Устройство для вертикального размещения труб на буровой вышке Советский патент 1992 года по МПК E21B19/00 

ции магазина в виде гребенок, на подсвечник с бортовыми ограничителями, где установка низа свечей на компактный подсвечник осуществляется верхним механизмом перемещения труб между осью скважины и секциями магазина за счет его большего разбега путем перекатывания свечей каждого последующего ряда по поверхности свечей предыдущего ряда горизонтальной составляющей веса свечи.

Недостатком указанной установки является то, что она не предусматривает компактную установку свечей, необходимую для передвижного агрегата.

Наиболее близка к предлагаемому сие- тема АСП-3, устанавливаемая на стационар- ных вышках, включающая в себя установленные в вышке консольно секции магазина в виде гребенок, подсвечники с ограничениями, разгороженные стационар- ными барьерами со створками на секции и коридоры, по ширине равные диаметру наибольшего размера муфты бурильной свечи, а также механизм перемещения труб между осью скважины и секциями магазина.

Однако известная система не рассчитана на широкий диапазон труб, а при установке в ней свечей создается большая парусность, занимает много места и имеет большой вес, ввиду чего она не приемлема для навешивания на передвижной агрегат.

Цель изобретения - расширение области применения за счет обеспечения установки труб разных диаметров и повышение их устойчивости в секциях магазина.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для вертикального размещения труб на буровых или эксплуатационных вышках секции магазина установлены на консолях с возможностью фиксированного поворота в плоскости, перпендикулярной продольным осям пальцев гребенок, при этом пальцы гребенок установлены с возможностью поворота и фиксации вокруг своих осей и имеют в поперечном сечении форму параллелограмма, а механизм ориентирования нижних концов труб выполнен в виде рычага, жестко связанного со стойкой, установленной на горизонтальной оси, лежащей в плоскости симметрии секций мага- зина и подсвечника, с возможностью дискретного поворота под действием привода, выполненного в виде канатно-грузо- вого механизма и червячной передачи, причем канатно-грузовой механизм выпол- нен с возможностью перестановки для заполнения той или иной части подсвечника.

Таким образом, обеспечивается регулирование ширины секции магазина в зависимости от диаметра устанавливаемых свечей

(труб), а при установке низа свечей на подсвечник (левой и правой частей) низ движется по створке и горизонтальному рычагу, направляющему свечу к месту ее установки в ряду, после заполнения которого рычаг поворачивают для заполнения второго ряда и т.д., а после заполнения правой части заполняют левую.

На фиг.1 показана установка на передвижном агрегате, общий вид; на фиг.2 - вид по стрелке А на фиг.1 (магазин для установки труб); на фиг.З - сечение Б-Б на фиг.1 (центратор); на фиг.4 - вид по стрелке В на фиг.2 (поворотные секции магазина для установки верха труб); на фиг.5 - то же, вид сверху; на фиг.6 - подтрубник, вид сбоку; на фиг.7 - то же, вид сверху; на фиг.8 - вид по стрелке Г на фиг.6; на фиг.9 - трубозахват, вид сбоку; на фиг. 10 - то же, вид сверху; на фиг.11 - сечение Д-Д на фиг.9; на фиг.12 - заполненные секции магазина; на фиг. 13- 22 - последовательность технологического процесса установки труб в секции магазина и на подсвечник.

Устройство содержит разделенные стержнями-пальцами гребенок магазина для верха труб правую 1 и левую 2 секции, вышку 3, подвесной блочок 4, упор 5, тележку 6, монорельс 7 тележки 6, канат 8 складывания магазинов, трубный элеватор 9, направляющий канат 10 тележки 6, рукоятку 11 управления катушки-лебедки 19, приспособление 13 для установки низа труб, спай- дер 14 для труб, тяговые канаты 15, гидроповоротный рычаг (переноса) 16 с тремя степенями свободы движения для установки труб, раздвоенный талевый блок 17, центратор 18 для труб, ключ 19 для свинчивания-развинчивания труб и трубозахват 20.

Секции магазинов (фиг.4 и 5) с пальцами 21 прикреплены к своим опорам 22 посредством шарниров 23, ось 24 располагается параллельно прорези 25 пальцев, возможна также установка аналогичных шарниров и между пальцами секций (не показаны). К магазинам шарнирно (ось 26 в опоре 27) прикреплен винт 28, другой конец которого пропущен через опору 29.

При навинчивании гайки 30 на винт 28 последний имеет возможность поворачивать раму на угол а из положения 1 в положение 2. Таким образом меняется расстояние между пальцами с А на В, с большего на меньшее, и в секции, в которые устанавливали трубы больших размеров, появляется возможность устанавливать трубы меньшего размера.

