Способ и устройство для обслуживания секции колонны труб, установленной на подсвечник
Способ и устройство для обслуживания секций колонны труб, расположенных на подсвечнике в вертикальном положении. Техническим результатом является уменьшение затрат времени при операции разборки колонны труб. Для обслуживания секций колонны труб устанавливают дистанционно управляемый манипулятор возле одного из резьбовых участков секций колонны труб; оснащают дистанционно управляемый манипулятор инструментом, предназначенным для очистки или смазки резьбового участка; и перемещают инструмент к подлежащему обслуживанию резьбовому участку для очистки или смазки резьбового участка. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 5 ил.
Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к способу обслуживания секции колонны труб, которая находится на подсвечнике. Более конкретно, оно относится к способу обслуживания резьбовых участков секций колонны труб, когда несколько секций колонны труб находятся на подсвечнике в вертикальном положении. Изобретение относится также к устройству для осуществления способа.
Уровень техники
При извлечении колонны труб из буровой скважины, как это известно, например, в нефтедобывающей области, обычно производят очистку и смазку резьбовых участков свечей или секций колонны труб, когда секции еще находятся в центре бурильного устройства. В некоторых случаях обслуживание может производиться также при свинчивании секций колонны труб.
Такой процесс очистки и смазки удлиняет время, затрачиваемое на каждую операцию разборки, и тем самым способствует увеличению продолжительности процесса, для которого время является важным критерием.
Несмотря на то, что было разработано автоматическое оборудование для выполнения операций очистки и смазки, дополнительное время все еще затрачивается на эту работу при каждой операции разборки.
Раскрытие изобретения
Задачей изобретения является устранение или снижение, по меньшей мере, одного из недостатков известных решений уровня техники.
В соответствии с изобретением решение поставленной задачи достигается за счет признаков, которые указаны в приведенном ниже описании и в пунктах формулы изобретения.
Создан способ обслуживания секций колонны труб, когда несколько секций колонны труб расположены на подсвечнике в вертикальном положении, включает следующие этапы: устанавливают дистанционно управляемый манипулятор, по меньшей мере, у одного из резьбовых участков секций колонны труб; оснащают дистанционно управляемый манипулятор инструментом, предназначенным, по меньшей мере, для очистки или смазки резьбового участка; перемещают инструмент к подлежащему обслуживанию резьбовому участку и, по меньшей мере, очищают или смазывают резьбовой участок.
Способ может дополнительно включать позиционирование инструмента у резьбового участка посредством дистанционного управления, при этом текущее положение инструмента отображается на дисплее.
Поскольку может быть сложно отслеживать, где секции колонны труб находятся на подсвечнике, оказалось в высшей степени целесообразным грубо позиционировать инструмент у нужного резьбового участка, а затем тонко регулировать вручную с помощью дистанционного управления положение инструмента, показываемого на дисплее, например, с помощью камеры и экрана дисплея.
С помощью относительно простых средств при желании манипулятор может измерять длину соответствующей секции колонны труб от опорной точки. Такое измерение может быть целесообразным для вычисления длины секции колонны труб.
В подсвечнике для секций колонны труб, в котором секции установлены в вертикальном положении, и доступен, по меньшей мере, один резьбовой участок секций колонны труб, инструмент, выполненный с возможностью, по меньшей мере, очищать или смазывать резьбовой участок, присоединен к дистанционно управляемому манипулятору, выполненному с возможностью позиционирования у резьбового участка.
Подсвечник может быть установлен на буровой вышке, в которой секции колонны труб могут быть размещены, например, в так называемых мостках для установки секций.
Манипулятор может быть присоединен к конструкции буровой вышки, на которой он может выгодным образом быть поднят или опущен.
Манипулятор может иметь рабочую зону, в основном перекрывающую подсвечник, и может содержать, по меньшей мере, одну перемещаемую стрелу.
С помощью направляющей подъема/опускания манипулятор может перемещаться в продольном направлении секции колонны труб.
Манипулятор может взаимодействовать с системой указания положения, которая выполнена с возможностью отображения на дисплее положения инструмента.
Благодаря системе указания положения, например, для управления с операторского пульта, оператор может производить обслуживание резьбовых участков в удобное время в зависимости от рабочей ситуации. Таким образом, операция очистки и смазки отделена от самой операции разборки или сборки, что дает значительную экономию времени.
Краткий перечень чертежей
Далее со ссылками на прилагаемые чертежи будут подробно описаны предпочтительный способ и примеры осуществления. На чертежах:
фиг.1 изображает на виде сбоку устройство по изобретению, установленное на буровой вышке,
фиг.2 изображает устройство по фиг.1 на виде сверху, фиг.3 изображает устройство по фиг.1 в смещенном положении, фиг.4 изображает на виде сбоку устройство по изобретению в другом примере выполнения, и
фиг.5 изображает устройство по фиг.4 на виде сверху.
Осуществление изобретения
На чертежах позицией 1 обозначена буровая вышка с подсвечником 2 для секций 4 колонны труб. Опорная конструкция 3 для подсвечника 2 известна сама по себе.
Манипулятор 6 соединен с буровой вышкой 1 с помощью направляющей 8 поворота, приводимой в действие электрическими или гидравлическими средствами. От направляющей 8 поворота две первые тяги 10 параллельного движения проходят к соединительному звену 12. Две другие тяги 14 параллельного движения проходят от соединительного звена 12 к направляющей 16 подъема/опускания.
Первые и вторые тяги 10, 14 параллельного движения могут поворачиваться в вертикальной плоскости вокруг своих соответствующих опорных болтов 18 в соединениях с направляющей 8 поворота, соединительным звеном 12 и направляющей 16 подъема/опускания. Компоненты 8, 10, 12, 14 манипулятора, которые приводятся в действие электрическими или гидравлическими средствами, образуют систему, которая удерживает направляющую 16 подъема/опускания в вертикальном положении при ее движении к направляющей 8 поворота и от нее.
