Комплекс для механизации спуско-подъемных операций при капитальном и текущем ремонте скважин

Изобретение относится к оборудованию для обслуживания нефтяных и газовых скважин, в частности к комплексу устройств для механизации спуско-подъемных операций (СПО) с насосно-компрессорными трубами (НКТ) во время освоения или ремонта скважин, и может быть использовано при разведке и разработке нефтегазовых месторождений. Обеспечивает повышение степени механизации, сокращение продолжительности СПО с НКТ, увеличение срока службы НКТ, повышение безопасности работ и культуры производства. Комплекс для механизации СПО при капитальном и текущем ремонте скважин включает гидроманипулятор на прицепе, автоматический элеватор на крюкоблоке, центратор, гидроключ, слайдер, пульт управления, гидростанцию, приемные мостки. Гидроманипулятор снабжен выдвижным механическим захватом с возможностью захвата трубы из любой точки в пределах вылета трубы и подачи ее к элеватору. Гидроключ, выдвигаемый к трубе с помощью гидроцилиндра, смонтирован в каркасе вместе со средним центратором, гидравлическим стопорным устройством, жестко связанным с нижним центратором, с возможностью перемещения при помощи второго гидроцилиндра к центру скважины. Каркас имеет возможность поворота в горизонтальной плоскости относительно прицепа. Приемные мостки могут быть выполнены в виде параллельных опорных стоек со смонтированными на них ложементами, выполненными в виде швеллера с размещенными на них вкладышами из резины с полусферическими вырезами и устанавливаемыми поочередно в несколько рядов. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Изобретение относится к оборудованию для обслуживания нефтяных и газовых скважин, в частности к комплексу устройств для механизации спуско-подъемных операций (СПО) с насосно-компрессорными трубами во время освоения или ремонта скважин, и может быть использовано при разведке и разработке нефтегазовых месторождений.

В настоящее время известны буровые установки, оснащенные устройствами для механизации спуско-подъемных операций. Наиболее близкой является установка для ремонта скважин (US 2007/0017704 А1, 2007 г.), принятая за прототип, которая включает себя манипулятор, центратор, верхний привод с выдвижным элеватором, устройство вертикальной поддержки трубы, центратор, систему свинчивания-развинчивания, приемные мостки. При спуске бурильной колонны труба с приемных мостков подается на манипулятор, который находится в горизонтальном положении, захваты манипулятора фиксируют трубу и манипулятор вместе с трубой поворачивается с помощью гидроцилиндра в вертикальное положение так, чтобы верхняя часть трубы находилась над полом буровой. Труба смещена от центра скважины и удерживается системой вертикальной поддержки. В то время как верхний привод опускает колонну, элеватор смещается в сторону трубы и захватывает ее. Затем колонна опускается на клинья спайдера, верхний привод освобождается и начинает движение вверх вместе с элеватором и трубой. Когда система достигает верхней точки, элеватор подает трубу к центру скважины, и верхний привод фиксирует трубу.

Затем верхний привод опускает трубу до контакта с колонной, соосность которой обеспечивается с помощью центратора, установленного в нижней части мачты, и система свинчивания-развинчивания осуществляет свинчивание трубы с колонной. Управление установкой производится с пульта бурильщика, установленного на буровой площадке.

В данной буровой установке применяемый гидроманипулятор способен перемещать трубу только из горизонтальной плоскости в вертикальную или наоборот, что не позволяет использовать манипулятор для других целей. Так как гидроманипулятор может захватывать трубы в горизонтальном положении только в одной точке, то необходимо обеспечивать подачу труб с помощью специальных механизмов. Данное обстоятельство значительно усложняет систему и требует наличия дополнительных устройств механизации, что усложняет комплекс и снижает надежность всего комплекса оборудования для проведения спуско-подъемных операций.

Известные установки для механизации спуско-подъемных операций применяются, в основном, в бурении скважин, в то время как при ремонте скважин доля затрат времени на спуско-подъемные операции не менее значительна и часть технологических операций, в настоящее время, выполняется рабочим вручную, что требует значительных физических усилий и создает угрозу для безопасности рабочего.

