Устройство для перемещения и размещения на буровой вышке ведущей бурильной трубы Советский патент 1990 года по МПК E21B19/00 E21B19/14 

Изобретение относится к технике бурения скважин, в частности к устройствам для механизации спуско- подъемных операций при бурении скважин, и может быть использовано для перемещения и размещения на буровой вышке ведущей бурильной трубы.

Цель йзобрете«ия - ускорение процесса выполнения спуско- подъемных операций.

На фиг.1 изображено устройство в момент перехода ведущей бурильной трубы с узла размещения (из исходного положения) на ось бурения (в рабочее); на фиг.2 - крюкоблок с направляющей; на фиг.З - вид А на фиг.2.

Устройство смонтировано на буровой вышке 1 буровой установки и содержит вертлюг 2 со скобой 3, уста- новленный на ведущей бурильной трубе 4, гибкое звено 5 с упором 6, крюкоблок 7 с направляющей 8, узел 9 размещения ведущей бурильной трубы 4 на буровой вышке 1, привод подъема в виде лебедки 10, механизм 11 натяжения гибкого звена 5 и механизм соединения крюкоблока 7 со скобой 3 вертлюга 2. В верхней части вышки 1 (выше ее средней части) над узлом 9 размещения ведущей бурильной трубы 4 размещена (закреплена) площадка 12 с установленными на ней перекидными роликами 13 и 14, а в нижней части вышки 1 (на основании) расположены (закреплены) ближняя и дальняя по отношению к узлу 9 размещения ведущей бурильной трубы 4 проушины 15

5

0

и 16. На вертлюге 2 закреплена подставка 17.

Механизм соединения крюкоблока 7 со скобой 3 вертлюга 2 выполнен в виде обводных роликов 18-21, установленных на подставке 17 с огибающим их гибким звеном 5, выполненным с возможностью взаимодействия с приводом подъема (лебедкой 10). На подставке 17 установлен ролик 22 механизма 11 натяжения. Гибкое звено 5 охватывает также перекидные ролики 13 и 14, причем правая ветвь этого гибкого звена 5 соединена с механизмом 11 натяжения и имеет кольцо 23 для соединения с карабином 24 при- 5 вода подъема (лебедки 10). Конец ветви гибкого звена 5, взаимодействующей с направляющей 8, выполнен с возможностью присоединения к ближней по отношению к узлу 9 размещения ведущей бурильной трубы проушине 16 посредством карабина 25 при нахождении ведущей бурильной трубы 4 на узле 9 размещения и к дальней проушине 15 - при переводе ведуг щей бурильной трубы 4 с узла 9 размещения на ось скважины. Упор 6 закреплен на гибком звене 5 для взаимодействия с площадкой 12 при переводе ведущей бурильной трубы 4 с оси скважи,- ны на узел 9 размещения.

Крюкоблок 7 содержит крюк 26 с защелкой 27 и направляющей 8 (фиг.2 и 3), выполненной в виде двух щек 28 и 29, закрепленных на крюке 26, между которыми установлены ролики 30 и 31, причем одна из щек (щека 28) выполнена с прорезью под гибкое звено 5 (для прохода гибкого зве0

5

0

5

на 5). Тросик 32, связанный с защел- кой 27, монтируется на левой ветви гибкого эвена 5 с помощью колец 33.

Механизм 11 натяжения выполнен в виде гибкого звена 34, переброшенного через ролик 22, установленный на подставке 17 вертлюга 2, и через ролик 35, подпружиненный относительно нижней части (основания) вышки 1, причем один конец гибкого звена 34 прикреплен к основанию вышки 1, а другой - к концу правой ветви гибкого звена 5.

В средней части вышки 1 смонтирован узел 9 размещения ведущей бурильной трубы 4, выполненный в виде кронштейна с прорезью для ведущей бурильной трубы 4 и с посадочным гнездом под вертлюг 2, Узел 9 размещения подкреплен снизу подкосами 36, а сверху имеет два натянутых троса 37, служащих амортизатором для вертлюга 2.

Устройство работает следующим образом.

Во время подъема или спуска бурильной колонны (не показана) вертлюг 2 с ведущей бурильной трубой 4 находится в исходном положении, при котором вертлюг 2 расположен в посадочном гнезде узла 9 размещения, при этом кольцо 23 гибкого звена 5 не связано с карабином 24 привода подъема (лебедки 10), а карабин 25 гибкого звена 5 соединен с проушиной 16 основания вышки 1.

