Устройство для работы на высоте для установки груза

 

Изобретение относится к устройству, предназначенному для работы на высоте и, в частности, для установки груза. Техническим результатом является повышение точности выполнения работ с большими грузами. Устройство содержит подвеску на грузоподъемном механизме, причем данная подвеска содержит привод, с помощью которого осуществляется работа с грузом на высоте, взвешивающий узел, с помощью которого может определяться вес груза, запоминающий элемент, соединенный со взвешивающим узлом для сохранения значения исходного веса груза, средство сравнения, предназначенное для сравнения действительного значения веса со значением исходного веса, сохраненным в запоминающем элементе, для избирательного включения привода в соответствии с результатом сравнения. При этом взвешивающий узел содержит гидравлический взвешивающий цилиндр, а запоминающий элемент содержит гидравлический аккумулятор, который, по меньшей мере, приблизительно, имеет линейную характеристику в диапазоне рабочих давлений. 15 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к устройству, предназначенному для работы на высоте и, в частности, для установки груза. Настоящее изобретение, в частности, хотя не исключительно, относится к устройству для установки или размещения тяжелого элемента, который чрезвычайно подвержен повреждениям, такого как колонна труб, в котором после бурения на глубину, соответствующую длине соединительной трубы, к бурильной колонне добавляют новую соединительную трубу. Это производится в случае, например, добычи нефти и природного газа.

Соединение с винтовой резьбой, с герметизирующими поверхностями между отдельными соединительными трубами в колонне труб чрезвычайно подвержено повреждениям, когда соединительную трубу опускают со слишком большим усилием на уже установленную колонну труб. Поврежденная соединительная труба, или труба, в которой повреждено, по меньшей мере, соединение с винтовой резьбой, которое часто представляет собой коническое соединение с винтовой резьбой, или в которой повреждена герметизирующая поверхность, списывают и в дальнейшем не используют. Такие соединительные трубы часто имеют вес 600 кг, хотя вес разных труб существенно меняется.

В данной области техники известны устройства, предназначенные для работы на высоте с подобными грузами. Такие известные устройства имеют недостаток, состоящий в том, что для их работы необходимо заранее получать точную информацию, относящуюся к действительному весу груза еще до проведения работы с этим грузом. Причем требуется проводить изменение или, во всяком случае, регулировку установок. Если это не будет выполнено, груз может быть посажен со слишком большим усилием, что приведет к его повреждению.

Известные устройства, в дополнение к вышеописанному отсутствию чувствительности, также имеют другие недостатки. Вес груза, используемого при работе, часто бывает очень большим, в особенности, если учитывать чувствительность, которую необходимо обеспечить во время работы и, в частности, при установке груза. В известном уровне техники до сих пор не было найдено решение для обеспечения такого соотношения между большим весом и высокой чувствительностью.

Настоящее изобретение направлено на устранение или, по меньшей мере, снижение проблем и недостатков известных устройств, и с этой целью устройство, в соответствии с настоящим изобретением отличается наличием подвески подъемного механизма, причем эта подвеска содержит привод, такой, что с помощью этого привода можно производить работу с грузом на высоте; взвешивающий узел, с помощью которого может быть определен вес груза; запоминающий элемент, соединенный со взвешивающим узлом, предназначенный для сохранения значения исходного веса груза; средство сравнения, предназначенное для сравнения действительного веса с исходным весом, хранящимся в запоминающем элементе, для избирательного включения привода в соответствии с результатом сравнения, в котором взвешивающий узел содержит гидравлический взвешивающий цилиндр, и запоминающий элемент содержит гидравлический аккумулятор, который, по меньшей мере, приблизительно имеет линейную характеристику в диапазоне рабочих давлений.

Устройство, в соответствии с настоящим изобретением, позволяет очень точно выполнять работу с большими грузами и не имеет проблем, естественно, в рабочем диапазоне нагрузок, при изменении веса отдельных грузов, с которыми производится работа.

Таким образом, получается полностью механическая/гидравлическая схема работы взвешивающего цилиндра и запоминающего элемента без необходимости определения действительного веса груза, причем значение веса сохраняется в запоминающем элементе в форме величины давления так, что эта величина соответствует весу груза.

