Гидравлическая буровая установка Российский патент 2024 года по МПК E21B7/02 

Область техники

Изобретение относится к гидравлическим буровым установкам с подвижным вращателем и может быть использовано при бурении геолого-поисковых и разведочных скважин.

Уровень техники

Известна буровая установка (RU 2549650 C2, 27.04.2015), содержащая четырехгранную мачту с подвижным основанием, т.е. с возможностью ее поворота в первом варианте на 90° в одну и другую сторону, а во втором - на 180° в одну из сторон и обратно, причем в первом варианте исполнения мачты используются два барабанных магазина свечеприемника, устанавливаемых напротив боковых граней мачты, во втором - один барабанный магазин, два подъемника в виде подвижных вращателей, расположенных на противоположных гранях мачты. К недостатку известного решения можно отнести сложность конструкции и низкую надежность вследствие наличия двух подвижных вращателей с вращающейся мачтой.

Предлагаемое изобретение направлено на обеспечение возможности бурения с отбором керна вертикальных и наклонных скважин (45-90°) глубиной до 3495 метров, повышении надежности, а также в реализации органов управления бурением исключительно при помощи гидравлических компонентов.

Раскрытие изобретения

Для достижения указанного технического результата предлагается гидравлическая буровая установка для наземных геологоразведочных работ, содержащая несущую раму с гидравлическими домкратами, на которой установлены рабочие модули, отличающаяся тем, что содержит раму сброса, размещенную на раме опоры, которая смонтирована на несущей раме, при этом на раме сброса размещены: грузовая лебедка, стойки, основной рабочий модуль, позиционируемый группой гидроцилиндров и включающий трехсекционную телескопическую мачту с узлом захвата и узлом вращения буровой трубы с зажимным устройством, также на несущей раме расположены лебедка снаряда со съемным керноприемником, модуль дизельного двигателя с установленными на нем гидравлическими насосами, модуль гидравлического бака, гидравлические блоки управления, модуль охлаждения гидравлической жидкости, гидромотор, промывочный насос для подачи бурового раствора в скважину, аккумуляторный бокс, топливный бак и модуль пульта управления, в котором расположены: блок управления модулем дизельного двигателя, главный распределитель для управления узлом вращения, грузовой лебедкой и лебедкой снаряда со съемным керноприемником, вспомогательный распределитель для управления зажимным устройством, узлом захвата и узлом вращения, а также органы управления промывочным насосом и средства контроля давления в системе, при этом в нижней части модуля пульта управления закреплена подножка оператора, а в задней части модуля пульта управления расположен модуль распределителя позиционирования для управления подъемом, сбросом и выдвижением трехсекционной телескопической мачты и управления гидравлическими домкратами.

Далее в описании представлены подробные сведения, касающиеся осуществления предлагаемого изобретения.

Осуществление изобретения

Для более ясного раскрытия сущности в описании сделаны отсылки на позиции поясняющих чертежей (фиг. 1-2), на которых представлены

фиг. 1 - вид установки сбоку в транспортном положении;

фиг. 2 - вид установки сверху в транспортном положении.

Предлагаемая буровая установка включает в себя несущую раму 1, на которой установлены рабочие модули, узлы и детали, с возможностью отдельного демонтажа и установки каждого из модулей. Такое выполнение повышает ремонтопригодность буровой установки.

Основной рабочий модуль расположен на раме сброса 2 в передней части буровой установки и включает в себя трехсекционную телескопическую мачту 3 с рабочими узлами (узел захвата 4 и, приводимый в движение вдоль оси основного рабочего модуля с помощью пары гидроцилиндров (ГЦ), узел вращения 5 буровой трубы с зажимным устройством 6).

Для позиционирования основного рабочего модуля используется группа гидроцилиндров (для подъема основного рабочего модуля и ориентации по углу наклона - пара телескопических трехступенчатых ГЦ 7, для перемещения основного рабочего модуля 3 к устью скважины вдоль рамы сброса 2 - пара ГЦ сброса, для выдвижения верхней секции мачты основного рабочего модуля - ГЦ выдвижения мачты).

На раме сброса 2 размещена грузовая лебедка 8 и стойки 9. Сама рама сброса 2 размещена на раме опоры 10, которая в свою очередь монтируется на несущую раму 1.

Питание установки во время работы производится посредством модуля дизельного двигателя 11 с установленными на нем гидравлическими насосами, модуля гидравлического бака 12, гидравлических блоков пилотного управления, а также модуля охлаждения гидравлической жидкости 13, вентилятор которого приводится в движение за счет гидромотора 14.

