Устройство для натяжения бурильных свечей

 

1п1 58 834О

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 29.08.73 (21) 1951252/22-03

Государственный комитет (51) М. Кл. Е 21В 19/00 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 15.01.78. Бюллетень № 2 (45) Дата опубликования описания 12.04.78

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 622.242.3 (088.8) (72) Авторы изобретения

P. П. Райгородский, Ю. А. Зильберберг и М. С. Черников

Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт нефтяного машиностроения (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАТЯЖЕНИЯ БУРИЛЬНЫХ СВЕЧЕЙ

Изооретение относится к оборудованию для механизации и автоматизации спускоподъемных операций в бурении, в частности к устройствам для разгрузки резьбовых соединений и устранения прогиба свечей в процессе свинчивания-развинчивания.

Известны устройства для разгрузки резьбовых соединений и устранения прогиба свечей в процессе свинчивания-развинчивания (1).

Известны также устройства, снабженные двумя поворотными каретками с гладкими цилиндрическими роликами, осуществляющими зажим и вращение труб (2). Это устройство обеспечивает свинчивание и развинчивание труб и разгрузку резьбы от веса свечи.

Так как зажим осуществляется за нижний конец свечи, то в процессе свинчивания-развинчивания не устраняется прогиб, который способствует значительному износу резьбы, особенно при работе с длинными свечами малого диаметра, Целью настоящего изобретения является разгрузка резьбовых соединений в процессе свинчивания-развинчивания и устранение прогиба свечей при обеспечении совмещения во времени операции свинчивания-развинчивания с перемещением незагруженного талевого блока.

Для достижения этой цели центратор снабжен направляющими, в которых размещены каретки с роликами, причем каждая каретка через кулису связана с концом соответствующего рычага, взаимодействующего другим концом с концевой муфтой.

5 На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, общий вид; на фиг. 2 и 3 — зажимной механизм для натяжения бурильных свечей, две проекции.

Устройство состоит из вышки 1, па которой

10 смонтирован центратор 2 с зажимным механизмом 3, направляющие канаты 4 центратора 2, талевый блок 5, силовой цилиндр 6, два натяжных каната 7, ролики 8 на кронблоке 9. Натяжные канаты 7 имеют концевые

15 муфты 10, шарнирно соединенные с контргрузами 11, перемещающимися в направляющих трубах 12, соединенных с кронштейнами 13.

Противоположные концы канатов 7 соединены с канатом 14, связанным со штоком силового цилиндра 6.

Центратор имеет в средней части прорезь

15 для пропуска бурильной свечи 16. В прорезь 15 направлены захваты 17. На верхней плоскости центратора имеются направляющие

18, расположенные попарно по обе стороны прорези. В направляющих 18 размещены две каретки 19 с двумя гладкими цилиндрическими роликами 20 в каждой. Каретки 19 соединены с рычагами 21, снабженными кулисами

30 22, которые перемещаются в пазах 23 каре588340 ток. Кроме того, рычаги 21 шарнирно соединены с корпусом центратора. На концах рычагов 21 имеются отверстия 24, через которые проходят натяжные канаты 7. Концевые муфты 10 расположены ниже рычагов.

Корпус силового цилиндра 6 соединен с буровой вышкой через регулируемую пружину

25 и имеет упор 26, взаимодействующий с отсекающим клапаном 27.

Перед началом работы пружина регулируется таким образом, чтобы ее усилие предварительного поджатия составляло 80 — 90Я> от веса свечи.

Работа устройства при спуске бурильной колонны в скважину происходит следующим образом. В исходном положении шток силового цилиндра выдвинут, концевые муфты натяжных канатов 7 и концы рычагов 21 опущены, каретки 19 разведены, отсекающий клапан 27 открыт, талевый блок 5 расположен в нижнем положении. После завода очередной свечи на центр скважины и ее верхнего конца в прорезь центратора, оператор включает силовой цилиндр. Прп этом шток движется вниз, перемещая вверх концевые муфты 10 и опирающиеся на них концы рычагов 21, Рычаги, поворачиваясь, перемещают каретки 19 к оси прорези 15. При упоре роликов 20 в свечу 16 движение кареток 19 прекращается.

Дальнейшее повышение давления в цилиндре 6 способствует увеличению силы трения между свечой 16 и роликами 20 и приложению к свече натяжного усилия, направленного вверх. Как только натяжное усилие достигнет величины, равной усилию предварительного поджатия пружины 25, корпус цилиндра 6 приподнимется, и отсекающий клапан 27 закроется, прекратив увеличение давления в цилиндре. Таким образом, усилие натяжения свечи 16 будет соответствовать усилию настройки пружины 25. Одновременно производится подъем талевого блока 5 по свече и свинчивание ее. При свинчивании свеча свободно проворачивается в роликах 20, находясь в натянутом положении.

После окончания свинчивания, цилиндр 6 выключается, его шток поднимается, а концевые муфты 10 опускаются под действием веса контргрузов 11. Рычаги 21 при этом опуска5 ются под действием собственного веса, разводя каретки 19. К этому времени талевой блок

1 подходит к центратору и перемещает его вдоль направляющих канатов 4. При этом неподвижные натяжные канаты 7 свободно

lo проходят через отверстия 24.

При подъеме бурильной колонны устройство работает аналогично с той лишь разницей, что включение силового цилиндра производится после посадки центратора на кронштей1д ны 13 при его движении с незагруженным талевым блоком 5 вниз по свече, Использование данного устройства позволит снизить интенсивность износа резьб при одновременном сокращении времени на спуск н подъем.

Формула изобретения

Устройство для натяжения бурильных свечей, содержащее центратор, имеющий прорезь для пропуска труб, каретки с роликами, натяжные канаты с концевыми муфтами и приводные рычаги, шарнирно установленные на корпусе центратора, о тл и ч à ю щ е е с я тем, что, с целью разгрузки резьбовых соединений в процессе свинчивания-развинчивания и устранения прогиба свечей при обеспечении совмещения во времени операции свинчиванияразвинчивания с перемещением незагруженного талевого блока, центратор снабжен направляющими, в которых размещены каретки с роликами, причем каждая каретка через кулису связана с концом соответствующего рычага, взаимодействующего другим концом с концевой муфтой.

40 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство Ме 226528, кл.

E 21В 17/10, 1963.

2. Патент США М 2850929, кл. 81 — 53, 45 опублик. в 1958 г.

588340

U zo

",1;г..

Корректор О. Данишева

Редактор Е. )Каворонкова

Подписное

Заказ 196/5 Изд. № 310 Тираж 778

НПО Государственного комитета Совета Министров СССР

llo делам пзобрстсний и открытий

113035, Москва, 0К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

ICa(Составитель Л, Свешникова

Техрсд И. Михайлова