УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ УСТРОЙСТВА МАНИПУЛИРОВАНИЯ БУРИЛЬНЫМИ ТРУБАМИ Российский патент 2018 года по МПК E21B19/06 E21B19/15 E21B19/20 

ПРИОРИТЕТНЫЙ ДОКУМЕНТ

[0001] Настоящая заявка имеет приоритет по австралийской предварительной заявке на патент № 2012905435 под наименованием "ROD HANDLER IMPROVEMENTS", выложенной 11 декабря 2012 г., полностью включенной в состав в виде ссылки в данном документе.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

[0002] Настоящее изобретение относится к средству манипулирования бурильными трубами, держателю бурильной трубы для него, способу управления средством манипулирования и буровой установке с применением средства манипулирования и держателя бурильной трубы.

ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0003] Буровые установки для бурения скважин обычно содержат выступающую вверх вышку, несущую бурильный блок, который перемещается вдоль вышки. Бурильный блок снабжен средством, которое может принимать и захватывать верхний конец бурильной трубы, образующей часть бурильной колонны, для приведения в действие бурильной колонны и бурового долота, установленного на нижнем конце бурильной колонны. Дополнительно бурильный блок может иметь средство приложения направленной вниз силы к бурильной колонне для осуществления проходки.

[0004] Бурильная колонна содержит некоторое число свечей бурильных труб, которые соединяются концами, где свеча бурильных труб обычно практически равна высоте вышки. Во время бурения, когда бурильный блок достигает нижнего конца вышки, бурильная колонна удерживается закрепленной относительно вышки, и бурильный блок отсоединяется от бурильной колонны и поднимается к верхнему концу вышки. Новая свеча бурильных труб затем поднимается и устанавливается в зажимной патрон бурильного блока и после этого нижний конец соединяется с верхним концом бурильной колонны. После наращивания колонны новой свечой бурильных труб бурение можно продолжать вновь до достижения бурильным блоком нижнего конца вышки. Во время буровых работ, проходка при которых может составлять сотни метров, необходима установка новых свечей бурильных труб в бурильную колонну через равные интервалы по окружности.

[0005] В данном описании термин "бурильная труба" следует понимать включающим в себя все формы удлиненных элементов, применяемых в бурении, строительстве и эксплуатации скважин, в том числе трубы, патрубки, штанги, обсадные трубы, которые поставляются в виде звеньев и соединяются между собой для применения в стволе скважины.

[0006] На практике, однако, не все бурильные трубы являются одинаковыми, они значительно отличаются. Например, трубы для алмазного кернового бурения (ниже в данном документе трубы алмазного бурения) гораздо легче и менее прочны, чем трубы для бурения с обратной циркуляцией (ниже в данном документе трубы бурения с обратной циркуляцией), в частности на резьбах, так что средство, подходящее для манипулирования трубами бурения с обратной циркуляцией, обычно не подходит для манипулирования трубами алмазного бурения и наоборот.

[0007] На основе данной предпосылки и с учетом соответствующих проблем и трудностей разработано настоящее изобретение.

[0008] Задачи и преимущества настоящего изобретения должны стать понятными из следующего описания с прилагаемыми чертежами, в котором в качестве иллюстрации и примера приведен вариант осуществления настоящего изобретения.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0009] В первом аспекте настоящим изобретением соответственно создан держатель бурильной трубы для средства манипулирования бурильными трубами, держатель образует гнездо, выполненное с возможностью приема участка свечи бурильных труб, и зажимное средство, установленное в гнезде и перемещающееся между зажимающим и высвобождающим положениями относительно бурильной трубы.

[0010] В одной форме зажимное средство содержит по меньшей мере одну перемещающуюся часть или зажимную плашку.

[0011] В одной форме зажимное средство содержит множество зажимных плашек, расположенных радиально вокруг гнезда.

[0012] В одной форме зажимное средство содержит три расположенные радиально через равные интервалы по окружности зажимные плашки.

[0013] В одной форме гнездо и/или каждая зажимная плашка являются удлиненными по существу с параллельным друг другу направлением удлинения.