Задачей изобретения является повышение степени механизации и сокращение продолжительности спуско-подъемных операций с насосно-компрессорными трубами, увеличение срока службы насосно-компрессорных труб, повышение безопасности работ и культуры производства.

Поставленная задача достигается тем, что в известном комплексе для механизации спуско-подъемных операций при капитальном и текущем ремонте скважин, включающем гидроманипулятор, установленный на прицепе, подвешенный на крюкоблоке автоматический элеватор для захвата и освобождения труб, центратор, гидроключ для свинчивания-развинчивания труб, спайдер, пульт управления, гидростанцию, приемные мостки, согласно изобретению гидроманипулятор снабжен выдвижным механическим захватом с возможностью захвата трубы из любой точки в пределах вылета трубы и подаче ее к элеватору; гидроключ, выдвигаемый к трубе с помощью гидроцилиндра, смонтирован в каркасе вместе со средним центратором, гидравлическим стопорным устройством, жестко связанным с нижним центратором, перемещаемым при помощи второго гидроцилиндра к центру скважины, причем каркас имеет возможность поворота в горизонтальной плоскости относительно прицепа. Кроме того, приемные мостки выполнены в виде параллельных опорных стоек со смонтированными на них ложементами, выполненными в виде швеллера с размещенными на них вкладышами из резины с полусферическими вырезами и устанавливаемыми поочередно в несколько рядов.

Применение данного комплекса позволит значительно уменьшить время СПО, сократить численность рабочей бригады, повысить эффективность и безопасность работ, заменить тяжелую физическую работу механизированной с управлением с пульта управления, повысить культуру производства.

Представленные фигуры поясняют суть изобретения, где на фиг.1 изображен общий вид установки в положении захвата трубы с мостков, фиг.2 - общий вид установки в положении подачи трубы в элеватор и захвата трубы средним центратором, фиг.3 - схема размещения труб на приемных мостках

В состав комплекса механизации спуско-подъемных операций включается гидроманипулятор 1, установленный на седельном прицепе 2, автоматический элеватор 3, верхний центратор 4, каркас 5, на котором размещены гидроключ 6 с гидравлическим стопорным устройством 7, средний 8 и нижний центратор 9. Также в состав комплекса входит гидростанция 10, пульт управления 11 и приемные мостки 12. Приемные мостки состоят из опорных стоек 13 и ложементов 14, устанавливаемых на опорных стойках. Ложементы предназначены для размещения насосно-компрессорных труб 15 в процессе спуско-подъемных операций и выполнены в виде швеллера, с размещенным в нем вкладышем из резины с полусферическими вырезами. В транспортном положении пульт управления, приемные мостки, гидроманипулятор, гидростанция, гидроключ и стопорное устройство расположены на седельном прицепе. В рабочем положении пульт управления и приемные мостки устанавливаются на площадку возле устья скважины 16. Гидроманипулятор снабжен механическим захватом 17, который предназначен для захвата трубы в двух точках. Автоматический элеватор 3 подвешивается на крюкоблоке 18 и перемещается в вертикальной плоскости вдоль мачты 19 посредством талевой системы. Колонна 20 насосно-компрессорных труб (НКТ) удерживается спайдером 21. На устье скважины 16 может монтироваться превентор 22. Каркас 5 перемещается к устью скважины 16 с помощью гидроцилиндра 23. Гидроключ 6 подается к устью скважины 16 с помощью гидроцилиндра 24. Приемные мостки 12 состоят из опорных стоек 13, которые по два расположены параллельно в три ряда (фиг.1), и ложементов 14, устанавливаемых поочередно на опорные стойки 13 в несколько рядов (фиг.3).

При проведении СПО невозможно обеспечить точность установки прицепа 2 относительно колонны НКТ 20, поэтому каркас 5 вместе со смонтированным в нем оборудованием имеет возможность поворачиваться относительно прицепа 2 таким образом, чтобы при выдвижении оси среднего центратора 8, гидроключа 6 и стопорного устройства 7 совпадали с осью колонны НКТ 20.

Автоматизированный комплекс работает следующим образом.

