Устройство для приема,накопления и выдачи скважинных труб при спуско-подъемных операциях Советский патент 1985 года по МПК E21B19/14 

1 Изобретение относится к области бурения, освоения и ремонта нефтян и газовых скважин. Известно устройство для приема, накопления и выдачи скважинных труб, содержащее установленный на домкратах стеллаж с полками и упорами на них и основание с установленными на нем механизмом передачи труб, выполненным в В1ще желоба с приводом и устройством для подачи труб на ось скважины П . Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство Д.ПЯ приема, накопления и выдач скважинных труб при спуско-подъемных операциях, срдержащее механиз переноса труб с приводом и захвата ми, радиально закрепленными на валу установленном на стойках платформы стеллаж для накопления труб и узел подачи труб на ось скважины 2j , Недостатком известного устройства является потеря времени на Вспомогательные .операции и возможность падения трубы во время ее пер мещения на стеллаяс или в обратном направлении. Цель изобретения - повьппение про изводительности устройства путем с кращения времени.на вспомогательные операции и повышение его надежности в работе путем исключения падения трубы при перемещении. Указанная цель достигается тем, что устройство для приема, накопления и выдачи скважинных труб при спуско-подъемных операциях, содержа щее механизм переноса труб с приводом и захватами, радиально закре ленными на валу, установленном в жестко связанных с платформой стойках, стеллаж для накопления труб с горизонтальными полками с упорами, расположенными концентрично оси вала, и узел подачи труб на ось сква жины, причем стеллаж для накопления труб щарнирно связан с платформой И установлен с возможностью его поворота относительно оси ва.да,а каждый захват выполнен в виде жестко закрепленного на валу основания в направляющих которого установлен корпус с приводом и двумя челюстями одна из которых имеет ползун и копир, связанный с приводом линейного перемещения посредством то.пкатвля 22 На фиг,1 изображено устройство, общий вид; на фиг.2 - то же, вид в плане; на фиг.3 - механизм переноса труб ; на фиг.4 -соединение вала с приводом поворота; на фиг.5 -сечение А-А на фиг.З; на фиг.6 - сечение Б-Б на фкг.З; на фиг.7 - захват механизма переноса труб с открытыми челюстями; на фиг.8 - то же, с захваченной трубой; на фиг.9 - сечение В-В на фиг.1. Устройство для приема, накопления и выдачи скважинных труб или штанг при спуско-подъемных операциях состоит .из платформы 1, на которой установлены узел 2 подачи труб на ось скважины,механизм 3 переноса труб и стойки 4 и 5. Механизм 3 переноса труб состоит из вала 6, установленного в подшипниках 7 и 8 скольжения, которые закреплены на стойках 9 и 10. Вал 6 через муфту 11 связан с приводом 12 поворота вала 6. Привод 12 поворота установлен на кронштейне 13, который закреплен на стойке 9. На валу 6 на шпонке 14 жестко установлены захваты 15 и 16. Захваты 15 и 16 содержат корпус 17, в направляющих 18 и 19 которого установлен ползун 20 с челюстью 21 и копиром 22. В отверстии 23 корпуса 17 установлена другая челюсть 24 с пружиной -25. В направляющих 26 корпуса 17 установлен толкатель 27, одним своим концом связанньй с приводом 28 линейного перемещения, а другим концом контактирующий с копиром 22 ползуна 20. Корпус 17 установлен в направляющих 29 основания 30 и связан с ним приводом 31 линейного перемещения. Балки 32 и 33, на одних концах которых жестко установлены кронштейны 34 и 35, шарнирно связанные со стойками 4 и 5 горизонтально расположенными осями 36 и 37, а к противоположным концам шарнирно присоединены гидродомкраты 38 и 39 и жестко установленные стойки 40 и 41. Балки 32 и 33 могут поворачиваться вокруг осей 36 и 37. Стойка 40 (фиг.1,9) состоит из жестко связанного балками 32 корпуса 42, на который последовательно устанавливают неподвижный стакан 43 с жесткэ связанной с ним полкой 44 и над