[0014] В одной форме зажимное средство является самоцентрующимся и поэтому всегда зажимает бурильную трубу по центру гнезда.

[0015] В альтернативе зажимное средство может содержать один или несколько поясков, окружающих бурильную трубу и плотно прижимающихся к ней.

[0016] В одной форме держатель дополнительно содержит средство привода для зажимного средства. В одной форме средство привода или каждое средство привода содержит один или несколько исполнительных механизмов. В одной форме каждый исполнительный механизм приводит в действие зажимное средство с помощью системы трансмиссии. В одной форме в альтернативе исполнительный механизм или каждый исполнительный механизм приводит в действие зажимное средство напрямую.

[0017] В одной форме зажимное средство смещается в свое высвобождающее положение смещающим средством, при этом средство привода требуется только для перемещения зажимного средства в зажимающее положение. В одной форме смещающее средство содержит пружинное устройство или элемент.

[0018] В одной форме средство привода содержит линейный исполнительный механизм, перемещающий опорную плиту домкрата против смещения смещающего средства, держатель бурильной трубы дополнительно содержит плавающую плиту, которая должна следовать за опорной плитой домкрата, благодаря соединению с опорной плитой домкрата по меньшей мере одним соединительным стержнем, причем подвижная зажимная плашка или каждая из плашек следует за плавающей плитой, благодаря функциональной связи с ней, и при этом подвижная зажимная плашка или каждая из плашек перемещается в зажимающее положение приводом против смещения смещающего средства.

[0019] В одной форме подвижная зажимная плашка или каждая из плашек содержит копир для направляющей, функционально связанный с направляющей зажимной плашки, установленной в гнезде, для перевода зажимной плашки в зажимающее положение при ее перемещении против действия смещающего средства.

[0020] В одной форме каждый копир для направляющей содержит наклонную плоскость, которая должна беспрепятственно скользить, упираясь в противоположно направленную, но аналогично наклоненную плоскость направляющей зажимной плашки с любым продольным перемещением, выполняемым с помощью линейного исполнительного механизма.

[0021] В одной форме держатель бурильной трубы дополнительно содержит удлиненный цилиндрический корпус, образующий гнездо внутри, при этом один конец корпуса является открытым, и противоположный конец является по существу закрытым концевой плитой, на которой подвешен линейный исполнительный механизм.

[0022] В одной форме смещающее средство содержит работающие на сжатие пружины, надетые на каждый из соединительных стержней и проходящие между концевой плитой и плавающей плитой для поддержания заданного расстояния между ними.

[0023] В дополнительном аспекте изобретением можно считать держатель бурильной трубы для средства манипулирования бурильными трубами, содержащий по меньшей мере пару удлиненных зажимных плашек, по меньшей мере одна из которых может перемещаться между зажимающим и высвобождающим положениями относительно бурильной трубы, при этом каждая зажимная плашка полной длиной зажимает трубу вдоль ее продольной оси, находясь в зажимающем положении.

[0024] В дополнительном аспекте изобретением можно считать средство манипулирования бурильными трубами, содержащее базовую часть, держатель бурильной трубы, как описано выше, причем держатель бурильной трубы подвешен на базовой части с возможностью перемещения относительно базовой части для выполнения функции перемещения свечи бурильных труб с места хранения бурильных труб в положение совмещения по оси с бурильной колонной и обратно.

[0025] В одной форме держатель бурильной трубы подвешен на базовой части для вращения вокруг оси, проходящей поперечно продольной оси держателя бурильной трубы, при этом держатель может перемещаться между вертикальным положением и, по существу, горизонтальным положением, а также перемещаться между первым положением, смежным с местом хранения бурильных труб, и одним или несколькими положениями на расстоянии от первого положения, в том числе положением выставления трубы по оси бурильной колонны.

[0026] В одной форме гнездо образовано корпусом, имеющим открытый конец, через который бурильная труба может приниматься, и закрытый конец, противоположный открытому концу, причем закрытый конец находится в нижнем положении, когда держатель бурильной трубы принимает по существу вертикальное положение.

