Крышка такелажная Российский патент 2024 года по МПК E21B19/06 E21B33/43 E21B43/10 

Область техники

Предлагаемое изобретение относится к нефтегазовой отрасли, в частности, к устройствам для проведения грузоподъемных работ при обустройстве нефтегазовой скважины.

Предшествующий уровень техники

Из уровня техники известна соединительная муфта (патент АU2011200977A1, опуб. 2011-09-22), содержащая корпус с центральным отверстием для размещения сопрягаемой поверхности обсадной колонны, имеющий выемки в которых располагаются сегменты одной стороной взаимодействующие с профилем сопрягаемой поверхности обсадной колонны, с другой стороны находящиеся в зацеплении с приводным узлом, прикрепленным к наружной поверхности муфты, при этом, сегменты имеют С-образную форму с Т-образным пазом на виде сбоку, причем наружная поверхность сегмента, обращенная к сопрягаемой поверхности обсадной колонны, имеет профиль сопрягаемой поверхности, а Т-образный паз на поверхности сегмента обращен к приводному узлу, в корпусе приводного узла закреплена резьбовая втулка за счет вращения в которой осевой элемент приводного узла, взаимодействующий с Т-образным пазом сегмента, имеет возможность осевого перемещения, за счет чего обеспечивается осевое перемещение сегментов, что позволяет осуществлять надежное крепление муфты на профиле сопрягаемой поверхности обсадной колонны.

Техническим результатом является обеспечение надежного крепления муфты к элементам обсадных колонн.

Недостатком данного технического решения является то, что данное техническое решение не предназначено для проведения грузоподъемных работ с элементами обсадных колонн при обустройстве и эксплуатации подводной нефтегазовой скважины.

В настоящее время при производстве работ по обустройству и обслуживанию подводной скважины применяют такелажную крышку, конструктивно имеющую тарелкообразный корпус с центральным отверстием, в котором установлен вкладыш, имеющий выступ с отверстиями под крепление такелажной скобы, причем в полках корпуса выполнены фигурные отверстия, в которых с возможностью осевого перемещения установлены сегменты одна поверхность которых имеет профиль ответной поверхности сопрягаемой поверхности обсадной колонны, другая имеет конусообразную поверхность, взаимодействующую с ответной конусообразной поверхностью наружной гильзы, перемещающейся вдоль оси такелажной крышки по резьбе на наружной поверхности корпуса. За счет вращения конусная поверхность наружной гильзы, воздействует на сопрягаемые конусные поверхности сегментов, вызывая их радиальное перемещение, при этом профиль на поверхности сегментов взаимодействует с ответным профилем на сопрягаемой поверхности обсадной колонны, обеспечивая надежное крепление такелажной крышки на транспортируемом элементе нефтегазовой скважины, после чего появляется возможность проведения грузоподъемных работ. Данное техническое решение по совокупности существенных признаков принято в качестве ближайшего аналога.

Недостатком данного технического решения является то, что закрепление такелажной крышки на транспортируемом элементе нефтегазовой скважины происходит за счет вращения наружной гильзы по резьбе большого диаметра, при этом возникает значительная сила трения в резьбовом соединении, что становится еще более ощутимым при реальной эксплуатации такелажной крышки, т.к. пыль и другие загрязнения, попадающие в резьбовое соединение большого диаметра, еще больше увеличивают трение в резьбовом соединении, кроме того, в момент окончательного закрепления крышки силы трения возрастают настолько, что по крайней мере одному оператору приходится удерживать такелажную скобу от проворота, все это сильно затрудняет процесс закрепления такелажной крышки и приводит к необходимости выполнения данной операции силами нескольких операторов. С учетом того факта, что работа проводится на высоте силами нескольких операторов, а при затяжке резьбового соединения на высоте возможно возникновение крутильных колебаний такелажной крышки, повешенной на стропах грузоподъемного устройства, все это повышает вероятность возникновения несчастного случая при производстве работ.

Сущность изобретения

Техническими результатами, достигаемыми изобретением, являются упрощение процесса закрепления такелажной крышки, обеспечение возможности выполнения работ одним оператором, снижение вероятности возникновения несчастного случая при производстве работ.

Технические результаты достигаются за счет того, что в конструкции крышки такелажной применен механизм зажима для каждого отдельного сегмента, состоящий в радиальном перемещении сегмента за счет вращения резьбового штифта в резьбе, выполненной в полке корпуса крышки такелажной, один конец которого воздействует на сегмент, расположенный в окне корпуса, другой конец имеет элемент для взаимодействия с инструментом, задающим вращательное движение штифту.

