Устройство для перемещения цилиндрических удлиненных предметов между местом хранения и буровой вышкой Советский патент 1991 года по МПК E21B19/14 

Изобретение относится к оборудованию для судов и предназначено для использования на буровых судах, с которых ведется бурение скважин на морском дне для добычи нефти и газа.

Наиболее близка к предлагаемому устройству конструкция системы для транспортировки труб фиры Маритим Хайдроликс А/С, содержащая выдвижную подъемную

желобчатой формы ферму с гидравлическими приводами.

Указанная конструкция громоздкая, стационарно закреплена на палубе, занимает большую площадь, имеет значительную массу и мощность с гидроприводов наклона и перемещения.

Устройство не предназначено для транспортировки цилиндрических предметов (буровых и обсадных труб, инструмента) от мест хранения под буровую вышку и обратно.

Кроме того, укладка цилиндрических предметов на желоб устройства не гарантирует безопасность работы с ними в период качки судна,

Наиболее близким к предлагаемому является устройство транспортировки секций морского стояка фирмы КОНЭ, содержащее привод, направляющий путь, тяговый орган (канаты), две тележки с ложементами и стопорами, фиксирующими положение тележек на направляющем пути. На тележке более удаленной от буровой вышки и не соединенной с тяговым органом, т. е. тележка неприводная, ложемент установлен шар- нирно с возможностью поворота в вертикальной плоскости подъема морского стояка.

Устройство работает следующим образом.

Морской стояк (цилиндрический удлиненный предмет) подается на тележки и его укладывают на ложементы тележек таким образом, чтобы конец стояка, обращенный к буровой вышке, был выдвинут за пределы тележек на расстояние, достаточное для подачи его под элеватор буровой вышки. При включении привода устройства в работу приводная тележка, связанная с тяговым органом начинает перемещаться по направляющему пути, одновременно перемещая неприводную тележку, которая связана с ней через уложенный на ложементы тележек морской стояк. При достижении заданного положения приводную тележку останавливают, Свободный конец морского стояка захватывают элеватором буровой вышки и поднимают вверх до заданного уровня, при этом неприводная тележка, нагруженная вторым концом морского стояка, подтягивается элеватором до приводной тележки. Затем элеватор останавливают. При этом морской стояк находится в наклонном положении, при котором его конец, опирающийся на поворотный ложемент неприводной тележки, находится на значительном расстоянии от вертикальной оси подъема элеватора,

Для предотвращения раскачивания морского стояка на подвеске элеватора при его отделении от ложемента неприводной тележки морской стояк удерживают специальными оттяжками или манипуляторами элеватора. В случае отсутствия элементов удержания нижний конец трубы, срываясь с ложемента неприводной тележки, стремится занять вертикальное положение под собственной массой. Появляется ускоренное движение и значительный маховый момент.

который может быть опасным для обслуживающего персонала и привести к аварийной ситуации.

При обратной последовательности работ нижний конец опускаемого элеватором морского стояка необходимо оттянуть оттяжками (канатами) или манипулятором от буровой вышки и установить в поворотный ложемент неприводной тележки. При даль0 нейшем опускании элеватора морской стояк, воздействуя через поворотный ложемент, сообщает неприводной тележке (не связанной с тяговым органом) перемещение в направлении от буровой вышки и укладывает вто5 рой конец морского стояка на ложемент . приводной тележки, после чего элеватор отсоединяют от морского стояка и включают привод на перемещение тележки к месту хранения морского стояка. В дальнейшем

0 работа повторяется.

Однако эта конструкция имеет ряд недостатков.

Необходимость остановки элеватора, установка оттяжек или манипулятора, их по5 следующее снятие снижает производительность труда, При перемещении изделий малых масс сил трения (от собственных масс) недостаточно для перемещения неприводной тележки.

0 Не обеспечены требования безопасности работ при перемещении труб от устройства под ось элеватора и обратно.

