ТЕЛЕСКОПИЧЕСКАЯ МАЧТА Российский патент 2014 года по МПК E21B15/00 

Предлагаемое изобретение относится к области нефтяного и газодобывающего оборудования, а именно к самоходным, мобильным и стационарным буровым установкам.

В качестве прототипа выбрана телескопическая мачта (см. Справочное пособие «Мобильные буровые установки и агрегаты для бурения и ремонта скважин», г.Сургут. Рекламно-издательский информационный центр «Нефть Приобья» ОАО «Сургутнефтегаз», 2004 г., гл.7, стр.118-121), состоящая из двух цельносварных телескопируемых секций: нижней и верхней.

Верхняя секция оснащена кронблоком с ограждениями, роликами для каната вспомогательной лебедки, кронштейнами под ролики механизма телескопирования и т.д.

Нижняя секция оснащена направляющими роликами для телескопирования.

В верхнюю и нижнюю секции встроены кронштейны с роликами для выполнения канатной оснастки системы, телескопирования верхней секции в рабочее положение с приводом от гидроприводной лебедки, установленной на боковой грани нижней секции. В нижней секции со стороны боковых граней установлены четыре опорно-стопорных кронштейна для опирания и фиксации верхней секции в рабочем положении. Опорные кронштейны с гнездами для фиксации штырей верхней секции соединены между собой попарно при помощи оси и фиксаторов. В поднятом рабочем положении верхняя секция, кроме опирания в гнезда опорных кронштейнов, дополнительно крепится за несущие трубы к нижней секции при помощи прижимных планок с призменными накладками и фиксируется откидными болтами. На верхней секции устанавливаются полати. Полати крепятся к верхней секции за цапфы с помощью специальных кронштейнов со скобами и стяжками.

Недостатками прототипа являются следующие факторы:

1. Механизм фиксации секций телескопической мачты приводится с помощью гидравлики или пневматики, что приводит к значительному удорожанию конструкции.

2. Гидравлические и пневматические приводы механизма фиксации сложны в обслуживании и ремонте.

3. Ненадежность работы в условиях температур ниже -20°C.

Целью предлагаемого изобретение является упрощение схемы телескопирования и фиксации верхней секции за счет применения механических приводов, удобство обслуживания и ремонта, надежность работы и исключение отказов в условиях низких температур, а также значительное удешевление самой конструкции за счет замены пневматики или гидравлики в механизме фиксации секций кинематическими перемещениями секций.

Вышеуказанная цель достигается новыми техническими решениями, представленными в предлагаемом изобретении.

Узел опирания и фиксации верхней секции телескопической мачты показан следующими чертежами:

Фиг.1 - узел опирания и фиксации верхней секции телескопической мачты в крайнем верхнем положении;

Фиг.2 - узел опирания и фиксации верхней секции телескопической мачты в рабочем положении.

Телескопическая мачта состоит из стационарной нижней секции, выдвижной верхней секции, механизма телескопирования и узла опирания и фиксации верхней секции телескопической мачты. В верхней части нижней секции телескопической мачты 12 симметрично вертикальной осевой плоскости установлены балки 13, имеющие опорные поверхности и сходящиеся поверхности, расстояние между которыми снизу вверх уменьшается. В нижней части верхней секции 6 установлена балка 4 с опорными поверхностями и проушинами 7, к которым при помощи пальцев 16 шарнирно крепятся башмаки 15. В центре балки 4 симметрично осевой плоскости установлена стойка 8, к проушинам которой при помощи пальцев 10 шарнирно крепятся двуплечие рычаги 11 и 9 с роликами 14, пружиной растяжения 3, тягами 1 и собачкой 5. Тяги 1 шарнирно связывают рычаги 11, 9 с башмаками 15. Собачка 5 шарнирно соединена с рычагом 9 и лежит на пальце 2 рычага 11 нижней или верхней рабочей поверхностью.

