УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ И ХРАНЕНИЯ БУРИЛЬНЫХ ТРУБ НА БУРОВОЙ ВЫШКЕ Российский патент 1998 года по МПК E21B19/00 E21B19/14 

Настоящее изобретение относится к области бурения, а более точно, к устройству для перемещения и хранения бурильных труб на буровой вышке, предназначенное для использования с буровой установкой, имеющей верхний привод.

Буровая установка с верхним приводом функционирует с системой тросового блока в верхней части буровой вышки. Она служит для поднимания и опускания разного оборудования. Примером такого оборудования является буровая машина для вращения бурильной трубы, которая соединена с помощью шарнира с блоком и установлена на тележке, перемещающейся по вертикальным рельсам.

При бурении на воду, газ или сырую нефть необходимо перемещать буровой блок с соединенным с ним оборудованием вверх и вниз, в то время как бурильная труба сохраняет свое положение бурения.

В настоящее время эта проблема решена за счет отвода блока с оборудованием между направляющими рельсами и бурильной трубой.

Из патента США N 3682259 известно устройство для перемещения и хранения бурильных труб на буровой вышке, предназначенное для использования с буровой установкой, имеющей верхний привод. Это устройство содержит систему бокового ступенчатого отвода связанных между собой талевого и бурового блоков, размещенных на буровой вышке, включающую установленный на тележке, выполненной с возможностью перемещения по вертикальным направляющим для транспортирования узлов оборудования, первый механизм в виде первого гидроцилиндра, связанного с буровым блоком и размещенного между ним и тележкой для обеспечения отвода талевого и бурового блоков из своего центрального положения над бурильной трубой и смещения параллельно в сторону, верхний блок, смонтированный на буровой вышке, и тросы набегающие на верхний блок и сбегающие с него.

Однако известное устройство требует большого пространства и приводит к нежелательному изгибанию троса. Момент сил в процессе бурения будет становиться больше и создавать большие напряжения. Это в свою очередь приводит к увеличению размеров.

Техническим результатом настоящего изобретения является создание устройства для перемещения и хранения бурильных труб на буровой вышке, предназначенного для использования с буровой установкой, имеющей верхний привод и обеспечивающего надежное и эффективное отведение бурового блока с присоединенным оборудованием в сторону от его центрального положения над бурильной трубой для освобождения места для новой секции бурильной трубы и подсоединения ее до отвода бурового блока в верхнее положение с меньшими мгновенными усилиями и использованием меньшего пространства, чем при известных устройствах.

Этот технический результат достигается тем, что в устройстве для перемещения и хранения бурильных труб на буровой вышке, предназначенном для использования с буровой установкой, имеющей верхний привод, содержащем систему бокового ступенчатого отвода связанных между собой талевого и бурового блоков, размещенных на буровой вышке, включающую установленный на тележке, выполненной с возможностью перемещения по вертикальным направляющим для транспортирования узлов оборудования, первый механизм в виде первого гидроцилиндра, связанного с буровым блоком и размещенного между ним и тележкой для обеспечения отвода талевого и бурового блоков из своего центрального положения над бурильной трубой и смещения параллельно в сторону, верхний блок, смонтированный на буровой вышке, и тросы, набегающие на верхний блок и сбегающие с него, согласно изобретению система бокового ступенчатого отвода связанных между собой талевого и бурового блоков имеет второй механизм, выполненный в виде второго гидроцилиндра, связанного с верхним блоком, и направляющего приспособления для тросов, расположенного в зоне верхнего блока, при этом тросы пропущены через шарнирные соединения, связанные с верхним блоком, а направляющее приспособление для тросов выполнено с возможностью взаимодействия со вторым гидроцилиндром второго механизма за счет воздействия на тросы для их смещения в направлении смещения талевого и бурового блоков.

Предпочтительно, чтобы направляющее приспособление для тросов было выполнено в виде нажимного ролика, соединенного со вторым механизмом, выполненным в виде второго гидроцилиндра, с помощью шарнирного рычага, соединяющего упомянутый второй гидроцилиндр с верхним блоком.

Настоящее изобретение позволяет создать конструкцию буровой вышки, требующей меньше пространства. Это позволит уменьшить момент сил на направляющих рельсах, а также устранить изгибание тросов при отводе из симметричного положения над бурильной трубой.

Другие цели и преимущества настоящего изобретения станут очевидными из нижеследующего описания.

На фиг. 1 изображен вид сбоку буровой вышки с устройством для перемещения и хранения бурильных труб, согласно изобретению, при центральном положении талевого блока над бурильной трубой; на фиг. 2 - вид сбоку буровой вышки с устройством для перемещения и хранения бурильных труб, согласно изобретению, при отведенном положении талевого блока для соединения с ним дополнительных секций бурильных труб; на фиг. 3 - то же, что и на фигуре 2, но при нахождении талевого блока в верхнем положении; на фиг. 4 - вид в плане и горизонтальном сечении буровой вышки с устройством для перемещения и хранения бурильных труб, согласно изобретению; на фиг. 5-8 - принципы работы устройства для перемещения и хранения бурильных труб, согласно изобретению.

Устройство для перемещения и хранения бурильных труб на буровой вышке, предназначенное для использования с буровой установкой, имеющей верхний привод, содержит систему бокового ступенчатого отвода талевого блока 1, размещенного на буровой вышке 2 и связанного с ним через соединительное звено 3 бурового блока 4, например, буровой машины для бурения бурильной трубой 5.

