Агрегат подъемный для ремонта скважин АПРС-32/40 Российский патент 2020 года по МПК E21B15/00 E21B19/00 

Агрегат подъемный для ремонта скважин АПРС-32/40 предназначен для ремонта нефтяных скважин, а именно - спуска-подъема погружных центробежных и штанговых винтовых насосов, выполняемого посредством механической лебедки и талевой системы, механизированного свинчивания-развинчивания насосно-компрессорных труб и глубинно-насосных штанг в процессе ремонта с применением гидравлического ключа.

Из исследованного заявителем уровня техники выявлено достаточно большое количество аналогов заявленного технического решения, при этом в подавляющем количестве аналогов в качестве привода используют преимущественно двигатели внутреннего сгорания, а для выполнения спуско-подъемных операций используют механические лебедки, в редких случаях гидравлические лебедки преимущественно на агрегатах небольшой грузоподъемности.

Из исследованного заявителем уровня техники выявлено изобретение по патенту РФ №2362868 «Установка для бурения, испытания и ремонта нефтяных и газовых скважин УПА-80», сущностью является  установка для бурения, испытания и ремонта нефтяных и газовых скважин УПА-80, содержащая:

- самоходное транспортное средство,

- раму с установленным на ней оборудованием,

- в том числе лебедку,

- трансмиссию привода лебедки,

- раздаточный редуктор,

- телескопическую мачту с кронблоком,

- полатями и оттяжками, талевую систему,

- гидроаутригеры и ремонтную площадку, отличающаяся тем, что

- лебедка установки выполнена однобарабанной с цепным приводом,

- раздаточный редуктор выполнен коническим одноступенчатым,

- на консольном конце которого посредством трехрядной цепи закреплена звездочка для привода вала барабана лебедки,

- при этом на раме жестко установлены передняя опора мачты прямоугольной арочной конструкции

- задняя опора мачты, выполненная в виде пространственной фермы,

- с которой шарнирно соединена нижняя секция мачты,

- на верхней секции мачты установлены две скобы, предназначенные для крепления мачты в горизонтально-транспортном положении к передней опоре мачты, и полати, снабженные приспособлением для эвакуации верхового рабочего и связанные шарнирно с возможностью контактирования с нижней секцией мачты, при этом ремонтная площадка закреплена шарнирно на задней опоре мачты с возможностью трансформации из рабочего положения в транспортное, а талевая система снабжена талевым блоком. Привод лебедки осуществляется трехрядной цепью.

Недостатками известной конструкции данной установки являются:

- управление тормозом лебедки осуществляется механическим рычагом через систему тяг, что предопределило расположения пульта управления рабочими операциями на платформе установки, а не в более удобном месте - непосредственно в зоне площадки обслуживания скважины (устья скважины);

- для размещения верхнего оборудования применена дополнительная рама, которая закреплена стремянками к ланжеронам самоходного транспортного средства, что обуславливает высокую металлоемкость изделия, приводящей к повышению общей массы установки и нагрузок на колесные оси;

- верхняя и нижняя секции мачты крепятся между собой в транспортном положении скобами, устанавливаемые и снимаемые вручную, а не автоматически, что снижает мобильность установки;

- на установке отсутствует специальное устройство для мобильной установки гидравлического ключа в рабочее положение и перевода его в транспортное положение по завершению работ, что приводит к значительным временным затратам на выполнение данных операций и, соответственно, к увеличению эксплуатационных издержек;

- для привода лебедки применена цепная передача, требующая частого технического обслуживания и периодической замены, тем самым менее надежная, чем шестеренчатая, используемая в заявленном техническом решении.

Из исследованного заявителем уровня техники выявлена полезная модель по патенту РФ №111875 «Установка для бурения, испытания и ремонта нефтяных и газовых скважин», сущностью является установка для бурения, испытания и ремонта нефтяных и газовых скважин, включающая самоходное транспортное средство с приводным двигателем, раму с установленным не ней оборудованием, в том числе лебедку, трансмиссию привода лебедки, промежуточный и раздаточный редукторы, телескопическую мачту с кронблоком и оттяжками, талевую систему, гидроаутригеры, переднюю и заднюю опоры мачты, гидросистему монтажную для подъема мачты, выдвижения верхней секции мачты, гидросистему рабочую для привода гидрораскрепителя, трубных ключей, гидроротора, карданную трансмиссию привода ротора с промежуточной опорой, автоматический тормоз трансмиссии привода ротора, ремонтную площадку, шарнирно связанную с задней опорой мачты, пульт бурильщика, систему аварийного останова двигателя, отличающаяся тем, что раздаточный редуктор выполнен двухступенчатым с конической и цилиндрической передачами, последняя из которых посредством двух карданных валов соединена с звездочками быстроходного и тихоходного цепного контуров привода лебедки, на задней опоре мачты установлен концевой выключатель, взаимодействующий с нижней секцией мачты в ее поднятом положении и связанный с гидравлическими линиями монтажной гидросистемы подъема мачты.