[0027] В одной форме направление удлинения гнезда проходит между открытым и закрытым концами корпуса.

[0028] В одной форме держатель бурильной трубы подвешен на консоли, которая закреплена с возможностью вращения на базовой части для поворота вокруг, по существу, вертикальной оси.

[0029] В дополнительном аспекте изобретением можно считать буровую установку, содержащую средство манипулирования, описанное выше.

[0030] Подробное описание одного или нескольких вариантов осуществления изобретения, приведенное ниже с прилагаемыми чертежами, показывает пример реализации принципов изобретения. Хотя изобретение описано для вариантов осуществления, понятно, что изобретение не ограничено вариантами осуществления. Объем изобретения ограничен только прилагаемой формулой изобретения, и изобретение охватывает многочисленные альтернативы, модификации и эквиваленты. Для примера ряд конкретных деталей приведен в следующем описании с целью обеспечить глубокое понимание настоящего изобретения.

[0031] Для дополнительного понимания изобретения ниже описаны предпочтительные варианты осуществления. Однако следует понимать, что объем изобретения не ограничен и не сужен деталями вариантов осуществления, описанных ниже. Специалисту в данной области техники понятно, что вариации и изменения также относятся к объему изобретения.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0032] Варианты осуществления настоящего изобретения рассматриваются со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых показано следующее.

[0033] На фиг. 1 в изометрии показана вышка для буровой установки.

[0034] На фиг. 2 показан с увеличением нижний конец вышки фиг. 1.

[0035] На фиг. 3 показан вид сбоку держателя бурильных труб вышки фиг. 1.

[0036] На фиг. 4 показано продольное сечение держателя бурильных труб фиг. 3.

[0037] На фиг. 5 в изометрии показан держатель бурильных труб фиг. 1 без предохранительной решетки для домкрата и опорной плиты домкрата.

[0038] На фиг. 6 показан вид сбоку держателя бурильных труб фиг. 5.

[0039] На фиг. 7 показано продольное сечение держателя бурильных труб фиг. 5.

[0040] На фиг. 8 показан вид с торца держателя бурильных труб фиг. 5.

[0041] На фиг. 9 показано поперечное сечение соединительных стержней держателя бурильных труб фиг. 5.

[0042] На фиг. 10 показан вид сверху концевой плиты от держателя бурильных труб фиг. 5.

[0043] На фиг. 11 показан вид сверху опорной плиты домкрата от держателя бурильных труб фиг. 5.

[0044] На фиг. 12 показан вид сверху плавающей плиты от держателя бурильных труб фиг. 5.

[0045] На фиг. 13 показан вид сбоку корпуса от держателя бурильных труб фиг. 5.

[0046] На фиг. 14 показано продольное сечение корпуса фиг. 12.

[0047] На фиг. 15 показан вид зажимающей поверхности зажимной плашки от держателя бурильных труб фиг. 5.

[0048] На фиг. 16 показан вид сбоку зажимной плашки фиг. 15.

[0049] На фиг. 17 показана поверхность, следующая по направляющей (противоположная зажимающей поверхности) зажимной плашки фиг. 15.

[0050] На фиг. 18 показано продольное сечение зажимной плашки фиг. 15.

[0051] На фиг. 19 в изометрии показан держатель бурильных труб фиг. 1 без корпуса и предохранительной решетки, которые удалены для улучшенного показа внутренней компоновки.

[0052] На фиг. 20 показано внутреннее устройство приводного конца держателя бурильных труб фиг. 1 со всеми подвижными компонентами в положении высвобождения трубы.

[0053] На фиг. 21 показано внутреннее устройство приводного конца держателя бурильных труб фиг. 19 со всеми подвижными компонентами в положении зажима трубы.

[0054] В следующем описании одинаковыми позициями указаны одинаковые или аналогичные части на чертежах.

ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

[0055] На фиг. 1 показана буровая установка 10 для несения на транспортном средстве (не показано), содержащая вышку 12, которая может поворачиваться между вертикальным рабочим положением, показанным на чертежах, и горизонтальным положением (не показано), в котором вышка укладывается, по существу вдоль, центральной оси транспортного средства для транспортировки.