ним поочередно - подвижные стаканы 45 с жестко связанными с ни3ми полками 46. ВЙутри корпуса 42 установлен гвдроцилиндр 47, шток 48 которого через ось 49 связан с балкой 32. Гильза гидроцилиндра 47 сна жена пальцами 50 и 51, расположенны в пазах 52 и 53 корпуса 42. В стаканах 45 жестко установлены втулки 34, в которых выполнены открытые винтовой 55 и продольный 56 пазы. Сверху стойка закрыта колпаком 57. Стаканы 45 установлены на подшипниках 58 качения. Гидродомкраты 38 и 39 (фиг.1 и 2) содержат штоки 59, опорные башмаки 60, опорные плиты 61, стопорные гайки 62 и оси 63, через которые гидродомкраты 38 и 39 связаны с бал ками 32 и 33. Балки 33 и 32 со стойками 40 и 4 полками 44 и 46 и гидродомкратами 38и 39 образуют стеллаж для накопления труб. При необходимости стеллаж для укладки на него скважинных труб и механизм 3 переноса труб могут быть установлены на платформе 1 и по дру гую сторону узла 2 подачи труб на ось ькважины. Со стеллажа механизмом 3 переноса труб скважинные трубы 64 (фиг., 2,7,8 )переносятся к узлу 2 подачи труб при спуске их в скважину (не показана) и, наоборот, от узла 2 подачи к стеллажу при подъеме их из скважины. Полки 44 и 46 снабжены упорами 65 и 66 (фиг.1,7 и 8). Упор 65 и 66 (фиг.Г) расположены концент рично оси вала 6. Устройство работает следующим об разом. После установки устройства около подъемного агрегата (не показан) балки 32 и 33 гидродомкратами 38 и 39 поворотом вокруг осей 36 и 37 устанавливаюттаким образом, чтобы скважинные трубы 64, поднятые из скважины и перенесенные на полки 46 и 44, могли скатываться до упора в стаканы 43 и 45. Предварительно .под опорные башмаки 60 устанавливаются опорные плиты 61 и данное положение балок 32 и 33 песируют стопорными гайками 62. Затем подачей дахшения рабочей жидкости в штоковую полость гидроцилиндра 47 его гильза перемещаетс вниз и своим пальцем 50 через, продольный паз:- 52 корпуса 42, взаимо824действуя поочередно с винтовыми пазами 55 втулок 54 подвижных стаканов 45,поворачивает подвижные стаканы 45 и жестко связанные с ними : полки 46 на угол 90 относительно продольной: оси балки 32 и 33. На фиг.2 повернутые полки 46 показаны тонкими сплошными линиями, Подшипники 58 качения уменьшают силу трения при повороте полок 38. Затем включается привод поворота 12 вала 6 и, поворачивая его, подводит захваты 15 и 16, установленные на валу 6, к трубе 64, находящейся на устройстве 2 подачи труб. При этом захваты 15 и 16 находятся в исходном положении, т.е. челюсти раскрыты и корпус 17 расположен в основании 30. После остановки захватов 15 и 16 против трубы 64 приводом 31 вьщвигается корпус 17 по направляющим 29 основания 30 и труба 64 оказывав ется между челюстью 21 ползуна 20. и челюстью 24. Затем приводом 28 перемещается к трубе 64 толкатель 27 в направляющих 26 корпуса 17, взаимодействует с копиром 22 ползуна 20, который, перемещаясь в направлякнцих 18 и 19 корпуса 17, челюстью 21 подхватывает трубу 64 и прижимает к челюсти 24. 64 зажата. Далее приводом 12 поворота вал 6 вместе с захватами 15 и 16 и зажатой в них трубой 64 поворачивается к полкам 44 и труба 64 укладьгоается на них. Затем приводом 28 перемещается толкатель 27 от трубы 64. Под собственным весом ползун 20 опускается.вни, освобождая при этом трубу 64, и она по полкам 44 скатьшается до упора в стаканы 43. Далее приводом 31 корпус 17 перемещается в исходное положение и приводом I2 поворота вал 6 с захватами 15 и 16 поворачивается к узлу 2 подачи труб для захвата и переноса следующей трубы, поднятой из скважины. Таким образом,, заполняется нижний ряд полок 4.После заполнения неподвижных полок 44 скважинными трубами 64 подается давление рабочей жидкости в бесштоковую полость пздроцилиндра 47 и его гильза перемещается на один шаг, равный высоте подвижного стакана 45, Гильза гидроцилиндра 47, перемещаясь вверх, своим пальцем 50 через продольньй паз 52 корпуса 42 контактирует с винтовым пазом 55