В процессе спуска колонны НКТ, манипулятор 1 занимает положение, как показано на фиг.1. Механический захват 17 находится перед трубой 15, затем выдвигается и фиксирует трубу 15, гидроманипулятор 1 поднимает трубу 15 на безопасную высоту и переводит ее из горизонтального в вертикальное положение. После этого он начинает перемещать трубу к устью скважины 16. Когда труба находится на одной оси с колонной 20 НКТ, как показано на фиг.2, гидроманипулятор 1 подает трубу в автоматический элеватор 3. После того как труба начинает удерживаться автоматическим элеватором 3, ее захватывает средний центратор 8 таким образом, чтобы труба могла перемещаться в осевом направлении. После этого гидроманипулятор 1 освобождает трубу 15 и отправляется к приемным мосткам 12 за следующей трубой.

Автоматический элеватор 3 начинает опускать трубу 15, она центрируется средним центратором 8, затем нижним концом попадает в нижний центратор 9, который обеспечивает точное попадание ниппеля трубы 15 в муфту колонны 20. Нижний центратор 9 смонтирован на стопорном устройстве 7, которое подается к колонне вместе с каркасом 5 с помощью гидроцилиндра 23.

Центрирование трубы необходимо для обеспечения свинчивания-развинчивания насосно-компрессорных труб, так как в случае нестыковки ниппеля трубы 15 и муфты трубы колонны 20 возможны повреждения резьбы и, как следствие, потеря герметичности в колонне.

После стыковки трубы 15 с колонной 20 происходит свинчивание труб. Гидроключ 6, подвешенный на каркасе 5, выдвигается к центру скважины при помощи гидроцилиндра 24. Гидроключ свинчивает трубу 15 с колонной 20, стопорное устройство 7 фиксирует колонну 20 насосно-компрессорных труб от проворачивания в спайдере 21.

После завершения свинчивания автоматический элеватор 3, подвешенный на крюкоблоке 18, начинает опускаться до тех пор, пока муфта трубы не займет положение между гидроключом 6 и стопорным устройством 7. В этот момент колонна опускается на клинья спайдера 21, а свободный автоматический элеватор 3 начинает движение в первоначальное положение, когда он находится внутри верхнего центратора 4.

Так как талевая система с автоматическим элеватором 3 под действием ветровой нагрузки начинает раскачиваться, а для захвата трубы необходимо, чтобы торец муфты трубы 13 мог точно войти в отверстие траверсы элеватора, то необходимо предотвратить колебания элеватора 3. Для этого используют верхний центратор 4, который монтируется на мачте 17.

Процесс спуска колонны производится в обратном порядке.

1. Комплекс для механизации спуско-подъемных операций при капитальном и текущем ремонте скважин, включающий гидроманипулятор, установленный на прицепе, подвешенный на крюкоблоке автоматический элеватор для захвата и освобождения труб, центратор, гидроключ для свинчивания-развинчивания труб, пульт управления, гидростанцию, спайдер, приемные мостки, отличающийся тем, что гидроманипулятор снабжен выдвижным механическим захватом с возможностью захвата трубы из любой точки в пределах вылета стрелы и подаче ее к элеватору, гидроключ, выдвигаемый к трубе с помощью гидроцилиндра, смонтирован в каркасе вместе со средним центратором, стопорным устройством, жестко связанным с нижним центратором, перемещаемые к центру скважины при помощи второго гидроцилиндра, причем каркас имеет возможность поворота в горизонтальной плоскости относительно прицепа.

2. Комплекс для механизации спуско-подъемных операций при капитальном и текущем ремонте скважин по п.1, отличающийся тем, что приемные мостки выполнены в виде параллельных опорных стоек со смонтированными на них ложементами, выполненными в виде швеллера с размещенными на них вкладышами из резины с полусферическими вырезами и устанавливаемыми поочередно в несколько рядов.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к устройству для перемещения труб при работах на нефтяной скважине. .

Изобретение относится к буровым установкам для строительства трубопроводов различного назначения методом наклонно-направленного бурения, в частности к устройствам для манипуляции буровыми штангами.

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при спуско-подъемных операциях на скважине с наклонным входом. .

Изобретение относится к устройствам для передачи и транспортирования труб и может быть использовано в пересекающемся технологическом потоке производства сварных труб большого диаметра.

Изобретение относится к оборудованию нефтепромысловых сооружений, а более конкретно к оборудованию морских буровых платформ. .

