Складная модульная мачта с встроенной системой верхнего привода



Складная модульная мачта с встроенной системой верхнего привода
Складная модульная мачта с встроенной системой верхнего привода
Складная модульная мачта с встроенной системой верхнего привода
Складная модульная мачта с встроенной системой верхнего привода
Складная модульная мачта с встроенной системой верхнего привода
Складная модульная мачта с встроенной системой верхнего привода
Складная модульная мачта с встроенной системой верхнего привода
Складная модульная мачта с встроенной системой верхнего привода
Складная модульная мачта с встроенной системой верхнего привода
Складная модульная мачта с встроенной системой верхнего привода
Складная модульная мачта с встроенной системой верхнего привода
Складная модульная мачта с встроенной системой верхнего привода
Складная модульная мачта с встроенной системой верхнего привода
Складная модульная мачта с встроенной системой верхнего привода
Складная модульная мачта с встроенной системой верхнего привода
Складная модульная мачта с встроенной системой верхнего привода
Складная модульная мачта с встроенной системой верхнего привода
Складная модульная мачта с встроенной системой верхнего привода
Складная модульная мачта с встроенной системой верхнего привода
Складная модульная мачта с встроенной системой верхнего привода
Складная модульная мачта с встроенной системой верхнего привода
Складная модульная мачта с встроенной системой верхнего привода

 


Владельцы патента RU 2499122:

Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственный центр "Металлург" (RU)

Заявляемое изобретение относится к машиностроению, в частности к производству мачт буровых установок для строительства нефтяных и газовых скважин. Складная мачта со встроенной системой верхнего привода состоит из верхнего и нижнего модулей. Каждый модуль включает состоящий из секций несущий каркас. Верхний модуль мачты соединен с кронблоком. Нижний модуль снабжен опорами крепления к основанию. Верхний и нижний модули содержат замковые устройства, позволяющие отделять модули друг от друга. Мачта содержит платформы и опоры, закрепляемые к основанию буровой установки, устройство подъема мачты, талевую систему и верхний привод, снабженный каретками для его перемещения по направляющим. Верхний и нижний блок снабжены двумя параллельными колоннами. Параллельные колонны, расположенные в нижнем модуле, соединены между собой рядами поперечных балок, балкой с проушиной и Z-образными эксцентриками с секциями несущего каркаса. Нижний модуль снабжен механизмом складирования мачты. Каретки верхнего привода установлены с возможностью взаимодействия с наружной поверхностью параллельных колонн и снабжены проушинами. Проушины обеспечивают крепление верхнего привода в верхнем модуле мачты в транспортном положении мачты при сохранении оснастки талевой системы. Изобретение обеспечивает возможность перевозки мачты автотранспортом общего назначения, складирование и раздвижение мачты без монтажа и демонтажа входящих в нее компонентов. 3 з.п. ф-лы, 22 ил.

 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к производству мачт буровых установок для строительства нефтяных и газовых скважин.

Мачта, являясь одним из наиболее ответственных компонентов грузоподъемной системы буровой установки, требует постоянного совершенствования показателей назначения как в плане обеспечения несущей способности, так и снижения временных и материальных затрат на монтаж, демонтаж и транспортировку на новую точку бурения. Одним из наиболее эффективных способов повышения потребительских свойств мачты является создание конструктивных компонентов в виде транспортно-монтажных модулей с встроенной инфраструктурой навесного оборудования и коммуникаций. Монтажные и демонтажные работы должны состоять только в стыковке и разборке быстроразъемных соединений модулей, удовлетворяющих конкретным ограничениям трассы для перевозки и требованиям в отношении габаритов и грузоподъемности транспортных средств.

Известна конструкция мачты с интегрированной системой верхнего привода (далее СВП), а.с. США 6860337 В1 "Integrated mast and top drive for drilling rig", состоящая из прямостоящей мачты с открытой передней гранью и встроенной СВП, у которой направляющие закреплены к колоннам открытой грани.

Известная мачта, принятая в качестве прототипа, имеет следующие недостатки:

- мачта состоит из двух модулей повышенной длины и массы, требующих применения специальных тележек или длинномерных платформ большой грузоподъемности для перевозки по автодорогам;

- колонны открытой передней грани под нагрузкой подвержены значительным перемещениям в горизонтальной плоскости (сужению, преимущественно в зоне установки подкосов), что обуславливает необходимость установки компенсаторов в конструкцию кареток СВП или увеличения жесткости компонентов мачты и, соответственно, массы мачты в целом;

- опоры мачты, включая опоры раздвижных подкосов, расположены на относительно небольшом удалении от оси скважины и, с учетом размещения устройств и механизмов в зоне стола ротора, создают неудобства для работы буровой бригады;

- опорная база мачты значительно меньше, чем у мачт с открытой передней гранью традиционного исполнения, что усиливает влияние ветрового воздействия, расположения лебедки и места закрепления неподвижного конца каната талевой системы на снижение несущей способности мачты;

- конструктивное исполнение мачты ориентировано на механизм подъема с применением гидроцилиндров, модификация мачты на применение других систем подъема, например с помощью канатной системы, не предусмотрена;

- размещение направляющих на колоннах открытой грани мачты требует специального исполнения корпуса СВП, что исключает возможность адаптации к мачте других исполнений СВП с подвесными направляющими.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, состоит в том, чтобы исключить перечисленные выше недостатки.

