ВЫШЕЧНЫЙ БЛОК БУРОВОЙ УСТАНОВКИ Российский патент 1994 года по МПК E21B15/00 E21B3/00 

Изобретение относится к нефтепромысловому оборудованию, в частности к буровым установкам вращательного бурения.

Известен вышечный блок, включающий основание, состоящее из подвышечной рамы с тумбой, верхняя часть которой взаимодействует с полом буровой, а в нижней части которой установлена вышка с возможностью поворота. Пол буровой по периметру снабжен укрытием, которое выполнено в виде металлических щитов. В передней части укрытия выполнены в виде ворот со стойками, жестко связанными с полом, с которым также шарнирно связан трап. Вышечный блок снабжен механизмом подъема вышки, включающим две поворотные стойки, шарнирно связанные с основанием и подкосами вышки. Поворотные стойки, подкосы и ноги вышки образуют два жестких треугольника, которые посредством подъемной оснастки, поворачиваясь, поднимают вышку из горизонтального положения в вертикальное.

Недостатками этого вышечного блока являются большие габариты блока и значительные затраты на его монтаж-демонтаж. Это обусловлено наличием в механизме подъема вышки специальных поворотных стоек, кроме того, укрытие, установленное на полу ввиду значительной его высоты сложно в монтаже и мелкоблочной транспортировке, а пол жестко установлен на тумбе основания.

Техническая задача, решаемая предлагаемым изобретением, заключается в модульности исполнения основания вышечного блока с модулями высокой заводской готовности, в использовании принципа складывания при формировании модулей основания, что снижает габариты, в конструктивном решении основания из минимально возможного числа модулей, что снижает монтажно-демонтажные затраты, в использовании принципа многофункциональности. Кроме того, такое исполнение позволяет уменьшить габариты и вес модулей (транспортных единиц), что позволяет уменьшить разрушение почвенного слоя транспортными средствами.

По изобретению, вышечный блок буровой установки, включающий основание, состоящее из подвышечной рамы с тумбой, верхняя часть которой взаимодействует с полом буровой, с которым шарнирно связан трап, буровую вышку, установленную с возможностью поворота на основании, механизм подъема вышки, включающий подъемную оснастку, талевую систему, установленную на вышке и привод, укрытие, установленное по периметру пола, передняя часть которого выполнена в виде ворот со стойками, снабжен установленным в задней части вышечного блока на полу модулем бурильщика, выполненным из объемной фермы с открытой передней гранью, на верхней грани которой установлены блоки подъемного каната механизма подъема вышки, а также снабжен как минимум четырьмя поворотными стойками, шарнирно связанными соответственно с подвышечной рамой и полом, и боковыми вертикальными стенками, установленными на подвышечной раме, причем передняя пара стоек установлена между вертикальными стенками, а тумба установлена в передней части вышечного блока и снабжена фиксатором пола.

Модуль бурильщика может быть снабжен стенками укрытия, шарнирно связанными с верхней гранью объемной фермы. Укрытие, установленное в передней части пола, может быть выполнено в виде горизонтальных секций, связанных штырьевым соединением друг с другом, а в полу выполнены отверстия ответно штырям каждой секции. Часть пола с отверстиями под штыри может быть выполнена с возможностью поворота. Стойки ворот могут быть шарнирно связаны с двух сторон соответственно с полом и трапом.

Вышечный блок предлагаемой конструкции позволяет решить техническую задачу за счет новых признаков: пол буровой связан с подвышечными рамами посредством четырех поворотных стоек, которые обеспечивают плоскопараллельное перемещение пола относительно подвышечных рам, при этом расположение передних стоек между вертикальными стенками укрытия позволяет производить это перемещение не убирая стенки укрытия, а расположение тумбы в передней части вышечного блока также не препятствует этому перемещению, сохраняется жесткое соединение тумбы с подвышечными рамами.

Снабжение вышечного блока модулем бурильщика, выполненным в виде объемной фермы с открытой передней гранью, на верхней грани которой установлены блоки подъемного каната, позволяет, не изменяя габариты модулей, обеспечить подъем вышки без дополнительных средств и дополнительных затрат на монтаж-демонтаж.

Такое решение, как подъемный посредством поворотных стоек пол, известно (патент США N 4831795, кл. В 66 С 23/06, 1989). В этом решении вышка размещена на подъемном полу и поднимается в вертикальном положении вместе с полом. Подъем самой вышки производится в нижнем положении пола, для чего на полу устанавливают специальные козла с блоками для подъемного каната, обеспечивающие необходимый подъемный момент.

В предлагаемой конструкции основания вышка установлена на подвышечных рамах и поднимается в вертикальное положение после подъема пола вместе с модулем бурильщика, на верхней грани которого установлены блоки для подъемного каната, обеспечивающие необходимый момент для подъема вышки. При этом модуль бурильщика выполнен в виде фермы с открытой передней гранью, позволяющей внутри ее разместить пульт управления буровой, вспомогательную лебедку и т.п. Стенки фермы закрыты и составляют часть укрытия по периметру пола, при этом недостающее по высоте укрытие (ограничено высотой фермы) является принадлежностью модуля и выполнено в виде стенок, шарнирно связанных с верхней гранью объемной фермы. Таким образом, такое решение позволяет сохранять габарит модуля при складывании стенок на верхней грани и уменьшить затраты на монтаж-демонтаж укрытия.