[0056] Если необходимо, буровая установка 10 выполняется с возможностью транспортировки с помощью транспортного средства и перехода в стационарное положение при отсоединении от транспортного средства.

[0057] Вышка 12 несет бурильный блок 14, который при работе приводит во вращение бурильную колонну (не показано) с помощью приводного двигателя, размещенного в бурильном блоке 14, а также спускает бурильную колонну в скважину и поднимает из скважины с помощью системы спускоподъемного оборудования.

[0058] Буровая установка 10 содержит средство манипулирования бурильными трубами, предназначенное для упрощения подачи бурильной трубы из стеллажа хранения в положение на одной линии с бурильной колонной, в котором бурильную трубу может скреплять с бурильным блоком 14 верхним концом и с бурильной колонной нижним концом, и также упрощения удаления свечи бурильных труб из бурильной колонны.

[0059] Средство манипулирования бурильными трубами может входить в состав буровой установки 10 либо как навесное оборудование или как встроенная часть буровой установки.

[0060] В показанном на фиг. 2 варианте осуществления средство манипулирования бурильными трубами содержит линейный исполнительный механизм 15, который закреплен на одной стороне вышки 12 с просветом от лицевой поверхности вышки 12. Линейный исполнительный механизм 15 содержит вертикальный вал 17, по существу параллельный основной ось вышки, один конец 18 которого прикреплен к нижней части вышки. Другой конец вала 17 размещается в закрытом цилиндре 19 и снабжен уплотнением, при этом пространство, образованное между уплотнением и каждым концом цилиндра 19, содержит отдельное закрытое пространство. Цилиндр 19 размещается с возможностью скольжения в опорном блоке 20, установленном сбоку вышки, что обеспечивает продольное перемещение цилиндра 19 через опорный блок 20. Замкнутые пространства в цилиндре соединяются с источником текучей среды под давлением, при этом перемещением цилиндра вдоль вала 17 можно управлять, обеспечивая перемещение цилиндра 19 вверх или вниз относительно вышки 12 через опорный блок 20.

[0061] Верхний конец цилиндра 19 имеет первый вращательный исполнительный механизм 21, установленный на нем, при этом приводной вал первого вращательного исполнительного механизма 21 установлен на цилиндр 19, а корпус первого вращательного исполнительного механизма 21 закреплен так, что предотвращается вращение корпуса относительно вышки 12, но обеспечивается его продольное перемещение относительно вышки. В результате, цилиндр 19 может поворачиваться вокруг своей центральной оси под действием первого вращательного исполнительного механизма 21 и может перемещаться вверх и вниз относительно вышки с помощью линейного исполнительного механизма 15.

[0062] Нижний конец цилиндра 19 снабжен радиальной консолью 23, которая на своем наружном конце снабжена выступающей вверх несущей плитой 24, в общем, проходящей тангенциально к радиальной оси цилиндра 9. Несущая плита 24 несет держатель 1 бурильной трубы, который поворачивается вокруг оси, проходящей поперек центральной оси цилиндра 19. Поворотом держателя 1 бурильной трубы управляют с помощью второго вращательного исполнительного механизма 26, который представляет собой гидравлический двигатель и который поворачивает опору 1 бурильной трубы на несущей плите 24 вокруг ее оси вращении.

[0063] На фиг. 3-20 показано, что держатель 1 бурильной трубы содержит удлиненный цилиндрический корпус 100, образующий, в общем, трубное гнездо 1А внутри. Один конец корпуса 100 является открытым, и противоположный конец является закрытым концевой плитой 102, скрепленной болтами с корпусом 100. Вокруг проема гнезда 1 проходит сужающееся направляющее кольцо 103, выполненное такой формы для направления конца бурильной трубы в гнездо 1A.

[0064] С наружной стороны к концевой плите 102 прикреплен гидравлический домкрат 104 (приводное средство) с поршневым штоком 105, который упирается в опорную плиту 106 домкрата, приводя ее в действие. Домкрат 104 и опорная плита 106 домкрата закрыты предохранительной решеткой 107.

