Устройство для подачи, соединения и разъединения штанг с замками поперечного совмещения Советский патент 1990 года по МПК E21B19/14 

Изобретение относится к технике бурения скважин, а именно к средствам механизации спуско-подъемных операций с бурильным инструментом, и может быть использовано в устройствах для подачи, соединения и разъединения штанг с замками поперечного совмещения.

Цель изобретения - повышение надежности соединения штанг за счет повышения точности углового базирования подаваемой штанги.

На фиг«1 изображено устройство с подаваемой штангой, вид сбоку; на фиг,2 - устройство, агрегатированные с ним кассета со штангами и узел

удержания бурового става в исходном положении; на фиг.З - ведомая рукоять и самоуправляемый реверсивный пружинно-шариковый блокировочный узел, вид сбоку; на фиг,4 - то же, вид сверху; на фиг. 5-9 -схемы взаимодействия частей устройства и самоуправляемого реверсивного пружинно-шарикового блокировочного узла на,- конечных и промежуточных фазах цикла подачи, вид сбоку.

Устройство содержит подвижный корпус I, нижний и верхний захваты 2 и 3, связанные между собой посредством концентрически расположенных поворотных осей 4 и 5, привод 6 захваЈЛСП

оо

10

15

20

25

31559098

ов, привод 7 перемещения (поворота) орпуса 1, ведомую рукоять 8, неподижное основание 9 и встроенный самоправляемый реверсивный блокировочый узел 10. Подвижный корпус 1 ключает основание 11, ребра 12 жестости, полую стойку 13 и поворотные омуты 14 и 15, в нижней части осноания 1 корпуса 1 имеется углубление 16, Рукоять 8 имеет опорно-наравляющий участок 17 для взаимодействия с нижним концом штанги, который расположен соосно с захватами 2 и 3 и выполнен, например, в виде сменных деталей - опорной пластины 18 и направляющего выступа 19, и сквозное отверстие 20, Неподвижное основание 9 устройства имеет углубления 21 и 22 для размещения упругих элементов, выполненных, например, в виде толкателей 23 и 24, пружин 25 и 26 и пробок 27 и 28, разрезную часть 29 со стяжным болтом 30 для крепления основания на мачте, Размещенные в прилегающих одна к другой частях корпуса 1 рукояти 8, основания 9, углубления 16,21 и 22 и отверстие 20, снабженные втулками 31-34, толкатели 23 и 24 и пружины 25 и 26, ,Q регулируемые пробками 27 и 28 в совокупности с блокирующим элементом, например шаром 35, образуют встроенный самоуправляемый реверсивный пружинно-шариковый узел 10,

Устройство установлено на мачте 36 бурового станка, в нижней поперечине которой расположен узел 37, например люнет-патрон, для удержания шне- ковои штанги 38 бурового става с хвостовиком 39 замкового соединения и агрегатирован с кассетой 40 для хранения штанг 41,42 и других расположенных в барабане 43 и базированных в заданном пространственном положении (продольном и угловом) с помощью несущей а и ориентирующей Ъ частей направляющей 44« Штанги имеют замки поперечного совмещения, содержащие хвостовик 45 и гнездо 46. Корпус 1 и рукоять 8 установлены с возможностью возвратно- поворотного движения, т.е. являются подвижными относительно неподвижного основания 9S причем рукоять 8 выполнена ведомой и установлена между неподвижным основанием 9 и подвижным корпусом 1 с возможностью взаимодействия с последними посредством

35

40

45

50

55

0

5

0

5

Q

35

40

45

50

55

реверсивного пружинно-шарикового блокировочного узла 10 при перемещении между упорами, а подвижного корпуса I - за упоры, в качестве которых использованы части агрегатированных с устройством кассеты и верхней штанги 38 бурового става, а именно торец направляющей 44 и боковая поверхность хвостовика 39.

Устройство работает следующим образом.

Перед наращиванием (сборкой) бурового става устройство находится в положении 1 (кассета), захваты 2иЗ удерживают предварительно захваченную очередную штангу 41, расположен-, ную в кассете, ведомая рукоять 8 находится в положении 1 упора, в торец направляющей 44 утоплены шар 35 (фиг.5) и толкатели 23,24, пружины 25 и 26 сжаты, при этом шар 35 расположен на уровне контактных поверхностей неподвижного основания 9 и ведомой рукояти 8 и блокирует эту пару звеньев, исключая самопроизвольное перемещение рукояти из положения 1 относительно основания, например под действием вибрации, возникающей при бурении, Штанга 38 бурового стана зафиксирована узлом 37 так, что ее хвостовик 39 находится в положении, необходимом для соединения с гнездом 46 замка очередной штанги 41.