Недостатками известной конструкции данной установки являются:

- для размещения верхнего оборудования применена дополнительная рама, которая закреплена к лонжеронам самоходного транспортного средства, что обуславливает высокую металлоемкость изделия, приводящей к повышению общей массы установки и нагрузок на колесные оси;

- на установке отсутствует специальное устройство для мобильной установки гидравлического ключа в рабочее положение и перевода его в транспортное положение по завершению работ, что приводит к значительным временным затратам на выполнение данных операций и, соответственно, к увеличению эксплуатационных издержек.

- расположение пульта управления, хоть и с возможностью трансформации из рабочего положения в транспортное и наоборот, но на платформе установки, а не в зоне площадки обслуживания скважины, что снижает эффективность его использования по назначению;

- использование цепной передачи для привода лебедки, что снижает надежность установки по сравнению с применением шестеренчатой передачи.

Из исследованного заявителем уровня техники выявлено изобретение по патенту РФ № 2362867 «Установка подъемная для освоения и ремонта нефтяных и газовых скважин УПА-60». Известная установка содержит самоходное транспортное средство, например автомобиль КрА3-65101 или КрА3-65053-02. К лонжеронам самоходного транспортного средства закреплена стремянками рама, которая сварена из профильного проката. Рама снабжена деревянными прокладками, а верхняя плоскость рамы закрыта листами рифленой стали, образующими настил, на котором крепится оборудование установки. Лебедка установки - однобарабанная, двухскоростная, с пневматическим управлением.

Барабан лебедки имеет двухленточный тормоз, управляемый с поста бурильщика рычагом. Тормозная система оснащена пневматическим усилителем, для управления которого установлен кран Казанцева.

Барабан лебедки имеет канатоукладчик, обеспечивающий правильное наматывание каната. Станина лебедки сварена из листовой стали и швеллера. На станине лебедки закреплены опорные балки мачты и гидродомкратов.

Для привода лебедки применена цепная передача. При транспортировке, а также монтаже и демонтаже мачты с установки верхнюю и нижнюю секции закрепляют между собой специальными хомутами.

Мачту поднимают в рабочее положение гидравлическими домкратами. Внутренняя секция выдвигается с помощью каната талевой системы установки и бурового барабана лебедки.

Перед подъемом мачты освобождают крепление мачты к опоре, отвернув болты с гайками, а также снимают скобы, соединяющие между собой верхнюю и нижнюю секции мачты.

Управление установкой осуществляется с пульта управления, расположенного рядом с рычагом тормоза лебедки.

Недостатками данной установки по сравнению с заявленным техническим решением являются:

- управление тормозом лебедки осуществляется механическим рычагом через систему тяг, что предопределило расположения пульта управления рабочими операциями на платформе установки, а не в более удобном месте - непосредственно в зоне площадки обслуживания скважины (устья скважины);

- для размещения верхнего оборудования применена дополнительная рама, которая закреплена стремянками к лонжеронам самоходного транспортного средства – автомобильного шасси КрАЗ-65101 или КрАЗ-65053-02, недостаточно приспособленных для установки верхнего оборудования, что обуславливает высокую металлоемкость изделия, приводящей к повышению общей массы установки и нагрузок на колесные оси;

- верхняя и нижняя секции мачты крепятся между собой в транспортном положении скобами, устанавливаемые и снимаемые вручную, а не автоматически, что значительно снижает мобильность установки;

- на установке отсутствует специальное устройство для мобильной установки гидравлического ключа в рабочее положение и перевода его в транспортное положение по завершению работ, что приводит к значительным временным затратам на выполнение данных операций и, соответственно, к увеличению эксплуатационных издержек;

- для привода лебедки применена цепная передача, требующая частого технического обслуживания и периодической замены, тем самым менее надежная, чем шестеренчатая передача.

