Буровой агрегат Советский патент 1990 года по МПК E21B19/00 

1

(21)4449105/23-03

(22)27.06.88

(46) 07.04.90. Бюя. № 13

(71)Донецкий политехнический институт

(72)В.И.Блинов, О.Я.Тодер, Г.М.Вали- тов и А.А.Каракозов

(53) 622.233.62 (088.8) (56) Волков А.С. и др. Вращательное бурение разведочных скважин. - М. :Недра, 1977, с. 41.

Воздвиженский В.И. и др. Колонковое бурение,- М.: Недра, 1982, с. 81.

(54) БУРОВОЙ АГРЕГАТ

(57) Изобретение относится к горной пром-сти и предназначено для бурения. Цель - повышение производительности бурения и уровня механизации при спус- коподъемных операциях с колонной, состоящей из 24 обсадных труб. Для этого в корпусе 8 механизма свинчивания-развинчивания (МСР) агрегата установлен зажимной механизм, выполненный в виде плашек 18, связанных с подпружиненными поршнями 19, размещенными в кольцевой гидравлической камере 21. По

Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для бурения. Цель - повышение производительности бурения и уровня механизации при спускоподъемных операциях с колонной, состоящей из 24 обсадных труб. Для этого в корпусе 8 механизма свинчивания-развинчивания (МСР) агрегата установлен зажимной механизм, выполненный в виде плашек 18, связанных с подпружиненными поршнями 19, размещенными в кольцевой гидравлической камере 21. Полость высокого давления камеры 21 сообщена с подпоршневой полостью дополнительного гидроцилиндра (ДГЦ) 22. Входной вал 16 МСР выполнен полым с внутренней фасонной поверхностью для размещения в нем закрепленной в шпинделе вращателя бурового станка ведущей трубы (ВТ) 4, установленной с возможностью взаимодействия с поршнем 23 ДГЦ 22. Наружная поверхность ВТ 4 соответствует форме внутренней поверхности вала 16. С выходным валом 17 МСР связаны водила 10, на которых для передачи крутящего момента обсадной 24 и бурильной колоннам закреплены хомуты 25. При спуске колонны 24 закрепляют ВТ 4 в гидропатроне и создают осевое усилие, передаваемое на поршень 23. Повышается давление в ДГЦ 22, что приводит в движение поршни 19 и плашки 18, которые захватывают колонну 24. Вращение передается водилам 10 от шпинделя через ВТ 4, валы 16 и 17 и стол ротора. Водила 10 вращают хомут 25, жестко соединенный с колонной 24. 4 ил.

16

(П

Фиг.З

лость высокого давления камеры 21 сообщена с подпоршневой полостью дополнительного гидроцилиндра (ДГЦ) 22. Входной вал 16 МСР выполнен полым с внутренней фасонной поверхностью для размещения в нем закрепленной в шпинделе вращателя бурового станка ведущей трубы (ВТ) 4, установленной с возможностью взаимодействия с поршнем 23 ДГЦ 22. Наружная поверхность ВТ 4 соответствует форме внутренней поверхности вала 16. С выходным валом 17 МСР связаны водила 10, на которых

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к буровым агрегатамо

Цель изобретения - повышение производительности бурения и уровня механизации при спускоподъемных опера- циях с колонной обсадных труб.

На фиг. изображен буровой агрегат, общий вид, процесс развинчива- ния бурильной колонны; на фиг. 2 - кинематическая схема механизма свинчивания-развинчивания, процесс развинчивания колонны бурильных.труб; на фиг. 3 --то же, процесс свинчивания обсадной колонны труб; на фиг. 4 - то , же, процесс роторного бурения скважины.