Фиксация происходит следующим образом. Перед подъемом верхней секции собачка 5 укладывается на палец 2 своей нижней рабочей поверхностью. В нижнем положении верхней секции пружина 3 и вес башмаков 15 через тяги 1 прижимают верхние плечи рычагов 11, 9 к стойке 8. Башмаки максимально опущены. При подъеме верхней секции 6 ролики 14 начинают контактировать со сходящимися поверхностями и по мере движения ввер, рычаги 11, 9 через тяги 1 поворачивают башмаки 15 в положение, близкое к запирающему. Верхние плечи рычагов 11, 9 расходятся, нижняя рабочая поверхность собачки 5 соскальзывает с пальца 2. Под собственным весом собачка 5 опускается на палец 2 верхней рабочей поверхностью. В этом положении верхняя секция 6 останавливается, башмаки 15 зависают над опорными поверхностями балки 13. Верхнюю секцию опускают, палец 2 упирается в запирающую поверхность собачки 5 и не дает башмакам 15 повернуться под собственным весом. Башмаки достигают опорной поверхности, доворачиваются по ней, одновременно упираясь в опорные поверхности балки 4 верхней секции 6. Верхние плечи рычагов 11, 9 при этом расходятся и собачка 5 соскальзывает с пальца 2, поворачиваясь под собственным весом и зависая на рычаге 9.

Для того чтобы опустить верхнюю секцию, нужно приподнять ее в крайнее верхнее положение. Под собственным весом башмаки 15 при этом поворачиваются на пальцах 16 и при дальнейшем опускании верхней секции проходят мимо опорных поверхностей нижней секции 12.

Телескопическая мачта состоит из стационарной нижней секции выдвижной верхней секции, механизма телескопирования и узла опирания и фиксации верхней секции телескопической мачты. В верхней части нижней секции телескопической мачты 12 симметрично вертикальной осевой плоскости установлены балки 13, имеющие опорные поверхности и сходящиеся поверхности, расстояние между которыми снизу вверх уменьшается. В нижней части верхней секции 6 установлена балка 4 с опорными поверхностями и проушинами 7, к которым при помощи пальцев 16 шарнирно крепятся башмаки 15. В центре балки 4 симметрично осевой плоскости установлена стойка 8, к проушинам которой при помощи пальцев 10 шарнирно крепятся двуплечие рычаги 11 и 9 с роликами 14, пружиной растяжения 3, тягами 1 и собачкой 5. Тяги 1 шарнирно связывают рычаги 11, 9 с башмаками 15. Собачка 5 шарнирно соединена с рычагом 9 и лежит на пальце 2 рычага 11 нижней или верхней рабочей поверхностью. Фиксация происходит следующим образом. Перед подъемом верхней секции собачка 5 укладывается на палец 2 своей нижней рабочей поверхностью. В нижнем положении верхней секции пружина 3 и вес башмаков 15 через тяги 1 прижимают верхние плечи рычагов 11, 9 к стойке 8. Башмаки максимально опущены. При подъеме верхней секции 6 ролики 14 начинают контактировать со сходящимися поверхностями и по мере движения вверх рычаги 11, 9 через тяги 1 поворачивают башмаки 15 в положение, близкое к запирающему. Верхние плечи рычагов 11, 9 расходятся, нижняярабочая поверхность собачки 5 соскальзывает с пальца 2. Под собственным весом собачка 5 опускается на палец 2 верхней рабочей поверхностью. В этом положении верхняя секция 6 останавливается, башмаки 15 зависают над опорными поверхностями балки 13. Верхнюю секцию опускают, палец 2 упирается в запирающую поверхность собачки 5 и не дает башмакам 15 повернуться под собственным весом. Башмаки достигают опорной поверхности, доворачиваются по ней, одновременно упираясь в опорные поверхности балки 4 верхней секции 6. Верхние плечи рычагов 11, 9 при этом расходятся и собачка 5 соскальзывает с пальца 2, поворачиваясь под собственным весом и зависая на рычаге 9. Для того чтобы опустить верхнюю секцию, нужно приподнять ее в крайнее верхнее положение. Под собственным весом башмаки 15 при этом поворачиваются на пальцах 16 и при дальнейшем опускании верхней секции проходят мимо опорных поверхностей нижней секции 12. 2 ил.

Телескопическая мачта, включающая в себя стационарную нижнюю секцию, выдвижную верхнюю секцию, механизм телескопирования и узел опирания и фиксации верхней секции, отличающийся тем, что в верхней части нижней секции телескопической мачты симметрично вертикальной осевой плоскости установлены балки, имеющие опорные поверхности и сходящиеся поверхности, расстояние между которыми снизу вверх уменьшается, а в нижней части верхней секции установлена балка с опорными поверхностями и проушинами, к которым при помощи пальцев шарнирно крепятся башмаки, в центре балки симметрично осевой плоскости установлена стойка, к проушинам которой при помощи пальцев шарнирно крепятся двуплечие рычаги с роликами, пружиной растяжения, тягами и собачкой, а тяги шарнирно связывают рычаги с башмаками, собачка шарнирно соединена с рычагом и лежит на пальце рычага нижней или верхней рабочей поверхностью.