Краткое описание чертежей

Далее в описании приводится возможный, но не единственный вариант исполнения устройства.

Сущность изобретения поясняется чертежами.

На фиг. 1 показана крышка такелажная.

На фиг. 2 показана крышка такелажная, аксонометрия, разрез.

На фиг. 3 показана крышка такелажная, вид А.

На фиг. 4 показана крышка такелажная в рабочем положении, аксонометрия.

На фиг. 5 показана конструкция крышки такелажной, используемой при выполнении работ в настоящее время, ближайший аналог.

Подробное описание изобретения

Устройство предназначено для проведения для проведения грузоподъемных работ при обустройстве нефтегазовой скважины.

Заявляемое устройство состоит:

1 - корпус;

2, 4, 11, 15, 22 - резьбовой штифт;

3, 5, 9, 16 - центрирующий штифт;

6 - выступ;

7, 17 - отверстие;

8 - стержневой индикатор;

10, 14, 18, 19, 20 - сегмент;

12 - выемка под сегмент;

13 - элемент обсадной трубы;

21 - такелажная скоба.

Устройство такелажной крышки, выбранной как ближайший аналог, состоит:

23 - корпус;

24 - наружная гильза;

25 - выступ;

26, 27, 29 - отверстие;

28 - такелажная скоба;

30 - вставка;

31, 32 - сегмент.

На фиг. 1 показана крышка такелажная.

Корпус 1 выполнен в виде стакана на дне которого имеется выступ 6 с по крайней мере одним отверстием 7 под грузоподъемное приспособление, например, такелажную скобу, в полке корпуса выполнены по крайней мере две выемки под сегменты, сегменты 10, 14, 18, 19, 20 кинематически взаимодействующими с сопрягаемой поверхностью элемента обсадной трубы 13 одной стороной и резьбовыми штифтами 2, 4, 11, 15, 22 (в разрезе видна выемка 12, сегмент 10 и резьбовой штифт 11) другой стороной, по крайней мере три центрирующих штифта 3, 5, 9 (в разрезе виден центрирующий штифт 9) расположенных в резьбовых отверстиях в корпусе 1, стержневой индикатор 8 позволяющий контролировать правильность установки такелажной крышки на элемент обсадной трубы 13.

Корпус может быть выполнен в монолитном варианте, как указано на фиг. 1, а может и в сборном, например, как в ближайшем аналоге, что не влияет на достижение заявляемого технического результата.

На фиг. 2 показана крышка такелажная, аксонометрия, разрез.

В выемках в корпусе 1 установлены сегменты 10, 14, 18, 19, 20 кинематически взаимодействующие с сопрягаемой поверхностью элемента обсадной трубы 13 одной стороной и резьбовыми штифтами 2, 4, 11, 15, 22 другой стороной, центрирующие штифты 5, 9, 16 позволяют обеспечить равномерный зазор между корпусом 1 и элементом обсадной трубы 13 для оптимального распределения нагрузки на сегменты. Грузоподъемное приспособление для подъема крышки такелажной может крепиться либо в отверстие 7, либо в отверстие 17.

На примере выполнения заявляемой конструкции, приведенном на фиг.2, центрирующие штифты расположены соосно с вертикальной осью, проходящей через центр сегмента и резьбового штифта, соответствующего ему, однако расположение резьбовых штифтов может быть иное, что не влияет на достижение заявляемого технического результата.

Резьбовые штифты и центрирующие штифты могут иметь различные элементы для взаимодействия с инструментом, а именно - внутренний шестигранник, наружный шестигранник, шлицы, паз, лыски и т.д., что не влияет на достижение заявляемого технического результата.

Со стороны торца такелажной крышки могут быть выполнены различные элементы, облегчающие установку такелажной крышки на элемент обсадной трубы 13, например, фаску, радиус и т.д., что не влияет на достижение заявляемого технического результата.

Количество отверстий под грузоподъемное приспособление может быть разным, - одно, два или более, что не влияет на достижение заявляемого технического результата.

Нужно отметить, что центрирующие штифты 3, 5, 9, 16 могут отсутствовать в конструкции, при этом их функцию может выполнять, например, выступ на внутренней поверхности такелажной крышки, либо определенный порядок затяжки сегментов, позволяющий выполнить предварительную ориентацию такелажной крышки, что не влияет на достижение заявляемого технического результата.

На фиг. 3 показана крышка такелажная, вид А.