Поставленная задача решается за счет изменения конструкции мачты, обеспечивающей:

- двухуровневую систему транспортно-монтажных модулей, т.е. крупные модули состоят из мелких модулей, которые по габаритам и массе адаптированы для перевозки автотранспортом общего назначения;

- увеличение опорной базы мачты до уровня соизмеримого с базой мачт традиционного исполнения;

- складирование (в транспортный габарит) и раздвижение (в рабочий габарит) нижнего модуля без демонтажа и монтажа входящих в него компонентов за счет встроенного эксцентрикового механизма, приводимого в действие гидроцилиндром;

- применение в качестве направляющих СВП двутавровых балок со стандартным профилем;

- повышение жесткости направляющей СВП за счет закрепления к задней грани мачты и создание условий для передачи через направляющую части силового потока от рамы кронблока к опорам мачты;

- модификацию мачты базового исполнения для подъема гидроцилиндрами за счет трансформации устройства подъема мачты, ориентированную на канатную систему подъема, в составную часть нижнего модуля в качестве подкосов без изменения остальных компонентов, включая и механизм складирования мачты;

- возможность привязки к мачте всех известных модификаций СВП за счет подгонки соединительных элементов между корпусом СВП и кареткой, встроенной в направляющую мачты;

- возможность использования мачты без СВП, при условии подвески крюко-блока на траверсу талевого блока вместо СВП с кареткой.

Новая мачта состоит из двух модулей первого уровня: верхний модуль (ВМ), нижний модуль (НМ), блока устройства подъема мачты (УПМ) и блока платформы верхового рабочего (БПВР). УПМ и БПВР являются съемными компонентами мачты, в которых предусмотрена разборка на узлы, удовлетворяющих требованиям перевозки по автодорогам. Каждый из модулей первого уровня ВМ и НМ состоит из модулей второго уровня (блоков) с встроенной инфраструктурой навесного оборудования.

Все перечисленные модули, включая УПМ и БПВР, стыкуются с помощью пальцевых соединений и быстроразъемных соединений навесного оборудования и коммуникаций. Модули второго уровня включают встроенные секции направляющей для СВП и талевого блока. Секции направляющей представляют собой колонны из двутавровых балок. В двух верхних блоках направляющие жестко закреплены к поясам задней грани. В двух нижних блоках направляющие снабжены шарнирными элементами подвески к несущему каркасу мачты. Принятая система закрепления направляющей обеспечивает многофункциональное использование ее несущей способности, т.е. наряду с восприятием реактивного крутящего момента при работе СВП и изгиба от смещения центра масс подвижных частей талевой системы относительно направляющей, секции направляющей передают также часть силового потока от нагрузки на кронблок к опорам мачты.

ВМ состоит из двух блоков и имеет габариты удовлетворяющего требованиям транспортировки по автодорогам без специального разрешения и сопровождения. Секции несущего каркаса каждого из блоков имеют пальцевое соединение и, при необходимости, модуль первого уровня может демонтироваться на два транспортных блока второго уровня, длина которых составляет, примерно, половину длины модуля первого уровня. Первый (верхний) блок включает кронблок с установленными шкивами талевой системы, второй (нижний блок) служит контейнером для СВП и талевого блока в сборе с каретками. Фиксация этих узлов на период транспортировки достигается за счет проушин на направляющих и каретках, в которые вставляются пальцы. ВМ одновременно служит контейнером для размещения шлейфа с электрическим кабелем и гидравлическими рукавами без отсоединения от СВП. При транспортировке мелкими блоками закрепление СВП и талевого блока остается без изменения, т.е. функцию контейнера будет выполнять только второй блок.

НМ состоит из двух блоков, сборка которых произведена с помощью быстроразъемного пальцевого соединения. В рабочем положении модуль имеет пирамидальную форму с расширенной базой опор на раме буровой площадки. Для перевозки по автодорогам модуль снабжен механизмом складирования в транспортное положение. Механизм складирования и раздвижения (в рабочее положение) состоит из системы пассивных эксцентриков с ползунами (три уровня) и одного активного эксцентрика с ползуном, который перемещается гидроцилиндром вдоль направляющей СВП. Компоненты механизма складирования размещены как в первом, так и втором блоков НМ.

Первый (верхний) блок НМ содержит «П»-образную ферму с проушинами для шарнирного закрепления симметрично расположенных компонентов несущего каркаса и секцию направляющей СВП, которая состоит из параллельно расположенных двутавровых балок, связанных между собой поперечными балками. Верхний край первой секции направляющей жестко закреплен к ферме, а нижний край подвешен к боковым поясам несущего каркаса через верхние пассивные эксцентрики.

Второй блок НМ содержит симметрично расположенный несущий каркас с проушинами для закрепления к опорам на буровой площадке. Секция направляющей СВП второго блока НМ с поперечными балками подвешена к несущему каркасу на пассивных эксцентриках (два средних уровня) и активных эксцентриках (одного нижнего уровня), выполняющего также функцию балки гашения реактивного момента при работе СВП.