[0065] От опорной плиты 106 домкрата отходит множество соединительных стержней 108, которые проходят через калиброванные отверстия 103 (см. фиг. 9) в концевой плите 102 к плавающей плите 110, расположенной в гнезде.

[0066] На каждый из соединительных стержней 108 надета проходящая между концевой плитой 102 и плавающей плитой 110 работающая на сжатие пружина 112, поддерживающая заданный интервал между плитами.

[0067] Зажимная плашка 150 расположена в каждом пазу из комплекта в три радиально разнесенных на равные расстояния паза 140 под зажимную плашку (зажимное средство), выполненных во внутренней поверхности стенки корпуса 100, и каждая из зажимных плашек 150 имеет шпоночное соединение с опорной плитой 106 домкрата и следует за ее перемещениями. Данные зажимные плашки 150 можно заменять по мере износа и менять в случаях, когда специально адаптированные зажимные плашки требуются для конкретных типоразмеров бурильной трубы.

[0068] На фиг. 12 показано, что плавающая плита 110 содержит набор из трех радиально расположенных через равные интервалы по окружности направляющих пазов 112 и набор из трех радиально расположенных через равные интервалы по окружности T-образных удерживающих пазов 114, предназначение пазов рассмотрено детально ниже.

[0069] На фиг. 14 показано, что гнездо 1A, образованное корпусом 100, в общем имеет круглое поперечное сечение, за исключением участков, где гнездо содержит набор из трех радиально расположенных через равные интервалы по окружности пазов 140 под зажимную плашку и набор из трех радиально расположенных через равные интервалы по окружности направляющих шлицов 142.

[0070] Направляющие шлицы 142 являются удлиненными шлицами, проходящими продольно вдоль внутренней поверхности стенки корпуса 100. Направляющие шлицы 142 проходят от закрытого конца корпуса 100 и заканчиваются на месте начала пазов 150 под зажимную плашку. В случае применения для каждого направляющего шлица 142 имеется направляющий паз 112 в плавающей плите 110, который должен проходить вдоль направляющего шлица 142, как свободно скользящее соединение.

[0071] Пазы 140 под зажимную плашку являются удлиненными пазами, проходящими продольно вдоль внутренней поверхности стенки корпуса 100. Одна из зажимных плашек 150 должна располагаться в каждом из данных пазов 140 под зажимную плашку.

[0072] Каждый из пазов 140 под зажимную плашку содержит пару боковых стенок, разделенных дном. Каждое дно представляет собой проходящую продольно направляющую 144 зажимной плашки, причем данная направляющая 144 зажимной плашки отличается парой по существу идентичных, но продольно отнесенных друг от друга наклонных плоскостей 146. Предназначение данных направляющих 144 зажимной плашки и наклонных плоскостей 146 подробно описано ниже.

[0073] На фиг. 15-18 показано, что каждая из зажимных плашек 150 содержит T-образный головной участок 151, который взаимодействует с одним из T-образных удерживающих пазов 114 в плавающей плите 110, так что в работе каждая из зажимных плашек 150 следует за перемещением плавающей плиты 110.

[0074] Каждая из зажимных плашек 150 дополнительно содержит зажимающую поверхность 152 (с карбидными вставками 152A) и противоположно направленный копир 154 для направляющей, отличающийся парой по существу идентичных, но продольно отнесенных друг от друга наклонных плоскостей 156. В сборе наклонные плоскости 156 копира 154 для направляющей должны упираться в противоположно направленные, но аналогично наклоненные плоскости 146 направляющих 144 зажимной плашки в корпусе 100 и свободно скользить в упор к ним при любом продольном перемещении, приводимые в действие плавающей плитой 110.

[0075] Данному действию свободного скольжения должна способствовать смазка, подаваемая с помощью цапф, проходящих через зажимные плашки 150.

