и прочие грузы подаются внутрь башни непосредственно с транспортного средства 20 через люки 19 при помощи кранов 7, Буровой шлам утилизируется и в виде брикетов, керамзита или влажной массы вывозится за пределы буровой площдаки для дальнейшего прк;.1pí .ния

S)

45 флэнцев 10. При этом торцы модулей верхнего этажа башни оснащены откидными щитами 12 и подкосами 13, что позволяет расширить крышу башни. На крыше башни оборудована площадка для посадки вертолета 11. Это сделано путем увеличения площади крыши за счет откидных щитов 12 с подкосами 13, которыми на торцах оснащены модули верхнего этажа, и поднятых в крайнее верхнее положение блоков кранов

7, верхняя часть которых при опущенных стрелах имеет вид горизонтальной плоскости. Размеры крановых модулей 7 таковы, что оси поворота их стрел 14 расположены строго симметрично относительно центра башни на ее углах таким образом, что подьем и опускание модулей 1 и их монтаж-демонтаж можно производить двумя кранами со всех сторон башни при минимальном вылете стрел 14.

Двухбарабанная буровая лебедка 15 и кронблок 16 прикреплены к верхней части центральных модулей верхнего этажа башни (фиг.3), и оба конца талевого каната 17 прямо с барабанов лебедки 15 идут на талевый блок (на чертежах не показан). При этом, при помощи направляющих 18 кронблок 16 имеет возможность перемещаться из рабочего положения в транспортное внутрь модуля.

Для подачи труб и прочих грузов внутрь башни модули верхнего этажа оснащены люками 19, 20 — транспортное средство.

Модули 1 имеют размеры примерно

ЗхЗх12 м,.а модули — краны 7 — 3x3x9 м.

Модульная буровая установка. (башня) представляет собой 10 — 12 этажное сооружение со свободным внутренним пространством, оснащенное лифтом и маршевой лестницей (на чертеже не показаны). Верхняя поверхность модулей второго этажа является полом буровой установки (роторной площадкой) и находится на высоте 7,2 м от поверхности земли. Оборудованная на крыше вертолетная площадка имеет размеры

18х18 м. Кроме буровой лебедки 15, которая выполнена двухвальной и расположена рядом с кронблоком 16, который стал легче на два шкива, буровое оборудование принципиально не изменяется, а технология бурения в предложенной буровой установке практически остается прежней.. Площадь, 1836534

20

40

55 или захоронения. Закрытые модули очистки. дегазации, бытовые и т.п. имеют собственные автономные системы вентиляции, однако существует и общая естественная вентиляция рабочего пространства за счет создания тяги путем приоткрывания откидных панелей 3 или люков 19.

Монтаж башни производится следующим образом. На площадку с заранее подготовленным свайным полем транспортное средство 20 завозит трансформаторный модуль, а если нет ЛЭП, то и модули электростанций. Затем привозят модуль-краны 7, подключают их к электростанции и прямо с колес устанавливают фундаментные балки

4, а на них модули первого этажа. После этого транспортные средства 20 подъезжают вплотную к торцам модулей первого этажа, и поскольку площадка спланирована так, что верхние плоскости модулей первого этажа и модуль-кранов 7, установленных на транспортном средстве 20, совпадают. прикрепляют модуль-краны 7 к фланцам 10 Модулей первого этажа башни и скрепляют их попарно между собой, Осуществляют монтаж модулей второго этажа (роторной площадки), причем центральные модули, поставленные на край первого этажа. подтягивают к центру при помощи кранов 7, находящихся на противоположном краю за счет того, что трущиеся поверхности облицованы фторопластовыми пластинами, снижающими трение, Потом Т-образные рейки

8. которые в транспортном режиме хранятся на модуль-кранах 7, устанавливают в ответные вертикальные пазы модуль-кранов

7, закрепляют их на фланцах 9 первого и второго этажей, отсоединяют модуль-краны

7 от фланцев 10 первого этажа, при помощи зубчатых приводов модуль-кранов 7, взаимодействующих с Т-образными рейками 8, поднимают блоки модуль-кранов 7 на высоту одного этажа, фиксируют блоки модулькранов 7 на фланцах 10 модулей второго этажа и осуществляют монтаж двух модулей третьего этажа, Далее цикл повторяют.

Монтаж модулей крыши. осуществляется аналогично монтажу второго этажа (pompной площадки). После закрепления откидных щитов 12 покосами 13, подъема блоков модуль-кранов 7 в крайнее положение и установки кронблока 16 с ротором (на чертеже не показан) в рабочее положение модульная буровая установка (башня) готова к бурению. Перемещение башни в пределах куста производится гидродомкратэми аналогично

БУ-3000 ЭУК.

Демонтаж башни производится в обратном порядке. При этом талевый блок (не показан) и талевый канат 17 укладывают в тот модуль, где расположен кронблок 16.

Формула изобретения

1.Модульная буровая установка, состоящая иэ уложенных позтажно квадратным колодцем одинаковых по габаритам модулей с размещенным в них оборудованием, включая полиспастную систему с лебедкой, и имеющая проемы с откидными панелями, размещенную на крыше вертолетную площадку и четыре расположенных по наружным углам и связанных с модулями подъемника, от л и ч а ю ща я с я тем, что, с целью снижения материалоемкости за счет работы с однотрубной свечой. улучшения монтажеспособности, повышения удобства обслуживания и безопасности работ, талевэя система выполнена в виде сдвоенного полиспаста. ветви которого огибают талевый блок и непосредственно связаны с имею цей два барабана лебедкой, установленной на верхнем модульном этаже на одном уровне с кронблоком, при этом подъемники выполнены в виде прямоугольных модулей-самоподъемных поворотных стреловых кранов, указанные модули выполнены с возможностью попарного соединения их торцов в единый блок и фиксации на уровне крыши установки.

2. Установкапо п.1, отличающаяся тем, что каждый модуль стрелового крана имеет зубчатый привод самоподъема и Т-образную рейку, устанавливаемую на модулях установки с возможностью взаимодействия с приводом и ответным пазом, выполненным s модуле стрелового крана.

3,Установка поп.1, отлича ющая ся тем, что, с целью увеличения размеров вертолетной площадки, модули верхнего этажа имеют дополнительные откидные панели и средства их закрепления в горизонтальном положении на уровне крыши установки.

4. Установка по п,1, отличающаяся тем, что, с целью уменьшения размеров занимаемой площадки эа счет ликвидации мостков и размещения бурового оборудования и инструмента полностью в помещении буровой, модули верхнего этажа имеют люки для подачи внутрь буровой установки труб и других грузов непосредственно с транспортных средств при помощи стреловых кранов.

5, Установка по п.1, отличающаяся тем, что верхние поверхности модулей предпоследнего этажа оснащены средствами пониженного трения.

А j

Фиг, 7:

1836534

Фиг. Л

Раг4

1836534

Составитель Н.Милютина

Техред М.Моргентал Корректор О.Кравцова

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 3013 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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