УСТРОЙСТВО ДЛЯ УДЕРЖАНИЯ КОЛОННЫ ТРУБ Российский патент 1997 года по МПК E21B19/10 

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности, к устройствам для удержания колонны труб при спуско-подъемных операциях.

Известно устройство для удержания колонны труб [1] содержащее корпус с внутренней расточкой, подвижные клиновые элементы, расположенные во внутренней расточке и через рычажный механизм связанные с гидроприводом.

Недостатками данного устройства являются: отсутствие средств очистки труб, необходимость дополнительного источника энергии для гидропривода и дополнительные затраты на обслуживание гидросистемы.

Известно устройство для удержания колонны труб [2] содержащее корпус с внутренней расточкой, подвижные клиновые элементы, расположенные во внутренней расточке и шарнирно закрепленные к подвеске, привод перемещения подвески с клиновыми элементами, выполненный в виде гидропривода, центратор и узел очистки труб.

Данное устройство для удержания колонны труб также требует дополнительного источника энергии для гидропривода и дополнительных затрат на его обслуживание.

Для устранения указанных недостатков в заявленном устройстве для удержания колонны труб, содержащем корпус с внутренней расточкой, подвижные клиновые элементы, расположенные во внутренней расточке и шарнирно закрепленные к подвеске, привод перемещения подвески с клиновыми элементами, центратор и узел очистки труб, предлагается дополнительно установить усилитель фиксации положения клиновых элементов и привод выполнить ножным в виде двух педалей, первая из которых кинематически связана с подвеской, а вторая педаль соединена с первой педалью тросом, перекинутым через блок, закрепленный на корпусе. При этом, каждая из педалей выполнена в виде скобы или стремени и снабжена направляющими в виде вертикальных нижних и верхних стержней, одним концом соединенных соответственно с нижней и верхней частями педали и пропущенных через направляющие втулки, установленные на кронштейнах, жестко связанных с корпусом, причем кинематическая связь первой педали с подвеской выполнена в виде двуплечего рычага, закрепленного на корпусе, одно плечо которого шарнирно связано с верхним стержнем направляющей первой педали, а второе плечо двуплечего рычага выполнено с вилкой, концы которой шарнирно соединены с подвеской. Кроме того, подвеска выполнена с направляющими стержнями, прикрепленными к ней одним концом и пропущенными в направляющие втулки, установленные на корпусе, при этом у каждого из направляющих стержней подвески второй конец жестко соединен с тележкой, имеющей с боковыми ребрами колесо, установленное с возможностью качения по дополнительной направляющей, закрепленной в корпусе, причем в одной плоскости, проходящей через оси направляющего стержня подвески и ему соответствующей дополнительной направляющей, установлен подпружиненный рычажный усилитель фиксации клиновых элементов с рабочим выступом, взаимодействующим с тележкой. Для снижения нагрузки на первой педали нижний стержень первой педали снабжается грузом, а для удобства работы при спуско-подъемных операциях, когда в скважине имеется электрический кабель, идущий, например, к электродвигателю погружного насоса, в устройстве предусмотрена установка дополнительного блока, расположенного на верхней части корпуса между клиновыми элементами.

В заявленном устройстве предлагается выполнять узел очистки целикового или лепесткового типа и подвижно закрепить его на подвеске, что позволяет создать более компактную конструкцию. Для повышения надежности, в частности, при восприятии клиновыми элементами крутящего момента, клиновые элементы подвижно установлены в пазах плиты, закрепленного в верхней части корпуса.

На фиг.1 показан продольный разрез устройства, на фиг.2 разрез по А-А на фиг. 1, на фиг.3 сечение В-В на фиг.2, на фиг.4 сечение по Д-Д на фиг.1, на фиг.5 разрез по Е-Е на фиг.1, на фиг.6 разрез по Г-Г на фиг.2, на фиг.7 разрез по Ж-Ж на фиг.5, на фиг.8 то же, что и на фиг.7 при верхнем положении клиновых элементов, на фиг.9 разрез по Б-Б на фиг.1.

Предложенное устройство для удержания колонны труб содержит корпус 1, клиновые элементы 2, подвеску 3, центратор 4, первую и вторую педали 5 и 6, трос 7, блок 8, направляющие нижние и верхние стержни 9 и 10, направляющие втулки 11, двуплечий рычаг 12 с вилкой 13, направляющие стержни 14 подвески 3, тележки 15 с колесами 16, дополнительные направляющие 17, подпружиненные рычажные усилители 18 с рабочим выступом 19, имеющим верхний скос 20, дополнительный блок 21 для кабеля, груз 22, узел 23 очистки труб целикового или лепесткового типа. Клиновые элементы 2 размещены в пазах плиты 24, закрепленной в верхней части корпуса 1.

Предлагаемое устройство для удержания колонны труб работает следующим образом. При фиксации колонны труб клиновые элементы 2 утоплены во внутренней расточке корпуса 1 и обжимают по наружной поверхности трубу. При этом, подвеска 3 осуществляет поджим клиновых элементов 2 на заклинивание за счет усилий, действующих со стороны подпружиненных рычажных усилителей 18 на тележки 15 направляющих стержней 14 подвески 3.