Укрытие в передней части пола выполнено составным из горизонтальных секций, которые позволяют с меньшими затратами на демонтаж компактно их уложить в транспортном положении в соответствующие гнезда пола. Пол за счет выполнения его поворотным принимает габариты, необходимые при складывании пола на подвышечную раму, для того, чтобы стенки укрытия оставались жестко закрепленными и в транспортном положении.

На фиг. 1 изображен общий вид вышечного блока буровой установки; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1; на фиг. 3 - вышечный блок, вид в плане; на фиг. 4 - вышечный блок при его монтаже; на фиг. 5 - модуль буровой площадки в транспортном положении; на фиг. 6 - то же, вид в плане; на фиг. 7 - общий вид модуля бурильщика; на фиг. 8 - то же, вид в плане.

Вышечный блок буровой установки состоит из модуля буровой площадки, установленного на двух продольных подвышечных рамах 1 и 2, которые установлены и закреплены на опорах 3 и 4, вышки 5 ноги которой шарнирно закреплены на тумбах 6 подвышечных рам 1 и 2, трапа 7, модуля бурильщика 8 и лебедки 9.

Модуль буровой площадки включает базовую раму 10, на которой предусмотрены проушины для закрепления в них попарно поворотных стоек 11 и 12. На этой же раме жестко устанавливают вертикальные боковые стенки 13, которые расположены, например, между стойками 11 и 12 в продольной вертикальной плоскости блока и являются ограждением приустьевого пространства. Поворотные стойки 11 устанавливают между стенками 13 для того, чтобы они могли осуществлять беспрепятственный поворот относительно шарниров. На раме 10 в передней части установлена и жестко закреплена тумба 14, выполненная, например, в виде арки, взаимодействующая в рабочем состоянии с рамой 15 через фиксирующее устройство 16, например, в виде проушин и пальцев. Стойки 11 и 12 шарнирно связаны другими концами с рамой 15. Пол буровой площадки выполнен с двумя откидными площадками 17, шарнирно закрепленными на раме 15.

На раме 15 устанавливают и закрепляют в задней ее части модуль бурильщика 8, представляющий собой объемную ферму с открытой передней гранью. Стенки фермы закрыты листами 18 и образуют таким образом внутреннее пространство, где размещают пультовую аппаратуру управления бурением (на чертежах не показана) и т.п. и которое одновременно является ограждением пола вышечного блока в задней части. Для увеличения ограждения в задней части до установленной нормами высоты предусмотрены стенки 19, 20, 21, которые одной стороной установлены шарнирно на верхней грани фермы по незамкнутому ее периметру. Стенки 19, 20 и 21 могут быть выполнены складывающимися, чтобы при транспортном положении они, уложенные на верхнюю грань фермы, не выступали за ее габариты.

На верхней передней грани фермы модуля бурильщика 8 установлены две пары блоков 22 механизма подъема вышки, который включает в себя подъемную оснастку, состоящую из подъемного каната 23, блоков, установленных на вышке 5 (не показаны), блоков 22 на модуле бурильщика 8, обводных роликов 24, установленных на вышке 5, и талевую систему (не показана), установленную на вышке, ходовой конец 25 которой пропускают через, например, обводной барабан 26, установленный на задней верхней грани модуля бурильщика, и связывают с приводом, например, наматывая ходовой конец 25 на барабан лебедки 9.

Укрытие в передней части буровой площадки выполняют в виде горизонтальных секций 27, например из металлических листов, связанных между собой посредством штырьевого соединения, причем нижняя секция 28 жестко установлена на откидных площадках 17. На этих откидных площадках выполнены отверстия 29 ответно штырям каждой секции 27. Секции 27 и 28 могут быть выполнены Г-образными.

Трап 7 установлен в передней части рамы 15 и шарнирно с ней связан, в то же время трап 7 шарнирно связан со стойками 30 ворот 31, причем последние также посредством шарниров, установленных с внутренней стороны, связаны с рамой 15, обеспечивая жесткость крепления стоек 30, несущих створки ворот 31.

Вышечный блок буровой установки транспортируют в виде модулей: буровой площадки, бурильщика, трапа, лебедки и вышки.

Модуль буровой площадки 8 в транспортном положении (см. фиг. 5) имеет следующий вид: горизонтальные секции 27 укрытия устанавливают своими соединительными штырями в отверстия 29 откидных площадок 17, а последние разворачивают к центру буровой площадки, например, с помощью крана и закрепляют любым известным способом, например упорами, установленными на раме 15. Рама 15 опущена на основание 10, при этом стойки 11 и 12 занимают положение, отличное от вертикального.