Следует отметить, что в таком варианте воплощения гидравлический аккумулятор, предпочтительно, может быть выполнен в виде гидравлического шланга определенной длины, так как его поведение в зависимости от длины выбранного или используемого типа шланга будет иметь линейную характеристику в указанном диапазоне рабочих давлений, по меньшей мере, приблизительно.

Для того чтобы обеспечить работу гидравлического аккумулятора по сохранению значения, в одном из вариантов воплощения настоящего изобретения, закрывающий клапан может быть установлен в линии между взвешивающим цилиндром и гидравлическим аккумулятором. Закрывающий клапан открывают для определения исходного значения, при этом между взвешивающим цилиндром, линией и гидравлическим аккумулятором образуется открытое соединение, после чего закрывающий клапан может быть закрыт. Гидравлический аккумулятор теперь содержит исходное значение, которое можно, таким образом, использовать для сравнения с весом груза, который в действительности несет взвешивающий цилиндр.

В другом варианте воплощения настоящего изобретения средство сравнения может быть сформировано с помощью управляющего клапана, соединенного с одной стороны со взвешивающим узлом и с другой стороны - с запоминающим элементом. В последнем варианте воплощения взвешивающего цилиндра, в котором используется гидравлическая конструкция взвешивающего узла и гидравлического аккумулятора, используемого в качестве запоминающего элемента, регуляторы управляющего клапана могут быть выполнены гидравлическими или могут быть непосредственно соединены, соответственно, со взвешивающим цилиндром и аккумулятором. При таком подходе получается очень простая и надежная механическая/гидравлическая конфигурация. Описанный выше закрывающий клапан может быть установлен параллельно контрольному клапану в линии между взвешивающим цилиндром и аккумулятором.

В вышеописанном варианте воплощения с гидравлическими регуляторами клапана управления и т.д. клапан управления может содержать управляющий поршень, с обеих сторон которого в управляющем цилиндре установлены гибкие мембраны, и регуляторы могут работать при открытом соединении, соответственно, со взвешивающим цилиндром и аккумулятором так, что они воздействуют на мембраны, при этом привод включается в зависимости от разности давлений на управляющем клапане и открытых в нем соединений. В конфигурации управляющего клапана с мембранами, между которыми гибко установлен собственно управляющий клапан, становится возможным обеспечить движение с высокой степенью управляемости управляющего клапана в управляющем цилиндре, без резкого переключения соединений, что является обычным явлением в известном уровне техники. Таким образом предотвращается так называемая проблема "перерегулирования" и реализуется работа с высокой степенью управляемости привода.

Дополнительный вариант воплощения имеет свойство, состоящее в том, что запоминающий элемент приспособлен для хранения в нем значения веса, уменьшенного на заранее определенную величину. Движение вниз, создаваемое приводом, таким образом, обеспечивается независимо от отдельного грубого механизма движения, который может быть ограничен функцией передвижения на большое расстояние и в котором привод, в соответствии с настоящим изобретением, производит перемещение груза. В варианте воплощения с гидравлическим взвешивающим цилиндром и гидравлическим аккумулятором запоминающий элемент может содержать усилитель давления, соединенный с аккумулятором. Требуемое уменьшение значения веса, которое хранится в запоминающем элементе, может регулироваться с использованием этого усилителя давления. Заранее определенная величина, на которую должно быть уменьшено значение веса, предпочтительно, соответствует требуемой и/или разрешенной силе контакта в ходе перемещения или установки груза. При этом гарантировано не превышается требуемая или разрешенная сила контакта.

Другие варианты воплощения определены в зависимых пунктах формулы изобретения и включают дифференциальные гидравлическую и пневматическую системы, привод, построенный как гидравлический цилиндр двойного действия, соединенный, по меньшей мере, с одним источником гидравлической среды под давлением или подобными устройствами и т.д.