Переход НМ из рабочего в транспортное положение и обратно обеспечивается за счет геометрических параметров эксцентриков «Z»-образной формы и исходного угла наклона относительно оси направляющей линии, соединяющей центр шарнира эксцентрика с центром вращения зеркально расположенных компонентов каркаса. В рабочем положении эксцентрики расположены горизонтально и зафиксированы от перемещения установкой двух осей с каждой из сторон эксцентрика. В этом положении совместно с ползунами и поперечными балками на направляющей СВП они выполняют функцию жестко закрепленных поясов НМ. При извлечении нижних пальцев с каждой из сторон эксцентриков и боковых пальцев на ферме сборка несущих каркасов становится свободной для вращения относительно цилиндрических шарниров, расположенных на «П»-образной ферме. Разворот сборки несущих каркас в сторону сужения и их раздвижение осуществляются за счет перемещения гидроцилиндром ползуна активного эксцентрика. Усилие гидроцилиндра должно обеспечивать преодоление сил трения в шарнирах, ползунах и иных узлах, участвующих в складировании и раздвижении НМ при горизонтальном расположении мачты.

Для разборки НМ на два транспортных блока второго уровня достаточно демонтировать пальцы на стыке секций несущих каркасов (4 пальца) и два пальца на стыке направляющей СВП. Для фиксации компонентов механизма складирования от перемещения при транспортировке на ползунах и на направляющей СВП имеются проушины, в которые (при совпадении в сложенном состоянии) вставляются пальцы. Установка пальцев должна производиться до разборки НМ на блоки второго уровня.

УПМ состоит из пространственной фермы, двух подкосов с шарнирным закреплением к ферме, двух колонн с фланцевым закреплением к ферме и двух шарнирно закрепленных стяжек между подкосами и колоннами. Все перечисленные компоненты являются транспортно-монтажными единицами. Конструкция фермы обладает повышенной жесткостью в двух плоскостях за счет двух поперечных труб в горизонтальной плоскости и боковой фермы, образованной поперечной двутавровой балкой с трубной решеткой. Применительно к варианту подъема мачты гидроцилиндрами УПМ может трансформироваться в складной подкос мачты. Из компонентов УПМ сохраняются только подкосы, которые встраиваются в НМ. Шарнирное соединение модифицированных подкосов к каркасу НМ позволяет производить их укладку без нарушения требований к габаритам для перевозки по автодорогам.

Достаточным условием для проведения операции складирования (раздвижения) является размещение нижней части НМ на грани металлической балки соответствующей длины и отсутствии предметов, препятствующих скольжению каркаса мачты по грани балки.

Для проведения операций монтажа и транспортировки мачты модулями первого уровня предусмотрен вариант применения специальных тележек, оснащенных раздвижной (телескопической) балкой с механизмов подъема с помощью гидроцилиндра для позиционирования мачты в процессе установки на основание буровой установки. При работе механизма складирования раздвижная балка обеспечивает свободный разворот каркаса НМ относительно шарниров на «П»-образной ферме, монтажного крана

На фиг.1 представлен в двух проекциях общий вид мачты с основными сборочными компонентами.

На фиг.2 представлен в двух проекциях верхний модуль мачты (ВМ) с встроенной системой верхнего привода (СВП).

На фиг.3 представлен в двух проекциях нижний модуль мачты (НМ) в рабочем положении с встроенной системой складирования в транспортное положение.

На фиг.4 представлен в двух проекциях нижний модуль мачты (НМ) в сложенном (транспортном) положении.

На фиг.5 представлен в двух проекциях верхний блок ВМ (первый блок мачты).

На рис.6 представлен в двух проекциях нижний блок ВМ (второй блок мачты).

На фиг.7 представлен в двух проекциях верхний блок НМ в сложенном (транспортном) положении (третий блок мачты).

На фиг.8 представлена в двух проекциях промежуточная секция верхнего блока НМ (третьего блока мачты).

На фиг.9 представлен в двух проекциях ползун верхнего блока НМ (третьего блока мачты).

На фиг.10 представлен в двух проекциях «Z»-образный эксцентрик верхнего блока НМ (третьего блока мачты).

На фиг.11 представлен в двух проекциях нижний блок НМ в сложенном (транспортном) положении (четвертый блок мачты).

На фиг.12 представлены узлы механизма складирования верхнего блока НМ в рабочем положении.

На фиг.13 представлены узлы механизма складирования верхнего блока НМ в сложенном (транспортном) положении.

На фиг.14 представлено в двух проекциях устройство подъема мачты (УПМ).

На фиг.15 представлен в двух проекциях верхний блок ВМ в транспортном положении на платформе грузового автомобиля.

На фиг.16 представлен в двух проекциях нижний блок ВМ в транспортном положении на платформе грузового автомобиля.

На фиг.17 представлен в двух проекциях верхний блок НМ в транспортном положении на платформе грузового автомобиля.

На фиг.18 представлен в двух проекциях нижний блок НМ в транспортном положении на платформе грузового автомобиля.

На фиг.19 представлен в двух проекциях ВМ при транспортировке тягачом на специальной транспортной тележке.

На фиг.20 представлен в двух проекциях НМ при транспортировке тягачом на специальной транспортной тележке.

На фиг.21 представлен этап установки ВМ и НМ (модулей первого уровня) мачты на основание буровой установки с использованием специальных транспортных тележек.

На фиг.22 представлен этап оснащения мачты канатами системы подъема, установки монтажной стойки и подвески платформы верхового рабочего.

Представленное описание конструкции мачты не следует рассматривать как ограничение в использовании потенциальных возможностей изобретения. Возможны другие варианты комплектации и модификации компонентов сборки, в которых могут быть использованы изложенные принципы построения кинематики складирования мачты. Ниже представлен один из возможных вариантов реализации изобретения.

