Устройство для свинчивания и развинчивания бурового става Советский патент 1985 года по МПК E21B19/16 

PS W1%S SI-M1

.:v-:- «lC4C; rKrji--T..3-,:«r5r K.r-3S 5

.f. ..lj,.y. vy,.-v-;-.Tr.jrvr.

Изобретение относится к бурению скважин, а именно к устройствам для свинчивания и развинчивания

Известно устройство для свинчивания и развинчивания бурового става, которое состоит из привода, податчика и трубодержателя t1J.

Недостатком данного устройства является невозможность развинчивания буровых штанг с резьбовыми муфтами в месте соединения штанг.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для свинчивания и развинчивания базового става, включающее привод с хвостовиком, податчик, трубодержатель и два механизма удержания штанг, каждый из которых содержит рычаг с захватом 2

Однако это устройство не предотврщает отвинчивание муфты от %рубы в процессе развинчивания штанг, что не позволяет производить отвинчивание буровых штанг с резьбовыми муфтами без применения дополнительных механизмов.

Цепь изобретения - обеспечение .возможности развинчивания буровых штанг с. резьбовыми муфтами без приме нения дополнительных механизмов.

Указанная дель достигается тем, что в устройстве для свинчивания и развинчивания бурового става, состоящего из привода с хвостовиком, податчика, трубодержателя и механизмов удержания штанг, каждый из которых- содержит рычаг с захватом, каждый механизм удержания штанг снабжен дополнительным захвато установленнььм с возможностью взаимного поворота относитетьно основного захвата, механизмом фикcaцliи захватов относйтапьно друг друга и механизмом фиксации захватов в рычаге причем одни из захватов обоих механизмов удержания установлены с возможностью взаимодействия с б фовой штангой, а другие - соответСтвенно с муфтой штанги и хвостовиком привода.

Такое выполнение устройства позБо ляет фиксировать от поворота относительно друг друга хвостовиком привода, .штанги и муфты, что позволяет произвести отвинчивание штанги от бурового става без применения дополнительнЕ :: механизмов.

На фиг. 1 изобрах;ено устройс во, общий вид на фиг. 2 - разрез А-Л

на фиг. 1, на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 2J на фиг. 4 - захват , обЕций вид; на фиг. 5 - разрез В-В на. фиг. 4, на фиг. 6 - разрез Г-Г на фиг. 4; на фиг. 7 - схема рычажного захвата, на фиг. 8 - механизм удержания штанг, общий вид.

Устройство состоит из привода 1 (перфоратора) с глухим хвостовиком 2, установленного с возможностью возвратно-поступательного перемещения по направляющим податчика 3. К податчику 3 жестко прикреплена рама А, на направляющих 5 которой установлена с возможностью перемещения гидроцилиндром 6 поддержка 7, на ко1 орой установлен параллельно податчику 3 поворотный гидроцилиндр 8, на квадратах двухстороннего шток которого установлены механизмы удержания штанг, имеющие рычаги 9 с захватами 10 и 11. На рычагах 9 шарнирно установлены кулачки 12 с выступами 13 и механизмы фиксации захватов относительно друг друга, выполненные в виде гидроцилиндров 14, штоки которых шарнирно связаны с кулачками 12. Рычаги 9 имеют П-образные упоры 15, к которым параллельно податчику 3 приварены кронштейны 16, на которых шарнирно установлены механизмы фиксации захватов 10 и 11 в рычаге 9, выполненные в виде гидроцилиндров 17, штоки 18 которых имеют П-образные ползуны 19, направляю11;и п1 которых служат П-образ.ные упоры 15. Мечс,цу кулачкаMi 12 и П-о5разны ш ползунами 19 распо.пожены упоры 20 захватов 10 и 11, имеющих зевы разной величины, которая определяется для захватов 10 размером граней буровых штанг 21 а для захватов 11 - соответственно размерами граней резьбовых муфт 22 и граней хвостовика 2. Захваты 11 состоят из корпуса 23, в котором выполне};ы тупиковые концентрические пазы 24, а захваты 10. состоят из корпуса 25, выполненного с приливами 26, в которых жестко закреплены основания Т-образных штифтов 27, взаимодейств -ю|цих с пазами 24 захватов 11, с возможностью перемещения в пазах 24 на угол 60. Оба корпуса 23 и 25 имеют приливы дл установки пластинчатых пружин 28, цилиндрических 29, шаряиров 30, чек 31 с гребнями 32 и упорныг-м

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СВИНЧИВАНИЯ И РАЗВИНЧ11ВАНИЯ БУРОВОГО СТАВА, включающее привод с хвостовиком, податчик, трубодержатель и два механизма удержания штанг, каждый из которых содержит рычаг с захватом, . отличающееся тем, что, с целью обеспечения возможности раз-винчивания буровых штанг с резьбовыми муфтами, каждый механизм удержания штанг снабжен дополнительным захватом, установленным с возможностью взаимного поворота относительно основного захвата, механизмом фиксации захватов относительно друг друга и механизмом фиксации захватов в рычаге, причем одни из захватов обоих механизмов удержания установлены с возможностью взаимодействия, с буровой штангой, а другие - соответственно с муфтой штанги и хвостовиком привода.

у г-;; .T g:i°s vr..-

Tryy Sfg.,V-

s ESSef rew TF

fjK-;-;

площадками 33 шарниров ЗА, радиусноклинообразных собачек 35 с выступами 36, взаимодействующих с вуступами 13 кулачков 12.

