Устройство для спуско-подъема бурильных труб

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<111977738 (61) Дополнительное к авт. свид-ву - (22) Заявлено 100781 (21) 3314065/22-03 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 30.1182. Бюллетень № 44

Дата опубликования описания 30.1182 (51)М Кп з

Е 21 В 44/00

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

ДЗ) УДК 622.242 (088.8) о.С. лио, г.B. Михайлов, и.и. малин, Г.О. К тонин, P.I0. Равич-Щербо, Л.Г. Шраго и. В.П. Блинс вс ов

8 м, Специальное проектно-конструкторское бюро ) автоматизации глубокого разведочного бурен я

Министерства геологии ГССР I (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СПУСКО-ПОДЪЕМА БУРИЛЬНЫХ

ТРУБ

Изобретение относится к буровой технике, в частности к устройствам автоматизации спуско-подъемных операций в бурении.

Известно устройство для спускоподъема бурильной колонны, содержащее гидроподъемник с приводом, датчик скорости спуско-подъема и блок управления (1).

Известно также устройство для спуско-подъема бурильных труб, содержащее вышку, механизм свинчивания-развинчивания, свечеподающий узел, буровую лебедку, талевый блок с элеватором, блок управления механизмом свинчивания-развинчивания, блок управления свечеподающим узлом, блок управления буровой лебедкой и механизм удержания с индуктивным датчиком и блоком обработки (2).

Одним из недостатков устройства является то, что индуктивный датчик расположен ниже захватных органов механизма удержания и после получения сигнала от индуктивного датчика колонна поднимается еще в течение 3-7 с и останавливается относительно номинального положения в пределах 150 мм, поэтому захват колонны элеватором может произойти в ослабленных местах муфты замка, что может .привести к аварии (паде% ние колонны в скважину или деформа5 ция муфты замка) °

Цель изобретения — повышение надежности работы устройства.

Указанная цель достигается тем, что устройство для спуско-подъема бурильных труб, содержащее вышку, механизм свинчивания-развинчивания, свечеподающий узел, буровую лебедку, талевый блок с элеватором, блок управления механизмом свинчиванияраэвинчивания, блок управления свечеподающим узлом, блок управления буровой лебедкой и механизм удержания с индуктивным датчиком и блоком обработки, снабжено датчиком контроля положени замка буровой колонны, при этом вход датчика контроля связан с блоком управления механизмом свинчивания-развинчивания, а выход— с блоком управления буровой лебедки и блоком управления свечеподающим

25 узлом.

Кроме того, датчик контроля положения замка буровой колонны выполнен в виде размещенного в корпусе ползуна, связанных друг с .другом гидроцилиндром, при этом внутри ползуна.

977738

10

60

65 установлен подпружиненный относительно него шток, взаимодействующий с одной стороны с выключателями, установленными на ползуне, а другая сторона штока снабжена ступенчатым щупом.

На фиг.l изображена автоматизированная буровая установка с блок-схемой системы управления; на фиг.2 датчик контроля положения замка бурильной Колонны; на фиг.3 (а,б,в) положение щупа при остановке замка бурильной колонны: а) в номиналвном положении; б) ниже номинального по ложения; в) выше номинального положения.

Автоматизированная буровая установка включает вышку 1 с основанием

2, на которых смонтированы механизм

3 удержания, механизм 4 свинчиванияразвинчивания, свечеподающий узел 5, автоматический элеватор 6 с талевым блоком 7, которые посредством полиспастной системы 8 связаны с буровой лебедкой 9, которая опускает иючи поднимает бурильную колонну 10, состоящую из бурильных труб, соединенных замками 11 °

Установка оснащена узлом останова колонны 10, включающим индуктивный датчик 12, блок 13 обработки сигналов индуктивного датчика 12 и датчик

14 контроля положения замка 11 бурильной колонны 10.

Индуктивный датчик 12 встроен в механизм 3 удержания, в датчик 14 контроля встроен в механизм 4 свинчивания- развинчивания (место разъема замка 11), Буровая лебедка 9 выполнена с блоком 15 управления, механизм свинчивания-развинчивания 4 — с бло > ком 16 управления, а свечеподающее устройство 5 — с блоком 17 управления. Датчик 14 контроля (фиг.2) выполнен в виде корпуса 18, внутри которого размещен ползун 19 с двФяя упорами 20 и 21. Внутри ползуна 19 установлен шток 22, имеющий в передней своей части щуп 23 с двумя ступенями 24 и 25. Шток 22 подпружинен относительно ползуна 19 пружиной

26. Ползун 19 связан со штоком 27 гидроцилиндра 28, установленного на корпусе 18. В задней части штока

22 имеется хвостовик 29 для воздействия на выключатели 30 и 31, кото- рые электрически связаны с блоком

15 управления буровой лебедки 9 и блоком 17 управления свечеподающим устройством 5.

Автоматизированная буровая установка в цикле подъема колонны может работать в двух режимах: разборка бурильной колонны на свечи или разборка колонны на одиночные бурильные трубы; эти режимы задаются вручную оператором с пульта управления переключением блока 13 обработки сигналов индуктивного датчика 12 °

Устройство для спуско-подъема бурильных труб работает следующим образом.