Из исследованного заявителем уровня техники выявлена полезная модель ближайшая по своей сущности и совокупности совпадающих признаков к заявленному техническому решению, принятая заявителем в качестве прототипа - подъемный самоходный агрегат с гидравлическим приводом лебедки по патенту на полезную модель РФ №172969 «Подъемный самоходный агрегат с гидравлическим приводом лебедки». Сущностью является подъемный самоходный агрегат с гидравлическим приводом лебедки, установленный на шасси, к раме которого прикреплена платформа, и содержащий установленные на платформе наклонную мачту с талевой системой и ограничителем подъема крюкоблока, гидродомкраты подъема мачты, основную лебедку с гидравлическим приводом, систему управления, гидравлические насосы, питающие гидравлический привод лебедки, отличающийся тем, что система управления состоит из гидравлической, пневматической и электрической систем, причем гидравлическая система выполнена с возможностью подъема и опускания мачты, пневматическая система выполнена с возможностью управления основной лебедкой с гидравлическим приводом, а электрическая система в сочетании с гидравлической и пневматической системами выполнена с возможностью управления установкой подъемного агрегата на скважине и производством спуско-подъемных операций. Агрегат по п. 1, отличающийся тем, что основная лебедка с гидравлическим приводом выполнена однобарабанной, содержит реверс и прижимной ролик. Агрегат по п. 1, отличающийся тем, что гидравлический привод основной лебедки выполнен с маслоохладителем. Агрегат по п. 1, отличающийся тем, что гидравлический привод основной лебедки управляется гидромотором через планетарный редуктор, встроенный в основную лебедку. Агрегат по п. 1, отличающийся тем, что основная лебедка снабжена тормозным клапаном, выполненным гидравлическим и дисковым. Агрегат по п. 1, отличающийся тем, что содержит вспомогательную лебедку выдвижения верхней секции мачты. Агрегат по п. 6, отличающийся тем, что вспомогательная лебедка управляется гидромотором через червячный редуктор, встроенный во вспомогательную лебедку. Агрегат по п. 1, отличающийся тем, что отбор мощности на привод гидравлических насосов осуществляется от дизельного привода через насосный редуктор. Агрегат по п. 1, отличающийся тем, что выводной вал привода дизельного соединен с насосным редуктором карданным валом. Агрегат по п. 1, отличающийся тем, что гидравлические насосы подают рабочую жидкость к гидромоторам через гидрораспределители. Агрегат по п. 6 или 10, отличающийся тем, что гидрораспределители выполнены с возможностью управления движением барабана лебедок. Агрегат по п. 1, отличающийся тем, что для обеспечения устойчивости мачты снабжен системой оттяжек. Агрегат по п. 1, отличающийся тем, что мачта выполнена телескопической и двухсекционной. Агрегат по п. 1, отличающийся тем, что мачта установлена на передней и задней опорных балках. Агрегат по п. 1, отличающийся тем, что нижняя часть мачты является задней опорой и жестко связана с рамой агрегата. Агрегат по п. 1, отличающийся тем, что мачта снабжена звуковой и световой сигнализациями. Агрегат по п. 1, отличающийся тем, что мачта выполнена с возможностью ее управления с переносного пульта оператора.

Недостатками известного технического решения являются:

1 - на агрегате для установки верхнего оборудования применена дополнительная платформа, которая закреплена к раме шасси, что обуславливает высокую металлоемкость изделия и, соответственно, его высокую стоимость, а также приводит к повышению общей массы агрегата и нагрузок на колесные оси, что имеет немаловажное значение для проезда по дорогам общего пользования;

2 - для привода спуско-подъемных операций применена лебедка с гидравлическим приводом, которая менее надежна по сравнению с механической (использованной в заявленном техническом решении) вследствие того, что она, особенно при низких температурах эксплуатации (до минус 45 °С) требует более высокого объёма и уровня техобслуживания, связанного с тем, что при таких температурах гидравлическая система требует дополнительного разогрева перед началом эксплуатации, а в жаркое время года (до плюс 40 °С) гидравлическая система требует охлаждения гидравлического масла, что создает дополнительные проблемы при применении агрегата по назначению, в то время как механическая лебедка лишена таких недостатков и при этом является боле простой, надежной и неприхотливой в ремонте и обслуживании. Кроме этого, лебедка с гидравлическим приводом имеет более низкую эффективность системы торможения барабана по сравнению с механической лебедкой;

3 - на агрегате отсутствует специальное устройство для быстрой (мобильной) установки гидравлического ключа в рабочее положение и перевода его (ключа) в транспортное положение по завершению работ, что приводит к значительным временным затратам при его использовании по назначению;

4 - отсутствует устройство автоматической фиксации верхней секции мачты, что приводит к значительным временным затратам на выполнение данных операций и, соответственно, ведет к увеличению эксплуатационных издержек, что, в свою очередь, снижает его эффективность при использовании по назначению в целом;

5 - с выносного пульта оператора осуществляется управление только лебедкой, в то время как в заявленном техническом решении с выносного пульта оператора осуществляется управления всеми основными рабочими операциями, в том числе: фрикционной муфтой основной лебедки, спайдером, вспомогательной лебедкой, оборотами двигателя, тормозом лебедки, экстренным остановом двигателя, подачей сигнала, «Возвратом схемы», стояночным тормозом лебедки.

Заявленное техническое решение направлено на устранение недостатков прототипа и создание более надежной конструкции при использовании по назначению в условиях умеренного и резко континентального климата с перепадом температур от минус 45 °С до плюс 40 °С.

