Кустовая буровая установка с встроенным устройством для подъема и выравнивания вышечно-лебедочного блока Российский патент 2019 года по МПК E21B7/02 E21B15/00 

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к кустовым буровым установкам для эксплуатационного и разведочного бурения нефтяных и газовых скважин.

Известна кустовая буровая установка, включающая вышечно-лебедочный блок (ВЛБ), содержащий основание, вышку, механизм перемещения ВЛБ в виде тележки с колесами, устройство для подъема и выравнивания, содержащее гидроцилиндры и домкраты с фиксаторами, опорные узлы, взаимодействующие с основанием и опорами ВЛБ, при этом опоры снабжены направляющими (см. кн: Абубакиров В.Ф. и др. Оборудование буровое, противовыбросовое и устьевое. Справочное пособие. В 2-х томах. T. 1. М, ООО ИРЦ Газпром, 2007, с. 49-50, рис. 1.29, табл. 1.4).

Недостатками известного устройства являются большая трудоемкость изготовления, монтажа, а также выравнивания и подъема ВЛБ в связи выполнения функции подъема и опускания гидроцилиндрами, а удержания - домкратами, большого объема ручных работ по подъему, опусканию и фиксации опорного узла домкрата.

Известна кустовая буровая установка, включающая вышечно-лебедочный блок (ВЛБ), содержащий основание, вышку, механизм перемещения ВЛБ в виде тележки с колесами, устройство для подъема и выравнивания, содержащее гидроцилиндры и домкраты с фиксаторами, опоры, взаимодействующие с колесами тележек, упором штоков гидроцилиндра и гидродомкрата, при этом опоры снабжены направляющими (см. кн.: Колчерин В.Г., Колесников И.В., Копылов B.C., Баренбойм Ю.Л. Новое поколение буровых установок Волгоградского завода в Западной Си

бири, - г. Сургут, ГУП ХМАО «Сургутская типография», 2000 г., с. 298-301, рис. 16.6-16.8.), который принят за прототип.

Недостатками известного устройства являются большая трудоемкость изготовления, монтажа, а также выравнивания и подъема ВЛБ в связи выполнения функции подъема и опускания гидроцилиндрами, а удержания - домкратами, большого объема ручных работ по подъему, опусканию и фиксации опорного узла домкрата.

Целью предлагаемого технического решения являются снижение трудоемкости и продолжительности монтажа-демонтажа и подъема-опускания ВЛБ.

Указанная цель достигается тем, что в кустовой буровой установке с встроенным устройством для подъема и выравнивания вышечно-лебедочного блока, содержащей вышечно-лебедочный блок, включающий основание и вышку, механизм передвижения, содержащий тележку с колесами, опоры, устройство для подъема и выравнивания, включающее гидроцилиндры с поршнем со штоком, снабженные фиксатором, и имеющие возможность взаимодействия с опорой, согласно техническому решению, гидроцилиндры снабжены наружными кожухами, выполненными в виде стакана с центральным отверстием ответно штоку с возможностью ограниченного осевого перемещения между верхним упором гидроцилиндра и тележкой или упором штока с возможностью поочередного взаимодействия с ними, а фиксатор гидроцилиндра выполнен в виде клиньев, установленных в проточках с конической поверхностью, выполненных ответно клиньям, имеющим возможность взаимодействия с гидроцилиндра-ми.

Кожухи в нижней части снабжены уплотнительным элементом, ответно выполненным штоку с образованием камеры переменного объема между торцами кожуха и гидроцилиндра, сообщенной с атмосферой через фильтр.

Кустовая буровая установка снабжена спаренными гидроцилиндрами с кожухами, в нижней части кожуха выполнен бурт, имеющий возможность взаимодействовать с основанием, в котором, ответно кожуху, выполнены сквозные отверстия, при этом в нижней части, как минимум, одного из спаренных кожухов и гидроцилиндров выполнено радиальное отверстие с возможностью установки в него съемного штифта.

Колеса установлены между кожухами спаренных цилиндров.

Предлагаемое техническое решение поясняется чертежом.

На фиг. 1 представлена схема вышечно-лебедочного блока буровой установки (вид спереди на ВЛБ);

На фиг. 2 - вид сбоку на ВЛБ);

На фиг. 3 - общий вид гидроцилиндров подъема ВЛБ (продольный разрез)

На фиг. 4 - вид сверху на гидроцилиндры подъем (разрез А-А на фиг.

