Верхнеприводной вертлюг
Владельцы патента RU 2244089:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Самарский государственный технический университет (RU)
Изобретение относится к оборудованию для бурения нефтяных и газовых скважин, а также может быть использовано в других отраслях, где проводятся спуско-подъемные операции в процессе проводки скважин. Обеспечивает сокращение затрат времени на спуско-подъемные операции и перепуск каната, повышение технико-экономических показаний. Вертлюг содержит корпус, размещенный в нем ствол с осевой и радиальной опорами, вращательный орган, включающий привод для передачи вращения посредством зубчатого колеса стволу и связанной с ним буровой колонне, подвеску для автоматического элеватора на корпусе вертлюга и подающий орган. Привод выполнен в виде гидродвигателей. Ствол связан с корпусом посредством быстросъемного соединения и выполнен с возможностью его извлечения из корпуса во время проведения спуско-подъемных операций для размещения в полости корпуса свечи труб. Подающий орган выполнен в виде связанных с гидродвигателями посредством зубчатых колес перемещения цепных колес для перемещения вертлюга по натянутым внутри вышки цепям. 2 ил.
Изобретение относится к оборудованию для бурения нефтяных и газовых скважин. Оно может быть также использовано в других отраслях, осуществляющих спуско-подъемные операции в процессе проводки скважины.
Известен верхнеприводной вертлюг [1].
Он состоит из корпуса, двигателя, дискового тормоза, ствола, направляющих и узла подвески элеватора.
Недостатком верхнеприводного вертлюга является то, что он позволяет осуществлять спуско-подъемные операции для смены изношенного долота только в комплексе с талевой системой и с подвеской к его корпусу верхнего элеватора.
Известен также верхнеприводной вертлюг [2].
Он состоит из корпуса с размещенным в нем стволом с осевой и радиальной опорами, вращательного органа для передачи вращения посредством зубчатого колеса стволу и связанной с ним бурильной колонне, подвески для автоматического элеватора на корпусе вертлюга и подающего органа.
Недостатком этого верхнеприводного вертлюга является то, что он работает в комплексе с талевой системой, ограничивающей скорости подъема бурильного инструмента, что приводит к значительным затратам времени на спуско-подъемные операции. Кроме того, в связи с многослойной укладкой талевого каната на барабан лебедки (3-4 слоя), канат интенсивно изнашивается, что приводит к дополнительным затратам времени и средств на перепуск каната или его замену.
Верхнеприводной вертлюг [2] наиболее близок к заявляемому верхнеприводному вертлюгу и принят за прототип.
Предлагаемый верхнеприводной вертлюг предназначен для устранения отмеченных недостатков и повышения на этой основе технико-экономических показателей проводки скважин.
Техническим результатом заявляемого верхнеприводного вертлюга является то, что он позволяет сократить продолжительность спуско-подъемных операций за счет исключения талевой системы и применения комплекса механизмов по автоматизации спуско-подъемных операций.
Технический результат от применения верхнеприводного вертлюга достигается тем, что привод выполнен в виде гидродвигателей, при этом ствол связан с корпусом посредством верхнего быстросъемного соединения и выполнен с возможностью его извлечения из корпуса во время проведения спуско-подъемных операций для размещения в полости корпуса свечи труб, а подающий орган выполнен в виде связанных с гидродвигателями посредством зубчатых колес перемещения цепных колес для перемещения вертлюга по натянутым внутри вышки цепям.
На фиг.1 изображен заявляемый верхнеприводной вертлюг; на фиг.2 изображен разрез А-А. Он состоит из корпуса 1, гидродвигателей 2, зубчатых колес 3 перемещения, цепных колес 4, цепей 5, размещенного в корпусе ствола 6 вертлюга с осевой 7 и радиальной 8 опорами, шлангов 9, отвода 10, зубчатого колеса 11 вращения ствола, замкового соединения 12, подвески 13 для автоматического элеватора. Вместо гидродвигателей в верхнеприводном вертлюге могут быть применены электродвигатели постоянного тока.
Работает верхнеприводной вертлюг следующим образом. При бурении скважины промывочная жидкость подается буровым насосом по отводу 10 во внутренний канал бурильной колонны, начинающийся от ствола 6 вертлюга, и далее - к долоту. Вращение стволу 6 вертлюга и связанной с ним бурильной колонне передается от гидродвигателей 2 с помощью зубчатого колеса 11; перемещение верхнеприводного вертлюга в процессе бурения осуществляется гидродвигателями 2 по натянутым внутри вышки цепям 5 с помощью цепных колес 4; цепи натягиваются между полом буровой и подкронблочной рамой по одной на каждое цепное колесо, причем в процессе работы цепной передачи цепи 5 прижимаются друг к другу цепными колесами 4, что исключает прогиб цепей 5.
По окончании процесса бурения буровой насос отключается, ствол 6 вертлюга отвинчивается в замковом соединении 12 и в верхнем быстросъемном соединении 14 и подвешивается в буровой. На подвеске 13 устанавливается автоматический элеватор, который захватывает находящуюся на столе ротора бурильную колонну, включаются гидродвигатели 2 и с помощью зубчатых колес 3 перемещения и цепных колес 4 и цепей 5 осуществляется подъем бурильной колонны на длину свечи. Отвинченная свеча проходит через цилиндрическую полость, образующуюся в корпусе верхнеприводного вертлюга после извлечения ствола 6 вертлюга, что позволяет совместить по времени операции по свинчиванию или развинчиванию замковых соединений бурильной колонны с перемещением верхнеприводного вертлюга и за счет этого сократить затраты времени на выполнение спуско-подъемных операций.
При спуске бурильного инструмента операции выполняются в обратной последовательности.
Источники информации:
1. Composite Catalog of The Oil Field Eguipement and Services, 1993, p.540-541.
2. EP 0196284 A1, 28.05.1984.
Верхнеприводной вертлюг, содержащий корпус, размещенный в нем ствол с осевой и радиальной опорами, вращательный орган, включающий привод для передачи вращения посредством зубчатого колеса стволу и связанной с ним буровой колонне, подвеску для автоматического элеватора на корпусе вертлюга и подающий орган, отличающийся тем, что привод выполнен в виде гидродвигателей, при этом ствол связан с корпусом посредством быстросъемного соединения и выполнен с возможностью его извлечения из корпуса во время проведения спускоподъемных операций для размещения в полости корпуса свечи труб, а подающий орган выполнен в виде связанных с гидродвигателями посредством зубчатых колес перемещения цепных колес для перемещения вертлюга по натянутым внутри вышки цепям.