Модуль промывочного насоса 15, обеспечивающий подачу бурового раствора в скважину, также расположен на несущей раме 1 в передней правой части установки. Также в правой части установки на несущей раме 1 смонтирована лебедка 16 снаряда со съемным керноприемником (лебедка ССК).

В передней части установки расположен модуль пульта управления 17, в котором расположены: блок управления модулем дизельного двигателя 11; главный распределитель (отвечает за управление узлом вращения 5, грузовой лебедкой 8, лебедкой ССК 16); вспомогательный распределитель (отвечает за управление зажимным устройством 6, узлом захвата 4, узлом вращения 5; кнопка экстренной остановки; манометры для контроля за давлением в системе; органы управления промывочным насосом 15.

Снизу к модулю пульта управления 17 крепится подножка оператора 18. Позади модуля пульта управления 17 расположен модуль распределителя позиционирования 19, служащий в качестве органа управления подъемом, сбросом и выдвижением модуля телескопической мачты 3. Также модуль распределителя позиционирования 19 отвечает за управление гидравлическими домкратами 20, которые расположены в углах установки.

В задней части установки располагается вышеупомянутый модуль охлаждения гидравлической жидкости 13, аккумуляторный бокс 21, топливный бак 22, объемом 850 л, огнетушитель 23.

Функционирование предложенной установки осуществляется следующим образом.

Перед началом работы с буровой установкой необходимо проверить уровень топлива в топливном баке 22, уровень гидравлической жидкости в модуле гидравлического бака 12, заряд аккумулятора, расположенном в аккумуляторном боксе 21. Также особо важно перед началом работы проверить состояние огнетушителя 23.

Для работы буровой установки необходимо запустить модуль дизельного двигателя 11 с установленными на нем гидравлическими насосами, которые обеспечивают прокачку гидравлической жидкости из модуля гидравлического бака 12 ко всем органам управления буровой установки (модулю пульта управления 17 и модулю распределителя позиционирования 19). От органов управления гидравлическая жидкость прокачивается ко всем потребителям. В процессе работы температура гидравлической жидкости поддерживается при помощи модуля охлаждения гидравлической жидкости 13, крыльчатка которого приводится в движение за счет гидромотора 14.

Для того, чтобы обеспечить буровой установке устойчивое положение, необходимо выдвинуть гидравлические домкраты 20 при помощи модуля распределителя позиционирования 19.

На месте работы буровой установки необходимо при помощи модуля распределителя позиционирования 19 выставить трехсекционную телескопическую мачту 3 по углу (подъем осуществляется при помощи пары телескопических трехступенчатых ГЦ 7) и глубине сброса вдоль рамы сброса до упора к земле 2, выдвинуть верхнюю секцию мачты. После выставления трехсекционной телескопической мачты 3 по углу зафиксировать ее положение стойками 9. Ось вращения мачты при этом расположена на раме опоры 10.

Далее при помощи грузовой лебедки 8 размещают колонковую трубу в узле вращения буровой трубы 5 и фиксируют его при помощи зажимного устройства 6.

Затем при помощи лебедки 16 снаряда со съемным керноприемником (лебедка ССК) размещают керноприемную трубу внутри колонковой трубы. В процессе размещения керноприемной трубы регулируют зазор, между трубами для подачи промывочной жидкости (подается при помощи модуля промывочного насоса 15). После регулировки зазора колонковой трубы выполняется прокачка бурового раствора (при помощи модуля промывочного насоса 15) для посадки керноприемной трубы внутри колонковой трубы. Далее устанавливается ведущая труба.

После проведения вышеупомянутых действий буровая установка готова к началу процесса бурения.

С помощью органов управления бурением, которые находятся в составе модуля пульта управления 17, осуществляются следующие операции.

1. Узел вращения буровой трубы 5 с зажимным устройством 6 вращает установленные в нем трубы.

2. Включается подача промывочной жидкости при помощи модуля промывочного насоса 15.

3. Узел вращения буровой трубы 5 с зажимным устройством 6 вместе с вышеупомянутыми трубами перемещаются вниз вдоль оси основного рабочего модуля с помощью пары гидроцилиндров 7 (ГЦ).

