Элеватор для спуска и подъема бурильных труб Советский патент 1983 года по МПК E21B19/07 

Изобретение относится к глубокому разведочному бурению, а именно к элеваторам для спуска и подъема бурильных труб. По основному авт. св. № 922267 известен элеватор для спуска и подъема бурильных труб, содержащий корпус с плитой, зажимные элементы, наружную и внутреннюю обоймы с механизмом перемещения, включающим гидроцилиндры и дополнительную обойму с приводом перемещения, выполненным в виде пакетов тарельчатых пружив, установленных между наружной и внутренней обоймами с возможностью взаимодействия с гидроцилиндрами, а привод перемещения дополнительной обоймы выполнен в виде самотормозящейся винтовой пары, уставовленной подвижно на внутренней обойме и связанной посредством зубчатой передачи с гидромоторами i. Цель изобретения - уменьшение веса устройства и снижение мощности его гидропривода. Эта цель достигается тем, что элеватор для спуска и подъема бурильных труб снабжен двумя кольцами, жестко связанными между собой, при этом верхнее кольцо установлено между пакетами пружин и внутренней обоймой, а нижнее кольцо установлено между наружной обоймой и упорным подщипником. На чертеже показан элеватор в рабочем положении. Элеватор включает корпус 1 со свободно лежащей на его верхнем фланце плитой 2 и три концентрично расположенные обоймы: наружную обойму 3 с закрепленным на ее нижнем конце зажимным кольцом 4, внутреннюю обойму 5, на нижнем конце которой закреплено кольцо 6, в окнах которого установлены зажимные плашки 7, и дополнительную обойму 8, на Т-образных пазах которой с возможностью радиального перемещения установлены двускосые клинья 9, взаимодействующие по наклонным поверхностям с зажимным кольцом 4 и с плашками 7. На плите 2 установлены гидроцилиндры 10 с нажимными шайбами 11 и гидромоторы 12 с шестернями 13. Поворот плиты 2 с горизонтальной плоскости ограничен планкой 14, а вертикальное ее перемещение ограничено кольцом 15, закрепленным на верхнем конце хвостовика внутренней обоймы 5. Кольцо 16 жестко скреплено с фланцем наружной обоймы 3 пальцами 17, на которые надеты пакеты пружин 18. Верхнее кольцо 19 жестко связано болтами 20 с нижним кольцом 21, при этом верхнее кольцо 19 установлено между пакетами пружин 18 и фланцем внутренней обоймы 5, а нижнее кольцо 21 расположено между фланцем наружной обоймы 3 и упорным подшипником 22, установленным на фланце корпуса 1. На верхней части хвостовика внутренней обоймы 5 установлена с возможностью вращения шестерня 23, связанная с шестернями 13 гидромоторов 12. Наружная часть ступицы шестерни 23 выполнена с резьбой, на которой установлена гайка 24, жестко связанная с дополнительной обоймой 8 пальцами 25, проходящими через отверстия во фланце внутренней обоймы 5. Гидроцилиндры 10 и гидромоторы 12 закрыты кожухом 26. Элеватор предназначен для удержания бурильной колонны 27. Элеватор работает следующим образом. В начальном положении гайка 24 поднята вверх и дополнительная обойма 8 с двускосыми. клиньями 9 также поднята вверх до упора. Штоки гидроцилиндров 10 с нажимными шайбами 11 находятся в верхнем положении. Для раскрытия элеватора перед зажимом бурильной трубы 27 подают масло под давлением в поршневые полости гидроцилиндров 10, в результате чего штоки гидроцилиндров 10 через нажимные шайбы 11 упираются в кольцо 16, поднимают плиту 2 до упора ее в кольцо 15 и сжимают пружины 18, опуская кольцо 16 с пальцами 17 с наружной обоймой 3 и с зажимным кольцом 4 до упора фланца наружной обоймы 3 в нижнее кольцо 21, при этом двускосые клинья 9 и плашки 7 радиально расходятся. Затем элеватор опускают на бурильную трубу 27. По сигналу «Зажим происходит холостое сведение плашек 7, для этого включают гидромоторы 12, вращение шестерен 13 передается на шестерню 23, гайка 24, а вместе с ней, через пальцы 25, дополнительная обойма 8 с двускосыми клиньями 9 опускаются вниз, и плащки 7 прижима{ртся к замку бурильной трубы 27. После холостого сведения происходит зажим замка бурильной трубы 27, для чего рабочая жидкость сливается из поршневых полостей гидроцилиндров 10 и подается в штоковые полости, при этом штоки гидроцилиндров 10 поднимаются и выходят из контакта с кольцом 16. Освобожденные таким образом пружины 18, разжимаясь, поднимают кольцо 16 с пальцами 17, с наружной обоймой 3 и с зажимным кольцом 4, наклонные поверхности которого заставляют сдвигаться радиально к центру двускосые клинья 9 и плашки 7, происходит заклинка бурильной колонны 27. Таким образом усилие заклинки бурильной колонны 27 равно усилию пружин 18. Вес бурильной колонны 27 передается посредством пальцев 17 и кольца 16 на опоры (верхнее кольцо 19, нижнее кольцо 21 и подшипник 22) через пакеты пружин 18. Поэтому при весе бурильной колонны 27 меньшем или равном усилию пружин 18, вес бурильной колонны 27 не увеличивает их деформацию или увеличивает только

в пределах их рабочего хода и, соответственно, заклинка производится только усилиями пружин 18.

При весе бурильной колонны 27 большем усилия пружин 18, последние сжимаются до упора фланца наружной обоймы 3 в нижнее кольцо 21 и одновременно фланец внутренней обоймы отходит вниз от верхнего кольца 19, образуя с ним зазор. В этом случае заклинивание осуществляется только весом бурильной колонны 27.

Таким образом усилие заклинки в предлагаемом элеваторе равно усилию заклинивающих пружин 18 или весу бурильной колонны 27.

Для раскрытия элеватора рабочую жидкость подают в поршневые полости гидроцилиндров 10 и, так же, как при приведении элеватора в исходное положение, пакеты пружин 18 сжимаются, при этом опускается кольцо 16 с пальцами 17, наружной обоймой 3 и зажимным кольцом 4, а двускосые клинья 9 и плащки 7 радиально расходятся. Затем включением гидромоторов 12 производят холостое разведение плашек 7. Бурильная колонна освобождается.

Предлагаемое устройство по сравнению с известным имеет уменьшенное усилие заклинки (так как усилие заклинивающих пружин не суммируется с весом колонны при заклинке), что позволяет уменьшить усилие расклинивающих гидроцилиндров

и, соответственно, мощность гидропривода, и, как следствие, вес устройства.

ЭЛЕВАТОР ДЛЯ СПУСКА И ПОДЪЕМА БУРИЛЬНЫХ ТРУБ по авт. св. № 922267, отличающийся тем, что, с целью уменьшения веса и снижения мощности гидропривода, он снабжен двумя кольцами, жестко связанными между собой, при этом верхнее кольцо установлено между пакетами пружин и внутренней обоймой, а нижнее кольцо установлено между наружной обоймой и упорным подшипником. (Л 05 « /7