Техническим результатом заявленного технического решения является устранение недостатков прототипа, а именно:

- снижение металлоемкости, нагрузок на колесные оси, удешевление изделия за счет применения в качестве транспортно-монтажной базы полуприцепа специальной конструкции, позволяющей устанавливать верхнее оборудование без дополнительной платформы - конструкция шасси со встроенной платформой;

- повышение надежности работы агрегата благодаря использованию механической лебедки с шестеренчатым приводом вращения барабана;

- снижение временных затрат и эксплуатационных издержек при установке гидравлического ключа в рабочее положение и переводе его (ключа) в транспортное положение благодаря наличию специальной выдвижной каретки;

- снижение временных затрат и эксплуатационных издержек при фиксации верхней секции мачты благодаря наличию устройства автоматической фиксации верхней секции мачты;

- повышение эффективности эксплуатации агрегата за счет применения выносного пульта управления всеми рабочими операциями непосредственно в зоне площадки обслуживания скважины (устья скважины).

Сущностью заявленного технического решения является агрегат подъемный для ремонта скважин АПРС-32/40, содержащий транспортно-монтажную базу в виде двухосного полуприцепа; передние и задние гидравлические аутригеры для горизонтальной выставки агрегата; автономный дизельный привод рабочих и вспомогательных операций на базе двигателя ЯМЗ-238 с механической коробкой передач верхнего оборудования и выхлопной системой; трансмиссию привода тяговой лебедки, состоящей из двух карданных валов и трех-скоростной механической коробкой передач верхнего оборудования с установленным на ней аксиально-поршневым насосом для привода гидравлического оборудования; тяговую лебедку для подъема колонны труб и насосных штанг из скважины, двухсекционную телескопическую мачту ферменной конструкции с открытой передней гранью, устанавливаемую в рабочее положение под острым углом к вертикали телескопическими гидроцилиндрами, оснащенную: канатно-палиспатной ситемой выдвижения верхней секции с гидроприводной лебедкой, талевой системой с кронблоком в верхней части мачты и подвижным крюкоблоком для подвешивания колонны труб и насосных штанг, силовых и ветровых оттяжек; переднюю опору мачты в ее транспортном положении; заднюю опору мачты; гидравлическую вспомогательную лебедку, расположенную в нижней части мачты и предназначенную для подъема – опускания колонны насосно-компрессорных труб и насосных штанг с приемных мостков; гидро-, пневмо-, и электросистемы агрегата; выносной пульт управления, отличающийся тем, что транспортно-монтажная база выполнена со встроенной платформой и перильными ограждениями для установки верхнего оборудования и содержит элементы крепления - ложементы для установки и крепления двигателя, кронштейны для установки и крепления верхней коробки перемены передач, ложемент для установки и крепления буровой лебедки, кронштейны для крепления неподвижной ветви талевого каната; лебедка для подъема-спуска колонны труб и насосных штанг выполнена с механическим шестеренчатым приводом, ленточно-колодочным пневматическим тормозом и пневматической дисковой фрикционной муфтой; агрегат содержит специальное устройство для размещения и фиксации гидравлического ключа в транспортном положении на выдвижной каретке, расположенной в задней части агрегата; агрегат содержит устройство автоматической фиксации и снятия фиксации верхней секции мачты с нижней секцией при переводе мачты из рабочего в транспортное положение и наоборот; выносной пульт неподвижно прикреплен к поворотно-выдвижной консоли, шарнирно закрепленной к задней части агрегата, и управляет всеми рабочими операциями.

Заявленное техническое решение иллюстрируется Фиг.1 - Фиг.6.

На Фиг. 1 представлен общий вид заявленного агрегата.

На Фиг. 2 представлен полуприцеп.

На Фиг. 3 представлена лебедка буровая с шестеренчатым приводом барабана.

На Фиг. 4 представлена выдвижная каретка гидроключа.

На Фиг. 5 представлено устройство фиксации мачты.

На Фиг. 6 представлен выносной пульт управления.

Позициями на Фиг.1 - Фиг.6 обозначены:

1 – транспортно-монтажная база – двухосный полуприцеп;

2 – передние гидравлические аутригеры;

3 – задние гидравлические аутригеры;

4 – автономный дизельный привод автономных вспомогательных операций;

5 – гидравлический бак;

6 – коробка передач верхнего оборудования (КПП);

7 – механическая тяговая лебедка;

8 – двухсекционная телескопическая мачта;

9 – телескопический гидроцилиндр;

10 – гидроприводная лебедка;

11 – кронблок;

12 - подвижный крюкоблок;

13 - силовые оттяжки;

14 - ветровые оттяжки;

15 - передняя опора мачты;

16 - задняя опора мачты;

17 - гидравлическая вспомогательная лебедка;

18 - выносной пульт управления;

19 - выдвижная каретка для гидроключа

20 - ложементы для установки и крепления двигателя;

21 - кронштейны для установки и крепления верхней КПП;

22 - ложемент для установки и крепления буровой лебедки;

23 - кронштейны для крепления неподвижной ветви талевого каната;

24 - встроенная платформа;

25 – палец;

26 - устройство автоматической фиксации верхней секции мачты;

27 – поворотно-выдвижная консоль;

28 - фрикционная муфта основной лебедки;

29 – управление спайдером;

30 - управление вспомогательной лебедкой;

31 - управление оборотами двигателя;

32 - управление тормозом лебедки;

33 - управление подачей сигнала;

34 - управление «Возвратом схемы»;

35 - управление экстренным остановом двигателя;

36 - управление стояночным тормозом лебедки.

