Механизм удержания бурильной колонны Советский патент 1984 года по МПК E21B19/10 

Изобретение относится к бурению скважин, а именно к устройствам для удержания бурильной колонны.

Известен механизм удержания бурильной колонны, который содержит зажимное кольцо, плашкодержатель, плашки с гидроцилиндрами их перемещения и средства для заклинивания плашек 1.

Недостатками этого механизма являются невысокая надежность и малый срок службы вследствие интенсивного износа контактирующих поверхностей средств заклинивания плашек, контактирующихся по линии.

Наиболее близким к предлагаемому является механизм удержания бурильной колонны, включающий зажимное кольцо с окнами, плашкодержатель, связанный с зажимным кольцом гидроцилиндрами заклинки, плашки с гидроцилиндрами их перемещения и связанные с ними средства для заклинивания плашек, каждое из которых выполнено в виде запорного клина со стопором, установленных в окнах плашкодержателя 2.

Однако известный механизм характеризуется тем, что он имеет недостаточную надежность из-за сложности конструкции и наличия большого количества гидроцилиндров.

Цель изобретения - повышение надежности устройства и упрощение его конструкции.

Указанная цель достигается тем, что в механизме удержания бурильной колонны, включающем зажимное кольцо с окнами, плашкодержатель, связанный с зажимным кольцом гидроцилиндрами заклинки, плашки с гидроцилиндрами их перемещения и связанные с ними средства для заклинивания плашек, каждое из которых выполнено в виде запорного клина со стопором, установленных в окнах плашкодержателя, последний выполнен в виде секций, установленных в окнах зажимного кольца, причем запорный клин и плашка соединены посредством рычага с гидроцилиндром перемещения плашки, при этом грань плащки и сопряженная с ней верхняя грань стопора выполнены наклонными под углом, большим угла самоторможения, а нижняя грань стопора и сопряженная с ней грань запорного клина выполнены под углом, меньшим угла самоторможения.

Такое выполнение устройства сокращает количество гидроцилиндров, упрощает конструкцию механизма и тем самым повышает надежность его работы.

На чертеже схематически изображен предлагаемый механизм удержания бурильной колонны, открытое положение.

Механизм удержания бурильной колонны состоит из зажимного кольца 1, имеющего окна 2, в стенках которых выполнены наклонные пазы 3. В окнах 2 установлен плашкодержатель, выполненный в виде секций 4 с наклонными шипами 5, входящими 5 в пазы 3. Каждая секция 4 связана с зажимным кольцом 1 гидроцилиндрами 6 заклинки. Секции 4 выполнены с окнами 7 и 8 и пазами 9. В окнах 7 размещены плащки 10, в окнах 8 - запорные клинья 11, а в пазах 9 - стопоры 12.

Запорные клинья 11 и плащки 10 связаны с гидроцилиндрами 13 перемещения плашек рычагом 14 через кулисы 15 и щарнир 16, где рычаг 14 связан с секцией 4 посредством шарнира 17, а гидроцилиндр 5 13 перемещения расположен на секции 4 и связан с ней посредством шарнира 18.

Две грани стопора 12 выполнены наклонными. Верхняя грань 19 выполнена с углом Д, где угол « больше угла самоторможения (угол самоторможения равен 6-8°; может выполняться до 30°); а нижняя грань 20 выполнена с углом , где угол меньше или равен углу самоторможения. Грань 21 плашки 10, сопряженная со стопором 12, выполнена тоже наклонной с 5 углом , т. е. с углом больше угла самоторможения, а грань запорного клина И, сопряженная со стопором 12, выполнена наклонной с углом /3.

Работа механизма осуществляется сле0 дующим образом.

Бурильный инструмент 22 опускают (поднимают) до нужной отметки, центрируют относительно отверстия 23, после чего с помощью гидроцилиндров 13 и рычагов 14 сводят плашки 10 на бурильном инструменте 22. При этом запорные клинья 11 также перемещаются к центру, перемещая стопоры 12 вверх.

Когда плашки 10 достигают бурильного инструмента 22, их движение прекращается

0 давление в гидроцилиндрах 13 сведения плашек повышается, тем самым подавая сигнал на проведение заклинки. Последнюю осуществляют гидроцилиндрами 6 заклинки которыми перемещают секции 4 вниз в окнах 2 вдоль пазов 3. Перемещаясь вниз, секции 4 производят окончательный зажим бурильного инструмента, во время которого плашки 10 надежно заклиниваются в секциях 4 плашкодержателя, упираясь в стопоры 12, которые препятствуют их отходу

0 назад и воздействуют на запорные клинья 11, остающиеся на месте, так как их грани выполнены наклонными с углом меньшим или равным углу самоторможения.

При раскреплении механизма с помощью гидроцилиндров 6 заклинки секции 4 перемещают вверх, при этом последние вместе с плашками 10 отходят от бурильного инструмента 22 и освобождают его. Вследствие то3 11213794

го, что угол наклона грани 21 плашки 10 вы-клинья 11 легко перемещаются в исходное

полней больше угла самоторможения, тоположение.

напряжение в системе - секции 4, плашкаБлагодаря тому, что значительно сокра10, стопор 12 и запорный клин 11 - исче-шается количество гидроцилиндров, упрозает. После этого с помош.ью гидроцилинд- щается конструкция механизма и тем самым

ров 13 и рычагов 14 плашки 10 запорныеповышается надежность его работы.

МЕХАНИЗМ УДЕРЖАНИЯ БУРИЛЬНОЙ КОЛОННЫ, включающий зажимное кольцо с окнами, плашкодержатель, связанный с зажимным кольцом гндроцилицдрами заклинки, плашки с гидроцилинд«18 Ч. 20 рами их перемещения и связанные с ними средства для заклинивания плащек, каждое -из которых выполнено в виде запорного клина со стопором, установленных в окнах плашкодержателя, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности устройства и упрощения его конструкции, плашкодержатель выполнен в виде секций, установленных в окнах зажимного кольца, причем запорный клин и плашка соединены посредством рычага с гидроцилиндром перемещения плашки, при этом грань плашки и сопряженная с ней верхняя грань стопора выполнены наклонными под углом, большим угла самоторможения, а нижняя грань стопора и сопряженная с ней грань запорного клина выполнены под углом, меньшим угла самоторможения. JS