5

втулки 54 вьшележащего над неподвижным стаканом 43 подвижного стакана 45 и при этом поворачивает подвижный стакан 45 с полкой 46 на угол УО до совмещения ее с продольной осью балки 32 и 33. Одновременно гильза гидроцилиндра 48 палцем 51 через продольный паз 53 корпуса 42 контактирует с продольным пазом 56 втулки 54 вышележащего стакана 45 над поворачиваемым стаканом и удерживает его, а вместе с ним и вьшележащую над поворачиваемой полку 46 от поворота. Начинается заполнение скважинными трубами 64 второго ряда полок cteллaжa, В дальнейшем цикл повторяется до полного извлечения скважинных труб из скважины.

При спуске скважинных труб в скважину балки 32 и 33 поворачиваются гидродомкратами 38 и 39 относительно своих осей 36 и 37 соответственно на угол, обеспечивающий скатьшание труб 64 по полкам 44 и 46 стеллажа к упорам 65 и 66. Данное положение гидродомкратов 38 и 3 фиксируется стопорной гайкой 62. Затем механизм переноса труб 3 начинает перенос труб с верхнего ряда полок 46 стеллажа. Привод поворота 12 поворачивает вал 6 с захватами 15 и б к полкам46 стеллажа. Захваты 15 и 16 останавливак тся против трубы 64, расположенной на полках 46, и приводом 31 вьщвигается корпус 17 по направляющим 29 основания 30 таким образом, что челюсть 21 ползуна 20 располагается ниже трубы 64, а челюсть 24 выше ее, контактируя с рядом лежащей трубой. После этого приводом 28 перемещается толкатель 27 к трубе 64. Толкатель 27, перемещаясь внаправляющих 26 корпуса 17, взаимодействует с копиром 22 ползуна 20; который перемещается в направляющих 18 и 19 корпуса 17 и че26

люсть 21 подхватывает трубу 64. Труба 64 вместе с ползуном 20 перемещается вверх и при этом прокатывает по полке 46 лежащие на ней остальные трубы. Челюсть 24 за счет пружины 25 постоянно контактирует с трубой,лежащей за трубой 64.(Образованное челюстями 21 и 24 и трубой, лележащей за трубой 59, закрытое пространство исключает возможность выпадания захватьшаемой трубы 64 ий захватов 15 и 16). В результате перемещения трубы 64 по траектории перемещения ползуна 20 происходит освобождение ее из ряда труб с одновременным зажимом. После зажима челюстями 21 и 24 трубы 64 приводом 12 поворота механизма 3 переноса труб поворачивается вал 6 с захватами 15 и

16к узлу 2 подачи труб и труба 64 укладывается на него, при этом захваты раскрываются, освобождая трубу 64. Процесс раскрытия захватов описан. Затем приводом 3.1 корпус .

17перемещается в исходное положение и привод i 2 поворота и механизм ; 3 переноса труб поворачивает вал 6

с захватами 15 и. 16. к полкам 46 стеллажа дпя переноса следующей трубы. После переноса всех труб с верхнего ряда полка 46 поворачивается на угол 90° и скважинные трубы забираются со следующего ряда. Работа механизма 46 поворота полок описана. Таким образом освобождаются все ряды полок 46 и 44.

Технико-экономическая эффективность предлагаемого устройства дпя приема, накопления и выдачи скважинных труб или штанг при спуско-подъемных операциях, используемого в составе автоматизированного агрегата для ремонта скважин, определяется повышением производительности труда на 34% и сокращением численности бригады по проведению ремонта на 1 человека.

6

. « J иг.1

Фиг.

чЛ П

12 11 7 f

Фиг.

11

:zi

ФигЛ

В-6

A-f

Фиг. 5

Риг.6

30 В

устройства ДЛЯ ПРЖМА НАК01ШБНИЯ И ШДЦАШ СШиПШНЫК ТРУБ ПРИ СПУСКО-НОДЬЕМШрС ОПЕРАЦИЯХ, содерж ее механизм переноса груб с приводсм и захватами, радиально закрепленными на валу, установленном в жестко связанных с платформой,, стойках, стеллаж для накопления труб с горизонтальными полкамн с упорами, расположенными концентрично оси вала, и узел подачи труб на ось скважины, отличающееся тем,.что, с целью повышения производительности устройства путем сокращения времени на вспомогательшле операции и повышения его надежности в работе путем исключения падения трубы при перемещении, стеллаж для накопления труб шарннрно связан с платформой н установлен с возможностью его поворота относительно оси вала, а каждый захват выполнен в виде жестко закрепленного на валу основания, в направ(О лшяцих которого установлен корпус с приводом и двумя челюстями, одна нз которых имеет ползун и копир, связанный с приводом линейного пе-. ремещения посредством толкателя.