Общий вид мачты на фиг.1 включает ВМ 1, НМ 2, УПМ 4, платформу верхового рабочего 6, пальцы 3 для соединения ВМ и НМ, пальцы 5 для соединения мачты с УПМ, опоры мачты и УПМ 7,8. Перечисленные базовые компоненты обеспечивают выполнение рабочих функций мачты в составе подъемной системы буровой установки. УПМ 4, наряду с выполнением операций по подъему мачты, выполняет функцию подкоса после подъема мачты в вертикальное положение.

ВМ 1 мачты на фиг.2 включает два модуля второго уровня (транспортно-монтажных блока) 9 и 10. Верхний и нижний блоки соединены между собой пальцами 11.

Верхний блок ВМ 9 состоит из несущего каркаса 16 и сборки кронблока на раме 17, которая соединена с несущим каркасом с помощью пальцев 18. К задней грани каркаса 16 жестко закреплена секция направляющей СВП 19. В общем случае секция направляющей представляет собой две параллельные колонны двутаврового сечения, закрепляемых определенным способом к несущему каркасу мачты.

Нижний блок ВМ 10 состоит из несущего каркаса 20 с встроенной секцией направляющей СВП 21, талевого блока 22, подвижной части СВП 24, каретки талевого блока 23 и каретки СВП 25. Каретки 23 и 25 снабжены роликами на подшипниках качения, которые перемещаются по внутренним поверхностям полок и стенок двутаврового профиля направляющей СВП. Рамы кареток 23 и 25 снабжены узлами для закрепления талевого блока и корпуса СВП. Эти узлы могут иметь различное исполнение применительно к особенностям конструкции СВП 24 и талевого блока 22. Подвижная часть СВП 24 подвешена к траверсе талевого блока 22, что делает эту сборку моноблочной подвижной частью талевой системы. На стропах СВП 24 подвешен элеватор 26 для работы с бурильным инструментом или специальной подвеской, используемой, в частности, в канатной оснастке для подъема мачты. На направляющей СВП 21 размещены проушины для закрепления кареток 23 и 25 при транспортировке ВМ без разборки или модулями (блоками) второго уровня.

НМ 2 мачты на фиг.3 включает два модуля второго уровня (транспортно-монтажных блока) 12 и 13. Верхний и нижний блоки соединены между собой пальцами 14 и пальцами 15 на стыке направляющих СВП. На фиг.4 представлен НМ 2 в сложенном (транспортном) положении.

Верхний блок НМ 12 на фиг.7 состоит из промежуточной секции 27, несущего каркаса 28, ползуна 30, эксцентриков 31 и пальцев 29, которые соединяют промежуточную секцию 27 с несущим каркасом 28. Промежуточная секция 27 на фиг.8 состоит из «П»-образной фермы 32, к которой жестко закреплена секция направляющей СВП 33. Колонны направляющей соединены между собой поперечными балками 36 и балкой с проушинами 34. На нижней полке колонн размещены направляющая ползуна с проушиной 35 и проушины 37 в месте стыковки секций направляющих в верхнем и нижнем блоке НМ.

Ползун 30 верхнего блока НМ на фиг.9 состоит и из симметрично расположенных башмаков 38, соединенных балкой 39. Башмаки имеют длину «l» для обеспечения перемещения по направляющей без перекоса. С каждой из сторон башмака расположены проушины 40 с двумя отверстиями. На торцевой поверхности каждого башмака расположены проушины 41 для фиксации каретки в транспортном положении блока.

Эксцентрик 31 на фиг 10 состоит из полок «Z»-образной формы 42, втулок 43, которые соединены меду собой стенками 44. В составе верхнего блока НМ 12 эксцентрики 31 соединяют несущий каркас 28 с проушинами ползуна 30 и создают кинематическую пару по управлению положением несущего каркаса.

Нижний блок НМ 13 на фиг.11 состоит из двух симметрично расположенных секций несущего каркаса 45 и трех уровней сборки ползунов и эксцентриков, соответственно, 47 и 48, 49 и 50, 51 и 52. На стыке направляющих СВП расположены проушины 55, которые соединяются с ответными проушинами смежной секции направляющей 37 и фиксируются пальцами. На колоннах задней грани расположены четыре проушины 56 для соединения с проушинами на УПМ установкой пальцев 5 в совмещенные отверстия.

По своему конструктивному исполнению ползуны и эксцентрики аналогичны верхнему блоку НМ 12 и обеспечивают подвеску секции направляющей СВП 46 к симметрично расположенным секциям несущего каркаса 45.

Нижний ползун 51 перемещается по направляющим с помощью гидроцилиндра 53. Передача усилия от штока гидроцилиндра 53 к ползуну 51 осуществляется штангой 54. Корпус гидроцилиндра шарнирно закреплен к поперечной балке секции направляющей СВП 34. Для прохождения штока гидроцилиндра 53 и штанги 54 поперечная балка ползуна 49 и поперечная балка направляющей СВП снабжены отверстиями. Зеркально расположенные эксцентрики 52 являются одновременно балками гашения реактивного момента при работе СВП и имеют сечения, удовлетворяющие условиям прочности при действии максимального крутящего момента, развиваемого СВП при сборке и разборке замковых соединений бурильных труб.