4. После погружения на глубину трех метров, колонковая труба остается на забое, а ведущая труба (I) зажимается при помощи узла захвата 4 и откручивается. Выдергивается керноприемник при помощи лебедки ССК 16. Спускают второй керноприемник при помощи лебедки ССК 16. Извлекают керн.

5. Подается следующая ведущая труба (II). Устанавливается в узел вращения буровой трубы 5. Вручную прикручивается к ведущей трубе (I), которая зажата узлом захвата 4. Далее следующая труба (II) зажимается зажимным устройством 6 и закручивается до конца для надежного соединения с предыдущей ведущей трубой (I). Зажимное устройство 6 отпускает ведущую трубу (II).

6. Узел вращения буровой трубы 5 с зажимным устройством 6 перемещается вверх вдоль оси основного рабочего модуля с помощью пары гидроцилиндров 7. Зажимает ведущую трубу (II) зажимным устройством 6.

7. Узел вращения буровой трубы 5 с зажимным устройством 6 вместе с ведущими трубами перемещаются вниз вдоль оси основного рабочего модуля с помощью пары гидроцилиндров 7.

8. Во время бурения обеспечивается возможность отслеживания показателей манометров путем их расположения на панели приборов модуля пульта управления 17.

Таким образом, в предложенном изобретении обеспечивается полностью гидравлическое управление процессом бурения, что повышает надежность и долговечность работы компонентов буровой установки с расширением функциональных возможностей гидравлической буровой установки.

Изобретение относится к гидравлическим буровым установкам с подвижным вращателем и может быть использовано при бурении геолого-разведочных и поисковых скважин. Установка содержит несущую раму с гидравлическими домкратами, на которой установлены рабочие модули, раму сброса, размещенную на раме опоры, которая смонтирована на несущей раме. На раме сброса размещены грузовая лебедка, стойки, основной рабочий модуль, позиционируемый группой гидроцилиндров и включающий трехсекционную телескопическую мачту с узлом захвата и узлом вращения буровой трубы с зажимным устройством. На несущей раме расположены лебедка снаряда со съемным керноприемником, модуль дизельного двигателя с установленными на нем гидравлическими насосами, модуль гидравлического бака, гидравлические блоки управления, модуль охлаждения гидравлической жидкости, гидромотор, промывочный насос для подачи бурового раствора в скважину, аккумуляторный бокс, топливный бак и модуль пульта управления, в котором расположены блок управления модулем дизельного двигателя, главный распределитель для управления узлом вращения, грузовой лебедкой и лебедкой снаряда со съемным керноприемником, вспомогательный распределитель для управления зажимным устройством, узлом захвата и узлом вращения, а также органы управления промывочным насосом и средства контроля давления в системе. В нижней части модуля пульта управления закреплена подножка оператора, а в задней части модуля пульта управления расположен модуль распределителя позиционирования для управления подъемом, сбросом и выдвижением трехсекционной телескопической мачты и управления гидравлическими домкратами. Обеспечивается повышение надежности и долговечности работы компонентов буровой установки с расширением функциональных возможностей гидравлической буровой установки. 2 ил.

Гидравлическая буровая установка для наземных геологоразведочных работ, содержащая несущую раму с гидравлическими домкратами, на которой установлены рабочие модули, отличающаяся тем, что содержит раму сброса, размещенную на раме опоры, которая смонтирована на несущей раме, при этом на раме сброса размещены грузовая лебедка, стойки, основной рабочий модуль, позиционируемый группой гидроцилиндров и включающий трехсекционную телескопическую мачту с узлом захвата и узлом вращения буровой трубы с зажимным устройством, также на несущей раме расположены лебедка снаряда со съемным керноприемником, модуль дизельного двигателя с установленными на нем гидравлическими насосами, модуль гидравлического бака, гидравлические блоки управления, модуль охлаждения гидравлической жидкости, гидромотор, промывочный насос для подачи бурового раствора в скважину, аккумуляторный бокс, топливный бак и модуль пульта управления, в котором расположены блок управления модулем дизельного двигателя, главный распределитель для управления узлом вращения, грузовой лебедкой и лебедкой снаряда со съемным керноприемником, вспомогательный распределитель для управления зажимным устройством, узлом захвата и узлом вращения, а также органы управления промывочным насосом и средства контроля давления в системе, при этом в нижней части модуля пульта управления закреплена подножка оператора, а в задней части модуля пульта управления расположен модуль распределителя позиционирования для управления подъемом, сбросом и выдвижением трехсекционной телескопической мачты и управления гидравлическими домкратами.