3);

На фиг. 5 - клиньевой захват гидроцилиндров подъема (узел В фиг. 3);

На фиг. 6 - поперечный разрез клиньевого захвата (разрез Г-Г на фиг. 5);

На фиг. 7 -вид сбоку на гидроцилиндры подъема ВЛБ (разрез Д-Д на рис. 4);

На фиг. 8 - гидроцилиндры в поднятом состоянии ВЛБ;

На фиг. 9-12 - положения гидроцилиндров и основания ВЛБ при его оснащении трехуровневой конструкцией устройства подъема.

Кустовая буровая установка включает вышечно-лебедочный блок (ВЛБ), содержащий вышку 1 (фиг. 1), установленную на основании 2, устройство для подъема и выравнивания ВЛБ, включающее, например, четыре пары гидравлических подъемников 3 (фиг. 2-4), закрепленных на основании 2, механизм передвижения, включающий тележку 4, снабженную, например, четырьмя колесами 5 (фиг. 2 и 4), взаимодействующими с центральной направляющей 6 опор 7 и 8, цилиндры 9 передвижения. ВЛБ может быть соединен с эшелоном (на фиг. не указан).

Гидроподъемники 3 (фиг. 2-4) включают по два гидроцилиндра 10 и 11, наружный 10 и внутренний 11 гидроцилиндры, состоящие из поршня 12, разделяющий полость гидроцилиндра по поршневую 13 и штоковую 14 полости. Поршень 12 соединен со штоком 15, включающим упор 16 штока 15, имеющим возможность взаимодействия с опорами 7 и 8. Гидроцилиндры 10 и 11 снабжены кожухами 17 и 18, выполненными в виде стакана с центральным отверстием ответно штоку 15, и имеющими возможность ограниченного осевого перемещения вдоль гидроцилиндров 10 и 11 между верхним упором 19 гидроцилиндров 10 и 11, выполненным, например, в виде буртов в корпусе гидроцилиндров 10, 11, и упором 16 штока 14 или тележкой 4, и поочередного взаимодействия с верхним торцом упора 16 и тележкой 4.

На основании 2, ответно гидроцилиндрам 10 и 11, выполнены отверстия (на фиг. не указаны), в которые между упором 20 основания 2 и верхним упором 21 гидроцилиндров 10, 11, жестко закреплены гидроцилиндры 10 и 11. Кожухи 17 и 18 перемещаются вдоль гидроцилиндров 10 и 11, например, по направляющим втулкам 22 и 23 (фиг. 5), между которыми установлен самоустанавливающийся фиксатор 24 гидроцилиндра, выполненный, например, в виде четырех клиньев (фиг. 5 и 6).

В нижнем положении ВЛБ (фиг. 7), например, при передвижении, кожухи 17 и 18 взаимодействуют с верхними упорами 19 гидроцилиндров 10 и 11 (фиг. 7) и тележкой 4, передавая нагрузку от ВЛБ на опоры 7 и 8 через колеса 5 и направляющие 6.

В верхнем положении ВЛБ (фиг. 8) кожухи 17 и 18 с гидроцилиндрами 10 и 11 взаимодействуют через клинья 24, а нижний торец кожухов 17 и 18 взаимодействует с верхним торцом упоров 16 штока 15. При этом нагрузка от ВЛБ на опоры 7 и 8 передается через гидроцилиндры 10 и 11, фиксатор (клинья) 24, кожухи 17, 18, упор 16 штока 15, минуя тележку 4 и колеса 5. При этом между опорными поверхностями тележки 4 и нижним тор-

цом кожухов 17 и 18 имеется гарантированный зазор S₁, а между торцом тележки 4 и опорами 7 и 8 - зазор S₂.

С целью исключения попадания пыли, воды и грязи на поверхность штока 15, зазор между штоком 15 и центральным отверстием в кожухах 17 и 18 уплотнен элементом 25, например, пыльником, с образованием камеры 26 переменного объема, образованной поверхностями цилиндров 10 или 11 и штока 15, а также торцевыми поверхностями кожухов 17, 18 и цилиндров 10, 11. Камера 26 с атмосферой может сообщаться, например, через фильтр (сапун) (на фиг. не показан).