Корпуса 23 и 25 закрыть: крышками 37 и 38 с помощью шпилек 39 и гаек 40.

В устройстве кроме поддержки 7 на раме 4 жестко закреплен магазин 41 с подпружиненным набором секций бурового става. Секции удерживаются в магазине 41- подпружиненными губками 42. Для направления б -ровой штанги 21 и ориентирования ее относительно забоя на податчике 3 жестко установлен трубодержатель 43 Усилие гидроцилиндра 6 выбрано таким, чтобы превьпиало суммарное усилие всех четьфех пластинчатых пружин 28, а последне.е превышает усили пружин, поджимающих губки 42 магазина 41 .

Устройство работает следующим образом.

Закрепленный вхвостовике 2 привода 1 забурник подают на забой податчиком 3. При этом рычаги 9 вместе с захватами 10 и 11 находятся в положении, обозначенном пунктиром. Упоры 20 жестко закреплены между ползунами 19 и кулачками 12, а выст.пы 36 собачек 35 поджаты выступами j 13 кулачков 12, т.е. узкие части собачек 35 выведены из взаимодействия с опорнымиплoщaдкa ш 33 чек 31 После бурения скважины на длину :забурннк последний захватьгеают тру бодержателем 43, включают вращение в обратную сторону привода 1 и его хвостовик 2 отвинчивается от резьбы забурника. С помощью податчика 3 привод 1 отводят в крайнее положение. Затем гидроцилиндром 6 перемещают поддержку 7 по раме 4 к магазину 41 и захваты 10 и 11 захватывают штангу 21 с муфтой 22. При этом преодолевается сопротивление пружин 28, а при обратном-движении поддержки 7 губки 42 не препят.ств.уют движению секции бурового ста на к податчику 3. Поскольку положе,ние секции в магазине 41 произвольное, то-плоскости зевов захватов 10 и 11 могут не совпасть с плоскостями граней штанги 21 и муфты 22, :Включают вращение поворотного ци;линдра 8 и рычаги 9, поворачиваясь, перемес ают секцию на ось скважины.

- iVW Sf«Tr5 5 -:

j/r,f yfJttgyT

Затем включают вращение привода 1 и движение податчика 3 на забой, пр этом хвостовик 2 свинчивается со штангой 21, после чего отводят поддержку 7 от бурового става, снимая при этом захваты .10 и 11. Opoi.водят свинчивание секции б фового става с забурником, после чего продолжают бурение сквах ины.

При окончании бурения буровой став извлекают из скважины, захватывают трубодержателем 43 и поддержку 7 перемещают к оси скважины. Ближни к забою захваты 10 и 11 обхватывают штангу 21 и муфту 22, а дальние от забоя захваты 10 и 11 - соответствено штангу 21 и хвостовик 2. Гидроцилиндрами 14 поворачивают кулачки

12,освобо;(дая упоры 20 и выступы 36 собачек 35 от поджатия выcтyпaмlf

При зтом узкий конец собачки 35 под действием пр ткины 29 войдет в зацепление с площадкой 33 чеки 31, образуя соединение захватов 11 с хвостовиком 2 и муфтой 22. В момент защелкивания собачки 35 захваты 11 начинают поворачиваться относительно захватов 10 до тех пор, пока чеки 31 под действием своих пружин 28 не замкнут захваты 10 ни гранях штанги 21. В результате образуется жесткое соединение, передающее крутящий момент от хвостовика 2 к муфте 22 секции бурового става и тем самым обеспечивается отвинчивание ее от бурового става, находящегося в скважине. При этом захвать 10 и t1 вращаются вместе с хвостовиком 2 штангой 21 и муфтой 22, так как упоры 20 свободно вращаются ввиду отсутствия жесткой связи с кулачками 12 и ползунами 19.

По окончании отвинчивания секции бурового става вьщвигаются ползуны 19 и прекращают вращение захватов 10. и 11. Одновременным ближним к . хвостовику 2 гидроцилиндром 14 прихсимают выступы 13 кулачков 12 к выступам 36, при этом чеки 31 освобождаются от фиксации собачками 35

и больше не удерживают хвостовик 2 от вращения относительно штанги 21. Однако дальние от хвостовика 2 захваты 10 и 11 продолжают удерживать штангу 21 и муфту 22 от вращения. В результате происходит развинчивание хвостовика 2 и штанги 21 секции бурового става.

После окончания развинчивания ближним.к забою гидроцилиндром 14 фиксируют рычаги 9 захватов 10 и 11 и одновременно освобождают чеки 31 этих захватов от фиксации на гранях штанги 21 и муфты 22, В результате секция бурового става оказыва-. ется на весу в захватах 10 и 11, после чего гидроцилиндром 6 отодвигается с оси скважины, гидроцилиндром 8 поворачивается в сторону магазина 41 и убирается в него.

Затем податчиком 3 привод 1 перемещается к забою скважины, хвостовик 2 свинчивается с буровым ставом и последний извлекается из скважины на длину . . После этого операции повторяются

Благодаря тому, что устройство позволяет фиксировать от проворота относительно друг друга хвостовика привода, штанги и муфты, обеспечивается отвинчивание штанги от буровог стана без применения дополнительных механизмов, что значительно повышает производительность устройства при извлечении бурового става из скважины.

20 15 19 16 Ю

Фиг.5

..gij j yF :7 i-g f

r-sfSS5S r

fiKHf F- v

ftO

ZO

35

2

27

Фаг.6

-V. , .

., r p7KjS« 5f-W-

il3A696

Ъд 26 51

22

34

Риг. 7

22