Направляющая 16 подъема/опускания содержит подвижный по вертикали держатель 20 инструмента, который снабжен инструментом 22 для очистки и смазки, далее называемым инструментом. Инструмент 22 предназначен для обслуживания резьбовых участков секций колонны труб, и его конструкция сама по себе известна.
Манипулятор 6 выполнен с возможностью управляемого поворота вокруг направляющей 8 поворота. Дополнительно манипулятор 6 выполнен с возможностью высотного перемещения в направляющей 8 поворота для грубой регулировки высотного уровня манипулятора 6 по отношению к длине секций 4 колонны труб.
Камера 26 установлена на направляющей 16 подъема/опускания и направлена на инструмент 22 и на резьбовые участки 24.
Когда один или большее число резьбовых участков 24 секций 4 колонны труб подлежат обслуживанию, инструмент 22 переносится автоматически или вручную с помощью манипулятора 6 в положение у первого подлежащего обслуживанию резьбового участка 24. Изображение от камеры 26 отображается на не показанном экране, так что не показанный оператор может позиционировать инструмент 22 примерно концентрично над резьбовым участком 24.
Затем инструмент 22 перемещается внутрь резьбового участка 24, после чего очистка и смазка выполняются известным образом. Путем измерения того, насколько далеко опустился инструмент до достижения его активного положения в резьбовом участке 24, может определяться длина соответствующей секции колонны труб от не показанной опоры для конца трубы.
Далее инструмент перемещают из резьбового участка 24 и позиционируют над следующим резьбовым участком 24, подлежащим обслуживанию.
В альтернативном примере выполнения по фиг.4 и 5 манипулятор 6 содержит направляющую 30, которая установлена с возможностью перемещения по вертикали на рельсе 32 с помощью не показанной приводимой электрическими или гидравлическими средствами шестерни, которая зацепляется с зубчатой рейкой 34. Рельс 32 и зубчатая рейка 34 жестко укреплены на буровой вышке 1.
Первая шарнирная стрела 26 проходит примерно горизонтально между первым поворотным шарниром 38 на направляющей 30 и вторым поворотным шарниром 40 на ее противоположном конце.
Вторая поворотная стрела 42 проходит примерно горизонтально от второго поворотного шарнира 40 и снабжена на своем противоположном конце направляющей 16 подъема/опускания для держателя 20 инструмента. Держатель 20 инструмента снабжен инструментом для очистки и смазки. Камера 26 установлена на направляющей 16 подъема/опускания.
Первый поворотный шарнир 38, второй поворотный шарнир 40 и направляющая 16 подъема/опускания управляются дистанционно с помощью не показанных электрических или гидравлических исполнительных органов.
Таким образом, в соответствии с описанным выше инструмент 22 для очистки и смазки может быть позиционирован у желаемого резьбового участка 24 для его очистки и смазки.
1. Способ обслуживания вертикально расположенных секций (4) колонны труб, в котором устанавливают дистанционно управляемый манипулятор (6), по меньшей мере, возле одного из резьбовых участков (24) секций (4) колонны труб; оснащают дистанционно управляемый манипулятор (6) инструментом (22), выполненным с возможностью, по меньшей мере, очистки или смазки резьбового участка (24); перемещают инструмент (22) к резьбовому участку (24), принадлежащему одной из секций (4) колонны труб, которые установлены на подсвечнике (2), когда указанный резьбовой участок (24) подлежит, по меньшей мере, очистке или смазке, отличающийся тем, что позиционируют, посредством дистанционного управления, инструмент (22) возле резьбового участка (24) с отображением текущего положения инструмента (22) на экране дисплея.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что манипулятор (6) перемещают с помощью стрелы (10, 14, 36, 42), перемещаемой электрическими средствами.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что манипулятор (6) перемещают с помощью стрелы (10, 14, 36, 42), перемещаемой гидравлическими средствами.
4. Способ по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что манипулятор (6) перемещают в продольном направлении секций (4) колонны труб.
5. Способ по п.1, отличающийся тем, что на инструмент (22) и резьбовые участки (24) направляют камеру (26).
6. Подсвечник (2) для секций (4) колонны труб, при этом секции (4) колонны труб расположены в вертикальном положении и доступен, по меньшей мере, один резьбовой участок (24) секций (24) колонны труб, а инструмент (22), выполненный с возможностью, по меньшей мере, очистки или смазки резьбового участка (24), присоединен к дистанционно управляемому манипулятору (6), который выполнен с возможностью позиционирования возле резьбового участка (24) с помощью подвижной стрелы (10, 14, 36, 42), когда секция (4) колонны труб установлена на подсвечнике (2), отличающийся тем, что манипулятор (6) присоединен к конструкции буровой вышки (1).
7. Подсвечник по п.6, отличающийся тем, что манипулятор (6) имеет рабочую зону, в основном перекрывающую подсвечник (2).
8. Подсвечник по п.6, отличающийся тем, что манипулятор (6) содержит стрелу (10, 14, 36, 42), перемещаемую гидравлическими средствами.
9. Подсвечник по п.6, отличающийся тем, что манипулятор (6) содержит стрелу (10, 14, 36, 42), перемещаемую электрическими средствами.
10. Подсвечник по п.6, отличающийся тем, что инструмент (22) выполнен подвижным в продольном направлении секций (4) колонны труб.
11. Подсвечник по п.6, отличающийся тем, что манипулятор (6) взаимодействует с системой указания положения, которая выполнена с возможностью отображения положения инструмента (22) на дисплее.