Далее заявителем представлено описание заявленного технического решения.

Заявленный агрегат для ремонта скважин АПРС-32/40 с номинальной грузоподъемностью 32 тонны и максимальной кратковременно допустимой грузоподъемностью 40 тонн включает в себя (см. Фиг.1) транспортно-монтажную базу - двухосный полуприцеп (1) со встроенной платформой (в виде настила) и перильными ограждениями для установки верхнего оборудования, на которой (базе) установлены с помощью сборочных операций следующие части:

– передние (2) и задние (3) гидравлические аутригеры для горизонтальной выставки агрегата;

– автономный дизельный привод (4) рабочих и вспомогательных операций на базе двигателя ЯМЗ-238 с механической КПП и выхлопной системой;

– гидравлический бак (5);

– трансмиссию привода тяговой лебедки, состоящей из двух карданных валов и трех-скоростной КПП (6) верхнего оборудования с установленным на ней аксиально-поршневым насосом для привода гидравлического оборудования;

– механическую тяговую (буровую) лебедку (7) с шестеренчатым приводом для подъема колонны труб и насосных штанг из скважины, ленточно-колодочным пневматическим тормозом и пневматической дисковой фрикционной муфтой;

– двухсекционную телескопическую мачту (8) ферменной конструкции с открытой передней гранью, устанавливаемую в рабочее положение под острым углом к вертикали телескопическими гидроцилиндрами (9), оснащенную:

- канатно-палиспатной системой выдвижения верхней секции с гидроприводной лебедкой (10),

- автоматическими фиксаторами крепления верхней секции к нижней (поз.26, Фиг.5),

- шестиструнной талевой системой с кронблоком (11) в верхней части мачты,

- подвижным крюкоблоком (12) для подвешивания колонны труб и насосных штанг,

- силовыми (13) и ветровыми (14) оттяжками;

– переднюю опору мачты (15) в ее транспортном положении;

– заднюю опору мачты (16);

– гидравлическую вспомогательную лебедку (17), расположенную в нижней части мачты, предназначенную для подъема – опускания колонны насосно-компрессорных труб и насосных штанг с приемных мостков;

– гидро-, пневмо-, и электросистемы агрегата;

– выносной пульт управления (18) рабочими операциями, неподвижно прикрепленный к поворотно-выдвижной консоли, шарнирно закрепленной (консоль) к задней части агрегата;

– выдвижную каретку для гидроключа (19).

Далее заявителем представлено описание:

- монтажа агрегата АПРС-32/40;

- процесса выполнения основных рабочих операций.

Монтаж агрегата на скважине.

Заявленный агрегат подается к устью скважины седельным тягачом задним ходом с выдержкой требуемого расстояния от оси задней опоры мачты до оси скважины.

С помощью передних и задних гидравлических аутригеров (поз.2, 3, Фиг.1) производится вывешивание агрегата (разгрузка колес) с опорой передними аутригерами на тумбы и задними аутригерами на фундаментную балку, производится горизонтальная выставка по креномеру.

Производится подъем мачты (поз.8, Фиг.1) на острый (заданный) угол с помощью гидравлических цилиндров (поз.9, Фиг.1), при этом фиксаторы (поз.26, Фиг.5) верхней секции мачты, поворачиваясь на осях под собственным весом, выходят из зацепления с нижней секции мачты (происходит автоматическое снятие фиксации), далее происходит выдвижение верхней секции с помощью лебедки (поз.10, Фиг.1) и ее крепление в данном положении силовыми (поз.13, Фиг.1) и ветровыми (поз.14, Фиг.1) оттяжками.

Гидроключ выдвигается в рабочее положение на выдвижной каретке (поз.19, Фиг.1, Фиг.4) и подвешивается на канаты (на фигуре не показаны), каретка перемещается в исходное положение.

Пульт управления рабочими операциями (поз.18, Фиг.1, 6) выдвигается на поворотно-выдвижной консоли (поз.27, Фиг.6) в удобное для оператора место.

Управление вышеперечисленными операциями по выставке агрегата и подъему мачты осуществляется с гидравлического монтажного пульта управления, расположенного в передней части агрегата с левой стороны по ходу движения на уровне платформы (на фигуре не показано).