Сегмент 10, имеющий С-образную форму в разрезе, установлен в выемке 12, выполненной в корпусе 1. Сегмент 10 имеет Т-образный паз с одной стороны, с другой стороны профиль, соответствующий профилю ответной поверхности элемента обсадной трубы 13, при этом, сегмент 10 кинематически взаимодействует с сопрягаемой поверхностью элемента обсадной трубы 13 и с ответной поверхностью резьбового штифта 11, имеющего возможность радиального перемещения по резьбе, выполненной в корпусе 1.

Количество сегментов, размещенных в выемке в корпусе 1 может быть два и более, определяется расчетом для обеспечения безопасности проведения работ, что не влияет на достижение заявляемого технического результата.

При сборке такелажной крышки резьбовой штифт 2, 4, 11, 15, 22 вворачивают в корпус так, чтобы цилиндрическая шейка с вытачкой, выступали над внутренней поверхностью такелажной крышки таким образом, чтобы была возможность надеть Т-образный паз сегмента и перемещая сегмент вдоль Т-образного паза установить его в соответствующую выемку в такелажной крышке. Затем вращают резьбовой штифт в обратном направлении устанавливая сегмент в рабочее состояние. Выемка 12 имеет глубину, позволяющую сегменту 10 утапливаться в теле корпуса 1 выводя его из зацепления с поверхностью элемента обсадной трубы 13.

На фиг. 4 показана крышка такелажная в рабочем положении, аксонометрия.

Такелажная крышка установлена на элементе обсадной трубы 13 в рабочем положении, при этом стержневой индикатор 8 выступает над поверхностью корпуса 1, сигнализируя о правильности установки такелажной крышки. Путем поворота резьбовых штифтов 4, 11, 22 закрепляют такелажную крышку на элементе обсадной трубы 13, устанавливают грузоподъемное приспособление в отверстие 7 или 17, такелажная крышка готова к проведению такелажных работ.

На фиг. 5 показана конструкция крышки такелажной, используемой при выполнении работ в настоящее время, ближайший аналог.

Корпус 23 имеет форму стакана, в днище которого выполнено отверстие и вставлена вставка 30, имеющая выступ 25 с отверстиями 26, 27, 29 под размещение грузоподъемного приспособления, такелажная скоба 28 установлена в одно из отверстий. На наружной цилиндрической поверхности корпуса 23 выполнена резьба с возможностью перемещения по ней наружной гильзы 24, имеющей ответную резьбу на внутренней поверхности. В цилиндрической части корпуса 23 выполнены окна в которых размещены сегменты 30, 32 с одной стороны имеющие поверхность ответную профилю поверхности обсадной трубы, с другой стороны - конусную поверхность, взаимодействующую с ответной конусной поверхностью корпуса 23. При проведении работ наружную гильзу поворачивают до момента, когда профиль сегмента утопится вровень с внутренней поверхностью корпуса 23, такелажную крышку за такелажную скобу 28 зацепляют крюком грузоподъемного устройства и поднимают до уровня торца элемента обсадной трубы, дальнейшая работа происходит на высоте. Такелажную крышку заводят над торцем элемента обсадной трубы и опускают до касания ответной поверхности, обеспечивая надевание внутренней поверхности такелажной крышки на наружную поверхность элемента обсадной трубы, не снимая крышки с крюка грузоподъемного устройства, вращают наружную гильзу 24 в результате чего такелажная крышка, повешенная на стропах грузоподъемного устройства, начинает поворачиваться оператором вокруг вертикальной оси за рукоятки, ввернутые в наружную гильзу 24. Для исключения поворота по крайней мере один оператор вынужден удерживать такелажную крышку от проворота за выступ 25. Зачастую такая работа выполняется четырьмя операторами. С учетом того факта, что в выполнении работ участвуют несколько человек, наружная резьба на такелажной крышке большого диаметра, работа производится на открытой местности на высоте когда возможно попадание пыли на наружную резьбу такелажной крышки, увеличивающей сопротивление при повороте наружной гильзы 24, при этом при проскальзовании рукоятки у оператора, выполняющего поворот наружной гильзы 24, могут возникать крутильные колебания такелажной крышки подвешенной на стропах грузоподъемного устройства, все это повышает вероятность возникновения несчастного случая для оператора, участвующего в выполнении работ.

