СССР но делам изобретений н открытий (53) УДК 622 ° 242. . 3 (088. 8) В,Н.Грамолин, Я.Я.Зименс, А.А.Кайдановский A.B.Êàëàáàëûê, В.И. P (72) Авторы изобретения азуваев, В. В. Рудоискат ель, В.А. Ск фЯ5огатюв х % и БеВ Шахоткин L М с .:.

Научно-исследовательский институт тяжелого машиностроения

Производственного объединения Уралмаш (71) Заявитель (54) БУРОВАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ БУРЕНИЯ С ПЛАВУЧЕГО

СРЕДСТВА е

Ы =а с1 н Ч, 25

Изобретение относится к морскому бурению, в частности, к буровым установкам расположенным на плавучих буровых установках.

Известна буровая уста новка для бурения с плавучего средства, содержащая вышку, магазин для свечей, подсвечник, комплекс механизмов автомата спуско-подъема свечей в виде верхнего среднего и нижнего захватов, причем верхние и нижние захваты установлены на подвижных турелях.

Захваты удерживают свечи и трубы и обеспечивают проведение процесса спуско-подъема их в условиях качки плавучего средства (1} .

Недостатком установки является то, что подсвечник и магазин не имеют средств надежной фиксации труб от качки во время транспортировки плавучего средства и стояния на точке бурения.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является буровая установка для бурения с плавучего средства, содержащая вышку, комплекс механизмов автомата спускоподъема свечей, фиксаторы, подсвечник, выполненный с УпоРами для труб. магазин, направляющую балку, уста-. новленную параллельно оси вышки, и каретки, установлен ные с во зможностью перемещения по направляющей балке, на которой закреплены талевый блок и центратор (2) .

В этой буровой установке свечи устанавливаются кажда я в отдельности за упоры на пальцах, а в основании свечи заводятся в ячейки.

Недостатком буровой установки являетс я сложность ст опоре н ия каждой с вечи и ее ос во божден ие.

Цель изобретения вЂ” обеспечение устойчивости колонн свечей в условиях качки при бурении и транспортировки на плавучем средстве.

Поставленная цель достигается тем, что подсвечник смещен относительно магазина таким образом, что свечи, опирающиеся на подсвечник, образуют с вертикалью угол c(.,определяемый иэ выражения где с вЂ” смещение подсвечника по горизонтали от проекции мага30 зина, мм;

939715

Н - расстояние по вертикали между подсвечником и магазином, MM " угол крена или. дефферента плавучего средства, град, причем фиксаторы выполнены в виде ра- 5 мок с индивидуальным приводом для перекрытия эоны магазина свечей.

На фиг.1 показана буровая установка, общий вид; на фиг. 2 вЂ” вышка талевого блока и механизмы автомата 10 спуска-подъема, общий виду на фиг. 3вЂ” и 4 вЂ” талевый блок c. трубами на направляющих балках; на фиг. 5 вЂ” каретка с подвешенным центратором; на фиг.б вЂ” магазин свечей с фиксирующей рамкой; на фиг.7 вЂ” узел магазина свечей; на фиг,8 вЂ” вид A на фиг.7; на фиг. 9 вЂ” положение свечи относительно установки.

Бурова я уста но вка ра эмеща емая

20 на плавучем средстве 1 с которого ведется бурение скважин, содержит буровую вышку 2, талевый блок 3, комплекс ме ха ни змо в автомата спусковЂ подъема, включающий в се бя ав тома тиуеский элеватор 4 (фиг. 1-4) механизмы 5 расстановки свечей, механизм

6 захвата свечи с верхней стрелой

7, меха ниэм 8 удержания нижнего конца свечи, смонтированный на нижне и стреле 9 и подключенный к пульту

1 0 упра влени я, меха низм 11 подъема свечи, поворотная колонна с обводным роликом 12, через который проходит канат 13 механизма подъема свечи, подсвечники 14, магазин 15, подвижный центратор 16. На буровой вышке 2 параллельно ее оси установлена направляющая балка 17 (фиг. 34 ), по которой перемещаются карет ки 18 и 19, к нижней каретке 18 40 закреплен талевый блок 3, а к верхней каретке 19 вЂ” траверса 20 подвижного центра 16, к которой консольно смонтирована центрирукщая головка 21 с фиксаторами 22 свечи 45 взаимодействующими с наголовником

2 3 меха низма б захвата свечи.

