Устройство для захвата труб при спуско-подъемных операциях Советский патент 1983 года по МПК E21B19/10 

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к устройствам для захвата и фиксации цилиндрических предметов, например труб, и может использоваться в нефтяной промышленности, а более конкретно при СПО (спуско-подъемных операциях) с бурильными, йасосно-компр ссорными и обсадными трубами с захватом за их гладкую наружную поверхность.

Известно устройство, предназначенное для проведения вспомогательных операций при СПО с обсадными трубами, а именно для подтаскивания одиночной трубы и удержания ее во время соединения с колонной, состоящее из шарнирно соединенных звеньев корпуса с размещенными на каждом звене запорными телами. На крайних звеньях укреплено замковое устройство, выполненное в виде стягивающего винта и гайки 1.

Известное устройство предназначено также выполнять роль предохранительного пояса на случай проскальзывания труб в роторных клиньях.

Применение данного устройства обусловливает значительный объем физического труда и времени при СПО, так как оно лишено быстродействия закрытия-открытия своих крайних звеньев, однако главным его недостатком является необходимость снятия с него штропов перед операцией свинчивания труб, так как при свинчивании оно вращается вместе с навинчиваемой трубой. Это, в свою очередь, требует применения подвижной люльки на буровой вышке и соответственно занимает в работе еще одного человека.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для захвата труб при спуско-подъемных операциях, включающее соединенные шарнирно звенья корпуса, запорное тело, выполненное в виде спирали и размещенное на конической поверхности корпуса, и замковый механизм 2.

Однако данное устройство не может быть использовано для осуществления СПО с обсадными трубами по следующим причинам: устройство не может заводиться на трубу и сниматься с нее сбоку, как этого требует технология СПО, так как не имеет разъема по образующей трубы; устройство освобождается только перемещением по оси в сторону, противоположную направлению захвата, что является неприемлемым для СПО.

Цель изобретения - повыщение надежности работы устройства при спуско-подъеме гладкостенных труб без муфтовых соединений.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для захвата труб при спускоподъемных операциях, включающем соединенные щарнирно звенья корпуса, запорное тело, выполненное в виде спирали и размещенное на конической поверхности корпуса, и замковый механизм, корпус снабжен направляющими стойками с наклонными пазами, а на концах спирали расположены болты с головками, имеющими кольцевые канавки для размещения в них наклонной поверхности паза направляющей стойки, при этом головка установлена с возможностью поступательного перемещения в наклонном пазу направляющей стойки и поворота вокруг оси спирали.

0 На фиг. 1 изображено устройство для захвата труб при СПО в закрытом положении (труба не показана), общий вид; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1 (одной стороны захвата плоскостью, нормальной к оси на конце спирали по кольцевой канавке в го ловке болта, ввернутого в конец спирали). Устройство для захвата труб при СПО включает корпус, состоящий из двух звеньев (половин) 1, соединенных щарнирно осью 2 и запирающихся скобой 3 замка в

Q целое кольцо, имеющее на внутренней стороне выточку с конической поверхностью 4, на которой размещены запорные тела 5, представляющие собой спираль, снабженную на концах деталями 6, выполненными, в форме болтов, головка 7 которых имеет кольцевую канавку и установлена в направляющих стойках 8, закрепленных в звеньях корпуса винтами 9; при этом корпус имеет на своих звеньях приливы с отверстиями для крепления проущин 10, а также плоскоспиральную пружину 11, крепящуюся на

0 пальце 12 замка захвата, для открывания которого вручную на скобе выполнена рукоятка 13.Для захвата трубы, лежащей на мостках у скважины, устройство в раскрытом виде накидывается на трубу сбоку и усилием

на проушины 10, направленным вниз, половины 1 корпуса поворачиваются на оси 2 и сводятся одна с другой, при этом скоба 3 замка под действием пружины 11, заневоленной на пальце 12, запирает захват автоматически вокруг трубы; последующим на тяжением, направленным по оси трубы вверх, спираль, состоящая из запорных тел 5, вводится во взаимодействие с конической поверхностью 4 в звеньях 1 корпуса. В этот момент происходит фиксация положения захвата относительно трубы, и чем больще

будет сила натяжения по оси, тем больше радиальное усилие сжатия трубы и сила фиксации; при этом происходит некоторое перемещение захвата по оси трубы, которое сопровождается разворотом спирали вокруг ее оси и поступательным перемещением по конической поверхности выточки корпуса, в этом участвуют также концевые детали 6, закрепленные в наклонных пазах направляющих стоек 8.

5 Для освобождения от захвата устройство должно быть перемещено по оси трубы в сторону, обратную направлению действовавшей нагрузки, т.е. вниз, при этом происходит перекатывание спирали 5 и детали 6 в обратном направлении, освобождая трубу от захвата. После этого скоба 3 открывается за свою рукоятку 13 и половинки 1 корпуса.устройства разводятся в исходное положение.

При спуске обсадных колонн с захватом за гладкое тело трубы преимущества изобретения заключаются в следующем:

повышении надежности работы трубозахватного устройства за счет гарантированности захвата и освобождения и за счет равномерного распределения радиальной нагрузки;

уменьшении затрачиваемых усилий в ручном труде, так как обычно надо оттянуть спайдер-элеватор вместе со щтропами и крюкоблоком на 1,8-2,0 м от оси буровой вышки, при этом вес спайдер-элеватора 750 кг, штропов - 300 кг, тогда как вес створчатого трубного захвата составляет около 20 кг;

уменьшении численности людей, занятых вспомогательной операцией подтаскивания и навинчивания следующей трубы;

уменьшении времени вспомогательной операции подтаскивания очередной трубы.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАХВАТА ТРУБ ПРИ СПУСКО-ПОДЪЕМНЫХ ОПЕ(Л 00 о СП РАЦИЯХ, включающее соединенные шарнирно звенья корпуса, запорное тело, выполненное в виде спирали и размещенное на конической поверхности корпуса, и замковый механизм, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности работы устройства при спуско-подъеме гладкостенных труб без муфтовых соединений, корпус снабжен направляющими стойками с наклонными пазами, а на концах спирали расположены болты с головками, имеющими кольцевые канавки для размещения в них наклонной поверхности паза направляющей стойки, при этом головка установлена с возможностью поступательного перемещения в наклонном пазу направляющей стойки и поворота вокруг оси спирали.