На фиг.12 и 13 представлены выносные элементы «А» сборки ползуна 30 и эксцентрика 31, взаимодействие которых с несущим каркасом 28 и секцией направляющих СВП 33 отображают принцип кинематического и силового взаимодействия элементов механизма складирования мачты. В рабочем положении на НМ 2, фиг.3, установлены все пальцы в совмещенные отверстия проушин ползунов и эксцентриков, как и выносном элементе «А» на фиг.12, которые обеспечивают неподвижность всех компонентов НМ 2. Для перехода в режим складирования удаляются внешние съемные пальцы в сборке «П»-образной фермы, фиг.7, и нижние пальцы эксцентриков 58, как показано на фиг.12. На фиг.12 эти пальцы снабжены цепочками для закрепления к узлам, на которых расположены неподвижные проушины. В новом состоянии несущий каркас НМ 2 становится подвижным и две зеркально расположенные секции несущего каркаса могут вращаться относительно двух внутренних осей 29 на «П»-образной ферме 27, фиг.7. Поворот секций несущего каркаса осуществляется перемещением ползуна 51 с помощью гидроцилиндра 53. При повороте несущего каркаса «Z»-образные эксцентрики разворачиваться относительно осей 57 при одновременном перемещении ползуна 30 вдоль направляющей 33. Достаточным условием для выхода эксцентрика из горизонтального положения является смещение «d» оси вращения эксцентрика относительно горизонтальной оси эксцентрика в зафиксированном состоянии, которые образуют угол «е» между горизонтальной осью эксцентрика и осью, соединяющей центры отверстий боковых проушин. Величина расстояния «d» и, соответственно, угла «е» для каждого пассивного эксцентрика выбрана из условия создания усилия вдоль направляющей, превышающего усилие сухого трения при перемещении ползуна вдоль направляющей и возможных внешних воздействий препятствующих повороту секций несущего каркаса.

В плане функционального назначения эксцентрики 52 являются активными (приводными) эксцентриками, тогда как остальные эксцентрики перемещаются только за счет разворота несущего каркаса НМ 2 и являются пассивными (ведомыми) эксцентриками. НМ 2 в сложенном положении представлен на фиг.4 где отображено новое положение компонентов складирования мачты, приведенных на фиг.3.

Подъем вышки и ее удержание в рабочем положение обеспечивает УПМ, общий вид которой приведен на фиг.14. УПМ состоит из следующих транспортно-монтажных узлов: поперечной балки 59, двух колонн 60, двух подкосов 61. На колоннах 60 размещены два шкива канатной системы подъема мачты и обводной шкив для талевого каната лебедки. Поперечная балка 59 соединена с колоннами 60 с помощью четырех пальцев. Сборка подкосов 61 с балкой 59 обеспечивается четырьмя пальцами 63. Между колоннами 60 и поперечной балкой установлены две регулируемые растяжки 64 для повышения жесткости УПМ в фронтальной плоскости колонн. Между колоннами 60 и подкосами 61 установлены две регулируемые стяжки 62, обеспечивающие выборку зазоров в шарнирных соединениях в плоскости колонн и подкосов.

На фиг.15 и 16 представлен вариант транспортировки верхнего и нижнего блоков ВМ 1, соответственно, 9 и 10 на платформах грузовых автомобилей общего назначения 65. Каркас нижнего блока 10 является одновременно контейнером для перевозки сборки талевого блока и СВП. Закрепление талевого блока и СВП к каркасу блока 10 на фиг.10 осуществляется установкой пальцев в совмещенные отверстия проушин на каретках 23, 25 и колоннах секций направляющей СВП 21.

На фиг.17 и 18 представлен вариант транспортировки верхнего и нижнего блоков НМ 2, соответственно, 12 и 13 на платформах грузовых автомобилей общего назначения 65. Разборка НМ 2 на блоки 12 и 13 производится после складирования мачты в транспортное положение, как показано на фиг.4, и закрепления ползунов к направляющим установкой пальцев в совмещенные проушины верхнего и нижнего ползунов с проушинами на направляющей.

Монтаж мачты при транспортировке мелкими модулями может производиться с использованием традиционных транспортных и грузоподъемных средств. Сборка мачты и ее установка на буровую площадку производится обычными грузоподъемными средствами.

Монтаж мачты с использованием специальных транспортных средств, представленных на фиг.19 и 20, производится в последовательности, которые отражены на фиг.21 и 22:

- на основание буровой установки 68 устанавливается УПМ 4 и закрепляется пальцами к опорам 7 и 8;

- НM 2 (в горизонтальном положении) приподнимается с помощью домкрата на тележке 66 и опускается на рабочую площадку основания 68. В этом положении производится раздвижение колонн НМ 2 с помощью гидроцилиндра 53 и выполняются все необходимые операции по установке пальцев для фиксации компонентов НМ 2 в рабочем положении;

- с помощью тягача 67 и домкрата на тележке 66 НМ 2 подводится к опорам 7 и фиксируется пальцами;

- тележка 66, на которой транспортировался НМ 2, перемещается в положение, как показано на фиг.21, тягач 67 освобождается от удержания НМ 2;

- к свободному торцу НМ 2 с помощью тягача 67 и домкрата на тележке 66 подводится и стыкуется ВМ 1;

- СВП перемещается в НМ 2, к элеватору подвешивается уравнительная балка, мачта оснащается грузовыми канатами 71, а талевая система буровым канатом 72;

- мачта приподнимается с помощью лебедки 69, устанавливается монтажная стойка 70, тягач 67 отъезжает, устанавливается платформа 6;

- мачта поднимается с помощью лебедки 69 в вертикальное положение и закрепляется пальцами 5 на фиг.1 к УПМ 4.

