Устройство для испытания буровых вышек Советский патент 1991 года по МПК E21B15/00 

Изобретение относится к бурению, а именно к устройствам для испытаний буровых вышек.

Цель изобретения - повышение надежности и безопасности испытаний вышек за счет возможности плавного изменения нагрузки.

На фиг.1 изображено устройство, общий вид; на фиг.2 - нагрузочный механизм; на фиг.З - разрез А-А на фиг 2.

Предлагаемое устройство включает нагрузочный механизм 1, связанный с закреп- ленной талевой системой 2 буровой установки, и заякоривающую систему 3, связанную с ногами вышки 4.

Нагрузочный механизм 1 выполнен в виде корпуса 5 и маятника 6, установленного внутри корпуса 5 с возможностью вертикального перемещения. В верхней части корпуса 3 смонтированы две винтовые пары, включающие гайки 7, установленные в расточках корпуса 5 и связанные с гидромоторами 8 посредством шестерен 9 и 10, и винты 11, на каждом из которых закреплена планка 12 с пазом, контактирующим с направляющей 13, закрепленной на торце корпуса 5.

В верхней части маятника 6 на осях 14 шарнирно установлены два сухаря 15, каждый с возможностью контакта с торцом соответствующего винта 11 и с соответствующей боковой стенкой корпуса 5 В нижней части маятника 6 на пальцах 16 шарнирно установлен двухштоковый гидроцилиндр 17, положение которого фиксируется пру жиной 18, закрепленной на маятнике 6 Штоки 19 и 20 гидроцилиндра 17 усггжочлр

ны с возможностью контакта с боковыми стенками корпуса 5.

Нагрузочный механизм 1 оснащен двумя конечными выключателями 21 и 22, причем выключатель 21 установлен на гидроцилиндре 17 и имеет два толкателя 23 и 24, а выключатель 22 установлен на планке 12 одного из винтов 11 с возможностью контакта с упорами 25 и 26, установленными на

планке 12 другого винта 11.

В верхней части маятника 6 закреплен палец27, за который нагрузочный механизм 1 подвешен к крюку талевой системы 2 посредством штропов 28

В нижней части корпуса 5 на пальце 29

установлен крюк 30, через который переброшена петля заякоривающей системы 3, соединяющая устройство с ногами вышки 4. Устройство оснащено гидросистемой и

системой электроуправления, установленными на нагрузочном механизме 1, и выносным пультом управления (не показаны).

Конечный выключатель 21 при срабатывании ДЭРТ сигнал в систему электроуправления от контактов толкателей 23 и 24 с торцовыми стенками корпуса 5 в крайних положениях гидроцилиндра 17. Конечный выключатель 22 при срабатывании дает сигнал в систему управления от контактов с

упорами 25 и 26. Эти контакты происходят, когда разность в положении винтов 11 по высоте почти равна (немного меньше) разности в положении сухарей 15 при крайних положениях гидроцилиндра 17.

Для монтлжа устройства на вышке 4 затаскивают нжрузочный механизм 1 на роторную площадку и подвешивают его к крюку галенпи шстемы 2 за палец 27 посредством штропов 28. Затем поднимают нагрузочный механизм 1 и набрасывают на крюк 30 петлю заякоривающей системы 3, соединяя ее с ногами вышки 4.Для выбора люфтов в устройстве предварительное натяжение создают талевой системой 2 буровой установки.

Устройство работает следующим образом.

В исходном положении винты 11 находятся в верхнем положении и, опираясь своими торцами на сухари 15 маятника 6, поддерживают корпус 5.

Для начала работы включают с пульта управления через систему электроуправления гидросистему. Рабочая жидкость попадает в одну из полостей гидроцилиндра 17 (например, в правую полость), при этом шток 19 упирается в левую стенку корпуса 5 и гидроцилиндр 17 вместе с нижней частью маятника 6 перемещается вправо. Между левым сухарем 15 и левым винтом 11 образуется зазор. В конце хода гидроцилиндра 17 (поворота маятника 6) вправо толкатель 24 упирается в стенку корпуса 5 и конечный выключатель 21 срабатывает. По его сигналу запираются полости гидроцилиндра 17,и поток рабочей жидкости направляется в гидромоторы 8, при этом левый гидромотор 8, вращая через шестерни 9 и 10 левую гайку 7, опускает левый винт 11 до срабатывания конечного выключателя 22 от его контакта с упором 25, а правый гидромотор 8 не работает, так как правый винт 11 зажат сухарем 15. Таким образом осуществлен первый шаг работы устройства, при котором поворот маятника 6 дал дополнительное натяжение талевой системе 2 и вышке 4.