Изобретение относится к оборудованию для буровых станков, в частности к кассетам для буровых штанг. .

Изобретение относится к оборудованию для глубокого кустового бурения нефтяных и газовых скважин, являясь модернизацией существующих приемных мостов буровых установок.

Изобретение относится к области нефтегазодобывающей промышленности, а именно к устройствам для механизации спускоподъемных операций при освоении, капитальном и текущем подземном ремонтах скважин.

Демпферное устройство (1) для шурфа, монтируемое в донной части (4) трубы (2) шурфа для гашения воздействия объекта (28), падающего в трубу (2) шурфа. Демпфер (1) содержит материал (36), обработанный с образованием стенок вокруг удлиненных отверстий (34). Материал (36) расположен таким образом, что отверстия (34) по существу параллельны продольной оси (13) трубы (2) шурфа. 9 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к буровым установкам с подвижным вращателем, применяемым при бурении геологоразведочных скважин. Буровая установка включает мачту, цепной подъемник колонны с подвижным проходным вращателем, снабженным гидропатроном для удержания бурильных труб, расположенный над подъемником колонны цепной свечеподъемник с элеватором, оснащенным гидропатроном для удержания бурильных свечей, состоящих из одной или нескольких труб, карусельный магазин с расположенными строго по окружностям ячейками для бурильных свечей, выполненный с возможностью перемещения его от оси скважины и обратно, и стационарный гидравлический трубодержатель. Над цепным подъемником колонны с подвижным вращателем расположен кинематически связанный с ним через две пары шестерен такой же и имеющий с ним общий реверсивный привод цепной подъемник с подвижным проходным трубодержателем-свинчивателем, в результате чего при движении подвижного вращателя вверх трубодержатель-свинчиватель одновременно движется вниз и наоборот, отсоединяемая от колонны и присоединяемая к ней свеча подхватывается за ее верхний конец гидропатроном элеватора свечеподъемника и извлекается из магазина или аккумулируется в нем с возможностью автоматизации и синхронизации работы всех элементов буровой установки и совмещения по времени операций рабочего и холостого хода спуска и подъема бурильной колонны и бурильных свечей, а также доставки последних от колонны к месту аккумуляции и обратно. Буровая установка обеспечивает бурение скважин с наклоном ствола под углом 45-90° к горизонту. Благодаря совмещению по времени вспомогательных операций спуска и подъема бурильной колонны обеспечивается также существенное сокращение их продолжительности. 3 з.п. ф-лы, 4 ил., 1 табл.

Изобретение относится к области оборудования для бурения и может быть использовано в подводном бурении. Система хранения и погрузки-разгрузки труб состоит из основания, размещенного в нем привода для вращения стеллажей и центральной вертикальной стойки, вокруг которой вращаются стеллажи. Первый стеллаж у центральной вертикальной стойки выполнен не разрезным, все последующие стеллажи выполнены разрезными разных диаметров. Стеллажи состоят из кольцевых опор и устройств удержания, соединенных стойками между собой и с кольцевой опорой. На устройствах удержания выполнены щели под трубы, где щели оборудованы захватами с приводом для удержания труб в вертикальном положении. На каждом устройстве удержания и центральной вертикальной стойки, напротив устройства удержания, размещены ролики. Ролики закреплены между щелями и расположены на внешнем диаметре устройства удержания, а роликовые направляющие расположены на внутреннем его диаметре. Использование изобретения позволяет достичь компактной системы хранения труб с возможностью захвата и выбора любой трубы устройством захвата со стеллажей, совершенствуя автоматизацию процесса погрузки-разгрузки труб. 8 ил.

Группа изобретений относится к устройствам для хранения и автоматической манипуляции буровыми штангами и буровым установкам, содержащим указанное устройство. Технический результат заключается в оптимальном извлечении буровых штанг из карусельного накопителя. Устройство для хранения и автоматической манипуляции буровыми штангами содержит карусельный накопитель для контейнеров с буровыми штангами и устройство манипуляции штангами, расположенное на буровой установке и содержащее манипуляционную консоль для перемещения указанных буровых штанг из указанного карусельного накопителя, причем карусельный накопитель определяет замкнутый контур, по которому расположены указанные контейнеры с буровыми штангами, и содержит внутреннюю конструкцию, поддерживающую указанные контейнеры, при этом контейнеры выполнены с возможностью перемещения и поворота по указанному замкнутому контуру относительно указанной внутренней конструкции. Указанный замкнутый контур имеет длину, равную по меньшей мере расстоянию между парой смежных буровых скважин, в которые вставляются указанные буровые штанги. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 13 ил.