1. Складная мачта с встроенной системой верхнего привода, состоящая из верхнего и нижнего блоков, каждый из которых включает состоящий из секций несущий каркас, образующий внутреннее пространство мачты, верхний модуль соединен в верхней части с кронблоком, нижний модуль снабжен опорами крепления к основанию, при этом верхний и нижний модули содержат замковые устройства, позволяющие отделять модули друг от друга в транспортном положении, платформы и опоры, закрепляемые к основанию буровой установки, устройство подъема мачты, талевую систему и верхний привод вращения колонны бурильных труб снабженный каретками для его перемещения по направляющим, отличающаяся тем, что верхний и нижний блок снабжены двумя параллельными колоннами, расположенными во внутреннем пространстве мачты, с возможностью восприятия нагрузки от кронблока, параллельные колонны, расположенные в нижнем модуле соединены между собой рядами поперечных балок, балкой с проушиной и Z-образными эксцентриками с секциями несущего каркаса нижнего модуля, при этом последний снабжен механизмом складирования для перевода мачты в транспортное положение и включает приводной гидроцилиндр, шток которого взаимодействует с ползуном нижней поперечной балки для обеспечения поворота секций несущего каркаса нижнего модуля симметрично относительно параллельных колонн, а каретки верхнего привода установлены с возможностью взаимодействия с наружной поверхностью параллельных колонн и снабжены проушинами, обеспечивающими крепление верхнего привода в верхнем модуле мачты в транспортном положении мачты при сохранении оснастки талевой системы.

2. Складная мачта по п.1, отличающаяся тем, что нижний модуль снабжен П-образной фермой, к которой шарнирно присоединены два зеркально расположенных каркаса с возможностью вращения относительно осей на задней грани фермы при удалении двух осей с каждой боковой грани фермы.

3. Складная мачта по п.1, отличающаяся тем, что ползуны механизма складирования мачты с каждой из боковых сторон снабжены проушинами, имеющими два отверстия для управления степенью свободы - неподвижное при установке двух пальцев с каждой стороны и подвижное при удалении двух нижних пальцев с каждой стороны, а балки параллельных колонн снабжены симметрично расположенными дополнительными проушинами, позволяющими в рабочем положении мачты посредством пальцев зафиксировать ползуны и эксцентрики.

4. Складная мачта по п.3, отличающаяся тем, что эксцентрики имеют Z-образную форму, между проушинами которых размещаются ползуны при нахождении мачты в транспортном положении.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности, а именно к устройствам, обеспечивающим проведение геофизических исследований и работ в нефтяных и газовых скважинах приборами и инструментами на кабеле и проволоке.

Изобретение относится к области бурового оборудования, а именно к системам перемещения вышечно-лебедочного блока буровых установок кустового бурения скважин, в которых вышечно-лебедочный блок перемещается в любом направлении отдельно от остальных основных систем буровой установки, размещенных неподвижно на кустовой площадке.

Изобретение относится к области бурового оборудования, а именно к буровым установкам для бурения скважин. .

Изобретение относится к машиностроению, в частности к буровой технике, и предназначено для применения в установках по бурению, освоению, текущему и капитальному ремонту нефтяных и газовых скважин.

Изобретение относится к оборудованию для строительства и завершения строительства скважин для добычи текучих сред на основе углеводородов. .

Изобретение относится к легким мобильным устройствам и предназначено для проведения буровых работ, например, при геологической разведке и строительстве. .

Группа изобретений относится к способам сборки и монтажа буровых установок и к собранным и установленным по этим способам буровым установкам. Обеспечивает облегчение сборки и монтажа буровых установок. Согласно способу облегчения сборки и монтажа буровой установки присоединяют первую секцию вышки, имеющую первое соединительное устройство, к конструкции подвышечного основания, перемещают вторую секцию вышки, имеющую второе соединительное устройство, вплотную к первой секции с использованием транспортного средства, и перемещают первую секцию так, что первое соединительное устройство контактирует со вторым соединительным устройством и взаимодействует со вторым соединительным устройством для скрепления первой секции со второй секцией. Буровая установка, собранная и установленная с использованием указанного способа, содержит конструкцию подвышечного основания и вышку, содержащую первую секцию и вторую секцию, при этом первая секция имеет первое соединительное устройство, вторая секция имеет второе соединительное устройство, первое соединительное устройство содержит зажимной элемент, соединенный с первой секцией и имеющий зев и паз, второе соединительное устройство содержит вставной элемент со стержнем, при этом вставной элемент имеет размеры для размещения в зеве зажимного элемента, и стержень имеет размеры для размещения в пазе зажимного элемента, и перемещающее устройство для перемещения первой секции так, что первое соединительное устройство контактирует со вторым соединительным устройством и сцепляется со вторым соединительным устройством для скрепления первой секции со второй секцией. 2 н. и 15 з.п. ф-лы, 26 ил.

Изобретение относится к самоходным, мобильным и стационарным буровым установкам, в частности к элементам конструкции буровой вышки. Техническим результатом является повышение надежности работы устройства, уменьшение габаритов, повышение техники безопасности, а также обеспечение ремонтопригодности в полевых условиях. Предложен механизм выдвижения верхней секции вышки буровой установки, содержащий раму, установленную в верхней части нижней секции вышки, гидродвигатели, закрепленные на раме, и вал, соединяющий гидродвигатели через планетарные редукторы, закрепленные на опорах. При этом вал установлен на подшипниках и содержит две звездочки, на которые натянуты две роликовые двухрядные цепи, а также натяжное устройство для двухрядных роликовых цепей. Причем натяжное устройство состоит из рамы, закрепленной на верхней секции вышки, ползуна, установленного на два болта, с регулирующими гайками, две серьги с пружинами сжатия, тарели, прикрепленные к серьгам, и гайки со шплинтами. Кроме того, устройство содержит узел заделки, прикрепленный внизу верхней секции и включающий в себя кронштейн и планку, прикрепленную к кронштейну двумя болтами с контрящими шайбами. 8 ил.