Между талевым блоком 3 и автоматическим элеватором 4 расположен компенсатор 24 вертикальных колебаний бурильной колонны поддерживающий колонну 25 бурильных труб на забое в процессе бурения йри колебаниях плавучего средства.

Фиксаторы 22 свечи снабжены пружинами и в исходном положении закрывают проход иэ отверстия центрирующей головки 21. На концах траверсы 20 подвижного центратора 16 имеются гнезда для пропуска амортизационных канатов 20, верхние концы 60 которых за креплены на амортизаторах

27, установленных на кронблочной площадке 28, а нижние вЂ” на кронштейнах, расположенных на уровне магазинов 15. Каретки 18 и 19 имеют bio 65 четыре блока роликов 29, контактирующих с направляющей балкой 17 и удерживающих талевый блок 3 и подвижный центратор 16 постоянно на оси колонны бурильных труб.

Каждый магазин 15 снабжен фиксатором 30 (фиг. 6) выполненным в виде рамки 31 с индивидуальным приводом

32, для перекрытия зоны магазинов.

Рамки образуются рычагами 33 связанными поперечинами 34. На концах рычагов помещены проушины 35 с помощью которых рамки шарнирно присоединены вышке.

Подсвечники 14 (фиг.7-9) выполнены с перегородками в виде прямоугольных ячеек под каждую свечу и смещены относительно магазина таким образом, что свечи, опирающиеся на подсвечник, образуют с вертикалью угол с, определяемый из выра же ния с(.= arcing. вЂ” )

Н где вЂ” смещение подсвечника по говЂ” ризонтали проекции ьи ra зина;

Н вЂ” расстояние по вертикали между подсвечником и ма га зином;

Ч вЂ” угол крена или дифферент плавучего средства .

Буровая установка для бурения с плавучего средства работает следующим образом..

При подъеме бурильной колонны на подсвечник поворотная колонна с обводным роликом 12 поворачивается в сторону заполняемого подсвечника 14, талевый блок 3 с автоматическим элеватором 4 опускается в крайнее нижнее положение, автоматический буровой ключ (не показан) отводится от оси колонны бурильных труб 25, механизм расстановки свечей

5 приводится в исходное положение, стрелы 7 и 9 с механизмами захвата 6 свечи и удержания 8 нижнего конца свечи располагаются между магазинами

15 в крайнем оТ оси колонны бурильных труб положении, затем подв ижный центратор 16, находящийся на уровне магазинов 15 на опорах ,амортизационных канатов 26, фиксаторами 22 свечи закрывает проход из отверсти центрирующей головки 21.

Рамка фиксатора 30 поднимается в верхнее положение, открывая при этом вход в секции магазинов 15. АвтомавЂ” тический элеватор 4 заводится на выступающий иэ ротора конец колонны бурильных труб и автоматически подхватывает ее клиньями, за тем тавЂ” левый блок 3 с автоматическим элевавЂ” тором 4 принимает нагрузку от массы колонны бурильных труб на себя, клинья ротора поднимают. Затем производится подъем колонны бурильных труб вверх. Талевый блок 3, двигаясь по направляющей балке 17, при подходе к подвижному центратору 16

939715 подхватывает его и они совершают совместное движение вверх. После подъема колонны бурильных труб на длину одной свечи клинья ротора опускают, нагрузка от масон колонны бурильных тРуб передается на стол ротора, за- 5 тем талевый блок 3 с автоматическим элеватором 4 и подвижным центратором 16 начинают движение по направляющей балке 17 вниз, пропуская колонну бурильных труб сквозь себя. 10

Верхний конец колонны бурильных труб оказывается в центрирующей головке 21 подвижного центратора 16, который оста навливается на уровне магазинов 15 на опорных поверхностях 5 амортизационных канатов 26. В это время механизм 6 захвата свечи и механизм 8 удержания нижнего конца свечи стрелками 9 и 7 механизмов расстановки 5 свечей выдвигаются к оси колонны бурильных труб. Автоматический буровой ключ выдвигается к колонне бурильных труб и отвинчивает от нее свечу ° После отвинчивания свечи автоматический буровой ключ отводится в исходное положение.