Настоящее изобретение будет описано ниже на основе одного из его вариантов воплощения со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:

на фиг. 1 изображен вид в перспективе с частичным разрезом буровой вышки с устройством, в соответствии с настоящим изобретением;

на фиг. 2 - вид части соединения соединительных труб в буровой вышке на фиг. 1 для формирования колонны труб;

на фиг. 3 - схематический вид части устройства в соответствии с настоящим изобретением;

на фиг. 4 - схема, по существу, всего устройства, в соответствии с настоящим изобретением;

на фиг. 5 - вид в поперечном сечении компонента устройства, представленного на фиг. 4;

на фиг. 6 - часть компонента на фиг. 5 в его первом рабочем положении.

На фиг. 1 изображена буровая вышка 1, в которой установлено устройство 10, в соответствии с настоящим изобретением. Буровая вышка служит для сборки колонны 8 труб, состоящей из соединительных труб 2, которые снабжены конической винтовой резьбой для взаимного их соединения, как показано на фиг. 2.

Буровая вышка содержит соединитель 5, предназначенный для захвата отдельных соединительных труб 2, причем соединитель 5 подвешен на подвеске 4, которая составляет, собственно, компонент устройства, в соответствии с настоящим изобретением. Подвеска 4 содержит (см. фиг. 3) взвешивающий узел в виде взвешивающего цилиндра 9 и привода, выполненного в виде гидравлического цилиндра 11 двойного действия. Взвешивающий цилиндр 9 и цилиндр 11 двойного действия соединены с помощью связки линий с корпусом 7, в котором размещены другие компоненты устройства 10 и который показан, по существу, полностью, хотя и схематично, на фиг. 4. Трос 12 безопасности, показанный на фиг. 3, предназначен для предотвращения аварийной ситуации, возникающей, например, в случае, если неожиданно упадет гидравлическое давление, или в случае другой неисправности, при которой соединитель 5, возможно, с соединительной трубой 2, установленной в нем, повиснет на тросе 12 безопасности, а не на подвеске 4.

Связка 6 линий проходит вдоль подвески 4 в корпус 7, в котором установлен управляющий клапан 13, как схематично показано на фиг. 3 и 4. На фиг. 5 и 6 изображено представление практического варианта воплощения такой управляющей стороны 13, работа и функционирование которой будет более подробно описано ниже со ссылкой на эти чертежи.

В ходе выполнения соединения между отдельными соединительными трубами 2 для формирования колонны 8 труб, как схематично показано на фиг. 2, коническая винтовая резьба 3 отдельных соединительных труб 2 должна быть защищена от повреждений. Минимальное повреждение верхней соединительной трубы 2 на фиг. 2 будет фатальным и приведет к тому, что такая соединительная труба 2 будет списана; ее больше нельзя будет использовать для построения колонны 8 труб. Еще хуже, если будет повреждена коническая винтовая резьба 3 нижней трубы 2 на фиг. 2; при этом всю колонну 8 труб, сформированную до этой точки, необходимо будет поднять вверх для удаления нижней соединительной трубы на фиг. 2 или верхней соединительной трубы по фиг. 1 колонны 8 труб. При этом определяющую роль здесь играет сила, с которой верхнюю соединительную трубу 2 опускают на нижнюю соединительную трубу 1 на фиг. 2. Эта сила, предпочтительно, должна соответствовать весу не более приблизительно 25-30 кг. Устройство, которое будет описано ниже, приспособлено для этой цели, при этом в нем вес отдельных соединительных труб 2 не имеет значения, и даже вариация веса отдельных труб 2 является не существенной.

Следует отметить, что вышеуказанный управляющий клапан 13, который схематично показан на фиг. 3, как деталь общего устройства 10 представляет собой конструкцию средства сравнения, предназначенного для сравнения действительного веса с исходным весом, сохраненным в запоминающем элементе (который будет дополнительно описан ниже) с целью избирательного включения привода, который на фиг. 4 представляет собой гидравлический цилиндр 11 двойного действия, в соответствии с результатом сравнения.

