Устройство для рекуперации энергии при выполнении спускоподъемных операций с бурильной колонной Советский патент 1990 года по МПК E21B19/00 

5 с наружным ободом 5 и свободно посаженного также на входной вал 3 бандажа с внутренним зубчатым венцом 8 и внешней рабочей поверхностью 9о Последняя предназначена для взаимодей- ртвия с ободом 5 при включении муфты Устр-во имеет маховик 4, выполненный дифференциальным, aэpoдинa ичecким из набора дисков 11, размещенных на по- Лом валу 12, Он обхватывает с возможностью свободного вращения входной вал 3 и имеет внешний зубчатый венец 13о Вал 3 связан с механизмом реверса, выполненным в виде кинематически связанных между собой обгонной роликовой муфты 14, зубчатых валов 15 и Жестко закрепленных на них зубчатых олес 16« Обгонная роликовая муфта

14жестко закреплена на валу 3 Валы

15установлены в корпусе 1 и входят в Зацепление с внутренним зубчатым венцом 8 бандажа 7о Валы 15 также входят в зацепление с венцом 13 посредством колес 16„ После спуска бурильную колонну разгружают на клинья ротора При этом вал 3 останавливается, обоймы обгонной роликовой муфты 14 автоматически выходят из зацепления, а маховик продолжает вращать валы 15 и бандаж 7, Маховик через колеса 16, валы 15 и венец передает вращение валу 3, но в обратном направлении. Вал 3, вращая барабан буровой лебедки и наматывая талевый канат, будет поднимать талевый блок с порожним элеватором., 3 ил.

Изобретение относится к технике бурения. Цель - упрощение конструкции и повышение компактности устройства. Для этого муфта включения выполнена шиннопневматической в виде жестко насаженной на входной вал 3 ступицы 5 с наружным ободом 5 и свободно насаженного также на входной вал 3 бандажа с внутренним зубчатым венцом 8 и внешней рабочей поверхностью 9. Последняя предназначена для взаимодействия с ободом 5 при включении муфты. Устройство имеет маховик 4, выполненный дифференциальным, аэродинамическим из набора дисков 11, размещенных на полом валу 12. Он обхватывает с возможностью свободного вращения входной вал 3 и имеет внешний зубчатый венец 13. Вал 3 связан с механизмом реверса, выполненным в виде кинематически связанных между собой обгонной роликовой муфты 14, зубчатых валов 15 и жестко закрепленных на них зубчатых колес 16. Обгонная роликовая муфта 14 жестко закреплена на валу 3. Валы 15 установлены в корпус 1 и входят в зацепление с внутренним зубчатым венцом 8 бандажа 7. Валы 15 также входят в зацепление с венцом 13 посредством колес 16. После спуска бурильную колонну разгружают на клинья ротора. При этом вал 3 останавливается, обоймы обгонной роликовой муфты 14 автоматически выходят из зацепления, а маховик продолжает вращать валы 15 и бандаж 7. Маховик через колеса 16, валы 15 и венец передает вращение валу 3, но в обратном направлении. Вал 3, вращая барабан буровой лебедки и наматывая талевый канат, будет поднимать талевый блок с порожним элеватором. 3 ил.

I Изобретение относится к технике Ьурения скважин и может быть исполь- ровано в оборудовании, применяемом я осуществления спускоподъемных |эпераций с бурильной колоннойо

1Дель изобретения - упрощение кон- ;трукции и повьшение компактности Устройства,,

i На фиго1 показана принципиаль- ная схема расположения спускоподъ- (1МНОГО бурового оборудования и уст- 1 ойства ,чля рекуперации энергии с с тметками высот подъема элеватора йосле выполнения определенной операции по наращиванию бурильной колонны бурильными- свечами: на фиг,2 - устройство для рекуперации энергии, раз Йез; на фигвЗ - диаграмма накопления и использования энергии.

Устройство содержит установлен- 1Й)1Й в корпусе 1 с возможностью взаимдействия с приводным валом 2 бараба- На лебедки входной вал 3, кинематически связанный с механизмом реверса Аккумулятором .энергии в виде махови- Ка 4 и шиннопневматической муфтой йключения, выполненной в виде жестко Посаженной на входной вал 3 ступицы 3 с наружным ободом 6 и свободно по- ctaжeннoгo также на входной вал 3 бандажа 7 с внутренним зубчатым венцом И и внешней рабочей поверхностью 9, гфедназначенной для взаимодействия С наружным ободом 6 при включении муфты (подаче воздуха в пневмати7

5

0

5

0

ческий баллон 10). Маховик 4 выполнен дифференциальным, аэродинамическим из набора дисков 11, размещенных на полом .валу 12, охватывающем с возможностью свободного вращения входной вал 3 и имеющем внешний зубчатый венец 13о Механизм реверса выполнен в виде кинематически связанных между собой обгонной роликовой муфты 14, зубчатых валов 15 и жестко закрепленных на них зубчатых колес 16, при этом обгонная роликовая муфта 14 жестко закреплена на входном валу 3, зубчатые валы 15 установлены в корпусе 1 и входят в зацепление с внутренним зубчатым венцом 8 бандажа 7, а посредством зубчатых колес 16 - с внешним зубчатым венцом 13 полого вала 12, Жесткое закрепление ступицы 5 и обгонной роликовой муфты 14 на входном валу 3 выполнено посредство - шпонок 17 и 18 соответственно На обгонную роликовую муфту 14 насажена зубчатая обойма 19, которая находится в зацеплении с зубчатыми валами 15«