Талевый блок 3 опускает авт ома тический элеватор 4 в крайнее нижнее положение. Механизмы захвата б свечи и удержания 8 нижнего конца свечи подводятся к свече. Включается механизм 11 подъема свечи на подъем, происходит автоматический захват свечи механизмом захвата и природем свечи для выноса ее из талевого блока 3 и центрирующей головки 21. 35

При этом наголовник 23 механизма захвата свечи входит в контакт с фиксаторами 22 свечи и освобождает проход свече иэ центрирующей головки

21. Механизмы расстановки свечей 5 40 в дальнейшем начинают перенос свечи на подсвечник 14.

После выноса свечи из подвижного центратора 16, талевого блока 3 с автоматическим элеватором 4, последний подхватывает колонну бурильных труб за выступающий из ротора конец. Клинья ротора поднимают вверх, нагрузка от массы колонны бурильных труб передается на талевую систему.

Талевый блок 3 с автоматическим элеватором начинает подъем колонны вверх. В это время механизм 5 расстановки свечей переносят свечу в сост в ет с тв ующую яче йку по,цс ве чн ика 14. Механизм 11 подъема свечи опускает свечу 31 на настил подсвечника 14, причем при появлении опоры под нижним концом свечи 31 механизм

6 захвата свечи автоматически освобождает ее. Механизм расстановки переходит в исходное положение.

Затем весь цикл повторяетс я. Низ свечи удерживается и переносится механизмом 8 удержания нижнего кон- ца свечи, который перемещается синх- 65 ронно с механизмом б захвата свечи и управляется с пульта 10 управления.

Описанный цикл работ возможно проводить при качке плавучего средства с краном или дифферентом до угла 1, при этом будет обеспече на устойчивость свечей в магазине за счет установочного угла на клона свечей к вертикали. При более сильной качке (шторме), при наличии перерыва в работе, при аварии, при транспортировке буровой в другой район бурения зоны магазинов 15 закрываются рамками фиксатора 30 управляемых индивидуальным приводом

32.

При спуске бурильной колонны в скважину все механизмы устанавливаются в другое походное положение. Поворотная колонна с обводным роликом 12 поворачивается в сторону освобождаемого подсвечника 14, талевый блок 3 с автоматическим элеватором 4 опускаются в крайнее нижнее положение, причем автоматический элеватор клиньями подхватывает колонну бурильных труб 25 за выступающий из ротора конец. Автоматический буровой ключ отводится от колонны 37 бурильных труб, а меxaвЂ” низмы 5 расстановки свечей приводятся в исходное положение: стрелы 7 и 9 с механизмами захвата 6 свечи и удержания 8 нижнего конца свечи переводят в проход между магазинами 15 в крайнее от оси колонны бурильных труб 3 положение. Подвижный центратор 16 находится на уровне магазинов 15 на опорах амортизационных канатов 26, фиксаторы 22 свечи закрывают проход из центрирующей голов ки 21. Рамка фиксатора 30 устанавливается в нижнее положение и закрывает зону магазинов 15, низ колонны бурильных труб с инструментом удерживается клиньями ротора.