[0076] На фиг. 20 и 21 показано, как при работе поршневой шток 105 домкрата 104 должен приводить в движение опорную плиту 106 домкрата в направлении наружу (относительно корпуса 100), противодействуя пружинам 112, и плавающая плита 110 должна следовать за ней, будучи связанной с опорной плитой 106 домкрата соединительными стержнями 108.

[0077] Зажимные плашки 150 должны аналогично следовать за плавающей плитой 110, будучи связанными с ней.

[0078] Когда зажимные плашки 150 перемещаются вниз в корпусе 100, они одновременно перемещаются внутрь (благодаря скольжению наклонных плоскостей 156 копира 154 для направляющей по наклонным плоскостям 146 направляющих 144 зажимной плашки), зажимая вставленную бурильную трубу.

[0079] Поскольку имеются равные интервалы по окружности между зажимными плашками 150, зажимное средство является самоцентрирующимся, так что бурильная труба (вне зависимости от диаметра) должна центрироваться в гнезде 100A. Кроме того, поскольку зажимные плашки 150 являются удлиненными, данные продольные фиксаторы на участке бурильной трубы выполняют надежное удержание бурильной трубы в держателе 1.

[0080] Когда сила, создаваемая домкратом 104, снимается, пружины 12 должны смещать плавающую плиту 110 вверх, результатом является возврат зажимных плашек 150 в их соответствующее убранное или нерабочее положение и высвобождение бурильной трубы.

[0081] Транспортное средство, несущее буровую установку 10, обычно выполняется таким, что бурильные трубы располагаются в стеллаже рядом с вышкой 12.

[0082] Когда необходимо нарастить новой бурильной трубой бурильную колонну, держатель 1 бурильной трубы может устанавливаться вокруг конца бурильной трубы, лежащей в стеллаже. Зажимное средство затем активируется (как описано выше), при этом конец бурильной трубы закрепляется в держателе 1 бурильной трубы.

[0083] Затем второй вращательный исполнительный механизм 26 приводится в действие, обеспечивая поворот держателя 1 бурильной трубы (и бурильной трубы с ним) по существу в вертикальное положение с наиболее близким к центру концом трубного гнезда 1А, расположенным в самом низу, и бурильной трубой, проходящей вверх из гнезда 1А. При закреплении бурильной трубы в таком положении первый вращательный исполнительный механизм 21 активируется, обеспечивая перемещение базовой плиты 23 до выставления бурильной трубы, по существу, по центральной оси бурильного блока 14 и, следовательно, бурильной колонны. Опора 23 может затем подниматься линейным исполнительным механизмом 15, обеспечивающим подъем бурильной трубы до входа в контакт ее верхнего конца с переводником 13 с нижним коническим концом 13a (для содействия выставлению по оси), подвешенным на бурильном блоке 14. После входа в контакт верхнего конца бурильной трубы с переводником 13 зажимное средство в держателе 1 бурильной трубы высвобождается, и держатель 1 бурильной трубы может спускаться с уходом от бурильной трубы и возвращаться в исходное положение. Нижний конец бурильной трубы затем опускается на бурильную колонну с наведением по нижней направляющей 16 (для содействия выставлению по оси) и затем скрепляется с бурильной колонной, после чего может возобновляться бурение.

[0084] Когда требуется удалить свечу бурильной трубы из бурильной колонны, нижний конец бурильной трубы отсоединяется от бурильной колонны, и бурильная труба поднимается с бурильным блоком 14. Держатель 1 бурильной трубы затем устанавливается так, что нижний конец бурильной трубы может приниматься в трубное гнездо 1A держателя 1 бурильной трубы. Зажимное средство затем активируется (как описано выше), так что конец бурильной трубы закрепляется в держателе 1 бурильной трубы. После закрепления бурильной трубы с помощью держателя 1 бурильной трубы верхний конец бурильной трубы отсоединяется от бурильного блока 14. Бурильная труба может затем опускаться с помощью опускания нижней базовой плиты 23 для освобождения от верхнего конца бурильной трубы бурильного блока 14. Бурильная труба переносится держателем 1 бурильной трубы в положение сбоку вышки 12 и спускается в горизонтальное положение, в котором зажимное средство высвобождается, оставляя бурильную трубу уложенной в стеллаже.