С целью уменьшения высоты расположения основания ВЛБ при монтаже и демонтаже, кожухи 17 и 18 (фиг. 9-12) в нижней части могут быть снабжены нижним упором 27, выполненным, например, в виде бурта, имеющим возможность взаимодействовать с нижним торцом (на фиг. не указан) основания 2. Верхний торец гидроцилиндров 10 и 11 снабжен бур-том 28, имеющим возможность взаимодействовать с ответно выполненным в теле основания 2 ВЛБ буртом 29 и упором 20 (30) основания 2. В нижней части, например, кожуха 17 и гидроцилиндра 10 выполнено, например, как минимум одно радиальное отверстие (на фиг. не указано), сквозное для тела кожуха 17 и глухое для гидроцилиндра 10. В указанное отверстие, с возможностью обеспечения совместного осевого перемещения цилиндров 10, 11 и кожухов 17 и 18 может быть установлен, например, съемный штифт 30 (31). Радиальные отверстия могут быть выполнены и на обоих кожухах 17, 18 и гидроцилиндрах 10, 11.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

При передвижении ВЛБ нагрузка от веса ВЛБ через основание 2 (фиг. 1-2, 7), гидроцилиндры 10, 11, кожухи 17, 18 и колеса 5 передается на опоры 7 и 8. Нагрузка от ВЛБ предается посредством опор 20 основания 2, верхнего упора 19 цилиндров 10 и 11. При этом поршень 12 гидроцилиндров 10 и 11 и шток 15 с упором 16 приподняты над опорами 7 и 8 не менее чем на «S₁» (фиг. 8).

Для поднятия ВЛБ на верхний уровень (фиг. 8), в поршневую полость 13 гидроцилиндров 10 и 11 подается рабочая жидкость. При этом упоры 16, соединенные со штоком 15, взаимодействуют с опорами 7 и 8, разгружая тележку 4 и колеса 5. При снижении давления в полости 13, клинья 24 опускаются вниз и удерживают гидроцилиндры 10 и 11 в верхнем положении. Колеса 5, находясь постоянно в контакте с направляющей 6, выполняют функции боковых упоров, препятствующих поперечному перемещению ВЛБ. При этом между нижними торцами кожухов 17, 18 и тележкой 4 имеется зазор S₁.

Для опускания ВЛБ вниз, в полость 13 подается давление, и ВЛБ, чуть приподнимаясь, освобождает клинья 24 от гидроцилиндров 10 и 11. Удерживая клинья 24 в приподнятом положении, например, дополнительным гидроцилиндром (на фиг. не показан), при стравливании давления из штоковой полости 14, ВЛБ опускается вниз. Часть жидкости из штоковой полости 14 перетекает в поршневую полость 13 (трубопроводы на фиг. не показаны).

При выполнении механизма подъема ВЛБ с тремя уровнями подъема (фиг. 9-12), в нижнем положении (фиг. 9) основание 2 взаимодействует с нижними упорами 27 кожухов 17 и 18. При этом высота основания 2 ВЛБ над уровнем земли приблизительно равна суммарной высоте опоры 7, тележки 4, части длины кожуха 17 и высоты основания 2. Часть длины гидроцилиндров 10 и 11 при этом выступает над основанием 2. В этом нижнем положении осуществляется монтаж оборудования ВЛБ.

Для подъема ВЛБ в среднее положение (фиг. 10 и 11), в радиальное отверстие, выполненное в кожухе 17 и гидроцилиндре 10, устанавливается штифт 30 (фиг. 9). При подаче рабочей жидкости в полость 13 гидроцилиндров 10 (их всего 4), гидроцилиндры 10 совместно с кожухами 17 поднимаются вверх (фиг. 10). При взаимодействии буртов 28 и 29 гидроцилиндров 11 и основания 2, над буртом 28 гидроцилиндров 11 в основание 2 устанавливается упор 20. Далее с рабочей полости 13 гидроцилиндров

10 стравливается давление. Кожухи 17 совместно с гидроцилиндрами 10 опускаются вниз, до взаимодействия бурта 28 гидроцилиндров 10 с буртом 29 основания 2 (фиг. 11). Устанавливается упор 20 над буртом 28 гидроцилиндров 10. Для ускоренного опускания гидроцилиндра 10 и кожуха 17, может подаваться давление в штоковую полость 14. Далее извлекается штифт 30. В среднем положении ВЛБ, высота расположения основания 2 над уровнем земли равна суммарной высоте опоры 7, тележки 4, длины гидроцилиндров цилиндров 10 и 11.