На диаграмме накопления и использования энергии (фиг.З) приняты сле- дуюпще обозначения: А. ВВ ДЕКАД - теоретическая (идеальнаяJдиаграмма; 5 h. -расчетная диаграмма; А ., ВЗВ ДЕЮ1А р - оптимальная диаграмма; АС - спуск бурильной колоины;АВ - накопление рекуперативным тормозом; ВС - торможение ручным тормозом;

5

0

515

В Д - подъем порож С1 о элеватора; ДЕ - установка свечи в элеватор; ЕК подъем и установка свечи на колонну; КЛ - свинчивание свечи с колонной; Л0( - освобождение колонны из клиньев ротора; 0,А - .остаток кинетической энергии в рекуперативном тормозе ВЗ - экстренное торможение рекуперативным тормозом

Устройство работает следуюо;им образом,

При спуске бурильной колонны усилие от ее веса преобразуется в момен через талевую систему и барабан лебедки, который воспринимается входным валом Зо При вращении входного вала 3 происходит посредством обгонной роликовой муфты 14 автоматическое включение на передачу вращения через зубчатую обойму 19, зубчатые валы 15 и зубчатые колеса 16 дифференциальному аэродинамическому маховику 4, который плавно накопляет механическую энергиюо После спуска бурильную колонну разгружают на клинья ротора, при этом входной вал 3 оста

навливается, обоймы обгонной роликовой муфты 14 автоматически выходят из зацепления, а дифференциальный аэродинамический маховик 4 продолжает вращать зубчатые валы 15 и бандаж 7,, Для подъема порожнего элеватора бу- . рильщик включает на пульте пневматический кран-распределитель, тем самым подавая воздух в резиновый баллон 10, которьш соединяется с бандажом 7о При этом дифференциальный аэродинамический маховик 4 через зубчатые колеса 16, зубчатые валы 15 и зубчатый внутренний венец 8 передает вращение входному валу 3, но уже в обратном на- правлениио Входной вал 3, вращая бара- баи буровой лебедки и наматывая талевый канат, поднимает талевый блок с порожним элеватором После установки бурильной свечи в элеватор бурильщик, включая устройство, приподнимает бу-;. рильнунз свечу, устанавливает и свинчивает ее с муфтой верхней трубы бурильной колоннЫо После этого бурильщик опять кратковременным включением приподнимает бурильную колонну для освобождения ее из клиньев ротора и спускает бурильную колонну в скважи- ну, При этом устройство посредством обгонной роликовой муфты 14 автоматически включается на торможение и накопление мехаш1ческой энергии.

0

0

5

Дчя ручного упрагзления моментом в процессе торможения и в процессе подъема достаточно внести небольшие дополнения в конструкцию устройства,,Дпя этого в стенках полого вала 12 диф- ференциапьного аэродинамического маховика 4 между подшипниками д11сков (ди- скотурбин) П просверлить отверстия, а по оси входного вала 3 с выходом в полый вал 12 маховика 4 просверлить каналы (не показаны), по которым с дистанционного пульта можно регулировать подачу сжатого воздуха (или 5 аэрозоля) в полость компрессии (полость вршдения лопаток) дифференциального аэродинамического маховика 4 от поршневой компрессорной установкИо

Устройство с накопленной энергией при спуске бурильной колонны можно использовать для экстренного торможения. Формула изобретения

Устройство для рекуперации энергии при выполнении спускоподъемных операций с бурильной колонной,содержащее установленный в корпусе с возможностью взаимодействия с приводным валом барабана лебедки входной вал, кинематически связанный с механизмом реверса, аккумулятором энергии в виде маховика и муфтой включения, отличающееся тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения компактности устройства, муфта включения выполнена шиннопневматической в виде жестко посаженной на входной вал ступицы с наружным ободом и свободно посаженного также на входной вал бандажа с внутренним зубчатым венцом и внешней рабочей поверхностью, предназначенной для взаимодействия с наружным ободом при включении муфты, маховик выполнен дифференциальным 5 аэродинамическим из набора дисков, размещенных на полом валу, охватывающем с возможностью свободного вращения входной вал и имеющем внешний зубчатый венец, механизм реверса выполнен в в иде кинематически связанных между собой обгонной роликовой муфты, зубчатых валов и жестко закрепленных на них зубчатых колес, при этом обгонная роликовая муфта жестко закреплена на входном валу, зубчатые валы установлены в корпусе и входят в зацепление с внутренним зубчатым в,е,нцом бандажа,а посредством зубчатых колес-с внешним зубчатым венцом полого вала/

0

5

0

0

5

m

Редактор 0,Головач

lAn-1

Фиг.З

Составитель А,Меньшиков

Техред А.Кравчук. Корректор АвОсауленко

лвВсЛл

I yanpooontobiai

Sl

-ЭН

Л