[0085] Из приведенного выше описания понятно, что держатель 1 бурильной трубы, описанный в данном документе, может вмещать бурильные трубы различных размеров и надежно удерживать бурильные трубы разных размеров. Кроме того, понятно, что с помощью средства манипулирования, содержащего держатель бурильной трубы, можно устанавливать в нужное положение бурильные трубы разных размеров относительно бурильной колонны (и бурильного блока) с высокой степенью точности установки и без отклонения или по меньшей мере с минимальным отклонением от оси бурильной колонны и бурильного блока.

[0086] В описании и приведенной ниже формуле изобретения, если иное не требуется по контексту, слова "содержит" и "включает в себя" и их вариации, например "содержащий" и "включающий в себя", следует понимать включающими указанное целое число или группу целых чисел, но не исключающими любое другое целое число или группу целых чисел.

[0087] Ссылки на предшествующий уровень техники в данном описании не являются и не должны восприниматься как признание в любой форме предположения, что такой предшествующий уровень техники образует часть известного уровня техники.

[0088] Специалисту в данной области техники понятно, что изобретение не ограничивается областью применения частного описанного варианта осуществления. Настоящее изобретение также не ограничено предпочтительным вариантом осуществления, где частные элементы и/или признаки описаны или показаны в данном документе. Понятно, что изобретение не ограничено описанным вариантом или вариантами осуществления, но может претерпевать многочисленные доработки, модификации и замены без отхода от объема, изложенного и определенного в формуле изобретения, приведенной ниже.

Группа изобретений относится к средству манипулирования бурильными трубами и к держателю бурильной трубы для него. Технический результат заключается в надежном удержании бурильной трубы. Держатель содержит гнездо, выполненное с возможностью принимать участок свечи бурильных труб, и множество радиально расположенных через равные интервалы по окружности пазов под зажимную плашку, сформированных внутри и проходящих продольно вдоль внутренней поверхности стенки. Каждый из пазов под зажимную плашку включает в себя проходящую продольно направляющую зажимной плашки, имеющую разнесенные друг от друга наклонные плоскости. Держатель также содержит зажимное средство, установленное в гнезде и перемещающееся между зажимающим и высвобождающим положениями относительно бурильной трубы. Зажимное средство содержит множество перемещающихся зажимных плашек. Одна зажимная плашка расположена в каждом из радиально расположенных через равные интервалы по окружности пазов под зажимную плашку в гнезде. Каждая из зажимных плашек включает в себя зажимающую поверхность и копир для направляющей, имеющий отнесенные друг от друга наклонные плоскости, расположенные на стороне, противоположной зажимающей поверхности. Наклонные плоскости копира для направляющей упираются в противоположно направленные, но аналогично наклоненные плоскости направляющих зажимной плашки гнезда, формирующих смещающее средство. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 21 ил.

1. Держатель бурильной трубы для средства манипулирования бурильными трубами, причем держатель содержит:

гнездо, выполненное с возможностью принимать участок свечи бурильных труб,

множество радиально расположенных через равные интервалы по окружности пазов под зажимную плашку, сформированных внутри и проходящих продольно вдоль внутренней поверхности стенки, причем каждый из пазов под зажимную плашку включает в себя проходящую продольно направляющую зажимной плашки, имеющую разнесенные друг от друга наклонные плоскости; и

зажимное средство, установленное в гнезде и перемещающееся между зажимающим и высвобождающим положениями относительно бурильной трубы, причем зажимное средство содержит множество перемещающихся зажимных плашек, причем одна зажимная плашка расположена в каждом из радиально расположенных через равные интервалы по окружности пазов под зажимную плашку в гнезде, при этом каждая из зажимных плашек включает в себя зажимающую поверхность и копир для направляющей, имеющий отнесенные друг от друга наклонные плоскости, расположенные на стороне, противоположной зажимающей поверхности, причем наклонные плоскости копира для направляющей упираются в противоположно направленные, но аналогично наклоненные плоскости направляющих зажимной плашки гнезда, формирующих смещающее средство.