Система бокового ступенчатого талевого блока 1 и бурового блока 4 содержит первый механизм, выполненный в виде первого гидроцилиндра 6, соединенного с талевым блоком 1 и установленного на тележке 7. Тележка 7 предназначена для перемещения бурового блока 4 по вертикальным направляющим рельсам 8. Система содержит также верхний блок 9, смонтированный на буровой вышке 2 и связанный со вторым механизмом, выполненным в виде второго гидроцилиндра 10. К верхнему блоку 9 и от него подходят и отходят соединительные тросы 11. Для изменения направления движения троса 11, ближайшего к вертикальной центральной линии буровой вышки, имеется направляющее приспособление для тросов 11, содержащее нажимной ролик 12, соединенный со вторым гидроцилиндром 10 посредством шарнирного рычага 13, соединенного с гидроцилиндром 10 и верхним блоком 9. Блок 9 и нажимной ролик 12 могут создавать давление на соседний трос 11, что приводит к децентровке направления троса 11 относительно выбранного положения. Это особенно характерно, когда талевый блок 1 находится в положении возврата назад (фиг. 2, 3) и в положении нанесения удара (фиг. 4).

В положении бурения талевый блок 1 с соединенным буровым блоком 4 удерживается в центральном положении над бурильной трубой 5. Когда талевый блок 1 с буровым блоком 4 отводится назад для того, чтобы освободить пространство для нового 1,5-метрового участка бурильной трубы 5, гидравлический цилиндр 6 активируется и переносит талевый блок 1, децентрированный от центральной площадки над бурильной трубой. Это создает возможность соединять новый 4,2-метровый отрезок бурильной трубы 5 даже до того, как талевый блок 1 будет отведен назад в верхнее положение.

Кроме того, чтобы перемещать трос 11 в том же направлении, что и талевый блок 1 и сдвигать его в сторону от центральной области буровой вышки 2, гидравлический цилиндр 10 возле верхнего блока 9 перемещают нажимной ролик 12 от соседней пары тросов 11 .

Когда талевый блок 1 с соединенным с ним оборудованием, включая трос 11, отводится назад, детали, показанные на фиг. 2 и 3 будут занимать положение, показанное пунктирной линией на фиг. 4.

На фиг. 4 показаны настил 14 помоста, буровая вышка 2 и кассета 15 с пальцами для хранения секции бурильных труб в вертикальном положении. Различные бурильные трубы могут транспортироваться между кассетой 15 с пальцами и втулкой для соединения.

В соответствии с настоящим изобретением отведенный талевый блок 1 децентрируется сбоку, т.е. центральная ось перемещается параллельно.

Это перемещение, как показано на рис. 4, будет происходить за счет перемещения талевого блока 1 параллельно направляющим рельсам 8, а также пазами 16 кассеты 15 с пальцами.

Вышеописанное устройство создает меньшие моменты сил и требует меньше пространства, чем обычные известные устройства, где талевый блок 1 отводится между направляющими рельсами 8 и бурильной трубой 5 в сторону наружных пределов буровой вышки 2.

Использование: при бурении скважин. Сущность изобретения: Устройство для перемещения и хранения бурильных труб на буровой вышке, предназначенное для использования с буровой установкой, имеющей верхний привод, содержит систему бокового ступенчатого отвода бурового блока, размещенного на буровой вышке. Эта система включает первый механизм, выполненный в виде первого гидроцилиндра, связанного с буровым блоком, обеспечивающего его отвод из своего центрального положения над бурильной трубкой и смещение параллельно в сторону. Буровой блок связан с талевым блоком и установлен на тележке для транспортирования узлов оборудования, выполненной с возможностью перемещения по вертикальным направляющим. В систему бокового отвода входят также верхний блок, смонтированный на буровой вышке и связанный со вторым механизмом, выполненным в виде второго гидравлического цилиндра. Тросы, набегающие на верхний блок и сбегающие с него проходят через шарнирные соединения, связанные с верхним блоком. Направляющее приспособление для тросов, расположено в зоне верхнего блока и приводится в действие вторым гидроцилиндром за счет воздействия на тросы для их смещения в направлении смещения бурового блока и талевого блока. 1 з.п.ф-лы, 8 ил.

1. Устройство для перемещения и хранения бурильных труб на буровой вышке, предназначенное для использования с буровой установкой, имеющей верхний привод, содержащее систему бокового ступенчатого отвода связанных между собой талевого и бурового блоков, размещенных на буровой вышке, включающую установленный на тележке, выполненной с возможностью перемещения по вертикальным направляющим для транспортирования узлов оборудования, первый механизм в виде первого гидроцилиндра, связанного с буровым блоком и размещенного между ним и тележкой для обеспечения отвода талевого и бурового блоков из своего центрального положения над бурильной трубой и смещения параллельно в сторону, верхний блок, смонтированный на буровой вышке, и тросы, набегающие на верхний блок и сбегающие с него, отличающееся тем, что система бокового ступенчатого отвода связанных между собой талевого и бурового блоков имеет второй механизм, выполненный в виде второго гидроцилиндра, связанного с верхним блоком, и направляющего приспособления для тросов, расположенного в зоне верхнего блока, при этом тросы пропущены через шарнирные соединения, связанные с верхним блоком, а направляющее приспособление для тросов выполнено с возможностью взаимодействия с вторым гидроцилиндром второго механизма за счет воздействия на тросы для их смещения в направлении смещения талевого и бурового блоков. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что направляющее приспособление для тросов выполнено в виде нажимного ролика, соединенного с вторым механизмом, выполненным в виде второго гидроцилиндра, с помощью шарнирного рычага, соединяющего упомянутый второй гидроцилиндр с верхним блоком.