Группа изобретений относится к системам и способам для бурения и заканчивания множества нефтяных и газовых скважин с одной буровой установкой без перемещения всей установки. Многофункциональная многоствольная буровая установка включает в себя конструкцию буровой установки и множество механизмов для выполнения функций буровой установки. Конструкция буровой установки приспособлена для размещения над и вблизи множества скважин. Множество механизмов функционально соединены с конструкцией и выполнены с возможностью поддержания их, по меньшей мере, одним из оборудования устья скважины и оборудования для контроля давления. По меньшей мере, один из множества механизмов приспособлен для перемещения относительно конструкции буровой установки без перемещения буровой установки. Изобретение обеспечивает расширение функциональных возможностей устройства, сокращение суммарного времени, затрачиваемого на операцию. 5 н. и 88 з.п.ф-лы, 56 ил.

Изобретение относится к области бурения скважин, а именно к буровым мачтам, преимущественно для установок неглубокого бурения. Буровая мачта включает основание, кронблочную раму, ствол в виде усеченной пирамиды, состоящей из двух продольных секций со сквозным проемом между ними, нижние концы которых шарнирно соединены с основанием, а верхние - через кронблочную раму между собой, шарнирные тяги и механизм подъема и опускания ствола мачты. Особенностью предложенной буровой мачты является то, что секции ее ствола выполнены в виде швеллерообразных элементов с разным поперечным сечением, а, по меньшей мере, часть обшивки ствола выполнена из эластичного материала и закреплена с возможностью перекрытия сквозных проемов между секциями, задняя из которых соединена с кронблочной рамой жестко, а передняя секция - шарнирно, при этом шарнирные тяги с одной стороны постоянно соединены с основанием, а с другой - с нижней частью передней секции ствола. Применение предложенной мачты позволяет снизить затраты на монтаж-демонтаж, повысить транспортабельность, снизить металлоемкость и повысить безопасность работ. 3 з.п. ф-лы, 5 ил.

Телескопическая мачта состоит из стационарной нижней секции выдвижной верхней секции, механизма телескопирования и узла опирания и фиксации верхней секции телескопической мачты. В верхней части нижней секции телескопической мачты 12 симметрично вертикальной осевой плоскости установлены балки 13, имеющие опорные поверхности и сходящиеся поверхности, расстояние между которыми снизу вверх уменьшается. В нижней части верхней секции 6 установлена балка 4 с опорными поверхностями и проушинами 7, к которым при помощи пальцев 16 шарнирно крепятся башмаки 15. В центре балки 4 симметрично осевой плоскости установлена стойка 8, к проушинам которой при помощи пальцев 10 шарнирно крепятся двуплечие рычаги 11 и 9 с роликами 14, пружиной растяжения 3, тягами 1 и собачкой 5. Тяги 1 шарнирно связывают рычаги 11, 9 с башмаками 15. Собачка 5 шарнирно соединена с рычагом 9 и лежит на пальце 2 рычага 11 нижней или верхней рабочей поверхностью. Фиксация происходит следующим образом. Перед подъемом верхней секции собачка 5 укладывается на палец 2 своей нижней рабочей поверхностью. В нижнем положении верхней секции пружина 3 и вес башмаков 15 через тяги 1 прижимают верхние плечи рычагов 11, 9 к стойке 8. Башмаки максимально опущены. При подъеме верхней секции 6 ролики 14 начинают контактировать со сходящимися поверхностями и по мере движения вверх рычаги 11, 9 через тяги 1 поворачивают башмаки 15 в положение, близкое к запирающему. Верхние плечи рычагов 11, 9 расходятся, нижняярабочая поверхность собачки 5 соскальзывает с пальца 2. Под собственным весом собачка 5 опускается на палец 2 верхней рабочей поверхностью. В этом положении верхняя секция 6 останавливается, башмаки 15 зависают над опорными поверхностями балки 13. Верхнюю секцию опускают, палец 2 упирается в запирающую поверхность собачки 5 и не дает башмакам 15 повернуться под собственным весом. Башмаки достигают опорной поверхности, доворачиваются по ней, одновременно упираясь в опорные поверхности балки 4 верхней секции 6. Верхние плечи рычагов 11, 9 при этом расходятся и собачка 5 соскальзывает с пальца 2, поворачиваясь под собственным весом и зависая на рычаге 9. Для того чтобы опустить верхнюю секцию, нужно приподнять ее в крайнее верхнее положение. Под собственным весом башмаки 15 при этом поворачиваются на пальцах 16 и при дальнейшем опускании верхней секции проходят мимо опорных поверхностей нижней секции 12. 2 ил.