Максимальный угол «макс поворота магазина определяется наименьшим, а Омин наибольшим размерами диаметров труб, устанавливаемых в нем.

При наличии шарниров также между пальцами каждой секции в магазины можно устанавливать многоразмерные колонны 2, 21/2, 3 и 4 насосно-компрессорных труб (НКТ), для этого по шаблону или делительной головке необходимо повернуть сек- ции магазинов, а также отдельные пальцы внутри их на четыре угла а4 ,а3 -Gr2l/211 и а211 соответствующие указанным диаметрам НКТ.

Для усиления пальцев от горизонтальных сил возможно шарнирное (оси шарниров Д, Е, Ж, 3), подсоединение к каждой секции еще по крайней мере по одной секции (показано штрихпунктиром), причем в образованном правильном четырехугольнике ЗЖ ДЕ и ЖЕ ЗД (фиг. 12), а также возможна шарнирная установка в паре секций пальцев, соединенных попарно (верхние и нижние) между собой.

Конструкция подсвечника.

На подсвечнике в плоскости, проходящей через центр скважины и подсвечника, на стойках 31 закреплен горизонтальный рычаг 32 с осью 33 на подшипниках, которая зафиксирована гайкой с помощью храпового устройства 34 через червячную передачу 35 (возможны также и другие средства крепления и поворота, например с помощью самотормозящейся пары червяк-червячное колесо).

С одной стороны горизонтального рычага 32 предусмотрена прямолинейная горизонтальная планка а, параллельная оси 33 поворота рычага доканчивающаяся упором б, с другой стороны устанавливается противовес 36. С обеих сторон пола 37 подсвечника установлены боковые ограничители 38 параллельно оси поворота и горизонтальной планке. На оси 33 под углом а располо- женные две оси 39, на которых попеременно, в зависимости от того, какая половина подсвечника заполняется, установлена створка 41 с канатно-грузовым приводом 40.

Трубозахват 20 состоит из корпуса 42, шарнирно подвешенного (ось 43 поворота) к скобе 44 рычага 16 поворота, и корпусов

45и 46. Внутренний диаметр корпусов 45 и

46имеет прорезь, размер которой больше, чем тело трубы 47, но меньше, чем тело муфты 48. Таким образом, муфта, попав в корпуса 45 и 46, уже не может выскочить вбок. Сбоку корпуса 45 предусмотрена конусообразная воронка 49 для легкости про

5

0

5

0

0

5

0

5

хождения трубы в корпус трубозахвата. Снизу корпуса 46 с правой стороны расположены три ролика 50, по которым перекатывается торец муфты 48 трубы 47 при свинчивании-развинчивании (с левой стороны муфта 48 боковой поверхностью перека- тывается по внутренней поверхности корпуса 45). Для предотвращения выпадания трубы из трубозахвата в момент свинчивания-развинчивания или установки труб на подсвечник может быть предусмотрен механический запор зева трубозахвата.

Установку труб осуществляют следующим образом. Вначале устройство устанавливают в крайнее положение А. Для этого необходимо расстопорить храповик за рукоятку червячной пары, повернуть рычаг 32 и снова застопорить. При этом рычаг 16 переноса перемещает свечу из центра скважины (положение I) к створке 41 (положение II), отодвигая створку 41, затем горизонтальный рычаг 32 подхватывает трубу в положение III, перемещает ее в положение IV, при дальнейшем перемещении труба (свеча) упирается в наклонную грань (стойка 31) рычага 32 и начинает скользить по ней по направлению к секции, образуемой планкой а (положение А) и ограничителем б, и рычаг переноса переводит трубу (свечу) из положения III в положение V и VI, после чего заводит низ трубы в секцию до упора б. Аналогично устанавливают следующие трубы до тех пор, пока секция полностью не заполнится, затем поворачивают горизонтальный рычаг 32 с тем, чтобы между рядами установленных труб и планкой а расстояние было немного больше размера муфты трубы, и производят установку следующего ряда и т.д.

После заполнения одной половины подсвечника поворачивают горизонтальный рычаг 32 на другую сторону и производят установку труб аналогичным способом. При этом створку 41 поворачивают.

Для поворота рычага на определенный угол в зависимости от устанавливаемых труб на рычаге и стойке выполнены соответствующие риски на делительной головке (не показаны).

Кинематика движения точки подвески свечи (трубы) и узлов механизма.

Подъем колонны труб (слева направо; фиг.13-21).

Фиг. 13. Трубозахват рычага удерживает трубу за верхнюю муфту над устьем сксажи- ны. Производят развинчивание. Талевый блок 17 опускается. Колонна труб заклинена в слайдере 14.