Выполнение основных рабочих операций.

Управление всеми рабочими операциями заявленного агрегата в процессе ремонта скважин осуществляется с выносного электро-пневматического пульта управления (поз.18, Фиг.1, 6), расположенного на поворотно-выдвижной консоли (поз.27, Фиг.6), прикрепленной к хвостовой части агрегата. При этом оператор управляет агрегатом, стоя на земле или площадке обслуживания скважины, непосредственно в зоне устья скважины. При этом с выносного электро-пневматического пульта управления производится управление следующими операциями:

1) пневмоуправление фрикционной муфтой основной лебедки (используется для пневматического включения – выключения основной лебедки при выполнении спуско-подъемных операций);

2) пневмоуправление спайдером (зажим-разжим колонны труб (штанг));

3) пневмоуправление вспомогательной лебедкой (подтаскивание труб (штанг) к талевому блоку);

4) пневмоуправление оборотами двигателя (пневматическое управление подачей топлива в двигатель внутреннего сгорания (ДВС) с установкой фиксированного значения оборотов);

5) управление тормозом лебедки (используется для пневматического включения – выключения тормоза основной лебедки при выполнении спуско-подъемных операций);

6) экстренный останов двигателя (нажатием кнопки обеспечивается перекрытие подачи воздуха в ДВС);

7) подача сигнала (используется для привлечения внимания, предупреждения о начале работы, аварийном положении и др.);

8) «Возврат схемы» (кнопка возврата сигнальных цепей в исходное состояние);

9) управление стояночным тормозом лебедки (пневматическое включение тормоза с фиксированным положением рычага; используется при необходимости длительного удержания колонны на весу);

Зацепка колонны труб (штанг) производится посредством элеватора (на фигуре не показано), подвешенного на талевом блоке (поз.12, Фиг.1).

Подъем колонны труб (штанг) из скважины осуществляется механической буровой лебедкой (поз.7, Фиг.1), управляемой с помощью выносного пульта управления (поз.18, Фиг.1, 6).

Спуск колонны труб (штанг) в скважину осуществляется под собственным весом с плавным притормаживанием лебедки с выносного пульта управления (поз.18, Фиг1, 6).

Свинчивание – развинчивание труб (штанг) в процессе спуско-подъемных операций осуществляется гидравлическим ключом, управляемым с собственного пульта.

Подталкивание труб для зацепки элеватором на талевый блок осуществляется вспомогательной лебедкой (поз.17, Фиг.1), управляемой пневматически с выносного пульта управления (поз.18, Фиг.1, 6)

Далее заявителем приведено детализированное описание преимуществ заявленного технического решения.

1. Транспортно-монтажная база агрегата представляет собой специально сконструированный двухосный полуприцеп (см. Фиг.2) под установку навесного оборудования, содержащий (полуприцеп) соответствующие элементы крепления, а именно:

- ложементы для установки и крепления двигателя (поз.20);

- кронштейны для установки и крепления верхней КПП (поз.21);

- ложемент для установки и крепления буровой лебедки (поз.22);

- кронштейны для крепления неподвижной ветви талевого каната (поз.23).

При этом транспортно-монтажная база одновременно включает в себя встроенную платформу (поз.24), что позволяет, в отличие от прототипа, исключить из конструкции агрегата отдельную промежуточную платформу для крепления верхнего оборудования. Тем самым конструктивные особенности заявленного технического решения обеспечивают по сравнению с известными аналогами и прототипом:

- значительное снижение металлоёмкости;

- удешевление изделия;

- уменьшение весогабаритных параметров агрегата, в том числе уменьшение нагрузок на колесные оси, что обеспечивает весьма весомые преимущества при использовании агрегата по назначению, а именно: заявленное техническое решение позволяет обеспечивать соблюдение нормативных требований при передвижении агрегатов по дорогам общего пользования, в то время как существующие аналоги требуют оформления специальной разрешительной документации согласно «Правил перевозки грузов автомобильным транспортом», утвержденых Постановлением Правительства РФ от15.04.2011г. №272.

2. Для выполнения спуско-подъемных операций используется лебедка с механическим (шестеренчатым) приводом (поз.7, Фиг.1, 3), ленточно-колодочным пневматическим тормозом и пневматической дисковой фрикционной муфтой, которая является более простой, надежной и неприхотливой в ремонте и обслуживании по сравнению с гидравлической (как у прототипа), особенно при низких (до минус 45 °С) и при высоких (до плюс 40 °С) температурах эксплуатации.

3. Устройство для размещения и фиксации гидравлического ключа в транспортном положении на выдвижной каретке, расположенной в задней части агрегата, позволяет оперативно, вручную устанавливать гидроключ в рабочее положение (поз.19, Фиг.4), что повышает мобильность агрегата в целом при монтаже – демонтаже на скважине. В конструкции каретки (Фиг.4) предусмотрена фиксация положения гидроключа посредством пальца (поз. 25, Фиг.4) в транспортном положении (задвинутая каретка).

