Буровая установка Советский патент 1986 года по МПК E21B19/00 E21B3/00 

2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что гидравлический распределительный механизм выполнен в виде системы двух установленных параллельно друг другу двухпо- зиционных четырехходовых золотников гидрораспределителей управления соответственно трубодержателем и патроном и имеет рукоятку управления, при этом золотник гидрораспределителя управления патроном снаб1

Изобретение относится к горному делу, к средствам для наземного манипулирования секциями колонны бурильных труб при бурении скважин.

Целью изобретения является повыщение надежности выполнения спускоподъемных операций.

На фиг. 1 представлена буровая установка, общий вид; на фиг. 2 - фрагмент схемы гидросистемы установки с элементами кинематики трубодержателя и зажимного патрона.

Буровая установка содержит опорную металлоконструкцию в виде мачты 1 с основанием 2. На мачте 1 установлены подвижный вращатель 3 с гидравлическим зажимным патроном 4 и трубодержатель 5. Для выполнения спускоподъемных операций вращателем в установке имеется механизм перемещения вращателя, выполненный, например, в виде гидроцилиндра 6. Управление и функционирование всех механизмов установки осуществляется гидросистемой, которая включает в себя гидравлический распределительный механизм 7, связанный гидравлическими линиями 8-11 соответственно с гидроцилиндрами 12 и 13 зажимного патрона 4 и трубодержателя 5.

На линии 8 установлен механизм блокировки трубодержателя, образованный двух позиционным трехходовым гидрораспределителем 14 с управлением, механическая часть которого выполнена в виде толкателя 15, а гидравлическая - с гидравлическим каналом 16, подводящим рабочую жидкость к торцу золотника гидрораспределителя 14. Ка нал 16 линией 17 связан с гидравлической линией 9, сообщающейся с полостью 18 гидроцилиндра 13, осуществляющего при подаче жидкости в эту полость вместе с пружиной 19 зажатие плашками 20 бурильной трубы 21. Трубодержатель 5, в свою очередь, посредством подпружиненного подвижного соединения 22 установлен с возможностью ограниченного осевого перемещения относительно движения вращателя 3 и имеет Профилированную деталь 23 для взаиможен элементом, имеющим возможность перемещения относительно золотника на величину его хода, а рукоятка управления связана с упомянутым элементом с возможностью разъема в среднем положении элемента и с золотником гидрораспределителя трубодержателя - с возможностью разъема в положении «Трубодержатель зажат.

действия с толкателем 15. Для слива рабочей жидкости из щтоковой полости 24 гидроцилиндра 13 на линии 8 предусмотрен отводной канал 25 с обратным клапаном 26. Гидравлический распределительный механизм 7 включает в себя два установленных параллельно друг другу двухпози- ционных четырехходовых гидрораспределите ля 27 и 28, линиями 29 и 30 связанных с напорной магистралью 31, а линиями 32 и 33 - со сливом 34. Гидрораспределитель 27 обеспечивает управление зажимным патроном 4, гидрораспределитель 28 - управление трубодержателем. Для обеспечения необходимого перепада давления между линиями 29 и 30 на последней установлен гидроклапан 35 давления. Рукоятка 36 управления предназначена для переключения гидрораспределителей 27 и 28. Деталь 37, взаимодействующая с соответствующим выступом 38 рукоятки, образует

разъемное соединение рукоятки с золотником гидрораспределителя 28. Соединение рукоятки 36 с золотником гидрораспределителя 27 имеет промежуточный элемент 39, установленный подвижно относительно детали

40. Форма элемента 39 обеспечивает разъемное сцепление его с выступом 38 рукоятки 36 и свободу перемещения относительно золотника гидрораспределителя 27, равную его ходу. Последовательность перемещения рукоятки задается направляющим элементом с фигурным пазом 41 таким образом, что разъем соединения рукоятки с деталью 37 возможен только в положении «Трубодержатель зажат, а разъединение ее с элементом 39 только при среднем его положении без перемещения золотника гидрораспределителя 27.

