Изобретение относится к технике бурения и предназначено для использования в .комплексно автоматизированных буровых установках для удержания бурильного инструмента на устье скважины при производстве спускоподъемных onераций.

Известен механизм для удержания бурильного инструмента, выполненный в виде корпуса, в котором расположены кольцо-обойма с плашками для удержания бурильного инструмента, кбльца с клиновыми ползунами для заклинивания плашек между наклонной поверхностью ползунов и буровым инструментом, эаклинивающне и расклинивающие гидроцилиндры для сведения и разведения полэунов.

Внутри корпуса на кольце-обойме и зажимном кольце установлены датчики положения, контролирующие исходное положение зажимного кольца перед захватом и его крайнее нижнее положение, датчик исходного верхнего положения кольца-обоймы и гидросистема управления с контролирующим датчиком-реле давления.

В указанной конструкции предлагаемого механизма захват колонны бурильного инструмента производится при подаче давления в гидроцилиндры заклинки. Повышение давления фиксируется контролирующим датчиком-реле давления, сигнал которого является контролем захвата бурильного инструмента (1) .

Однако возможно положение механизма, в котором ход зажимного кольца использован полностью, давление в гидроцилиндрах заклинки повышается, и датчик-реле формирует сигнал, но захват инструмента может не состояться, и возникает аварийная ситуация. Следовательно, недостатком этого механизма является отсутствие информации о том, что ход зажимного кольца полностью использован.

Кроме того, в предлагаемом механизме датчики размещены в рабочей зоне, что создает тяжелые условия для их работы, так как они не защищены от воздействия динамических нагрузок и загрязнения буровым раствором, содержащим агрессивные примеси, при этом рассредоточие датчиков по рабочим огранам механизма в труднодоступных местах затрудняет настройку и обслуживание, не гарантирует безопасность обслуживаемого персонала. Это снижает надежность дейст899874 вия и безопасность эксплуатации механизма удержания бурильного инструмента.

Цель изобретения вЂ” повышение надежности удержания бурильного инструмента за счет получения информации о ходе зажимного кольца.

Указанная цель достигается тем, что н механизм удержания бурильного инструмента, включающий кольцо-обойму, зажимное кольцо и систему управления, содержащую датчики нижнего и исходного положения зажимного кольца, датчик верхнего положения кольцаобоймы и датчик давления, снабжен датчиком верхнего положения за.,<имного кольца, а в систему управления введена ячейка И, при этоМ выходы датчика верхнего положения кольцаобоймы и датчика давления соединены со входом ячейки И.

Кроме того, датчики положения свя- 20 эаны с кольцом-обоймой и зажимным кольцом посредством рычагов, направляющей, штока с копиром и толкателем, На фиг. 1 изображена схема предлагаемого механизма удержания бурильного инструмента; на фиг. 2 вЂ” блоксхема основной части системы управления.

Механизм состоит из корпуса 1, внутри которого помещены кольцообойма 2 с плашками 3 и зажимное кольцо 4 с ползунами 5.

Между корпусом 1 и зажимным кольцом 4 расположены гидроцилиндры 6 зажима. Между зажимным кольцом 4 и кольцом-обоймой 2 установлены цилиндры 7 разжима.

Внутри зажимного кольца 4 расположены гидроцилиндры 8 перемещения ползунов 5.

Зажимное кольцо 4 снязано рычагом 40

9 с направляющей 10. Кольцо-обойма 2 соединена рычагом 11 со штоком 1?, связанным с копиром 13, действующим на толкатель 14.

Механизм включает датчик 15 исходного положения зажимного кольца 4, датчик 16 верхнего положения эажиьФого кольца 4, датчик 17 нижнего положения кольца 4 и датчик 18 исходного 50 положения кольца-обоймы 2. Датчики

15, 16, 17 и 18, направляющая 10, шток 12, копир 13 и толкатель 14 скомпонованы в единый блок, который вынесен на корпус 1 механизма и защищен герметичньж кожухом 19. механизм предназначен для удержания%бурильного инструмента 20, передаваемого н механизм грузозахнатным устройством 21.

В блок-схему введена ячейка И 22, 60 вход которой электрически связан с выходами контролируемого датчика-реле давления 23 и датчика 16.

Предлагаемый механизм работает следующим образом. 65

В исходном для осуществления захвата положении кольцо-обойма 2 с плашками 3 упирается в корпус 1, сигнал об этом посредством рычага 11, штока

12 и копира 13 ныдается датчиком 18, а зажимное кольцо приподнято, сигнал об этом положении посредством рычага

9, направляющей 10 и толкателя 14 передается датчиком 15.

При захвате бурильного инструмента 20 подается рабочая жидкость в штоковую полость гидроцилиндра б эаклинки,и зажимное кольцо 4 начинает подниматься внерх для заклинивания.

Ползуны 5 двигаются вместе с зажимным кольцом 4 по наклонным плоскостям плашек 3, которые прижимаются к .буровому инструменту 20. Давление в гидроцилиндре б заклинки резко возрастает. Повышение давления фиксируется контролирующим датчикомреле давления 23.

В случае отсутствия сигнала от датчика 16 верхнего положения зажимного кольца 4, указывающего на то, что ход .для заклинивания полностью не использован, ячейка И системы управления механизма, связанная 1 электрически с датчиком 16 и датчи ком-реле давления 23, формирует сигнал в систему автоматизации о нормальном ходе операции. При „наличии сигнала от датчика 16, указывающего на то, что зажимное кольцо 4 находится в крайнем верхнем положении, т. е. ход для заклинивания полностью использован, следовательно, :-,àõâàò не может произойти, ячейка И системы управления формирует сигнал об аварийной ситуации, в этом положении зажимное кольцо 4 посредством рычага 9, направляющей 10 и толкателя 14 воздействует на датчик 16 (фиг. 1) . Воздействие на датчик 17, дающий сигнал в случае, когда эажимное кольцо 4 находится в крайнем нижнем положении, осуществляется посредством рычага 9 и направляющей 10.

Такое конструктивное решение позволяет повысить надежность захвата, связать рабочие органы механизма с датчиками положения, расположенными вне зоны действия ударов и вибрации, возникающих при работе механизма, позволяет также защитить датчики кожухом от загрязнения буровым раст-; вором, сосредоточив их в месте, удоб-. ном и безопасном для монтажа, регулирования и контроля основных эксплуатационно-технических характеристик датчикон в .процессе эксплуатации.

Такая конструкция механизма удержания бурильного инструмента значительно повышает долговечность и надежность действия датчиков положения рабочих органов механизма, качество и надежность, удержания бурильного инструмента.

899874

Формула изобретения

8 13

1. Механиэм удержания бурильного инструмента, включающий кольцо-обойму, эажимное кольцо и систему управления, содержащую датчики нижнего и исходного положения эажимного кольца, датчик верхнего положения кольца-обоймы и датчик давления, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения надежности удержанйя за счет получения информации,о ходе 10 эажимного кольца, он снабжен датчиком верхнего положения эажимного кольца, а в систему управления введена ячейка И, при этом выходы датчика верхнего положения кольца-обоймы и датчика давления соединены со входом ячейки И.

2. Механиэм по п. 1, о т л и ч аю шийся тем, что датчики положения свяэаны с кольцом-обоймой и эажимным кольцом посредством рычагов, направляющей, штока с копиром и толкателем.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 523981, кл. Й 21 В 19/10, 1973.

899874 ар.

Ъ;

Составитель Г.Данилова

Редактор Н.Лазаренко Техред С.Мигунова Корректор С.Шомак

Заказ 12115/46 Тираж 623 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4