Изобретение относится к буровым установкам и может использоваться при бурении скважин в сейсморазведке, инженерно-геологических изысканиях, строительстве и др. Буровая установка содержит мачту с кронштейном для ее шарнирного крепления, сопряженную с мачтой направляющими элементами каретку с расположенным на ней вращателем, средство подъема и опускания мачты, механизм подачи каретки на забой в виде гидроцилиндра, корпус которого неподвижно соединен с мачтой, а шток направлен вверх и жестко связан с кареткой длинномерным силовым элементом, охватывающим гидроцилиндр снаружи. Длинномерный силовой элемент, связывающий шток гидроцилиндра с кареткой, выполнен в виде трубчатой штанги. На верхнем конце мачты выполнены направляющие элементы для этой штанги, сопряженные с ее поверхностью с возможностью поступательного перемещения. Повышается устойчивость упомянутого силового элемента и штока гидроцилиндра к продольному изгибу, а также уменьшается износ его пар трения. 11 з.п. ф-лы, 12 ил.

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к кустовым буровым установкам для эксплуатационного и разведочного бурения нефтяных и газовых скважин. Кустовая буровая установка включает вышечно-лебедочный блок с основанием, модули, расположенные эшелоном, опоры с рельсами и направляющими с пошагово расположенными отверстиями, гидроцилиндры перемещения. Гидроцилиндры соединены с основанием и снабжены устройством крепления. Устройство крепления выполнено с боковыми зацепами и с возможностью скольжения по направляющей. Устройство крепления снабжено двумя стопорами. При этом стопоры расположены оппозитно и подпружены к направляющей. Один конец стопора имеет возможность взаимодействовать с направляющими и отверстиями и выполнен под углом к направляющей поверхности. Вышечно-лебедочный блок и модули эшелона снабжены колесными опорами, взаимодействующими с рельсами. Направляющие выполнены в виде прямоугольного выступа опор. Устройство крепления гидроцилиндра выполнено в виде П-образного элемента ответно направляющим и снабжено дополнительным стопором. Изобретение обеспечивает упрощение конструкции устройства крепления и повышение надежности его крепления. 2 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при строительстве буровых сооружений для бурения глубоких скважин на нефть и газ. Буровая установка состоит из основания с выносными опорами, мачты-ствола, двухступенчатой каретки, полиспаста с тросом и лебедками, растяжек, упоров, перекрытия с кронблоками. Мачта-ствол состоит из секций. Секции мачты выполнены из труб. Каждая секция содержит основные продольные ребра жесткости, дополнительные продольные ребра жесткости, поперечные ребра жесткости. По всей высоте мачты имеется проем для подъема бурильной свечи. Внутри мачты с помощью полиспаста или гидроцилиндров движется двухступенчатая каретка. Каждая секция мачты имеет четыре окна стопорения для стопорения клиньев двухступенчатой каретки. Каретка состоит из верхней и нижней ступеней, которые соединены между собой двумя и более гидроцилиндрами и страховочными тросами. В верхней ступени имеется проем для полиспаста. В нижней ступени находится серьга для подвешивания каретки на крюкоблок. На верхней и нижней ступенях каретки имеются ролики и ограничители поворота с роликами. Верхняя ступень на время монтажа мачты снабжается консолью с опорой на роликах, передвижной площадкой с бочонком, гидроцилиндром передвижной площадки. В нижней ступени находится верхний привод с захватом для подъема бурильных свечей, масляная станция, пульт управления с рабочими местами машиниста, проем для доступа в каретку обслуживающего персонала. Изобретение обеспечивает повышение грузоподъемности вышки, сокращение времени монтажа и демонтажа буровой установки. 11 ил.

Изобретение относится к буровой технике. Устройство для подъема-опускания буровой вышки при монтаже-демонтаже буровой установки включает портал, полиспастную талевую систему с приводом от буровой лебедки и подвижные упоры, встречающие буровую вышку при подъеме и отталкивающие буровую вышку при ее опускании. Каждый подвижный упор оснащен подпружиненным толкателем. Толкатель установлен в корпусе с возможностью осевого перемещения от винта с приводом. Корпус установлен с возможностью перемещения в направляющих, жестко закрепленных на портале. Устройство имеет пульт управления. Привод ходового винта выполнен электромеханическим. Устройство содержит датчики положения подпружиненного толкателя. Один из которых предназначен для фиксирования момента касания толкателем буровой вышки и подачи сигнала на пульт управления для прекращения подъема вышки и торможения барабана буровой лебедки. Другой - для фиксирования полного сжатия пружины и подачи сигнала для включения буровой лебедки для подтягивания буровой вышки к поддерживающим приспособлениям при подъеме буровой вышки, а также подачи сигнала для перемещения корпуса с толкателем в сторону портала при подъеме вышки и для перемещения корпуса с толкателем в противоположном направлении при опускании буровой вышки. Датчики положения подпружиненного толкателя выполнены электрическими. Устройство обеспечивает безопасность работ, снижение трудоемкости, уменьшение времени монтажа-демонтажа буровой вышки и сокращение количества обслуживающего персонала. 4 з.п. ф-лы, 4 ил.

Группа изобретений относится к области строительства, а именно к строительной машине для забивки в грунт шпунтовой стенки, сваи или трубы или для проходки скважины в грунте и способу её управления. Строительная машина содержит мачту, салазки, установленные с возможностью продольного перемещения вдоль мачты, канатную лебедку и канат, натянутый между салазками и канатной лебедкой. Между салазками и канатной лебедкой к канату прилегает демпфирующий канатный блок, который прижимается к канату посредством пружинно-демпфирующего устройства. Обеспечивается экономичная эксплуатация, в частности наименьший возможный износ компонентов строительной машины. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 3 ил.
Наверх