Буровая вышка

 

<>69557l

Э< .f. ;. t йО .".. Ч Л Я

g i.... :<. ":, :.ГЩЯ т на А

Сома Советских

Социалистических

Республик

И Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Ф.,лЪ Ю

К ПАТЕНТУ (61) Дополнительный к патенту—

122) Заявлено 09.10.74 (21) 2066273/22-03 (23) Приоритет — (32) 10.10.73 (51) М.Кл Е 21 В 15/02

Государственный комитет (33) США (31) 404943

CCCP (43) Опубликовано 30.10.79. Бюллетень № 40 (45) Дата опубликования описания 20.12.79 по делам изобретений и открытий (53) УДК 622.242.45 (088.8) 1

Иностранцы

Jl,жеймс А. Говальд и Роджер Смит (младший) (США) Иностранная фирма

<Байрон Джексон Инк.» (США) (?2) Авторы кзобретеяия (71) Заявитель (54) БУРОВАЯ ВЫШКА

Изобретение относится к буровому оборудованию, в частности к буровым вышкам для бурения нефтяных и газовых скважин на море.

Известна буровая вышка, включающая платформу, подъемное оборудование, мачту первой ступени и мачту второй ступени 11).

Недостатком извести ой буровой вышки является невозможность шарнирного поворота мачты первой ступени, что представляет определенные трудности при монтаже и демонтаже буровой вышки.

Известна буровая вышка, включающая платформу, на которой шарнирно установлены мачта первой ступени со стопорным, механизмом для фиксации мачты в вертикальном положении, подъемное оборудование и мачта второй ступени (2).

Недостатком известной буровой вышки являются большие затраты времени на ее монтаж. у

Цель изобретения — упрощение монтажа буровой вышки.

Указанная цель достигается за счет того, что мачта второй ступени шарнирно установлена на платформе с возможностью взаимодействия с мачтой первой ступени и снабжена дополнительным стопорным механизмом для фиксации-ее в вертикальном положении.

На фиг. 1 показана буровая вышка, смонтированная на морской буровой платформе, общий вид; на фиг, 2 — буровая вышка в сложенном положении и подготовленная к подъему первая ступень мачты; на фиг. 3 — буровая вышка с мачтой первой ступени в поднятом положении и мачтой второй ступени в сложенном положении; на фиг. 4 — то же, узлы подготовлены для подъема, мачты второй ступени; на фиг. 5 — буровая вышка с мачтами первой и второй ступени в поднятом поло15 жении; на фиг. 6 — первая ступень мачты в наклонном положеняи и узлы для ее подъема; на фиг. 7 — узлы для подъема мачты второй ступени; на фиг. 8 — раз..рез А — А на фиг. 5 (с удаленным узлом

20 подъема); на фиг. 9 — разрез Б — Б на фиг. 5 (с удаленными узлами подъема); на фиг. 10 — сочленение мачты первой ступени с мачтой второй ступени; на фиг. 11— разрез  — В на фиг. 10.

На бурильной платформе 1, плавающей на поверхности воды 2, на главной палубе 8 смонтированы помещения 4 и 5, используемые для хранения материалов

ЗС и укрытия персонала. Крышка 6 помеще6

95571 ния 4 имеет плоШадку для посйТйГФ взле""- ., -та"вертолета.

Приподнятый пол 7 буровой вышки монтируется на главной палубе 8 и на "не1м устайовлены лебедки 8. Пол также служит в качестве основы и поддеряивает многоступенчатую вышку 9, которая- имеет мачту первой ступени 10 и мачту второй ступени 11. Трос 12 идет от лебедок через кронблок 18, установленный йа "подкронблочной площадке 14 наверху мачты первой ступени 10; и затем на талевый блок.

Нижние концы мачт первой 10 и второй

11 ступеней поддерживаются конструкцией пола 7, причем верхний конец мачты iiepвой ступени 10 укладывается на вертикальную опору 15, а верхн ий конец мачты второй ступени 11 укладывается на опору 16.

Запас бурильных труб 17 содержится в стеллаже 18.

А-образная рама 19 поддерживается полом 7 и имеет две горизонтально"разнесенные вертикальные боковые рамы 20 и

2I. Боковые рамы 20, 21 являются идентичными и имеют опорную поцеречину 22, передний подкос 28 и задний подкос 24, соедйненные своими концами. Между перед ним подкосом 28 и задним подкосом 24 параллельно поперечине 22 креййтся" растяжка 25, а в углу приваривается косынка 26. Опорная поперечина 22 крепится к полу 7 буровой вышки.