Устройство 10 в соответствии с настоящим изобретением, схематично показанное на фиг. 4, содержит в дополнение к подвеске 4 линейный гидравлический аккумулятор 14, который используется в качестве запоминающего элемента, который может быть избирательно подключен к взвешивающему цилиндру 9 через закрывающий клапан 15. В открытом положении закрывающего клапана 15 определяется значение исходного веса соединительной трубы 2, составляющей груз, хотя в варианте воплощения, изображенном здесь, не как действительное его значение. Вес груза на взвешивающем цилиндре 9 создает давление в камере этого взвешивающего цилиндра 9, соответствующее весу груза. Поскольку закрывающий клапан 15 при этом открыт, то это давление также передается в линию 16 между взвешивающим цилиндром 9 и линейным гидравлическим аккумулятором 14, а также в этот линейный гидравлический аккумулятор. Это происходит сразу после подъема груза или непосредственно перед тем, как он будет вновь опущен, то есть в варианте воплощения на фиг. 1, перед тем, как соединительные трубы 2 будут собраны так, как показано на фиг. 2, для формирования колонны 8 труб. После такого определения значения исходного веса соединительной трубы 2 закрывающий клапан 15 закрывают.

На управляющий клапан 13, в котором гидравлические регуляторы 17 установлены напротив друг друга в направлении сдвига, причем соединение регуляторов 17 с соответственно камерой взвешивающего цилиндра 9 и линейным гидравлическим аккумулятором 14 открыто, приложено одинаковое давление со стороны из регуляторов 17. Сразу же после того, как закрывающий клапан 15 будет закрыт, на оба регулятора 17 прикладывается одинаковое давление, благодаря чему управляющий клапан 13, который может занимать, по существу, три положения, остается в начальном положении, как показано на фиг. 4.

Следует отметить, что буровая вышка 1, показанная на фиг. 1, содержит свой собственный механизм 18 перемещения, который служит для перемещения соединительной трубы 2 к колонне 8 труб, уже сформированной до этой точки. После этого механизм 18 перемещения отключают, и гидравлический цилиндр 11 двойного действия подвески 4 выполняет функцию смещения соединительной трубы 2 для установки. Расстояние между грузом в виде соединительной трубы 2 и местом назначения этого груза в виде колонны 8 труб, в котором имеет место этот переход, зависит от рабочего хода гидравлического цилиндра 11 двойного действия, формирующего привод устройства 10.

Следует также отметить, что линейный аккумулятор 14 (фиг. 4) показан на фиг. 3 как конструкция в виде гидравлического шланга, который также обозначен номером ссылки 14. Такой гидравлический шланг имеет, по меньшей мере, приблизительно линейную характеристику в диапазоне рабочих давлений и, таким образом, может использоваться в качестве, по меньшей мере, аккумулятора с приблизительно линейной характеристикой. Может также рассматриваться использование других гидравлических аккумуляторов с линейной характеристикой, но вариант воплощения в виде шланга является элегантным и простым, и такой элемент может быть размещен практически в любом месте, поскольку его предпочтительно можно уложить вдоль связки 6 линии, которая так или иначе необходима.

Управляющий клапан 13 избирательно открывает одно из соединений или закрывает соединения между источником 19 гидравлической среды (воздуха или гидравлической жидкости) под давлением и одним из двух насосов 20, каждый из которых соединен с одной из сторон гидравлического цилиндра 11 двойного действия, что формирует привод для передвижения груза в виде соединительной трубы 2 в направлении к уже сформированной колонне 8 труб или от нее, во всяком случае, в последней части этого относительного движения. В промежуточном положении управляющего клапана 13, показанного на фиг. 4, реализовано отсутствие соединения между источником 19 и двигателями 20. Привод в виде цилиндра 11 двойного действия при этом выключен, что соответствует равным величинам давления на обоих регуляторах 17 и указывает на то, что действительный вес, измеренный в определенный момент с помощью взвешивающего цилиндра 9, остается равным первоначально измеренному весу груза 2. Такое промежуточное положение также может быть выбрано принудительно, независимо от преобладающих давлений, с использованием фиксирующего средства, описанного далее со ссылками на фиг. 5 и 6.