Затем происходит второй шаг работы - поворот маятника 6 вокруг левой оси 14. При срабатывании конечного выключателя 22 от упора 25 прекращается подача рабочей жидкости в гидромоторы 8 и ее поток направляется в левую полость гидроцилиндра 17, в результате чего шток 20 упирается в правую стенку корпуса 5 и маятник 6 поворачивается вокруг левой оси 14, при этом между правым винтом 11 и сухарем 15 образуется зазор. В конце поворота срабатывает конечный выключатель 21, по его сигналу запираются полости гидроцилиндра 17, а поток рабочей жидкости направляется в гидромоторы 8, при этом работает правый гидромотор 8, опуская правый винт 11 до срабатывания конечного выключателя 22, а левый гидромотор 8 не работает, так как левый винт 11 зажат сухарем 15. Так осуществлен второй шаг работы устройства, т.е. полный цикл его работы, при этом натяжение талевой системы 2 и вышки 4 увеличилось, так как маятник 6 дополнительно опустился внутри корпуса 5. Качание маятника 6 и его опускание будет продолжаться до остановки нагрузочного механизма 1, кото- 5 рая произойдет при нагрузке на вышку заданной программой испытаний, так как максимальное давление в гидросистеме настроено на величину, при которой эта нагрузка уравновешена усилием гидроци- Ю линдра 17.

После остановки нагрузочного механизма 1 вышку 4 выдерживают по нагрузкой (обычно 10 мин) и подготавливают устройство к возврату в исходное положение, для 15 чего с пульта управления перестраивают систему электроуправления так, чтобы гидромоторы 8 вращались в другую сторону, а винты 11, соответственно, не опускались, а поднимались.

0Затем также с пульта управления соединяют со сливом полость гидроцилиндра 17, находящуюся в этот момент под давлением (например, правую полость), а в противоположную полость подают давление, в резуль5 тате чего маятник 6 качнется влево вокруг правой оси 14 до срабатывания конечного выключателя 21, при этом левый сухарь 15 снова станет на упор в торец левого винта 11, а между правым сухарем 15 и винтом 11

0 образуется небольшой зазор. По сигналу конечного выключателя 21 включаются гидромоторы 8 и правый винт 11 поднимается вверх (левый винт 11 перемещаться не может- он зажат сухарем 15) до срабатывания

5 конечного выключателя 22, по сигналу которого прекратится подача рабочей жидкости в гидроцилиндры 8, ее поток направится в правую полость гидроцилиндра 17, а левая полость соединится со сливом - маятник 6

0 качнется вправо, ослабив нагрузку на вышку 4. Так продолжается качание маятника до возврата устройства в исходное положение. С пульта управления выключают систему электроуправления и гидросистему и произ5 водят демонтаж устройства, для этого талевой системой 2 буровой установки опускают нагрузочный механизм 1 до роторной площадки, снимают с его крюка 30 заякорива- ющую систему и снимают нагрузочный

0 механизм со штропов 28 талевой системы 2. По сравнению с конструкцией натяжного механизма в виде гидроцилиндра предлагаемое устройство позволяет повысить надежность и безопасность испытаний, так

5 как нагрузку на вышку при данном нагрузочном механизме можно изменять плавно и без рывков.

Формула изобретения Устройство для испытания буровых вышек, содержащее нагрузочный механизм с

гидроцилиндром для связи и с талевой системой вышки и с заякоривающей системой, соединенной с ногами вышки, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и безопасности испытаний за счет возможности плавного изменения нагрузки, нагрузочный механизм выполнен в виде закрепленных на корпусе гидромоторов, двух винтовых пар. гайки которых связаны с гидромоторами, и размещенного внутри корпуса с возможностью вертикального перемещения маятника, при этом последний имеет в верхней части два шарнир- но установленных с возможностью периодического взаимодействия со стенками кор0

пуса сухаря, а винты пар установлены с возможностью перемещения вдоль корпуса и взаимодействия с сухарями, причем один из винтов имеет конечный выключатель, а другой - упоры, установленные с возможностью взаимодействия с конечным выключателем винта, при этом гидроцилиндр шар- нирно установлен в нижней части маятника, выполнен двухштоковым и имеет фиксирующую пружину и конечный выключатель с толкателями, а штоки гидроцилиндра и толкатели размещены с возможностью периодического взаимодействия со стенками корпуса.

Изобретение относится к испытаниям буровых вышек. Цель изобретения - повышение надежности и безопасности испытаний вышек за счет возможности плавного изменения нагрузки. Устройство содержит нагрузочный механизм 1, связанный с закрепленной талевой системой вышки. Последняя связана с нагрузочным механизмом 1, а с ногами вышки связана заякорива- ющая система 3. Нагрузочный механизм 1 выполнен в виде корпуса (К) 5 и маятника (М) 6. Последний установлен внутри К 5 с воз

Фиг.1

-5