Для работы оттяжек необходимы дополнительные устройства (лебедки), рабо5 та которых должна быть соответствующим образом синхронизирована с работой элеватора буровой вышки и которые не включены в состав устройства прототипа, хотя в состав комплекса механизмов буровой вы0 шки указанные устройства входят как самостоятельные устройства. То же относится и к манипулятору перегрузочного устройства морского стояка, выполняющего функционально аналогичную оттяжкам работу,

5 Обслуживание указанных устройств усложняет работу, связанную с подъемом и опусканием морского стояка, снижает производительность труда обслуживающего персонала.

0Наличие дополнительных устройств усложняет и удорожает конструкцию комплекса устройства буровой вышки.

Цель изобретения - расширение сферы применения устройства, т. е. использования

5 устройства для перемещения предметов различных масс, длин и диаметров, а также увеличение производительности труда при улучшении условий эксплуатации и безопасности работ, повышение надежности устройства в работе.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что устройство для перемещения цилиндрических удлиненных предметов между местом хранения и буровой вышкой включает привод, направляющий путь, тяговый орган, взаимодействующий с тележками, имеющими не менее двух ложементов, при этом тележка, наиболее удаленная от буровой вышки, допускает возможность свободного перемещения вдоль тягового органа, а ложемент на ней установлен шарнирно.

Кроме того, указанный шарнирный по жемент установлен на каретке, а тележки имеют взаимодействующие направляющие для ее перемещения, при этом тележка, наиболее удаленная от буровой вышки, имеет ограничитель перемещения каретки, а ложементы остальных тележек установлены с возможностью их перемещения в верти- калькой плоскости. На тележках имеются стопоры, фиксирующие их взаимное положение при соприкосновении направляющих каретки, а ограничитель перемещения каретки взаимодействует с последующей тележкой при их соприкосновении.

При этом направляющие каретки на тележке, наиболее приближенной к буровой вышке, установлены наклонно и имеют консольные участки, а ложементы имеют зажи- мы цилиндрических предметов.

В предлагаемом устройстве шарнирный ложемент установлен на каретке, а тележки имеют взаимодействующие направляющие для ее перемещения, при этом тележка, наиболее удаленная от буровой вышки, имеет ограничитель перемещения каретки, а ложементы остальных тележек установлены с возможностью их перемещения в вертикальной плоскости.

На тележках имеются стопоры, фикси- рующие их взаимное положение при соприкосновении направляющих каретки, а ограничитель перемещения каретки взаимодействует с последующей тележкой при их соприкосновении.

При этом направляющие каретки на тележке, наиболее приближенной к буровой вышке, установлены наклонно и имеют консольные участки, а ложементы имеют зажимы цилиндрических предметов.

Предлагаемому устройству присущи следующие свойства.

После захвата элеватором буровой вышки одного из концов поднимаемого цилин: дрического удлиненного предмета его второй конец до момента достижения указанным предметом вертикального положения связан шарнирной связью с тележками, а следовательно, через них и с буровой палубой, что исключает возникновение опасных маховых моментов при подьеме цилиндрических удлиненных предметов (буровых обсадных труб и инструмента), повышает надежность и безопасность работ.

Подъем цилиндрических удлиненных предметов происходит непрерывно, так как не требуются остановки элеватора для установки и снятия оттяжек или манипулятора, что повышает производительность труда и улучшает условия эксплуатации устройства и буровой вышки в целом.

Исключается необходимость использовать дополнительные устройства для сопровождения второго конца цилиндрического удлиненного предмета под вертикальную ось подъема элеватора, что повышает производительность труда обслуживающего персонала, упрощает конструкцию комплекса устройства буровой вышки.

Так как конструкцию предлагаемого устройства исключает необходимость применения тросовых оттяжек для удерживания свободного конца цилиндрического удлиненного предмета, например обсадных труб, то повышается безопасность работ.

Обеспечена надежная связь транспортируемых цилиндрических удлиненных предметов с ложементами устройства, что повышает надежность и безопасность работ при транспортировке и подъеме указанных предметов.

Перемещение каретки шарнирного ложемента ограничено до соприкосновения направляющих каретки на тележках, что обеспечивает передачу тягового усилия на неприводную тележку и исключает преждевременный сход каретки с ее направляющих (в данном случае с направляющих наиболее удаленной от буровой вышки тележки), что повышает безопасность и надежность работ.