Для проведения операции бурения необходимо вертлюг 2 с ведущей бурильной трубой 4 подать на ось скважи ны, повесив его на крюкоблок 7. Эту операцию проводят после спуска бурильной колонны, при этом крюкоблок

7находится в нижнем положении над ротором.

Для перевода (передачи вертлюга 2 с ведущей бурильной трубой 4 крюко- блоку 7) отсоединяют карабин 25 левой ветви гибкого звена 5 от проушины 16 основания, пропускают левую ветвь гибкого звена 5 через прорезь щеки 28, соединяя ее с направляющей

8крюкоблока 7 и соединяют карабин, 26 с проушиной 15 основания, а кольцо 23 правой ветви гибкого звена 5 соединяют с карабином 24 привода подъема (лебедки 10).

После проведения этих подготовительных работ поднимают крюкоблок 7 до уровня 9 размещения, при этом место остановки крюкоблока 7 определяется визуально в предлагаемом устройстве точность остановки не нужна, так как передача вертлюга 2 с ведущей бурильной трубой 4 крюкоблоку 7 может быть осуществлена при остановке крюкоблока 7 на несколько метров ниже узла 9 размещения.

10

После остановки крюкоблока 7 включают на подъем лебедку 10, гибкое звено 5 натягивается, и вертлюг 2 с ведущей бурильной трубой 4 приподнимается на обводных роликах 18-21 (фиг.1). Во время этого приподъема левая ветвь гибкого звена 5, пропущенная через направляющую 8 крюкоблока 7, натягивается силой, равной половине веса вертлюга 2 с подставкой 17 и ведущей бурильной трубой 4 (около 4000 кгс). Эта сила стремится спрямить левую ветвь гибкого звена 5 и, воздействуя на скобу 3, выводит

вертлюг 2 с ведущей бурильной трубой 4 из прорези узла 9 размещения навстречу крюкоблоку 7 (при этом крюкоблок 7 может также немного сдвинуться в сторону ведущей бурильной трубы 4)

После этого переключают лебедку 10 на спуск. Вертлюг 2 с ведущей бурильной трубой 4 под собственным весом начинает опускаться, при этом скоба 3 скользит по натянутой (той хе силой 4000 кгс)левой ветви гибкого звена 5, затем по направляющей 8 и садится на крюк 26 крюкоблока 7, закрывая своим весом защелку 27. Лебедка 10 продолжает работу на спуск

и ослабляет натяжение гибкого звена 5 до полного его провисания.

5

0

5

Затем останавливают лебедку 10, отсоединяют карабин 24 от кольца 23 гибкого звена 5, а карабин 25 снимают с проушины 15 и соединяют с проушиной 16, для того, чтобы левая ветвь гибкого звена 5 не мешала при дальнейших работах на устье скважины. Затем производят соединение ведущей бурильной трубы 4 с буровой колонной и начинают бурение скважины (не показано).При бурении крюкоблок 7, вертлюг 2 с ведущей бурильной трубой 4 опускаются вместе с бурильной колонной, а правая ветвь гибкого звена 5 поднимается и тянет за собой конец гибкой тяги (звена) 34 механизма 11 натяжения. Ослабление гибкого звена

5 и его деформация компенсируется пружиной механизма 11 натяжения.

После окончания цикла бурения поднимают бурильную колонну и отсоединя- ют от нее крюкоблок 7 с вертлюгом 2 и ведущей бурильной трубой 4. Для возвращения вертлюга 2 с ведущей бурильной трубой 4 в исходное подоже- ние на узел 9 размещения поднимают крюкоблок 7 с эерт,. 2, и ведущей бурильной трубой 4 выше узла 9 размещения, при этом правая ветвь гибкого звена 5 с кольцом 23 опускается под действием гибкой тяги 34 механизма 11 натяжения. Соединяют кольцо 23 с карабином 24 лебедки 10. Вручную натяжением тросика 32 утапливают фиксатор защелки 27 и включают лебедку 10 на подъем, при этом гибкое звено 5 натягивается равномерно, до тех пор пока упор 6 не подходит к площадке 12, левая ветвь гибкого Звена 5 останавливается, а правую ветвь продолжает натягивать лебедка 10, вследст- Вие этого вертлюг 2 с ведущей бурильной трубой 4 начинает подниматься с помощью роликов 18-21, при этом скоба 3 вертлюга 2 разворачивает защелку 27, сходит с крюка 26 и с направляющей 8. Вертлюг 2 с ведущей бурильной трубой 4 отклоняется под собственным весом от крюкоблока 7, и ведущая бурильная труба 4 входит в прорезь узла 9 размещения, а так как левая ветвь гибкого звена 5 остается не натянутой, то она не препятствует переходу вертлюга 2 с ведущей бурильной трубой 4 к узлу 9 размещения. При этой операции возможно появление динамических нагрузок на вертлюге 2, которые гасятся амортизирующими тросами 37.