Между вершинаии боковых рам 20 и 2, приваривается горизонтальный вал 27, который предусматривает собой конструктивный элемент для А-образной рамы 19 и слу- " " жйт -также для поворотного" крепления шкивов 28, 29 и 80. Втулки 81 крепятСя к валу 27 в положениях, обеспечивающих -разнесение шкивов 28,.29 m 80 на валу 27.

Таким образом, мачта первой ступени 10 представляет собой конструкцйю- в виде фермы, имеющей четыре вертикальных эле9"ента в ее соЬтветственных четырех углах. Два из вертикальных элементов 82 и

88 расположены в передней части первой =стутгейй, а 1остальнъте два элемента

84 являются задними. Задние вертикальные элементы 84 имеют направленые вниз продолжения 85, - загнутые - под " — углом, обесйечйваю1цим согласование с достиже= =МИЖГйрилегания их к передним подкосам

28 А-образной рамы 19. Загнутые вниз продолжения 85 соединяются с соответственными передним|и вертикальными элементами 82 и 88 в нижней части мачты первой ступени 10, .а вместе соединения снабжены косынками 86. Распорки 87 и раскосы 38 обесйечив ают - дополнительную жесткость и прочность конструкции. К полу 7 крепятся две разнесенные в"6OKioBQM направлении вертикальные скобы 89 и 40, принимающие нижние части 41 и 42 мачты первой ступени 10. Эти вижние части 41 и

42 закреплены в скобах 89 и 40 с помощью вращающихся штифтов 48 и 44, вокруг которых мачта первой ступени, 0 может быть повернута в вертикальное или горизонтальное положение.

Мачта первой ступени 10 закрепляется в своем вертикальном положении на валу 27, имеющем два выступающих ушка 45 и 46, приваренных к нему, каждый вблизи торца вала 27. Взаимодействующие с ушками 45

16 и 46 ушки 47 и 48 приварены к задним вертикальным элементам 84. Каждая пара взаимодействующих ушек 46 и 47 имеет стопоря щий болт 49, проходящий через соосные,отверстия в ушках. Таким образом, д когда болты 49 затягиваются, между протиBoIIoëoæíûìè ушками каждой пары обес-"печивается жесткое соединение, Когда болты 49 снимаются, мачта первой ступени 10 освобождается для опускания в горизонпр T B JlbHoe положен 4е.

Мачта второй ступени 11 также пред ставляет собой конструкцию в виде фермы, имеющей четыре вертикальных элемента или стойки по своим углам. Две из этих стоек 50 и 51 расположены в передней части ступени, а две другие стойки 52 — в задней. Каждая из передних стоек имеет направленные вниз продолжения 58, и 54, направленные назад и прикрепленные к соответственным задним стойкам 52 в месте их нижних концов 55. Эти нижние концы 55 снабжены косынками 56 для усиления соединений. Две разнесенные в боковых направлениях поворотные скобы з5 57 прикреплены к полу 7 буровой, и поворотные штифты 58 пропущены через соос"1- ные отверстия в скобах 57, а нижние концы

55 устанавливаются в скобах 57 с обеспечениеМ поворота мачты второй ступени ll

40 из опущенного в поднятое поло жение.

Верхняя часть мачты второй ступени ll имеет горизонтальную раму, включающую йойеречный элемент 59 и разнесенные боковые элементы 60, причем внутренние

45 концы последвих размещаются между передними элементами 82 и 88 мачты первой ступени 10 и вблизи них и прекреплены к

- ним с помощью освобождаемых запирающих штифтов 61. Поперечины 62 и подкосы

9) 68 проходят между стойка ми 50 и 51 мачты второй ступени 11 для жесткости и прочности.

Мачта йервой ступени 10 несет обор дование для подъема инструмента. Это оборудование включает не только кронблок

18, но и талевый блок 64 с тросом 12. Узел подъемного крюка 65 подвешиваепся на талевом блоке 64 с помощью дужки бб и имеет крюк 67, -йа котор ом подвешивается поднимаемый или опускаемый инструмент. Предусматривается также приспособле- .

-- йие для ус1 ановки и направления талевого блока 64 и крюка 65 В представленном варианте этб приспособление имеет карет65 ку 68, вертйкально передвигающуюся по

6955?1

1 двум параллельны м направляющим рельсам 69. Два вертикально разнесенных параллельных .звена 70 шарнирно соединены с кареткой и талевым блоком, а третье параллельное звено 71 шарнирно крепится к каретке 68 и узлу крюка 65. Приводящие средства, например, известного типа в вйде цилиндро-поршневого устройства, один конец которого крепится к каретке 68, а другой, к талевому блоку 64, перемещают талевый блок 64 и узел подъемного крюка 65 из положения на центровой линии мачты первой ступени 10, которая является продолжением центровой линии скважины, в другое положение, смещенйое "по отношению к центровой линии назад, и селективно удерживает талевый блок 64 и узел подъемного крюка 65 в любом из таких положений.