Опускаются ложементы прочих тележек после снятия с них цилиндрических удлиненных предметов, освобождая тем самым путь каретки шарнирного ложемента.

Обеспечивается фиксация положения соприкасающихся тележек при определенном положении их направляющих относительно друг друга.

Ускоряется скорость перемещения каретки шарнирного ложемента при ее приближении к вертикальной оси подъема элеватора.

В предлагаемом устройстве шарнирный ложемент установлен на каретке. Для ее перемещения вместе с закрепленным на ней концом цилиндрического удлиненного предмета, который поднимается элеватором, на тележках имеются взаимодействующие направляющие, концы которых входят под захватное устройство

элеватора буровой вышки, при этом связь между шарнирным ложементом и концом лежащего на нем цилиндрического удлиненного предмета осуществляется через силы трения или через специальные зажимы ложемента.

Для удержания каретки шарнирного ложемента от преждевременного схода с наиболее удаленной от буровой вышки тележки и для передачи на указанную тележку тянущего усилия от приводной тележки, связанной с тяговым органом, на наиболее удаленной от буровой вышки тележки имеется ограничитель перемещения каретки, срабатывающий при взаимодействии (соприкосновении) с последующей тележкой.

Для освобождения пути каретки ложементы прочих тележек опускаются,

На тележках имеются стопоры, фиксирующие их взаимное положение при соприкосновении направляющих, при этом направляющие тележки наиболее приближенной к буровой вышке установлены наклонно и имеют консольные участки, которые подходят под захватное устройство элеватора.

Наклонно установленные участки направляющих каретки снижают скорость ее горизонтального перемещения.

На фиг, 1 изображено устройство для перемещения цилиндрических удлиненных предметов от места хранения до буровой вышки, вид сбоку (транспортное положение); на фиг. 2-то же, вид сбоку, (положение подъема цилиндрического удлиненного предмета элеваторов буровой вышки); на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 1.

Устройство для перемещения цилиндрических удлиненных предметов между местом хранения и буровой вышкой содержит направляющий путь 1, на котором установлены тележки 2 и 3, одна из которых, наиболее приближенная к буровой вышке, приводная тележка 3 связана с тяговым органом 4, выполненным в виде каната, концы которого закреплены на барабане 5 привода 6, направление вращения которого задает приводной тележке 3 перемещение в направлении к буровой вышке или от нее.

Наиболее удаленная от буровой вышки неприводная тележка 2 допускает возможность ее свободного перемещения вдоль тягового органа 4.

На тележках 2 и 3 имеются направляющие 7 и 8 для перемещения каретки 9 шар- нирного ложемента 10 вместе с закрепленным на ее ложементе 10 концом цилиндрического удлиненного предмета, поднимаемого за второй конец элеватором буровой вышки.

Для удержания каретки 9 от преждевременного схода с направляющей 7 тележки 2 и для передачи на указанную тележку тянущего усилия от приводной тележки 3 на тележке 2 имеется ограничитель 11 перемещения каретки, срабатывающий при соприкосновении торцов направляющих 7 и 8, взаимное положение которых фиксируется стопорами 12, имеющихся на тележке 3 и взаимодействующих с ответными элементами на тележке 2.

На тележке 3 установлен ложемент 13, который опускается, освобождая путь каретки 9, после того как элеватор буровой

вышки снимает с ложемента 13 лежащий на нем конец цилиндрического удлиненного предмета.

Ложементы 10 и 13 имеют зажимы 14 цилиндрических удлиненных предметов,

обеспечивающие жесткую связь указанных предметов с ложементами 10, 13 и тележками 2 и 3.

На тележке 3 направляющие 8 установлены наклонно и имеют консольные участки,

которые подходят под захватное устройство элеватора. Для управления работой привода 6, подачи команды на перемещение тележек 2, 3 к буровой вышке или от нее в составе

устройства предусмотрены консольные посты 15 и конечные выключатели 16.

Работа устройства при перемещении удлиненных цилиндрических предметов (дальнейшем по тексту предметов) от места хранения на буровую вышку осуществляется следующим образом.