При установлении вышечного блока на рабочее место и приведении его в рабочее положение раму 15 поднимают посредством подъемного средства, например подъемного крана, при этом стойки 11 и 12 поворачиваются вокруг шарниров, обеспечивая плоскопараллельное перемещение рамы 15, на которой предварительно устанавливают модуль бурильщика 8. Рама 15 взаимодействует с тумбой 4, к которой закрепляется фиксирующим элементом 16. Лебедочный модуль 9 устанавливают в задней части на подвышечные рамы 1 и 2.

Выкладывают вышку 5 в горизонтальное положение и соединяют ее ноги с тумбами 6 подвышечных рам 1 и 2 шарнирными соединениями. Выполняют подъемную оснастку, пропуская подъемный канат 23 через блоки 22 и обводные ролики 24, расположенные на ногах вышки, соединив два свободных конца подъемного каната 23 зацепляют на крюк талевой системы (не показана). Ходовой конец 25 талевой системы закрепляют, например, на барабане лебедки 9, перебросив его через обводной барабан 26, а мертвый конец талевой системы - на подвышечной раме 2.

Вращением барабана лебедки 9 наматывают ходовой конец талевой системы, крюк перемещается и выбирает подъемную оснастку, которая поднимает вышку 5 до вертикального положения. Вышка соединяется с модулем бурильщика, например, стяжкой для фиксации.

Откидные площадки 17 переводят в горизонтальное положение, например, посредством вспомогательной лебедки. После этого устанавливают горизонтальные секции 27 одна над другой и соединяют их с нижней секцией 28. Устанавливают трап 7, соединяя его с рамой 15 посредством шарнира, другой конец опирается на опору (не показана).

Поднимают створки ворот 31 со стойками 30 относительно шарнира трапа до вертикального положения и закрепляют их шарниром на раме 15 с другой стороны стойки 31. Поднимают стенки 19, 20 и 21 укрытия, установленного на модуле бурильщика 8, в вертикальное положение и закрепляют любым способом.

Демонтаж вышечного блока буровой установки проводят в обратном порядке.

Использование: изобретение относится к нефтепромысловому оборудованию, в частности к буровым установкам вращательного бурения. Сущность изобретения: вышечный блок имеет в задней части модуль бурильщика, выполненный из объемной фермы с открытой передней гранью, верхняя грань которой снабжена блоками подъемного каната механизма подъема вышки, рама пола буровой связана с подвышечными рамами и основанием посредством двух пар поворотных стоек с возможностью плоскопараллельного перемещения, на подвышечных рамах жестко установлены боковые вертикальные стенки, при этом передняя пара поворотных стоек установлена между стенками, а тумба - в передней части буровой и снабжена фиксирующим устройством для закрепления рамы пола в поднятом положении. Модуль бурильщика снабжен стенками укрытия, которые шарнирно связаны с верхней гранью объемной фермы. Укрытие, установленное в передней части пола, выполнено в виде горизонтальных секций, связанных между собой штыревым соединением, причем нижняя секция жестко установлена на откидных площадках пола и на них выполнены отверстия ответно штырям каждой секции. 4 з.п.ф-лы, 8 ил.

1. ВЫШЕЧНЫЙ БЛОК БУРОВОЙ УСТАНОВКИ, включающий основание, состоящее из подвышечной рамы с тумбой, верхняя часть которой выполнена с возможностью взаимодействия с полом буровой, с которым шарнирно связан трап, буровую вышку, установленную с возможностью поворота на основании, механизм подъема вышки с блоками подъемного каната, талевой системой, установленной на вышке, и приводом, укрытие, установленное по периметру пола, передняя часть которого выполнена в виде ворот со стойками, отличающийся тем, что он снабжен модулем бурильщика, как минимум четырьмя поворотными стойками, шарнирно связанными соответственно с подвышечной рамой и полом, и боковыми вертикальными стенками, установленными на подвышечной раме, при этом модуль бурильщика установлен на полу в задней части вышечного блока и выполнен из объемной фермы с открытой передней гранью, на верхней грани которой установлены дополнительные блоки подъемного каната механизма подъема вышки, причем передняя пара поворотных стоек установлена между боковыми вертикальными стенками, а тумба расположена в передней части вышечного блока и имеет фиксатор пола буровой. 2. Блок по п.1, отличающийся тем, что модуль бурильщика снабжен стенками укрытия, шарнирно связанными с верхней гранью объемной фермы. 3. Блок по пп.1 и 2, отличающийся тем, что укрытие, установленное в передней части пола, выполнено в виде горизонтальных секций, связанных штыревым соединением одна с другой, а в полу выполнены отверстия ответно штырям секций. 4. Блок по п.3, отличающийся тем, что часть пола с отверстиями под штыри укрытия выполнена с возможностью поворота. 5. Блок по п.1, отличающийся тем, что поворотные стойки шарнирно связаны с двух сторон соответственно с полом и трапом.