После того как груз 2 был помещен с помощью механизма 18 перемещения в место положения, расположенное вблизи к месту назначения, механизм 18 перемещения выключают, после чего начинается работа привода 11 в соответствии с вариантом воплощения настоящего изобретения. Перед этим давление, преобладающее в линейном аккумуляторе 14, уменьшают на определенную величину с помощью усилителя 44 давления, причем эта величина соответствует допустимой и безопасной силе контакта между соединительной трубой 2 и уже сформированной колонной 8 труб. Определение исходного веса, выключение закрывающего клапана 15 и уменьшение давления в линейном аккумуляторе 14 могут производиться, соответственно, непосредственно после подъема, после чего включают механизм 18 перемещения при одновременном включении вышеуказанного фиксирующего средства. В качестве альтернативы давление в линейном аккумуляторе может быть уменьшено с помощью усилителя 44 давления только в месте назначения, и даже здесь может производиться исходное определение веса.

После того, как закрывающий клапан 15 будет закрыт, давление в линейном аккумуляторе 14 будет уменьшено следующим образом. Усилитель давления содержит цилиндр 45, в котором содержится комбинация 42 плунжера-поршня, управляющего соединениями 40, 41, и головку 43 насоса одиночного действия. При включении управляющего соединения 40 и выключении управляющего соединения 41, при переходе из ситуации, представленной на фиг. 4, заранее определенное количество жидкости или масла, соответствующее ходу плунжера 42, вытесняется из аккумулятора 14, что вызывает снижение давления в аккумуляторе. При отключенном фиксирующем средстве, указанном выше и дополнительно описанном ниже, на регулятор 17 управляющего клапана, соединенный со взвешивающим цилиндром, подается более высокое давление. Вследствие этого управляющий клапан 13 смешается вправо из положения, показанного на фиг. 4, и верхний насос 20 на фиг. 4 включается для перемещения вниз цилиндра 11 и вместе с ним груза 2.

Движение цилиндра 11 вниз с грузом 2 заканчивается, когда соединительная труба 2 устанавливается на уже сформированную колонну 8 труб. При продолжении движения цилиндра 11 вес, которым соединительная труба 2 давит на колонну 8 труб, повышается, и вес, который несет взвешивающий цилиндр 9, уменьшается. Когда давление, связанное с этим уменьшением веса, который несет взвешивающий цилиндр 9, уменьшается на практически ту же величину, на которую уменьшено давление на стороне линейного аккумулятора 14, с помощью усилителя 44 давления ситуация, показанная на фиг. 4, восстанавливается, и управляющий клапан вновь принимает положение, показанное на чертеже, в то время как привод цилиндра 11 останавливается.

Когда груз в виде соединительной трубы 2 входит в контакт с колонной 8 труб, вес, который несет взвешивающий цилиндр 9, уменьшается. В результате этого баланс давлений на управляющем клапане 13 восстанавливается, благодаря чему управляющий клапан вновь принимает положение, показанное на фиг. 4. При правильном выборе величины уменьшения давления, которое создается в аккумуляторе с помощью усилителя 44 давления, например, на основе количества жидкости (масла), которое удаляется из аккумулятора 14 усилителем 44 давления, путем управления объемом давления рабочего хода усилителя 44 давления, может быть заранее непосредственно определено уменьшение давления, связанное с силой контакта соединительной трубы 2 на колонну 8 труб, при которой останавливается движение.

Если усилитель 44 давления не используется, и клапан 15 закрыт, после того как груз 2 повиснет неподвижно, и затем его начнут тянуть, вес, который будет нести взвешивающий цилиндр 9, увеличится, и давление в нем повысится вместе с давлением в левом регуляторе 17 управляющего клапана 13, благодаря чему управляющий клапан 13 на фиг. 4 (снова) сместится вправо. Верхний насос 20 при этом включится, включая привод в форме цилиндра 11 двойного действия в направлении смещения груза 2 вниз. Когда груз перемещают вниз, при выполнении спирального движения с помощью винта буровой вышки, в этом движении также участвует привод 11. Для выполнения предлагаемого соединения с колонной 8 труб от обслуживающего персонала практически не требуется прикладывать какие-либо усилия, и привод помогает обслуживающему персоналу установить соединительную трубу 2, которая имеет, по меньшей мере, правильный вес, по отношению к колонне 8 труб, при выполнении соединительного спирального движения.