Перемещаемый предмет судовым грузоподъемным или другим средством укладывают на ложементы 10, 13 тележек 2, 3

так, чтобы конец его со стороны буровой вышки выступал за пределы направляющих 8 приводной тележки 3 на величину, обеспечивающую захват его элеватором буровой вышки.

Предмет на ложементах 10, 13 закрепляют зажимами 14 и с кнопочного поста 15 задают требуемое направление вращения барабану 5 приводом 6, посредством которого тяговое усилие через канатный тяговый

орган 4 передается на приводную тележку 3 и далее через ложементы 10, 13 и лежащий на них предмет на неприводную тележку 2, вследствие чего происходит совместное перемещение тележек 2, 3 и лежащего на них

предмета в заданном направлении, например в направлении буровой вышки. После того как конец предмета окажется под захватом элеватора буровой вышки привод б отключают и тележки 2 и 3 останавливаются.

Во время соединения захвата элеватора с концом предмета откидывают зажим 14 на приводной тележке 3, освобождая перемещаемый предмет, Включают элеватор буровой вышки на подъем и одновременно включают приводную тележку 3, которая доходит до конечного положения и, воздействуя на конечный выключатель 16, останавливается после отключения привода. Второй конец предмета закреплен зажимом 14 на шарнирном ложементе 10, подвижном в плоскости подъема элеватора, каретка 9 которого сблокирована ограничителем 11 ее перемещения с тележкой 2, допускающей возможность ее свободного перемещения вдоль тягового органа 4.

При подъеме элеватора второй конец предмета вместе с неприводной тележкой 2 перемещается в сторону буровой аышки.

В момент соприкосновения направляющих 7 и 8, тележек 2 и 3 срабатывают стопоры 12, фиксирующие взаимное положение направляющих 7 и 8, а следовательно, и тележэк 2 и 3. При этом ограничитель 11 перемещения каретки, взаимодействуя с тележкой 3, срабатывает, освобождая путь движения каретки 9, одновременно с этим ложемент 13 приводной тележки 3 опускается, пропуская каретку 9, с закрепленным на ее шарнирном ложементе 10 концом цилиндрического удлиненного предмета, поднимаемого за второй конец элеватором буровой вышки.

В момент приближения предмета к оси подъема (в частном случае к вертикальному положению) отдается зажим 14, крепящий предмет на шарнирном ложементе 10. При этом предмет, освобождаясь от зажима 14, занимает вертикальнре положение, не создавая опасного махового момента.

Работа устройства при перемещении удлиненных цилиндрических предметов от буровой вышки к месту хранения осуществляется следующим образом.

Тележки 2 и 3 находятся рядом одна с другой в крайнем положении у буровой вышки. Каретка 9 находится в положении приема предмета. Элеватором буровой вышки предмет опускают на шарнирный ложемент 10 каретки 9 до упора в специальный упор на ложементе 10.

Под действием собственной массы предмета, а также внешнего воздействия на предмет со стороны опускающегося элеватора каретка 9 с предметом перемещается по направляющим 8 в направлении от буровой вышки. При этом каретка 9 с приводной тележки 3 переходит на неприводную тележку 2 и упирается в упоры на направляющих 7 неприводной тележки 2 и размыкает

стопоры 12, связывающие тележки 2 3 ми направляющее 7 и 8 аместе в одно целое При разъединении тележек ограничитель 11 перемещения каретки взводится, замыкая

собою сход каретки с направляющих 7 нэ- приводной тележки 2. По мере опускания элеватора вниз угол наклона предмета уменьшается до горизонтального положения. Перед укпадкой предмета на привод0 ную тележку 3 ложемент 13 занимает рабочее положение, после чего элеватор рпускает предмет на ложемент 13, который воспринимает и передает на тележку 3 часть массы предмета. Далее захват элеватора

5 отсоединяется от предмета и накладывается зажим 14, который связывает предмет ложементом 13 и тележкой 3.

С кнопочного поста 15 включают привод 6 и тележки 2 и 3 с уложенным на них пред0 метом перемещаются к месту хранения.

При повторении процесса последовательность операций сохраняется.