Оборудование хранения и затаскивания труб мачты второй ступени 11 включает палец 72, промежуточный затаскивающий элемент 73 и опору 74 на полу 7. Стеллажи труб укладываются вертикально в стойке, причем их нижние конць1 покоятся на опоре 74, верхние торцы вставляются в щели в пальце 72, а их средние, участки охватываются промежуточным элементом 73.

Далее затаскивающее устройство включает верхний укладчик 75, промежуточный укладчик 76 и нижний укладчик 77. Верхний и нижний укладчики идентичны по конструкции и работе и будет .описан только верхний укладчик. Верхний укладчик 75 имеет отходящую вбок удлиненную раму 78, смонтированную на передних стойках 50 и

51 мачты второй ступени 11. Эта рама 78 предусматривает в себе верхний и нижний параллельные направляющие рельсы 79 и

80, на которых монтируется каретка укладчика 81 для осуществления ее поперечного движения вдоль направляющих рельсов.

Каретка укладчика 81 снабжена управляемым на расстоянии двигателем для "ее продвижения вдоль рельсов. Рычаг 82 может совершать возвратно-поступательные перемещения в трубчатой направляющей 83 на каретке и устанавливается в найравляющей для осуществления возвратно-поступательного движения в мачту первой ступени 10 и из нее. Рычаг 82 передвигается в его трубчатой направляющей с помощью другого управляемого на расстоянии двигателя. На внутреннем торце рычага 82 монтируется головка 84, которая может быть выполнена в виде захвата для удержания верхнего конца буровой трубы и перемещения ее горизонтально с места на меСто в мачте первой ступени 10 при осуществлении боковых перемещений каретии укладчика

81 и перемещений рычага 82 внутрь и наружу.

Промежуточный укладчик 76 аналогичен верхнему и нижнему укладчику по ис6

Ф полнению направляющих рельсов, кареткй" с ее трубчатой направляющей рычага укладчикй и двйж Кегося Возвратно-поступа- тельно рычага укладчика. Однако внутренний конец рычага 82 снабжен вертикально распаложеннБтм"c+n0pгом= головкй"и нФ "" правляющим" = элМйейтбй 85, на котором смонтирована для юсуществления вертикального перемещения- головка 86 промежуточ10 ного укладчика 76, Этот укладчик соединяется с помощью каната 87, который проходит вокруг "шкива 88, с гидравлическим цилиндро-поршнавйм дв1игателем 89, который управляется на расстоянии с осуществ15 лением подъема и опускания головки промежуточного укладчика на " элементе 85.

Головка промежуточного укладчика 76 имеет захват, который захватывает среднюю часть штабеля бурильных труб и, работая

20 совместно с верхним укладчиком 76, транспортирует трубу в положение на центровой линии мачты первой ступени 10 и положение в штабеле. Буровая труба может иметь вертикальные"Йеремещейия " при вер-"- ="

25 тикальном движении головки 86 промежуточного укладчика 76.

Разворот мачты первой ступени 10 между горизонтайй1йЮг=й вертййальнъ1ЪГ положениями происходит следующим о бр аЗО зом.

Лебедки 8 снабжены обычным мощным канатным барабаном 90 для подъемного

"- троса 12, который перемещает продольно талевый блок 64 и прикрепленный к нему

35 узел подъемного крюка -65 в первой ступе. ни. Каждый из задних элементов 34 мачты первой ступени 10 имеет крепеж 91 и 92 каната, и каждое направленное вниз продолжение 35 снабжено выступающим

40 внутрь шкивом 93. Вспомогательный шкивной блок 94 крепятся с помощью дужки 95

-к крюку 65. Кусок каната 96, образуя грузоподъемную петлю,"одним концом прикреплен к крепежу 92. Трос 12 проходит

45 вокруг шкива 28 на А-образной раме 19 под шкивом 93, через вспомогательный блок 94, под. шкивом 93, вокруг шкива 30,, и назад к крепежу 91, к которому он прикрепляется.

Для подъема мачты первой ступени 10 в вертикальное положение запускаются ле-бедки 8 для наматывания подъемного троса

12 и подъема талевого блока 64, крюка 65 и вспомогательного блока 94 в мачте первой ступен и 10. По мере подъема вспомогательного блока 94 грузоподъвмная петля " стропы обеспечивает мачте первой ступени

10 поворотное движение против часовой стрелки вокру " oc35oOopo ehTx штифтов 43

60 и 44 с переводЬм мачты первой ступени 10 из ее горизонтального положенйя в вертикальное. Когда она достигает вертикального положения, она" запирается в этом положении с помощью запирающих болтов.