Группа изобретений относится к способу управления буровыми штангами, буровым инструментом, обсадными трубами для крепления буровой скважины при бурении, а также к применению автоматической складской системы. Технический результат заключается в сокращении времени на манипуляцию с вводимыми в буровую скважину элементами и на их сборку. Способ управления буровыми штангами, буровым инструментом, обсадными трубами для крепления буровой скважины при бурении почвы, в частности при вскрытии месторождений ископаемых видов топлива или аккумуляторов теплоты Земли, содержит ввод и хранение информации о наличности и действительном месте хранения вводимых в буровую скважину элементов, а именно буровых штанг, бурильных труб, обсадных труб, проставок, бурильных долот, в вычислительной системе. Указанный способ также содержит хранение информации по меньшей мере об одном положении монтажа или последовательности монтажа всех вводимых в буровую скважину элементов в вычислительной системе. Вычислительная система управляет автоматическим устройством складирования, подачи и обратного складирования, в котором элементы хранятся для того, чтобы автоматически подавать эти элементы в буровую скважину или скважинную загрузочную систему, извещая пользователя о месте, куда он должен подать элементы в скважинную загрузочную систему, когда происходит подача упомянутых элементов в скважинную загрузочную систему, или о месте обратного складирования, куда будут возвращаться элементы для складирования после извлечения элементов из буровой скважины. Вычислительная система объединяет управление автоматическим устройством складирования, подачи и обратного складирования с управлением складом в ручном режиме. Вычислительная система обрабатывает ведомость буровых работ и вырабатывает отчет, который отображает пользователю вводимые в буровую скважину элементы, которые хранятся на складе, управляемом в ручном режиме, и извещает о том, какие элементы и из какого места должны подаваться в скважинную загрузочную систему, и ожидает подтверждения отчета для того, чтобы продолжить обработку ведомости буровых работ. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к буровым установкам, преимущественно самоходным и передвижным, применяемым при геолого-поисковом и разведочном бурении. Буровая установка содержит буровую мачту, подвижный проходной вращатель, выполняющий спуск и подъем бурильной колонны, манипулятор бурильных свечей с возможностью перемещения его захвата к месту аккумуляции и обратно, расположенный с противоположной стороны от подвижного вращателя карусельный свечеприемник барабанного типа, обеспечивающий выдвижение вверх свечи из очередной ячейки магазина при спуске бурильной колонны или опускание свечи на его подсвечник при ее подъеме, причем прием, удержание и освобождение верхних концов свечей в ячейках магазина осуществляется автоматически в результате силового взаимодействия перемещаемой свечи с пружинными захватами ячеек, а также стационарный труборазворот. Манипулятор свечей расположен в верхней части мачты с возможностью вращения вокруг своей оси на 180°, а также выполнения операций по установке свечи на бурильную колонну при свинчивании с колонной и отсоединения ее от последней при развинчивании, в то время как проходной вращатель, в процессе свинчивания и развинчивания свечи труборазворотом, выполняет свой холостой ход подъема и спуска соответственно при спуске и подъеме колонны. Карусельный свечеприемник содержит два вращающихся барабанных магазина, расположенных на общем основании, имеющем возможность вращения вокруг своей оси, благодаря чему в рабочем положении буровой установки вертикальная плоскость, проходящая через оси этих магазинов, располагается на ее продольной оси, а в транспортном - перпендикулярно этой оси. Обеспечивается автоматизация спускоподъемных операций с совмещением их по времени, при упрощении и увеличении надежности конструкции. 2 ил, 1 табл.

Изобретение относится к оборудованию для обслуживания нефтяных и газовых скважин, в частности к комплексу устройств для механизации спуско-подъемных операций с насосно-компрессорными трубами во время освоения или ремонта скважин, и может быть использовано при разведке и разработке нефтегазовых месторождений

Наверх