И, наоборот, в случае, когда обслуживающий персонал толкает соединительную трубу вверх, вес, который несет взвешивающий цилиндр 9, уменьшается, управляющий клапан 13 смещается влево и включается нижний двигатель 20 на фиг. 4. Под действием давления, прикладываемого этим насосом 20, цилиндр 11 будет убираться и перемещать соединительную трубу 2 вверх.

При таком воздействии на привод, тем не менее, необходимо преодолевать пороговое усилие, связанное с конструкцией устройства, хотя цилиндр (который более подробно описан ниже) управляющего клапана 13, предпочтительно, имеет как можно меньшее трение, с тем, чтобы устранить явление скачкообразной подачи.

На фиг. 4 между насосами 20 и приводом в виде цилиндра 11 двойного действия установлены перетоки в виде ограничивающих клапанов 21. В представленной конфигурации это предотвращает так называемое перерегулирование, которое возникает при переходе между движением и неподвижным состоянием цилиндра 11.

Верхние ограничивающие клапаны 21, показанные на фиг. 4, которые взаимодействуют с верхним насосом 20, предназначенным для включения привода при движении вниз, могут быть установлены для этой цели на давление 50 бар, в то время как нижние ограничивающие клапаны 21, связанные с движением привода в виде цилиндра 11 вверх, могут быть установлены на давление 210 бар.

Груз 2 на подвеске 4 также создает давление в движущемся цилиндре 11 в его нижней камере. Когда управляющий клапан 13 принимает положение, смещенное вправо по отношению к показанному на фиг. 4, клапан 39 закрывает соединение между ограничивающим клапаном 21, который работает как переток, и верхним насосом 20, и этот насос 20 включается. Давление в нижней части камеры цилиндра 11 повышается до уровня, когда оно будет достаточным для открывания (например, при 210 бар) ограничивающего клапана 21, связанного с нижним насосом 20 и также работающего как переток. Только при этом цилиндр начинает движение вниз, без скачка. После того как соединительная труба 2 будет установлена с требуемой силой контакта на колонне 8 труб вышеописанным образом и управляющий клапан 13 вернется в свое исходное положение, показанное на фиг. 4, верхний насос 20 будет остановлен и клапан 39 будет открыт. Груз 2 слегка толкают вверх, благодаря давлению, которое преобладает в нижней части камеры цилиндра 11, после чего баланс снова восстанавливается в верхней и нижней частях камеры цилиндра 11. Такое повышение достаточно для компенсации инерции системы 10 и инерции груза 2. Ограничивающий клапан 21, связанный с верхним насосом 20 и работающий как переток, выполняет функцию демпфирования последнего описанного процесса.

Регулировка давления перетока в ограничивающих клапанах 21 происходит путем регулировки силы пружины ограничивающих клапанов.

Следует отметить, что в варианте воплощения, показанном на фиг. 4, управляющий клапан 13 соединен с пневматическим источником 19. Когда управляющий клапан 13 находится в положении, в котором один из насосов 20 включен, в каждом случае используется преобразователь 22 для управления, соответственно, одним из насосов 20.

Кроме того, следует отметить, что для включения привода в виде цилиндра 11 двойного действия в направлении вверх или вниз, установлена соответствующая гидравлическая или пневматическая цепь (не показана), которая работает непосредственно от соответствующего насоса 20 или снова через преобразователи 22, например, для перемещения груза 2 в направлении вверх и/или вниз с помощью привода 11, независимо от установленного и, возможно, уменьшенного исходного веса и/или действительного веса. Преобразователи 22 могут представлять собой компрессоры. Работа дополнительной схемы, предназначенной для непосредственного воздействия на привод 11, изображенный на схеме по фиг. 4, находится в пределах компетенции и понимания специалиста среднего уровня в данной области техники после изучения им приведенного выше описания так, что дальнейшее ее описание опущено.

На фиг. 5 показан вид в поперечном сечении варианта воплощения управляющего клапана 13 и на фиг. 6 изображен вид этого управляющего клапана 13 в смещенном положении.