Затем останавливают лебедку 10 и переключают ее на спуск. Вертлюг 2 с ведущей бурильной трубой 4 опускаются в гнездо узла 9 размещения. После ослабления правой ветви гибкого звена 5 включают лебедку 10 и отсоединяют карабин 24 от кольца 23 гибкого звена 5. Затем опускают крюкоблок 7 и отсоединяют гибкое звено 5 от направляющей 8, пропуская ее через прорезь щеки 29. Формула изобретения

I Устройство для перемещения и размещения на буровой вышйе ведущей

бурильной трубы, включающее вертлюг со скобой, узел размещения ведущей бурильной трубы на буровой вышке и механизм соединения крюкоблока со скобой вертлюга, выполненный в виде обводных роликов, установленных на подставке с огибающим их гибким звеном, выполненным с возможностью взаимодействия с приводом подъема в виде лебедки, отличающее- с я тем, что, с це лью ускорения процесса выполнения спуско-подъемных операций, оно снабжено направляющей, установленной на крюкоблоке для взаимодействия с гибким звеном, ближней и дальней по отношению к узлу размещения ведущей бурильной трубы проушинами, расположенными в нижней части вышки, перекидными роликами, установленными на площадке, размещенной в верхней части вышки над узлом размещения ведущей бурильной трубы ,упором, закрепленным на гибком звене для взаимодействия с площадкой при переводе ведущей бурильной трубы с оси скважины на узел размещения, и механизмом натяжения гибкого звена, при этом узел размещения ведущей бурильной трубы расположен в средней части вышки, подставка закреплена на вертлюге, гибкое звено охватывает перекидные ролики, а конец его ветви, взаимодействующей с направляющей, выполнен с возможностью присоединения к ближней по отношению к узлу размещения ведущей бурильной трубы проушине при нахождении ведущей бурильной трубы н узле размещения, и к дальней - при переводе ведущей бурильной трубы с узла размещения на ось скважины.

2.Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что направляющая выполнена в виде двух щек с установленными между ними двумя роликами, причем в одной из щек между роликами выполнена прорезь под гибкое звено,

3.Устройство по п.1, о т л и ч а ющееся тем, что механизм натяжения выполнен в виде гибкого звена, переброшенного через ролик установленный на подставке вертлюга, и через ролик, подпружиненный относительно нижней части вышки.

Ри.г

МА

28

29

28

31

27

6,

фиг.З

Изобретение относится к технике бурения скважин и предназначено для механизации спуско-подъемных операций. Цель - ускорение процесса выполнения спуско-подъемных операций. Сущность: устройство снабжено направляющей, установленной на крюкоблоке для взаимодействия с гибким звеном, ближней и дальней по отношению к узлу размещения ведущей бурильной трубы проушинами, расположенными в нижней части вышки, перекидными роликами, установленными на площадке, размещенной в верхенй части вышки над узлом размещения ведущей бурильной трубы, упором, закрепленным на гибком звене для взаимодействия с площадкой при перевозке ведущей бурильной трубы с оси скважины на узел размещения, и механизм натяжения гибкого звена, при этом узел размещения ведущей бурильной трубы расположен в средней части вышки, подставка закреплена на вертлюге, гибкое звено охватывает перекидные ролики, а конец его ветви, взаимодействующей с направляющей, выполнен с возможностью присоединения к ближней по отношению к узлу размещения ведущей бурильной трубы проушине при нахождении ведущей бурильной трубы на узлер размещения, и к дальней - при переводе ведущей бурильной трубы с узла, размещения на ось скважины. Направляющая выполнена в виде двух щек с установленными между ними двумя роликами, причем в одной из щек между роликами выполнена прорезь под гибкое звено. Механизм натяжения выполнен в виде гибкого звена, переброшенного через ролик, установленный на подставке вертлюга, и через ролик, подпружиненный относительно нижней части вышки. 2 с.п. ф-лы, 3 ил.