После того, как мачта первой ступени 10

695571

7 будет заперта в вертикальном положении, грузоподъемная петля может быть снята.

Из предшествующего описания подъема мачты первой ступени 10 очевидно, что мачта первой ступени 10 может быть опу щена в" ее горизонтальное положенйе при обратном выполнении операций, осуществляющихся при ее подъеме. При опускании мачты первой ступени может быть необходимо, в начальной стадии движения, подниМать ее в направлении против часовой стрелки до тех пор, пока ее центр тяжести не пройдет ее ось вращейия, после чего сила тяжести будет тянуть мачту в гор изонтальное положение, в которое она мягко опускается при торможении барабана 90.

Подъем и опускание мачты второй ступени 11 осуществляется следующим образом.

Стойки 52 второй ступени снабжены шкивами 97 и 98, и передние элементы 82 и 20

88 мачты первой ступени 10 имеют взаимодействующие шкивы 99 и 100. Образуется грузоподъемная петля из каната 101, один конец которого прйкрепляется к левому торцу вала 27 А-образной рамы 19. Трос 25 затем проходит вокруг шкивов 97 и 99, через вспомогательнь:й блок 94, вокруг шкивов 100 и 98 и назад к правому торцу вала

27, где он закреплен. зо

Для поворота мачты второй ступени ll

"- ""из ee горизонтального положения в вертикальное талевый блок 64 подвимается при, запуске лебедок 8 с наматыванием троса

12 на барабан 90. При подъеме талевого 35 блока поднимаются также узел подъемного крюка 65 и вспомогательный блок 94, который вытягивает канат 101, тем самым подавая вращающий момент на мачту второй ступени 11 и поворачивая ее против часо- 4о вой стрелки вокруг штифтов 58 в вертикальное положение. Мачта второй ступени

П запирается в вертикальном положениями, крепясь к мачте первой ступени 10 при вставке запирающих штифтов 61 в боковые элементы 60 мачты второй ступени 11 и передйие стойки 82 и 88. После того, как мачта второй ступени 11 будет заперта в вертикальном положении, грузоподъемная

8 петля на канате 101 и вспомогательный блок 94 могут быть удалены для подготовки вышки к бурению.

Для опускания второй ступени из вертикального в горизонтальное положение операции, выполнявшиеся при подъеме, осуществляются в обратном порядке.

Для осуществления работы бурильное судно с наклоненными обеим и мачтами вышки, как показано штриховыми линиями (см. фиг. 1), нодводипся на буксире к месту бурения и ставится на якорь. Две ступени вышки последовательно поднимаются в mx вертикальные положения и запираются в них. При поднятой таким образом вышке бурение скважины осуществляется обычным путем. При осуществлении спускно-подъемных рейсов, например с целью замены изношенной коронки, бурильная колонна выводится из скважины с помощью подъемного оборудования, несущегося мачтой первой ступени 10 вышии, разбирается, обычно в штабели из трех узлов, и укладывается в пальцевом укладчике. несущимся мачтой второй ступени 11 с использованием укладчиков.

Формула изобретения

Буровая вышка, включающая платформу, на которой шарнирно установлены мачта первой ступени со стопорным механизмом для фиксации мачты в вертикальном положен ни, подъемное оборудование и мачта второй ступени, отличающаяся тем, что, с целью упрощения ее монтажа, мачта второй ступени шарнирно установлена на платформе с возможностью взаимодействия с мачтой первой ступени и снабжена дополнительным стопорным механизмом для фиксации ее в вертикальном положении.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Патент Великобритании № 898390, кл. 85. А, опублик. 1965.

2. Патент США,№ 3443б47, кл. 175-85, опублик. 1969 (прототип). - "..:..= . -. -. =-,. -;.;. ". -.--- = = - -" -..- -. -..-......, ФВФЖЮФЦВВмВЙЬМФЫ .. "еФ :Ъ=:- жМй аМ-34К «КЖФ%ММнЮ й&9йМ МЯВЫйе%Мйзжжчс, i. ° к "

695571

I

1 .

1 !

Ъ

1б

puz.З

° t

I I

1

695571

53 рие. 1д

Составитель Л. Думкин

Техред А. Камышникова

Корректор С. Файн

Редактор 3. "Ходакова /

Тип Харьк. фил. пред. «Патент»

Заказ 5208/)526 Изд. № 656 Тираж 658 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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