Управляющий клапан 13, показанный на фиг. 5, содержит клапан 23, который имеет возможность смещения практически без трения в цилиндре 24, к которому подключены пять соединителей 25-29. Соединение 26 подключено к источнику 19, в то время как соединения 25 и 27 подключены к коллектору или просто к выпуску. Соединения 28 и 29 с другой стороны подключены к насосам 20 на фиг. 4. Благодаря форме поршня или клапана 23 в цилиндре 24, в его положении, показанном на фиг. 5, соединение между соединениями 25-27 и соединениями 28 и 29 отсутствует. Если с другой стороны поршень или клапан 23 смещаются вправо, образуется соединение от источника 19 через соединение 26 вдоль клапана 23 и через соединение 28 к верхнему насосу 20 на фиг. 4. Обратная ситуация показана на фиг. 6, когда клапан 23 смещен влево под воздействием более высокого давления с правой стороны, соответствующему давлению гидравлического аккумулятора 14 с линейной характеристикой. При этом нижний насос 20 включается для включения привода 11 в направлении вверх.

Клапан 23 установлен в линию цилиндра 24 между вспомогательными поршнями 30, которые благодаря узлу с центрующим шариком 32 и шпилькой 33 создают центрующее воздействие на клапан 23, предотвращая его заклинивание.

На сторонах вспомогательных клапанов 30, расположенных на противоположных сторонах клапана 23, установлены мембраны 31. Последние изготовлены из гибкого материала. На стороне мембран 31, расположенных на противоположных сторонах вспомогательных поршней 30, поддерживается избыточное давление, такое как давление, подаваемое на регуляторы 17. Мембраны 31 весьма благоприятно влияют на характеристику смещения клапана 23. Клапан 23 перемещается постепенно и равномерно, а не так, как известный клапан перебрасывается из одного крайнего положения в другое. Мембраны также формируют очень эффективное разделение среды, при этом среда, подаваемая через регуляторы 17, остается абсолютно отделенной от среды, используемой для создания избирательных соединений между соединениями 26, в частности, и соединениями 28 и 29.

Пороговое усилие, описанное со ссылкой на фиг. 4, которое должно преодолеваться членом обслуживающего персонала буровой вышки 1 в ходе ручной работы при соединении соединительной трубы с тем, чтобы устройство в соответствии с настоящим изобретением следовало и помогало или улучшало такую работу, создается частично за счет эластичности и упругости мембраны 31. Другие факторы представляют собой активную поверхность взвешивающего цилиндра 9, который сам, предпочтительно, создает наименьшее возможное сопротивление, связанное с трением, активной поверхностью вспомогательных поршней 30, значением объемного расширения, по меньшей мере, практически аккумулятора 14 с линейной характеристикой, и размерами устройства 10, связанными с подавлением или предотвращением "скачкообразной" подачи и т.д. Таким образом, они представляют собой конструктивные параметры, которые будут понятны специалисту в данной области техники, без какой-либо изобретательной работы, в частности, после изучения вышеприведенного описания, например, путем изменения таких параметров, как гибкость используемых мембран, длина шланга 14, используемого как аккумулятор и т.д.

Управляющий клапан 13 дополнительно содержит фиксирующее средство. Оно сформировано фиксирующими поршнями 34, которые смещаются наружу по отношению к клапану 23 на стороне мембран 31, расположенных на его противоположных сторонах. Фиксирующие поршни 34 соединены со штоком 35 поршня, причем каждый из них имеет головку 36, которая может закрывать активную область мембран 31. Фиксирующее средство включается при подаче гидравлической среды под давлением через соединения 37, и клапан 23 эффективно и неподвижно фиксируется в его исходном положении, которое показано на фиг. 5. Фиксирующее средство может быть отключено при отключении давления из соединений 37 и/или путем подачи (более высокого) давления через соединения 38. В свободном положении фиксирующее средство головки 36 фиксирующих поршней 34 отведено от мембран 31, но образует ограничение для излишнего передвижения наружу клапана 23, как показано на фиг. 6.