Буровой агрегат (фиг. 1) включает буровой станок 1, через гидропатрон 2 и шпиндель 3 которого проходит ведущая труба 4 фасонного (например, шестигранного) сечения. Гидропатрон 2 соединен со штоком 5 гидроцилиндров подачи бурового станка 1. Рама 6 бурового станка 1 жестко связана с рамой 7 механизма свинчивания-развинчивания, корпус 8 которого имеет отверстие для стола ротора 9, связанного с водилами 10, и центратора 11, в который вставляется подкладная вилка 12 во время спуска или подъема бурильной колонны 13. Вращение на бурильную колонну 13 передается посредством ведущей вилки 14. Механизм свинчивания-развинчивания (фиг. 2) установлен на кондукторе 15 скважины и состоит из ведущей шестерни, закрепленной на входном валу 16, и ведомой шестерни, связанной с выходным ыалсм 17, который соединен со столом ротора 9. Входной вал 16 выполнен подля передачи крутящего момента обсадной 24 и бурильной колоннам закреплены хомуты 25. При спуске колонны 24 закрепляют ВТ 4 в гидропатроне и создают осевое усилие, передаваемое на поршень 23. Повышается давление в ДГЦ 22, что приводит в движение поршни 19 и плашки 18, которые захватывают колонну 24. Вращение передается водилам 10 от шпинделя через ВТ 4, валы 16 и 17 и стол ротора. Водила 10 вращают хомут 25, жестко соединенный с колонной 24. 4 ил.

лым и имеет внутреннюю фасонную поверх-

ность, которая повторяет форму наружной поверхности ведущей трубы 4. В корпусе 8 размещен зажимной механизм, выполненный в виде плашек 18, связанных с поршнями 19 и подпружиненных

пружинами 20. Поршни 19 размещены в кольцевой гидравлической камере 21, соединенной с дополнительным гидроцилиндром 22 с поршнем 23. Для операций по свинчиванию и развинчиванию

обсадной колонны 24 используется трубный хомут 25 (фиг. 3), а для передачи крутящего момента бурильной колонне 13 (фиг. 4) при осуществлении ро- дюрного способа бурения скважины при-

-меняется ведущий хомут 26, связанный с водилами 10 и ведущей трубой 4.

Буровой агрегат работает следующим образом,(фиг. 1).

После установки рамы 6 бурового станка 1 на фундамент при помощи гидросистемы перемещают станок 1 в поло- - жение к скважине и производят углуб- ку под кондуктор 15 (фиг. 2). Затем устанавливают кондуктор 15 и механизм свинчивания-развинчивания, рама 7 которого жестко соединяется с рамой 6 бурового станка 1 (фиг. 1). Бурение скважины продолжают вращателем. При этом ведущая труба 4 соединяется с гидропатроном 2, шпинделем 3 бурового станка 1 и бурильной колонной 13, проходящей через отверстие в выходном валу 17 (фиг. 2) механизма свинчивания-развинчивания. При помощи штоков 5 (фиг. 1) гидроцшшнд- ров подачи бурового станка 1 осуществляется принудительная подача бурового станка на забой, что способствует

интенсивному разрушению пород на забое скважины.

Спускоподъемные операции с бурильной колонной 13, связанной с выходным валом 17 (фиг. 2) механизма свинчивания-развинчивания, производят следующим образом. Буровой станок 1 при помощи гидросистемы перемещают в положение от скважины, раскрепляют гидропатрон 2 (фиг. 1) и ведущая труба 4 под собственным весом опускается вниз, проходя сквозь фасонное осевое отверстие во входном валу 16 (фиг. 2). При этом нижний торец ведущей трубы 4 упирается в поршень 23, который остается неподвижным, так как жесткость пружин 20 достаточна для удержания поршней 19 от перемещения в камерах 21. В корпус 8 механизма свинчивания-развинчивания вставляют центратор 11 и начинают подъем бурильной колонны 13. При этом нижнюю часть колонны 13 подвешивают на подкладной вилке 12, а верхняя свеча бурильной колонны 13 отвинчивается при помощи водил 10, соединенных со столом ротора 9 и выходным валом 17 механизма свинчивания-развинчивания, а последний приводится во вращение посредством зубчатого зацепления от ведущей трубы 4, передающей вращение от шпинделя 3 (фиг. 1) входному валу 16 (фиг. 2) механизма свинчивания- развинчивания о

