ШТРОП БУРИЛЬНЫЙ ОДНОСТРУННЫЙ Российский патент 2015 года по МПК E21B19/02 

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к устройствам для спускоподъемных операций с трубами при бурении и капитальном ремонте скважин.

Штропы бурильные однострунные предназначены для подвешивания элеваторов, вертлюгов и других приспособлений к специальным талевым крюкам общей системы.

Штропы бурильные однострунные являются невращающейся деталью талевой системы - штропы, крюкоблок талевой системы, оси талевого блока, кронблока, элеватор и подвержены повреждениям при перегрузках. Штропы бурильные однострунные используются только парами (комплектом).

В качестве аналога выбран штроп бурильный однострунный, представляющий из себя замкнутые с двух сторон овальные петли на вытянутой штанге. Каждый комплект штроп выполнен одинаковой длины, чтобы исключить возможность перекоса элеватора или другого подвешиваемого устройства. Несоответствие штроп по длине может затруднить завод штропов в проушины элеватора и привести к неравномерности нагрузки на проушины элеватора и, как следствие, к разрушению элеватора и аварии. (См. Вадецкий Ю.В. Бурение нефтяных и газовых скважин. 2003 г. - М.: Издательский центр «Академия», 352 с., стр.51).

Штропы бурильные однострунные изготавливаются методом свободной ковки с высадкой и прошивкой проушин. Механической обработке подвергаются только отверстия и торцевые поверхности проушин.

Заготовка для изготовления штропа бурильного однострунного представляет из себя штангу с утолщениями на концах. Заготовку получают из прутка в горизонтальных ковочных машинах в процессе горячей ковки.

Первый этап заключается в последовательном разогреве концов заготовки и штамповки в открытых штампах либо путем сплющивания их на механическом молоте с целью придания им заданной формы и толщины и последующей прошивкой отверстий. Получается полуфабрикат.

Второй этап - это разогрев обработанного полуфабриката до температуры, при которой осуществляют процесс пластической деформации материала, в данном случае ковка. Причем обработке подвергается центральная часть штропа (до проушин). Для осуществления качественной ковки полуфабрикат вращают специальными приспособлениями, подвешенными на балочном кране.

Третий этап - после ковки проводят термообработку (закалку) с разогревом штропа и последующей его выдержкой в нагревательном устройстве пока температура по всему телу (объему) штропа не достигнет требуемого значения для равномерной структуры.

Четвертый этап - огневая зачистка.

Пятый этап - доводка изделия до требуемых размеров в результате механической обработки, подборка пар штроп (комплектов).

Основным недостатком аналога является сложность его изготовления. Учитывая, что длина штропа может достигать 16 м и более, а вес свыше тонны, изготавливается специальное оборудование, которое приводит к значительным затратам и в конечном итоге резко удорожает изделие. Кроме этого при деформации центральной части штропа (основной вид поломок) комплект штроп бракуется и подлежит замене.

Предлагаемое изобретение исключает вышеуказанные недостатки аналога. Например, при деформации штанги штропа она легко заменяется.

На Фиг.1 показан штроп бурильный однострунный в сборке.

На Фиг.2 показан штроп бурильный однострунный в полуразобранном виде.

На Фиг.3 изображен штроп бурильный однострунный в разобранном виде.

На Фиг.4 изображена штанга штропа бурильного однострунного.

На Фиг.5 изображена верхняя проушина штропа бурильного однострунного.

На Фиг.6 изображена нижняя проушина штропа бурильного однострунного.

На Фиг.7 изображен узел сцепления штанги и проушин штропа бурильного однострунного.

На Фиг.8 изображена полумуфта.

Штроп бурильный однострунный состоит из следующих деталей:

1 - штанга;

2 - верхняя проушина;

3 - верхняя рукоятка;

4 - винт крепежный;

5 - нижняя проушина;

6 - нижняя рукоятка;

7 - полумуфта;

8 - предохранительные скобы;

9 - сварное соединение;

10 - сварное соединение.

Технический и экономический эффект заключается в конструкции штропа бурильного однострунного. Суть изобретения состоит в следующем: штроп бурильный однострунный разделен на три основные составляющие - штангу (1) и две проушины, нижнюю (5) и верхнюю (2).

Штанга (1) представляет из себя стержень, изготовленный на обжимном прокатном стане и прошедший термообработку на заводе-изготовителе, либо изготовленную из полимерных материалов. Диаметр штанги зависит от несущей нагрузки.

Нижняя проушина (5) служит для захвата элеватора или другого подвешиваемого устройства и имеет меньший размер. Верхняя проушина (2) зацепляется на талевом крюке и имеет больший размер. Проушины могут иметь различные формы и выгибы относительно штанги (1) в зависимости от конструкции крюка и размеров подвешиваемого устройства, например элеватора, а также от веса колонны труб, удерживаемой элеватором.