Настоящее изобретение описано выше на примере, но не ограничивается им. Настоящее изобретение определено в прилагаемой формуле изобретения. В пределах определенного ею объема защиты возможны различные альтернативные варианты воплощения, которые будут очевидны для специалиста в данной области техники после изучения вышеприведенного описания. Таким образом, необязательно должна использоваться дифференциальная система из пневматической и гидравлической частей, и все устройство, которое показано на фиг. 4, может иметь гидравлическую конструкцию. Возможно даже в качестве приводов и взвешивающего узла использование других устройств, кроме гидравлических. Даже электрический двигатель может, таким образом, использоваться как привод с ячейкой нагрузки в качестве взвешивающего узла, в котором с помощью ячейки нагрузки будет определяться не действительный вес, а будет производиться только точное определение значения исходного веса по отношению к весу, используемому в дальнейшем.

Формула изобретения

1. Устройство для работы на высоте и, в частности, для установки груза, содержащее подвеску на грузоподъемном механизме, причем данная подвеска содержит привод, с помощью которого осуществляется работа с грузом на высоте, взвешивающий узел, с помощью которого может определяться вес груза, запоминающий элемент, соединенный со взвешивающим узлом для сохранения значения исходного веса груза, средство сравнения, предназначенное для сравнения действительного значения веса со значением исходного веса, сохраненным в запоминающем элементе, для избирательного включения привода в соответствии с результатом сравнения, отличающееся тем, что взвешивающий узел содержит гидравлический взвешивающий цилиндр, и запоминающий элемент содержит гидравлический аккумулятор, который, по меньшей мере, приблизительно имеет линейную характеристику в диапазоне рабочих давлений.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что гидравлический аккумулятор содержит гибкую линию, такую как гидравлический шланг.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что средство сравнения содержит управляемый закрывающий клапан, который включен в линию между взвешивающим цилиндром и аккумулятором и который открывается при определении исходного значения и закрывается при сравнении.

4. Устройство по п.1 или 3, отличающееся тем, что средство сравнения содержит управляющий клапан, имеющий на одной стороне первый регулятор, соединенный со взвешивающим узлом, и на другой стороне второй регулятор, соединенный с запоминающим элементом, и эти регуляторы установлены напротив друг друга на управляющем клапане в направлении сдвига управляющего клапана.

5. Устройство по п.4, отличающееся тем, что регуляторы управляющего клапана выполнены гидравлическими и непосредственно соединены соответственно со взвешивающим цилиндром и аккумулятором.

6. Устройство по любому из пп.4 и 5, отличающееся тем, что закрывающий клапан установлен параллельно управляющему клапану в линии между взвешивающим цилиндром и аккумулятором.

7. Устройство по п.5, отличающееся тем, что управляющий клапан содержит управляющий поршень, с обеих сторон которого в управляющем цилиндре установлены гибкие мембраны, и регуляторы подключены открытыми соединениями соответственно со взвешивающим цилиндром и аккумулятором, воздействующими на мембраны, при этом привод может включаться в зависимости от разности давления на управляющем клапане и открываемых в нем соединений.

8. Устройство по п.7, отличающееся тем, что открытое соединение содержит линию, идущую к элементу управления, соединенному с приводом.

9. Устройство по п.8, отличающееся тем, что линия для открытия и управления выполнена пневматической.

10. Устройство по п.1, отличающееся тем, что привод содержит гидравлический цилиндр двойного действия с, по меньшей мере, одним источником гидравлической среды под давлением для избирательного соединения с, по меньшей мере, одним из соединений цилиндра, связанным с направлением движения.

11. Устройство по п.10, отличающееся тем, что источник гидравлической среды под давлением является управляемым и соединен со средством сравнения.

12. Устройство по п.10, отличающееся тем, что между источником гидравлической среды под давлением и цилиндром двойного действия установлен ограничивающий клапан, используемый в качестве перетока.

13. Устройство по п.1, отличающееся тем, что средство сравнения содержит фиксирующее средство, которое включается, по меньшей мере, во время перемещения груза грузоподъемным механизмом.

14. Устройство по п.1, отличающееся тем, что запоминающий элемент приспособлен для содержания в нем значения веса, уменьшенного на заранее определенную величину.

15. Устройство по любому из пп.1 и 14, отличающееся тем, что запоминающий элемент содержит усилитель давления, соединенный с аккумулятором.

16. Устройство по п.14, отличающееся тем, что заранее определенная величина, на которую должно быть уменьшено значение веса, соответствует требуемой и/или допустимой силе контакта во время движения при посадке груза.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6