Элеватором 6 захватывают колонну

10, включают блок 15 управления, который вкпючает лебедку 9 на подъем и элеватор 6 поднимает колонну до тех пор, пока замок 11 не пройдет индуктивный датчик 12; сигнал от индуктивного датчика 12, сформированный системой 13 обработки поступает в блок 15 управления лебедки 8 на ее останов и передачу колонны 10

15 механизму 3 удержания, После передачи колонны 10 механизму 3 удержания сигнал от блока 15 управления поступает в блок 16 управления механизма свинчивания-развинчивания 4 на отвинчивание (при отвинчивании одиночной бурильной трубы от колонны) или в бЛок 17 управления свечеподающим устройством 5 (при отвинчивании от колонны свечи), а затем уже в блок

16 управления механизмом свинчивания-развинчивания 4 и на отвинчивание свечи.

По окончании отвинчивания блок 16 ,управления механизмом свинчиванияразвинчивания 4 подает сигнал в блок 15 управления лебедки 9 (при отвинчивании одиночной бурильной трубы) или в блок управления 17 свечеподающего устройства 5 (при разборке колонны на свечи) на приподъем трубы или свечи, а затем на включение датчика 14 контроля положения замка .11 бурильной колоннь 10. При этом подается давление в поршневую полость гидроцилиндра 28. Шток 27

40 перемещает ползун 19 со штоком 22 и щупом 23 к замку 11 (к этому времени труба или свеча приподнята) .

Щуп 23 при своем движении вперед упирается в замок 11. Здесь возможны три основных положения (фиг.Зц,d,8).

На фиг. Зс4 изображена остановка замка 11 в номинальном положении.

В этом случае сначала в муфту замка

11 упирается ступень 25 щупа 23, а затем останавливается ползун 19, так как упор 20 входит в контакт с замком 11. Здесь происходит относительное перемещение штока 22 и ползуна 19 на величину от ступени

25 до упора 20, что вызывает срабатывание от хвостовика 29 выключателя

30, который подает сигнал в блок 15 управления лебедки 9 или блок 17 управления свечеподающим устройством

5 на производство дальнейших операций: приподъем отвернутой трубы или свечи, отвод их с оси скважины и дальнейший подъем колонны 10.

При остановке замка 11 ниже номинального положения (фиг. 30) щуп

977738

23 ни одной иэ своих ступеней не упирается в замок 11. Срабатывание выключателей 30 и 31 не происходит, но при выборе хода гидроцилиндра

28, т.е. при касании замка ll упором 20 ползуна 19 повышается давление в гидрос; стеме гидроцилиндра

28, что является сигналом, и этот сигнал подается в блок 15 управления лебедки 9 или в блок 17 управления свечеподающим устройством 5 на приспуск отвернутой трубы (свечи), свинчивание их с колонной 10, а затем приподъем колонны до номинального положения замка 11 и повторение всех операций по развинчиванию .колонны

При остановке замка 11 выше номинального положения (фиг. Зб) сту пень 24 щупа 23 упирается в замок

11, а ползун 19 продолжает движение до тех пор, пока упор 21 не достигает щупа 23. В этом случае сработают оба выключателя 30 и 31 и эти два сигнала подаются в блок 15 управления лебедки 9 (для трубы) или блок 17 управления свечеподающим устройством 5 (для свечи) и в блок

1б управления механизмом свинчивания-развинчивания 4 (аналогично предыдущему случаю). Трубу или свечу припускают, свинчивают с колонной

10, а затем колонну 10 опускают до номинального положения замка 11 и повторяют все операции по раэвинчиванию колонны 10.

Предлагаемое устройство обеспе- чивает более высокую надежность . работы. автоматизированной буровой установки за счет устранения таких тяжелейших аварий, как падение колонны, которые были возможны при взятии колонны элеватором за ослабленное место муфты замка, снижает расход бурильных труб и замков к ним за счет обеспечения точного контроля местонахождения замка.

Формула изобретения

1. Устройство для спуско-подъема бурильных труб, содержащее вышку, механизм свинчивания-развинчивания, свечеподающий узел, буровую лебедку, талевый блок с элеватором, блок управления механизмом свинчивания развинчивания, блок управления свечеподающим узлом, блок управления буровой лебедкой и механизм удержа15 ния с индуктивным датчиком и блоком обработки, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности работы, оно снабжено датчиком контроля положения замка буровой колонны, при этом вход датчика контроля связан с блоком управления механизмом свинчивания-развинчивания, а выход датчика с блоком управления буровой лебедкой и блоком управления свечеподающим узлом.

2. Устройство по и, 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что датчик контроля положения замка буровой колонны выполнен в виде размещенного в корпусе ползуна, связанных друг с другом гидроцилиндром, при этом внутри ползуна установлен подпружиненный относительно него шток, взаи-, модействующий с одной стороны с

З5 выключателями, установленными на ползуне, а другая сторона штока снабжена ступенчатым щупом.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 644935, кл. Е 21 В 44/00, 1973.

2. Котляров A.М. Автоматизация буровых агрегатов. N., Недра, 1971, с. 103-111 (прототип) .

977738 а)

Составитель В. Булыгин

Редактор Н. Кешеля Техред Т.Маточка Корректор А, Ференц

Заказ 9156/44 Тираж 623 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал OHO Патент, r. ужгород, ул. Проектная, 4 Ф