2. Держатель бурильной трубы по п. 1, в котором зажимное средство включает в себя три радиально расположенных через равные интервалы зажимные плашки.

3. Держатель бурильной трубы по п. 1, в котором гнездо и каждая из зажимных плашек являются удлиненными, причем каждая имеет направление удлинения, которое по существу параллельно другой.

4. Держатель бурильной трубы по п. 1, в котором зажимное средство является самоцентрирующимся, так что бурильная труба центрируется в гнезде.

5. Держатель бурильной трубы по п. 1, дополнительно содержащий средство привода для зажимного средства.

6. Держатель бурильной трубы по п. 1, в котором зажимное средство смещается в направлении своего высвобождающего положения смещающим средством, так что средство привода требуется только для перемещения зажимного средства в зажимающее положение.

7. Держатель бурильной трубы по п. 6, в котором средство привода содержит линейный исполнительный механизм, перемещающий опорную плиту домкрата против смещения смещающего средства, держатель бурильной трубы дополнительно содержит плавающую плиту, которая должна следовать за опорной плитой домкрата, благодаря соединению с опорной плитой домкрата по меньшей мере одним соединительным стержнем, причем каждая подвижная зажимная плашка следует за перемещением плавающей плиты, и при этом каждая подвижная зажимная плашка перемещается в зажимающее положение действием привода против действия смещающего средства.

8. Держатель бурильной трубы по п. 7, в котором каждый копир для направляющей функционально связан с соответствующей направляющей зажимной плашки, установленной в гнезде для перевода зажимной плашки в зажимающее положение при ее перемещении против действия смещающего средства.

9. Держатель бурильной трубы по п. 8, в котором каждая наклонная плоскость копира для направляющей выполнена с возможностью беспрепятственного скольжения с упором в противоположно направленную, но аналогично наклоненную плоскость направляющей зажимной плашки при любом продольном перемещении, выполняемом с помощью линейного исполнительного механизма.

10. Держатель бурильной трубы по п. 7, дополнительно содержащий продолговатый цилиндрический корпус, образующий гнездо внутри, при этом один конец корпуса является открытым и противоположный конец является по существу закрытым концевой плитой, на которой подвешен линейный исполнительный механизм.

11. Держатель бурильной трубы по п. 7, в котором смещающее средство содержит работающие на сжатие пружины, надетые на каждый из соединительных стержней и проходящие между концевой плитой и плавающей плитой для поддержания заданного расстояния между концевой плитой и плавающими плитами.

12. Средство манипулирования бурильными трубами, содержащее:

базовую часть, и

держатель бурильной трубы, включающий в себя гнездо, выполненное с возможностью принимать участок свечи бурильных труб, множество радиально расположенных через равные интервалы по окружности пазов под зажимную плашку, сформированных внутри и проходящих продольно вдоль внутренней поверхности стенки, причем каждый из пазов под зажимную плашку включает в себя проходящую продольно направляющую зажимной плашки, имеющую разнесенные друг от друга наклонные плоскости; и

зажимное средство, установленное в гнезде и перемещающееся между зажимающим и высвобождающим положениями относительно бурильной трубы, причем зажимное средство содержит множество перемещающихся зажимных плашек, причем одна зажимная плашка расположена в каждом из радиально расположенных через равные интервалы по окружности пазов под зажимную плашку в гнезде, при этом каждая из зажимных плашек включает в себя зажимающую поверхность и копир для направляющей, имеющий отнесенные друг от друга наклонные плоскости, расположенные на стороне, противоположной зажимающей поверхности, причем наклонные плоскости копира для направляющей упираются в противоположно направленные, но аналогично наклоненные плоскости направляющих зажимной плашки гнезда, формирующих смещающее средство.

13. Средство манипулирования бурильными трубами по п. 12, дополнительно содержащее продолговатый цилиндрический корпус, образующий гнездо внутри, при этом один конец корпуса является открытым и противоположный конец является по существу закрытым концевой плитой, на которой подвешен линейный исполнительный механизм.