С торца нижней части проушин (2) и (5) высверлено отверстие (d) с расточкой (D) с целью охвата полумуфт (7), крепящихся на штанге (1) (см. Фиг.5 и Фиг.6).

На торцах штанги (1) выполнено резьбовое отверстие (В) для винтов крепежных (4). Винтами крепежными (4) крепятся нижняя (6) и верхняя (3) рукоятки.

Рукоятки (3) и (6) предназначены для удобства заведения штроп на крюк и в проушины элеватора, а также для извлечения штроп из транспортировочных ящиков (контейнеров). Кроме этого с помощью верхней рукоятки штроп поднимают крюком вспомогательной лебедки буровой установки для заведения на рог силового крюка буровой установки.

Рукоятка (3) имеет П-образную форму с кольцевой частью на одном конце с отверстием для прохода винта крепежного (4) и С-образной частью на другом, служащим для крепления на штанге путем ее охвата.

Предохранительные скобы (8) предназначены для фиксации верхней (3) и нижней (6) рукояток на штанге (1) штропа и соединяются с рукоятками сварными соединениями при монтаже штроп. Рукоятки и скобы не являются нагруженными (силовыми) элементами штроп.

Полумуфты (7) служат для сочленения штанги (1) и проушин (2) и (5). Полумуфты являются нагруженными (силовыми) элементами штроп и изготавливаются из легированной стали с обязательной термообработкой.

Сборка штроп бурильных однострунных осуществляется по следующей схеме: штанга (1) заводится в верхнюю и нижнюю проушины через отверстия (d) и далее с обеих концов на штангу надеваются полумуфты (7). Затем с помощью растягивающего гидравлического кондуктора полумуфты вводятся в расточки (D) проушин. Таким образом выбираются все люфты. Затем в таком положении штанга и проушины фиксируются сварным соединением. В дальнейшем при извлечении штропа из растягивающего кондуктора штанга и проушины провариваются сплошным швом (9) и (10). Сварочные соединения не являются нагруженным элементом штроп, так как штропы работают на растяжение и лишь фиксируют положение проушин на штанге.

Далее в проушины вставляются рукоятки (3) и (6) и крепятся к торцу штанги винтами крепежными (4). С-образная часть рукоятки при этом охватывает штангу (1) под проушинами (2) и (5) и выступающими наружу частями полумуфт (7). Рукоятки (3) и (6) фиксируются на штанге с помощью приварки к ним предохранительных скоб (8). Рукоятки могут располагаться снаружи полумуфт, но не свариваются со штангой.

Сборка штроп бурильных однострунных проводится парами в растягивающем кондукторе с подгонкой их по длине путем подбора полумуфт с шагом по посадочному размеру Н (например, в 1 мм) (Фиг.8), что выгодно отличает предлагаемое изобретение от аналога, у которого есть постоянный разброс по длине.

Далее штропы бурильные однострунные подвергаются механическим испытаниям.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к устройствам для спускоподъемных операций с трубами при бурении и капитальном ремонте. Штроп бурильный однострунный состоит из штанги, верхней и нижней проушин. С торца нижней части проушин высверлено отверстие с расточкой с целью охвата полумуфт, крепящихся на штанге. На торцах штанги выполнено резьбовое отверстие для винтов крепежных. Винтами крепежными крепятся нижняя и верхняя рукоятки. Рукоятка имеет П-образную форму с кольцевой частью на одном конце с отверстием для прохода винта крепежного и С-образной частью на другом, служащим для крепления на штанге путем ее охвата. Предохранительные скобы предназначены для фиксации верхней и нижней рукояток на штанге штропа и соединяются с рукоятками сварными соединениями при монтаже штроп. Полумуфты служат для сочленения штанги и проушин. Штанга и проушины провариваются сплошным сварным соединением. Изобретение обеспечивает упрощение изготовления и ремонта устройства. 8 ил.

Штроп бурильный однострунный, состоящий из штанги с проушинами, отличающийся тем, что он разделен на три основные части: штангу и две проушины, верхнюю и нижнюю, с торцов нижних частей которых высверлено отверстие с расточкой для охвата полумуфт, удерживающих штангу, на концах которой выполнены резьбовые отверстия для винтов крепежных, которые соединяют верхнюю часть рукояток с корпусом штанги, имеющие П-образную форму с кольцевой частью на одном конце и С-образной частью на другом для фиксации на штанге; верхняя и нижняя рукоятки зафиксированы на штанге предохранительными скобами, а сочленение штанги и проушин осуществляется с помощью полумуфт, причем штанга и проушины проварены сплошным сварным соединением с торцов штанги.