Заявляемое устройство работает так: каждый резьбовой штифт поворачивается инструментом до момента, когда профиль на поверхности сегмента утопится во впадине, грузоподъемное приспособление закрепляется в отверстии в выступе 6 корпуса 1 и зацепляется крюком грузоподъемного устройства, поднимают до уровня торца элемента обсадной трубы, заводят над торцем элемента обсадной трубы 13 и опускают до касания ответной поверхности, обеспечивая надевание внутренней поверхности такелажной крышки на наружную поверхность элемента обсадной трубы 13, при этом, полную посадку такелажной крышки на элемент обсадной трубы 13 контролируют по положению стержневого индикатора 8. Предварительно поворачивают каждый резьбовой штифт на одинаковое количество оборотов, после чего осуществляют окончательное крепление такелажной крышки, обеспечивая равномерный зазор между внутренней поверхностью такелажной крышки и наружной поверхностью элемента обсадной трубы 13. Центрирующие штифты служат для предварительной ориентации такелажной крышки на элемент обсадной трубы 13 и могут настраиваться в начале выполнения работ.

В отличии от крышки такелажной, используемой при выполнении работ в настоящее время, в заявляемом техническом решении каждый сегмент прижимается к ответной поверхности отдельно, за счет воздействия резьбового штифта имеющего маленький диаметр, что значительно снижает силу торможения в резьбе каждого резьбового штифта и позволяет выполнять работу одним оператором, т.к. общее усилие торможения делится на количество резьбовых штифтов, кроме того, диаметр резьбы резьбового штифта существенно меньше диаметра резьбы на наружной поверхности корпуса такелажной крышки, вращение резьбового штифта происходит в плоскости перпендикулярной оси крышки, что уменьшает вероятность возникновения крутильных колебаний такелажной крышки при выполнении работ - все это достичь заявляемый технический результат, заключающийся в упрощении процесса закрепления такелажной крышки, обеспечении возможности выполнения работ одним оператором, снижении вероятности возникновения несчастного случая при производстве работ.

Изобретение относится к нефтегазовой отрасли, в частности к устройствам для проведения грузоподъемных работ при обустройстве нефтегазовой скважины. Крышка такелажная для проведения грузоподъемных работ с обсадными трубами нефтегазовых скважин состоит из корпуса, выполненного в виде стакана, на днище которого имеется выступ с по крайней мере одним отверстием под грузоподъемное приспособление, по крайней мере двух сегментов, расположенных в выемках в корпусе с возможностью радиального перемещения и кинематически взаимодействующих с сопрягаемой поверхностью элемента обсадной трубы. Сегменты имеют в разрезе С-образную форму с Т-образным пазом с одной стороны и ответным профилем сопрягаемой поверхности с другой стороны. Радиальное перемещение сегмента происходит за счет вращения кинематически связанного с ним резьбового штифта, один конец которого имеет цилиндрическую шейку с выточкой, взаимодействующую с Т-образным пазом сегмента, а второй конец имеет элемент для взаимодействия с инструментом. Технический результат заключается в упрощении процесса закрепления такелажной крышки, обеспечении возможности выполнения работ одним оператором, снижении вероятности возникновения несчастного случая при производстве работ. 7 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Крышка такелажная для проведения грузоподъемных работ с обсадными трубами нефтегазовых скважин, состоящая из корпуса, выполненного в виде стакана, на днище которого имеется выступ с по крайней мере одним отверстием под грузоподъемное приспособление, по крайней мере двух сегментов, расположенных в выемках в корпусе с возможностью радиального перемещения и кинематически взаимодействующих с сопрягаемой поверхностью элемента обсадной трубы, отличающаяся тем, что сегменты имеют в разрезе С-образную форму с Т-образным пазом с одной стороны и ответным профилем сопрягаемой поверхности с другой стороны, при этом радиальное перемещение сегмента происходит за счет вращения кинематически связанного с ним резьбового штифта, один конец которого имеет цилиндрическую шейку с выточкой, взаимодействующую с Т-образным пазом сегмента, а второй конец имеет элемент для взаимодействия с инструментом.

2. Крышка такелажная по п.1, отличающаяся тем, что корпус выполнен монолитным.

3. Крышка такелажная по п.1, отличающаяся тем, что корпус выполнен сборным.

4. Крышка такелажная по п.1, отличающаяся тем, что элемент для взаимодействия с инструментом выполнен в виде внутреннего шестигранника.

5. Крышка такелажная по п.1, отличающаяся тем, что элемент для взаимодействия с инструментом выполнен в виде наружного шестигранника.

6. Крышка такелажная по п.1, отличающаяся тем, что элемент для взаимодействия с инструментом выполнен в виде шлица.

7. Крышка такелажная по п.1, отличающаяся тем, что элемент для взаимодействия с инструментом выполнен в виде выступа с по крайней мере одной лыской.

8. Крышка такелажная по п.1, отличающаяся тем, что в днище установлен стержневой индикатор.