Для расфиксации колонны труб ногой перемещают первую педаль 5 вниз. С перемещением первой педали 5 поворачивается двуплечий рычаг 12, который своей вилкой 13 поднимает подвеску 3 вместе с клиновыми элементами 2. Клиновые элементы 2, поднимаясь, расходятся, освобождая трубу от захвата. При этом, при подъеме подвески 3 тележки 15 направляющих стержней 14, воздействуя на рабочие выступы 19, отжимают подпружиненные рычажные усилители 18 и перемещаются вверх по дополнительным направляющим 17, с которыми контактируют их колеса 16. В верхнем положении тележки 15 удерживаются верхними скосами 20, подпружиненных рычажных усилителей 18, что позволяет фиксировать подвеску 3 в верхнем положении без воздействия на первую педаль 5.

Для удержания колонны труб ногой опускают вторую педаль 6, перемещение которой за счет троса 7 и блока 8 вызывает подъем первой педали 5, поворот двуплечего рычага 12 с вилкой 13 и опускание подвески 3 с клиновыми элементами 2, которые входя во внутреннюю расточку корпуса 1 захватывают трубу. При этом, тележки 15 направляющих стержней 14 подвески 3 отжимают подпружиненные рычажные усилители 18 и перемещаются в нижнее исходное положение.

К фланцевой части устройства для удержания колонны труб крепится ключ для свинчивания и развинчивания труб, которым удобно пользоваться при наличии предлагаемого педального ножного привода.

Использование: изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к устройствам для удержания колонны труб при спуско-подъемных операциях. Сущность изобретения: в предлагаемом устройстве с усилителем фиксации положения клиновых элементов для привода подвески клиновых элементов используется педальный ножной привод, выполненный в виде двух педалей, первая из которых через кинематическую связь соединена с подвеской, а вторая педаль тросом, перекинутым через блок, закрепленный на корпусе, соединена с первой педалью. Причем кинематическая связь первой педали с подвеской осуществлена с помощью двуплечего рычага, одно плечо которого соединено с верхним стержнем направляющей первой педали, а второе плечо выполнено с вилкой, шарнирно соединенной с подвеской. Подвеска, при этом, снабжена направляющими стержнями, на концах которых установлены тележки с колесами, контактирующими с дополнительными направляющими в корпусе. При этом, тележки взаимодействуют с рабочими выступами подпружиненных рычажных усилителей фиксации клиновых элементов, позволяющих создавать усилие на клиновых элементах в сторону заклинивания и удерживать подвеску в верхнем положении, которое соответствует расфиксированному положению колонны труб. 6 з.п. ф-лы, 9 ил.

1. Устройство для удержания колонны труб, содержащее корпус с внутренней расточкой, подвижные клиновые элементы, расположенные во внутренней расточке и шарнирно закрепленные к подвеске, привод перемещения подвески с клиновыми элементами, центратор, и узел очистки труб, отличающееся тем, что устройство дополнительно снабжено усилителем фиксации положений клиновых элементов, а природ перемещения подвески выполнен ножным в виде двух педалей, первая из которых кинематически связана с подвеской, а вторая педаль соединена с первой педалью тросом, перекинутым через блок, закрепленный на корпусе. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что каждая из педалей выполнена в виде скобы или стремени и снабжена направляющими в виде вертикальных нижних и верхних стержней, одним концом соединенных соответственно с нижней и верхней частями педали и пропущенных через направляющие втулки, установленные на кронштейнах, жестко связанных с корпусом, причем кинематическая связь первой педали с подвеской выполнена в виде двуплечего рычага, закрепленного на корпус, одно плечо которого шарнирно связано с верхним стержнем направляющей первой педали, а второе плечо двуплечего рычага выполнено с вилкой, концы которой шарнирно соединены с подвеской. 3. Устройство по п. 1 или 2, отличающееся тем, что подвеска выполнена с направляющими стержнями, прикрепленными к ней одним концом и пропущенные в направляющие втулки, установленные на корпусе, при этом у каждого из направляющих стержней подвески второй конец жестко соединен с тележкой, имеющей с боковыми ребрами колесо, установленное с возможностью качения по дополнительной направляющей, закрепленной в корпусе, причем в одной плоскости, проходящей через оси направляющего стержня подвески и ему соответствующей дополнительной направляющей, установлен подпружиненный рычажный усилитель фиксации клиновых элементов с рабочим выступом, взаимодействующим с тележкой. 4. Устройство по пп. 1 и 3, отличающееся тем, что на верхней части корпуса между клиновыми элементами установлен дополнительный блок для кабеля. 5. Устройство по пп. 2 и 3, отличающееся тем, что нижний стержень направляющей первой педали снабжен грузом. 6. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что узел очистки труб выполнен целикового или лепесткового типа и подвижно закреплен на подвеске. 7. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что клиновые элементы подвижно установлены в пазах плиты, закрепленной в верхней части корпуса.