Для спуска одной свечи 31 в скважину рамка фиксатора 30 поднимает с я, ос вобожда я сооТ ве тст вующую часть магазина 15. Механизмы расставЂ” новки свечей 5 переносят механизмы захвата б свечи и удержания 8 нижнего конца свечи к очередной свече. Включая механизм 11 подъема свечи на подъем производят захват свечи. Механизмом 8 удержания нижнего конца свечи фиксируют нижний конец свечи от раскачивания. Механизмы 5 расставЂ” новки свечей переносят очередную свечу к центру колонны бурильных труб. Меха низм 11 подъема свечи приподнимает свечу и механизмы 5 расстановки свечи заносят ее в талевый блок 3, при этом свеча, утапливая фиксаторы 22 свечи проходит верхним концом в центрирующую головку 21 подвижного центратора 16. Затем ме939715 ханизм 11 подъема свечи опускает свечу в автоматический элеватор 4 до установки ее в выступакщий из ротора конец колонны бурильных .труб, при этом наголовник 23 механизма б захвата свечи уходит из центрирующей головки 21 вниз, .освобождая фиксаторы 22 свечи, которые закры" вают свече выход из центрирукщей головки 21, тем самым происходит центрирование верхнего конца све чи на оси колонны. Механизм 8 удержания нижнего конца свечи раскрывается .

Механизмы 5 расстановки свечей S переносят механизмы 6 захвата свечи и механизм 8 удержания нижнего конца свечи к очередной свече, стоящей на подсвечнике 14.

После установки свечи талевый блок 3 с автоматическим элеватором

4 начинает подъем вверх по свече .

За время подъеМа талевого блока 3 автоматический буровой ключ подводится к свече и свинчивает ее с колонной бурильных труб 26. B этом время механизм 11 подъема свечи включается на подъем и механизм б захва та свечи произ водит захват очередной свечи.

Как только свеча свинчена с колонной бурильных труб автоматический буровой ключ отводится от колонны бурильных труб, а талевый блок

3, продолжая движение вверх, подхватывает подвижный центратор 16 и снимает его вместе с центрирукщей головкой 21 с верхнего конца колонны бурильных труб 33. При подходе автоматического элеватора 4 к верхнему концу колонны бурильных труб он подхватывает ее клиньями и нагрузка от массы колонны передается на талевую систему. Клинья ротора поднимаются.

Затем талевый блок 3 с автоматическим элеватором 4 и подвижным центратором 16 опускаются вниз на длину одной свечи. Тем временем механизмы 5 расстановки свечей переносят очередную свечу к оси колонны бурильных труб. После того, как колонна бурильных труб опущена в скважину на длину свечи, клинья ротора опускаются и нагрузка от массы колонн бурильных труб с инструментом передается на стол ротора. Затем весь цикл повторяется.

Технико- экономическа я эффе ктивность предлагаемого устройства слагается за счет повышения надежности механизма автомата спуско-подъема путем конструктивных изменений подсвечников, .центратора введением защелки в виде рамки, применением наклона свечей в магазине, в результате чего сокращаются простои и повидается безопасность и производи10 тельность труда в условиях качки плавучего средства.

Формула изобретения

Буровая установка для бурения с плавучего средства; содержащая вышку, комплекс механизмов автомата спуско-подъема свечей, фиксаторы, подсвечник, выполненный с упорами для .труб, магазин, направленную балку, установленную параллельно оси вышки, и каретки, установленные с возможностью перемещения по направляющей балке, на которой закреплены талевый блок и центратор, о т л ич а юща я с я тем, чт-о, с целью устойчивости колонн свечей в условиях качки при бурении и транспортировки на плавучем средстве, подсвечник смещен относителЬно магазина таким образом, что свечи, опирающиеся на подсвечник, образуют с вертикалью . угол аС, определяемый из выражения

35 of= arctg L-79

Н где В - смещение подсвечника по горизонтали от проекции мага зина, мм;

4п Н - расстояние по вертикали между подсвечником и магазином, мм P - угол крена или дифферент плавучего средства, град, 45 причем фиксаторы выполнены B виде рамоК с индивидуальным приводом для перекрытия зоны магазина свечей, Источники информации, 5п принятые во внимание при экспертизе

1. Патент СССР 9 591156, кл. Е 21 В 19/00, 1971.

2. Патент США 9 35618 11, 55 кл. 294-90, опублик. 1971.

939715

Вид Я

Фиг У

Закаэ 4622/48

Тираж 623 Под пис ное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

Составитель В. Петросов

Редактор Е. Кинив Техред А. Ач Корректор М. Шароши