Для подъема ВЛБ в верхнее рабочее положение (фиг. 12), в поршневые полости 13 цилиндров 10 и 11 подается жидкость. Шток 15, передвигаясь вниз, посредством упора 16 взаимодействует с опорами 7 и 8, разгружая тележку 4 и колеса 5. При стравливании давления с полости 13, основание 2 и клинья 24 чуть опускается вниз, и клинья 24 охватывают цилиндры 10 и 11, воспринимая всю нагрузку ВЛБ.

Опускание ВЛБ с верхнего положения в среднее положение, и далее в нижнее положение осуществляется в обратной последовательности.

Таким образом, предлагаемое техническое решение позволяет осуществить монтаж ВЛБ в нижнем положении. Высота основания 2 может быть установлена в любом промежуточном положении от нижнего до верхнего положений. Постоянный контакт колес 5 (фиг. 2, 8) с направляющей 6 опор 7 и 8 позволяет исключить поперечное смещение ВЛБ. Оснащение механизма подъема спаренными цилиндрами позволяет не только переустановить высоту подъема основания из одного положения в другое, но и повысить надежность устройства подъема и выравнивания ВЛБ.

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к кустовым буровым установкам для эксплуатационного и разведочного бурения нефтяных и газовых скважин. Кустовая буровая установка с встроенным устройством для подъема и выравнивания вышечно-лебедочного блока, содержащая вышечно-лебедочный блок, включающий основание и вышку, механизм передвижения, содержащий тележку с колесами, опоры, устройство для подъема и выравнивания, включающее гидроцилиндры с поршнем со штоком, снабженные фиксатором и имеющие возможность взаимодействия с опорой. Установка снабжена спаренными гидроцилиндрами с наружными кожухами, выполненными в виде стакана с центральным отверстием ответно штоку с возможностью ограниченного осевого перемещения между верхним упором гидроцилиндров и тележкой или упором штока с возможностью поочередного взаимодействия с ними, колеса установлены между кожухами спаренных гидроцилиндров, а фиксатор гидроцилиндра выполнен в виде клиньев, установленных в проточках кожухов с конической поверхностью, выполненных ответно клиньям, имеющим возможность взаимодействия с гидроцилиндрами. Обеспечивается снижение трудоемкости и продолжительности монтажа-демонтажа и подъема-опускания вышечно-лебедочного блока. 2 з.п. ф-лы, 12 ил.

1. Кустовая буровая установка с встроенным устройством для подъема и выравнивания вышечно-лебедочного блока, содержащая вышечно-лебедочный блок, включающий основание и вышку, механизм передвижения, содержащий тележку с колесами, опоры, устройство для подъема и выравнивания, включающее гидроцилиндры с поршнем со штоком, снабженные фиксатором и имеющие возможность взаимодействия с опорой, отличающаяся тем, что она снабжена спаренными гидроцилиндрами с наружными кожухами, выполненными в виде стакана с центральным отверстием ответно штоку с возможностью ограниченного осевого перемещения между верхним упором гидроцилиндров и тележкой или упором штока с возможностью поочередного взаимодействия с ними, колеса установлены между кожухами спаренных гидроцилиндров, а фиксатор гидроцилиндра выполнен в виде клиньев, установленных в проточках кожухов с конической поверхностью, выполненных ответно клиньям, имеющим возможность взаимодействия с гидроцилиндрами.

2. Кустовая буровая установка по п. 1, отличающаяся тем, что кожухи в нижней части снабжены уплотнительными элементами ответно выполненным штоку с образованием камеры переменного объема между торцами кожуха и гидроцилиндра, сообщенной с атмосферой через фильтр.

3. Кустовая буровая установка по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что в нижней части кожуха выполнен бурт, имеющий возможность взаимодействовать с основанием, в котором ответно кожухам выполнены сквозные отверстия, при этом в нижней части как минимум одного из спаренных кожухов и гидроцилиндров выполнено радиальное отверстие с возможностью установки в него съемного штифта.