У выявленных аналогов и прототипа подобное устройство отсутствует.

4. Устройство автоматической фиксации (снятия фиксации) верхней секции мачты с нижней секцией при переводе мачты из рабочего в транспортное положение и наоборот (поз.26, Фиг.5) обеспечивает возможность повышения мобильности агрегата при монтаже-демонтаже на скважине. На виде А Фиг. 5 фиксатор (поз.26) показан в транспортном положении мачты, в зафиксированном состоянии. При переводе мачты из транспортного горизонтального положения в рабочее вертикальное положение фиксатор под собственным весом, поворачиваясь вокруг оси, выходит из зацепления с пальцем нижней секции мачты. У выявленных аналогов и прототипа для фиксации верхней секции мачты с нижней секцией применяются специальные скобы или стремянки, требующие приложения ручного труда и соответствующих затрат времени.

5. В заявленном агрегате для управления всеми рабочими операциями использован выносной пульт управления (поз. 18, Фиг.1, 6), расположенный непосредственно в зоне устья скважины, неподвижно прикрепленный к поворотно-выдвижной консоли, шарнирно закрепленной (консоль) к задней части агрегата.

При этом с выносного пульта осуществляется управление:

- фрикционной муфтой основной лебедки (поз.28, Фиг.6), используется для пневматического включения – выключения основной лебедки при выполнении спуско-подъемных операций);

- спайдером (поз.29, Фиг.6) - зажим-разжим колонны труб (штанг);

- вспомогательной лебедкой (поз.30, Фиг.6) - подтаскивание труб (штанг) к талевому блоку;

- оборотами двигателя (поз.31, Фиг.6) - пневматическое управление подачей топлива в ДВС с установкой фиксированного значения оборотов;

- тормозом лебедки (поз. 32, Фиг.6) - используется для пневматического включения – выключения тормоза основной лебедки при выполнении спуско-подъемных операций;

- экстренным остановом двигателя (поз.35, Фиг.6) - нажатием кнопки обеспечивается перекрытие подачи воздуха в ДВС;

- подачей сигнала (поз.33, Фиг.2) - используется для привлечения внимания, предупреждения о начале работы, аварийном положении и др.;

- «Возвратом схемы» (поз.34, Фиг.6) - кнопка возврата сигнальных цепей в исходное состояние;

- стояночным тормозом лебедки (поз.36, Фиг.6) - пневматическое включение тормоза с фиксированным положением рычага, используется при необходимости длительного удержания колонны на весу.

При этом заявитель подчеркивает, что у прототипа с выносного пульта управления осуществляется управление только лебедкой.

Таким образом, из вышеизложенного можно сделать вывод, что заявителем достигнуты все заявленные технические результаты, а именно:

- снижена металлоемкость, нагрузка на колесные оси, агрегат удешевлен за счет применения в качестве транспортно-монтажной базы полуприцепа специальной конструкции, позволяющей устанавливать верхнее оборудование без дополнительной платформы – конструкция шасси со встроенной платформой;

- повышена надежность работы агрегата благодаря использованию механической лебедки с шестеренчатым приводом вращения барабана;

- снижены временные затраты и эксплуатационные издержки при установке гидравлического ключа в рабочее положение и переводе его (ключа) в транспортное положение благодаря наличию специальной выдвижной каретки;

- снижены временные затраты и эксплуатационные издержки при фиксации верхней секции мачты благодаря наличию устройства автоматической фиксации верхней секции мачты;

- повышена эффективность эксплуатации агрегата за счет применения выносного пульта управления всеми рабочими операциями непосредственно в зоне площадки обслуживания скважины (устья скважины).

Заявленное техническое решение удовлетворяет критерию «новизна», предъявляемому к изобретениям, так как при определении уровня техники не обнаружено средство, которому присущи признаки, идентичные всем признакам, перечисленным в формуле изобретения, включая характеристику назначения.

Заявленное техническое решение соответствует критерию «изобретательский уровень», предъявляемому к изобретениям, так как не является очевидным для специалиста, работающего в данной области техники.

Заявленное техническое решение удовлетворяет критерию «промышленная применимость», предъявляемому к изобретениям, так как заявленное устройство возможно изготовить с применением стандартного оборудования и использовать с применением известных приемов.