На гидрораспределителе 14 помимо гидромеханического управления предусмотрено ручное управление в виде рукоятки 42.

Буровая установка работает следующим образом.

Рабочая жидкость по напорной магистрали 31 поступает к гидрораспределителю 28 по линии 29 связи, а к гидрораспределителю 27 - по линии 30 связи, при этом гидроклапан 35 обеспечивает необходимый перепад давления между линиями 29 и 30 связи. При включении гидрораспределителя 27 рукояткой 36 в положение а (4Патрон зажат) рабочая жидкость по линии 10 поступает в поршневую полость гидроцилиндра 12, а вытесняемая из штоковой полости жидкость по линиям 1 и 33 идет на слив 34.

Для раскрытия трубодержателя рукоятку ю шего натяжения и перемешения колонны бу36 вместе с элементом 39 перемешают в среднее положение, не отключая при этом зажимной патрон. Далее в соответствии с формой паза 41 ручку 36 вводят в соединение с деталью 37, находящейся в этот момент напротив переходного участка паза 41 и соответствующей положению б гидрораспределителя 28 («Трубодержатель зажат) .

рильных труб при надежном захвате ее зажимным патроном.

Для раскрытия патрона гидрораспределитель 27 переключается в положение б. Поскольку для такого действия необ- 5 ходимо перевести ручку 36 по фигурному пазу 41 через положение «Трубодержатель зажат (гидрораспределитель 28 в положении б), раскрытию патрона предшествует надежный захват колонны бурильных

При последующем переключении гидро-труб плашками 20 трубодержателя 5. При

включении гидрораспределителя 28 в положе ние б давление рабочей жидкости в линии 17 и гидравлической части управления 16 возвращает гидрораспределитель 14

распределителя 28 в положение а («Трубодержатель разжат) рабочая жидкость по линии 8 поступает к обратному клапану 26 и гидрораспределителю 14, который находится и остается в положении б (поток закв положение б, обеспечивая слив из полосрыт). Это положение обеспечивается тем, 25 ти 24 по линии 25 через обратный клачто трубодержатель 5 под действием собствен-пан 26.

Рукоятка 42 служит для включения гидрораспределителя 14 в положение а («Трубодержатель раскрыт) только для пропуска

ного веса и веса бурильных труб 21 сжимает пружины соединений 22, а его профилированная деталь 23 сохраняет свое положение относительно упора 15 гидрораспределителя 14 до тех пор, пока гидроцилиндр 6 не переместит зажатую патроном 4 колонну 21 и вместе с ней трубодержатель 5 вверх, при этом выступ детали 23 не нажмет на толкатель 15 гидрораспределителя 14 и не включит его в по30

первой трубы, когда отсутствует кинематическая связь между вращателем и устройством блокировки.

Наличие механизма блокировки обеспечивает в данной установке раскрытие трубодержателя только после натяжения колонны труб, т.е. полностью исключает аварийное

ложение а, при котором рабочая жидкость 35 падение колонны труб в скважину.

поступит в штоковую полость гидроцилиндра 24 по линии 18, а вытесняемая из поршневой полости 18 жидкость пойдет на слив 34 по линии 9. После раскрытия плашек 20 трубодержатель под собственным весом опускается в исходное положение, не меняя при этом положения гидрораспределителя 14.

Таким образом, раскрытие трубодержа- теля возможно только после соответствуюрильных труб при надежном захвате ее зажимным патроном.

Для раскрытия патрона гидрораспределитель 27 переключается в положение б. Поскольку для такого действия необ- ходимо перевести ручку 36 по фигурному пазу 41 через положение «Трубодержатель зажат (гидрораспределитель 28 в положении б), раскрытию патрона предшеств положение б, обеспечивая слив из полос

первой трубы, когда отсутствует кинематическая связь между вращателем и устройством блокировки.

Наличие механизма блокировки обеспечивает в данной установке раскрытие трубодержателя только после натяжения колонны труб, т.е. полностью исключает аварийное

падение колонны труб в скважину.

6

4

И

12

/

уУ/Ухх

f :# 2 13 13 ./ // /

q}u3.2