Технико-экономический эффект предполагаемого изобретения в сравнении с

5 прототипом заключается в том, что повышается производительность труда при подъеме (опускании) цилиндрических удлиненных предметов и их транспортировке к месту хранения или обратно за счет того, что не требу0 ется устанавливать или снимать оттяжки (манипулятор), а подъем предметов происходит непрерывно без остановки элеватора fljja выполнения операций по установке и снятию оттяжек; исключается необходи5 мость применять дополнительные устройства для работы оттяжными канатами, что упрощает комплекс устройства буровой вышки, снимает ее стоимость и трудоемкость обслуживания; повышается безопасность

0 обслуживающего персонала за счет того, что при подъеме предметов не возникают опасные маховые моменты из-за того, что используются оттяжки, изготавливаемые из канатов: кооме того, обеспечена надежная

5 связь транспортируемых предметов с ложементами тележек, что особенно важно в условиях волнения моря; повышается надежность технологического процесса подачи на буровую вышку и от нее в хранилище цилиндри0 ческих удлиненных предметов.

Формула изобретения 1. Устройство для перемещения цилиндрических удлиненных предметов между местом хранения и буровой вышкой, вклю5 чающее привод, направляющий путь с уста- новленными на нем с возможностью перемещения тележками с ложементами, ближняя из которых соединена с тяговым органом, а ложемент, наиболее удлиненный от буровой вышки тележки, выполнен шармирным, отличающееся тем, что, с целью расширения области применения, увеличения производительности труда, улучшения условий эксплуатации, безопасности работ и повышения надежности, шарнирный ложемент выполнен с кареткой, тележки выполнены с направляющими для перемещения каретки, причем направляющие выполнены с возможностью взаимодействия друг с другом, тележка наиболее удаленная от буровой вышки, выполнена с ограничителем перемещения каретки для взаимодействия с последующей тележкой, а ложемент ближней тележки установлен с

0

возможностью перемещения в вертикальной плоскости.

2.Устройство по п. 1,отличающее- с я тем, что тележки выполнены со стопорами для фиксации взаимного положения при соприкосновении направляющих.

3.Устройство по п. 1,отличающее- с я тем, что направляющие ближней тележки выполнены наклонными с консольными участками,

4.Устройство поп. 1,отличающее- с я тем, что ложементы выполнены с зажимами для цилиндрических предметов.

Изобретение относится к бурению скважин. Цель - расширение сферы применения, увеличение произв-сти труда, улучшение условий эксплуатации, безопасности работ и повышение надежности. Устройство содержит направляющий путь 1 с тележками 2 и 3, привод 6, тяговый орган 4, соединенный с тележкой 3. Тележка 2 выполнена с направляющими 7, на которых установлена каретка 9 шарнирного ложемента 10, и ограничителем 11 перемещения каретки 9 для взаимодействия с тележкой 3. Тележка 3 выполнена с направляющими 8, имеющими возможность взаимодействовать с направляющими 7, и опускающимся ложементом 13. Тележки 2 и 3 выполнены со стопорами для фиксации взаимного положения при соприкосновении их. Направляющие 8 выполнены наклонными с консольными участками, а ложементы 13 - с зажимами 14 для цилиндрических удлиненных предметов. Перемещаемые предметы закрепляются зажимами 14 на ложементах 13. Тележка 3 приводом 4 перемещается к буровой вышке. В этом же направлении подтягивается тележка 2. После захвата перемещаемого предмета элеватором открывают зажим 14 на тележке 3 и продолжают подъем. При соприкосновении тележек 2, и 3 каретка 9 переходит с тележки 2 по направляющим 7 и 8 на тележку 3, при этом ложемент 13 опускается. После раскрытия зажима 14 тележки 3 элеватор принимает трубу. Спуск происходит в обратной последовательности. 3 з.п. ф-лы, 3 ил. О о 00 N сЈ

Цилиндрический удлиненный предмет (труба) А- tn I /; Q 14 13 Э

Упор

Захбат вл еда тора ёуродой дышки

Цилиндрически удлиненный лредпет.

Фиг.1

Стол „ йуродои ,6ышкц

14

W

4

Цилиндрический удлиненный предмет (дуробая) обсадная труба ал и инструмент

Фнг.З