Изобретение относится к подъемным агрегатам для ремонта нефтяных скважин, в том числе для выполнения операций: спуска-подъема погружных центробежных и штанговых винтовых насосов, выполняемого посредством механической лебедки и талевой системы, механизированного свинчивания-развинчивания насосно-компрессорных труб и глубинно-насосных штанг в процессе ремонта с применением гидравлического ключа. Технический результат заключается в снижении металлоемкости и нагрузок на оси, повышение надежности работы и эффективности эксплуатации, снижение временных затрат. Агрегат подъемный для ремонта скважин АПРС-32/40 содержит транспортно-монтажную базу в виде двухосного полуприцепа; передние и задние гидравлические аутригеры; автономный дизельный привод; трансмиссию привода тяговой лебедки, состоящую из двух карданных валов и трехскоростной механической коробки передач верхнего оборудования с установленным на ней аксиально-поршневым насосом для привода гидравлического оборудования; тяговую лебедку; двухсекционную телескопическую мачту ферменной конструкции с открытой передней гранью, устанавливаемую в рабочее положение под острым углом к вертикали телескопическими гидроцилиндрами, оснащенную: канатно-полиспастной системой выдвижения верхней секции с гидроприводной лебедкой, талевой системой с кронблоком в верхней части мачты и подвижным крюкоблоком для подвешивания колонны труб и насосных штанг, силовых и ветровых оттяжек; переднюю опору мачты в ее транспортном положении; заднюю опору мачты; гидравлическую вспомогательную лебедку, расположенную в нижней части мачты и предназначенную для подъема–опускания колонны насосно-компрессорных труб и насосных штанг с приемных мостков; гидро-, пневмо- и электросистемы агрегата; выносной пульт управления. Транспортно-монтажная база выполнена со встроенной платформой и перильными ограждениями для установки верхнего оборудования и содержит элементы крепления - ложементы для установки и крепления двигателя, кронштейны для установки и крепления верхней коробки перемены передач, ложемент для установки и крепления буровой лебедки, кронштейны для крепления неподвижной ветви талевого каната. Лебедка для подъема-спуска колонны труб и насосных штанг выполнена с механическим шестеренчатым приводом, ленточно-колодочным пневматическим тормозом и пневматической дисковой фрикционной муфтой. Агрегат содержит специальное устройство для размещения и фиксации гидравлического ключа в транспортном положении на выдвижной каретке, расположенной в задней части агрегата. Агрегат содержит устройство автоматической фиксации и снятия фиксации верхней секции мачты с нижней секцией при переводе мачты из рабочего в транспортное положение и наоборот. Выносной пульт неподвижно прикреплен к поворотно-выдвижной консоли, шарнирно закрепленной к задней части агрегата, и управляет всеми рабочими операциями. 6 ил.

Агрегат подъемный для ремонта скважин АПРС-32/40, содержащий транспортно-монтажную базу в виде двухосного полуприцепа; передние и задние гидравлические аутригеры для горизонтальной выставки агрегата; автономный дизельный привод рабочих и вспомогательных операций на базе двигателя ЯМЗ-238 с механической коробкой передач верхнего оборудования и выхлопной системой; трансмиссию привода тяговой лебедки, состоящую из двух карданных валов и трехскоростной механической коробки передач верхнего оборудования с установленным на ней аксиально-поршневым насосом для привода гидравлического оборудования; тяговую лебедку для подъема колонны труб и насосных штанг из скважины, двухсекционную телескопическую мачту ферменной конструкции с открытой передней гранью, устанавливаемую в рабочее положение под острым углом к вертикали телескопическими гидроцилиндрами, оснащенную: канатно-полиспастной системой выдвижения верхней секции с гидроприводной лебедкой, талевой системой с кронблоком в верхней части мачты и подвижным крюкоблоком для подвешивания колонны труб и насосных штанг, силовых и ветровых оттяжек; переднюю опору мачты в ее транспортном положении; заднюю опору мачты; гидравлическую вспомогательную лебедку, расположенную в нижней части мачты и предназначенную для подъема–опускания колонны насосно-компрессорных труб и насосных штанг с приемных мостков; гидро-, пневмо- и электросистемы агрегата; выносной пульт управления, отличающийся тем, что транспортно-монтажная база выполнена со встроенной платформой и перильными ограждениями для установки верхнего оборудования и содержит элементы крепления - ложементы для установки и крепления двигателя, кронштейны для установки и крепления верхней коробки перемены передач, ложемент для установки и крепления буровой лебедки, кронштейны для крепления неподвижной ветви талевого каната; лебедка для подъема-спуска колонны труб и насосных штанг выполнена с механическим шестеренчатым приводом, ленточно-колодочным пневматическим тормозом и пневматической дисковой фрикционной муфтой; агрегат содержит специальное устройство для размещения и фиксации гидравлического ключа в транспортном положении на выдвижной каретке, расположенной в задней части агрегата; агрегат содержит устройство автоматической фиксации и снятия фиксации верхней секции мачты с нижней секцией при переводе мачты из рабочего в транспортное положение и наоборот; выносной пульт неподвижно прикреплен к поворотно-выдвижной консоли, шарнирно закрепленной к задней части агрегата, и управляет всеми рабочими операциями.