При спуске обсадной колонны 24 (фиг. 3) ведущую трубу 4 закрепляют в гидропатроне 2 (фиг. 1) и при помощи гидросистемы бурового станка 1 создают осевое усилие, передаваемое на поршень 23 .(фиг. 3). При этом в дополнительном гидроцилиндре 22 повышается давление, что приводит в движение поршни 19 гидравлической камеры 21 и связанные с ними плашки 18. Последние осуществляют захват нижней части обсадной колонны 24. Вращение передается водилам 10 от шпинделя бурового станка 1 (фиг. 1)

через ведущую трубу 4 (фиг. 3), вход- $0 крутящего момента обсадной и бурильной вал 16 механизма свинчивания- развинчивания, зубчатое зацепление, выходной вал 17 и стол ротора 9. Водила 10 приводят во вращение трубный хомут 25, жестко соединенный с навинчиваемой обсадной трубой. Таким , образом, благодаря тому, что входной вал 16 редуктора имеет внутреннюю фасонную поверхность для ведущей трубы

ным колоннам, а зажимной механизм установлен в корпусе механизма свинчивания-развинчивания и выполнен в виде плашек, связанных с подпружиненными ее поршнями, размещенными в кольцевой

гидравлической камере, полость высоко го давления которой сообщена с подпор шневой полостью дополнительного гидро цилиндра, причем входной вал механиз4, связанной с гидропатроном 2 и шпинделем 3 бурового станка 1, а в корпусе 8 размещены фиксирующие механизмы, выполненные в виде плашек 18, соединенных с подпружиненными поршнями 19 кольцевой гидравлической камеры 21, полость высокого давления которой связана с подпоршневой полостью дополнительного гидроцилиндра, причем .юр- шень 23, установлений в дополнительном гидроцилиндре 22, выполнен с возможностью взаимодействия с ведущей трубой 4, достигается возможность

5 передачи значительного крутящего момента обсадной трубе при сборке или разборке колонны при одновременном подвешивании нижней части обсадной колонны 24 в корпусе 8 механизма свин0 чивания-развинчивания.

После достижения скважиной глубины, до которой рационально бурение вращателем, переходят на роторный способ бурения. При этом (фиг. 4) ве5 дущая труба 27 соединяется с ведущим хомутом 26, закрепленным на водила 10С Благодаря тому, что входной вал 16 имеет внутреннюю фасонную поверхность для ведущей трубы 4, связанной

0 со шпинделем 3 (фиг. 1) бурового станка 1, достигается возможность реализации роторного способа бурения при широком диапазоне скоростей вращения.

35

Формула изобретения

Буровой агрегат, включаюш.1 и буровой станок с вращателем, в шпинделе которого закрещена ведущая труба,

механизм свинчивания-развинчивания с входным валом и выходным валом, вязанным с водилом, захватные элементы для бурильных труб, отличающийся тем, что, с целью повышения

производительности бурения и уровня механизации при спускоподъемных операциях с колонной обсадных труб, он снабжен зажимным механизмом и хомутом, закрепленным на водиле для передачи

ным колоннам, а зажимной механизм установлен в корпусе механизма свинчивания-развинчивания и выполнен в виде плашек, связанных с подпружиненными поршнями, размещенными в кольцевой

гидравлической камере, полость высокого давления которой сообщена с подпор- шневой полостью дополнительного гидроцилиндра, причем входной вал механизма свинчивания-развинчивания выполнен полым с внутренней фасонной поверхностью для размещения в нем ведущей трубы, Установленной с возможностью вза- ,

имодействия с поршнем дополнительного гидроцилиндра, при этом наружная по- верхность ведущей трубы соответствует форме внутреннего входного вала.

Li3