При наращивании (сборке) бурового става включается привод 7, устройство подает находящуюся в его захватах 2 и 3 штангу 41 из кассеты к буровому ставу, поворачивая барабан 43 со штангами на один шаг. В первой фазе цикла подачи корпус i и его основание 11 перемещаются относительно неподвижной ведомой рукояти 8, которая посредством шара 35 блокирована с неподвижным основанием 9 устройства и не-смещается, несмотря на трение подвижного корпуса 1 (фиг,5), При подходе подвижного корпуса 1 к положению I штанга 4 подается с направляющей 44 кассеты на опорно-направляющий участок 17 рукояти 8, т.е. на опорную пластину 18 с направляющим выступом 19. В положении I1 углубление 16 (фиг,6) устанавливается соосно отверстию 20, а подпружиненный толкатель 23 перемещает шар 35 вверх, при этом последний выходит из углубления 21 и пара рукоять 8 и основание 9 деблокируется, входит

в углубление 16 и блокирует пару корпус 1 и рукоять 8, в результате корпус 1 (ведущее звено) перемещает ведомую им рукоять 8 со штангой к буровому ставу до упора рукояти 8 в хвостовик 39 штанги 38, при этом шар 35 перемещается относительно неподвижного основания 9 до углубления 22 (фиг,7 и 8), В конечной фазе 11Т-II цикла подачи корпус 1 и его основание 1 перемещаются относительно неподвижной рукояти 8, при этом поверхность углубления 16 воздействует на верхнюю часть шара 35 и смещает его и толкатель 24, сжимая пружину 26, в углубление 22, в результате пара корпус 1 и рукоять,8 деблокируется, пара рукоять 8 и основание 9 блокируется (фиг.9),что исключает ее самопроизвольное смещение одновременно устройство сдвигает находящуюся в его захватах 2 и 3 штангу 41 с опорно-направляющего участка 17 установленной на упор 39 рукояти 8 и надвигает гнездо 46 подаваемой штанги на хвостовик 39 штанги 38 бурового става, при совмещении гнезда 46 и хвостовика 39 замок замыкается автоматически - штанги соединены (став нарощен).

При разборке бурового става осуществляется подача незагруженного штангой устройства из положения I в положение II,при этом его звенья взаимодействуют аналогично описанному. Обратная подача штанги 41 из положения II в положение I осуществляется при переключении привода 7. В начальной фазе II-II цикла устройство разъединяет удерживаемую захватами 2,3 штангу и штангу бурового става. Замок размыкается автоматически от силового смещения гнезда одной штанги с хвостовика другой и подает ее на опорно-направляющий участок 17 ведомой рукояти 8, при этом

0

5

последняя сблокирована с неподвижным | основанием 9 (фиг.9),что исключает ее смещение. Дальнейшее взаимодействие частей при подаче штанги в кассету осуществляется в последовательности, обратной взаимодействию при подаче штанги из кассеты.

Другим примером выполнения устройства может являться такое устройство, в котором корпус и ведомая рукоять совершают возвратно-поступательное прямолинейное движение вдоль неподвижного основания. Неподвижное основание или другие узлы, агрегати- рованные с устройством, могут быть- оснащены специальными дополнительными упорами для рукояти, например регулируемыми, используемыми при пус- коналадочных работах.

Ф

ормула изобретения Устройство для подачи, соединения и разъединения штанг с замками поперечного совмещения, содержащее неподвижное основание, подвижный корпус с нижним и верхним захватами, кинематически связанными посредством концентрически расположенных поворотных осей с рычагами, привод захватов, привод перемещения корпуса и упоры, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности соединения штанг за счет повышения точности угло- вого базирования подаваемой штанги, оно снабжено ведомой рукоятью с опорно-направляющим участком для взаимодействия с нижним концом штанги и реверсивным пружинно-шариковым блокиро- вочным узлом, при этом-ведомая рукоять установлена между неподвижным основанием и подвижным корпусом с возможностью взаимодействия с последними посредством реверсивного пружинно-ша- рикового блокировочного узла при перемещении между упорами, а подвижного корпуса - за упоры.

15

«

Фи&1

Я 31

11

ю

л

8

Фи&З

Изобретение относится к бурению скважин и предназначено для спуско-подъемных операций с бурильным инструментом. Цель - повышение надежности соединения штанг за счет повышения точности углового базирования подаваемой штанги. Для этого устройство имеет ведомую рукоять с опорно-направляющим участком для взаимодействия с нижним концом штанги и реверсивным пружинно-шариковым блокировочным узлом. Рукоять установлена между неподвижным основанием и подвижным корпусом с возможностью взаимодействия с последними посредством узла при перемещении между упорами, а корпуса - за упоры. Штангу подают на участок рукояти, которая блокирована основанием, что исключает ее смещение. Дальнейшее взаимодействие частей при подаче штанги в кассету осуществляется в последовательности, обратной взаимодействию при подачи штанги из кассеты. 9 ил.

ФиеЛ

ФигЗ

Редактор А,Мотыль

Составитель А.Меньшиков

Техред М.ДидыкКорректор Н.Король

Заказ 826

Тираж 469

ВНИШШ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул. Гагарина5 101

,п /ts

Подписное