Фиг.14. Развинчивание закончено. Ключ 19 отведен от устья скважины. Талевый блок опустился полностью. Свеча тру- бозахватом приподнята из муфты колонны труб

Фиг.15. Свеча отведена от устья скважины. Талевый блок движется вверх. Клинья слайдера подняты.

Фиг. 16. Свеча отодвигается в сторону (влево) к магазину. Талевый блок продолжает двигаться вверх.

Фиг. 17. То же, свеча опущена на подсвечник, но не касается его.

Фиг. 18. То же, свеча (колено труб) заведена в прорезь магазина.

Фиг. 19. То же, свеча (колено труб) поставлена на подсвечник и трубозахват опустился ниже верхней муфты трубы.

Фиг.20. Тальблок достиг своего крайнего верхнего положения, трубозахват отведен от свечи (колено труб) в начало прорези.

Фиг.21. Трубозахват переведен на середину магазина. Тальблок пошел вниз. Колонна труб зажата в слайдере.

Фиг.22. То же, трубозахват подошел к свече на центре скважины, Ключ наведен на муфтовые соединения.

Спуск труб осуществляют в обратной последовательности. Заполнение второго магазина производят аналогичным способом.

Формула изобретения

Устройство для вертикального размещения труб на буровой вышке, включающее

установленные на вышке консольные секции магазина в виде гребенок, подсвечники с бортовыми ограничителями, механизм перемещения труб между осью скважины и

секциями магазина и механизм ориентирования нижних концов труб, отличающееся тем, что. с целью расширения области применения за счет обеспечения установки труб разных диаметров и повышения их устойчивости в секциях магазина, последние установлены на консолях с возможностью фиксированного поворота в плоскости, перпендикулярной продольным осям пальцев гребенок, при этом пальцы

гребенок установлены с возможностью поворота и фиксации вокруг своих продольных осей и имеют в поперечном сечении форму параллелограмма, а механизм ориентирования нижних концов труб выполнен в виде

горизонтального рычага, жестко связанного со стойкой, установленной на горизонтальной оси, лежащей в плоскости симметрии секций магазинов и подсвечников, с возможностью дискретного поворота под действием привода, выполненного в виде канатно-грузового механизма и червячной передачи, причем канатно-грузовой механизм выполнен с возможностью перестановки для заполнения того или иного

подсвечника.

Использование: установка труб в магазин и на подсвечник при спускоподъемных операциях, производимых передвижными агрегатами, при ремонте скважин, расширяет область применения за счет обеспечения установки труб разных диаметров и повышает их устойчивость в секциях магазина. Устройство включает установленные в вышке консольные секции магазина в виде Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности и к геологии, в частности к технике установки труб в магазин и на подсвечник при спускоподъемных операциях, производимых передвижными агрегатами, или на стационарных вышках, как буровых, так и эксплуатационных. Известно устройство для переноса бурильных труб, включающее стационарный магазин, разделенный на секции для установки труб рядами, а также гидроприводной рычаг для перемещения труб и установки их в магазин. гребенок, подсвечники с бортовыми ограждениями, механизм перемещения труб между осью скважины и секциями магазина и механизм ориентирования нижних концов труб. Сущность изобретения: секции магазина установлены на консолях с возможностью фиксированного поворота в плоскости, перпендикулярной продольным осям пальцев гребенок, при этом пальцы гребенок установлены с возможностью поворота и фиксации вокруг своих продольных осей и имеют в поперечном сечении форму параллелограмма, а механизм ориентирования нижних концов труб выполнен в виде горизонтального рычага, жестко связанного со стойкой, установленной на горизонтальной оси, лежащей в плоскости симметрии секций магазина и подсвечника, с возможностью поворота под действием привода, выполненного в виде канатно-грузового механизма и червячной передачи, причем ка- натно-грузовой механизм выполнен с возможностью перестановки для заполнения правого или левого подсвечника. 22 ил. Однако магазин данного устройства не предусматривает установку его на передвижном агрегате. Известно устройство для размещения труб, включающее магазин для установки труб, гидроприводной рычаг для перемещения труб и установки их в магазин, монтируемый на передвижном агрегате. Однако магазин этого устройства не предусматривает компактную установку в нем труб широкого диапазона диаметров. Известна механизированная вертикальная расстановка в вышке свечей в секСО с х| CJ о 4 ю ND

®Ц21

0U8.3

bad В

ДО

Фигв

®иг.7

ВидГ

Фиг. 8

ДО

Фиг /о

Фиг,9

Фиг//

Ф2

Щи2.12

№ПФ

ыждоц

U

/гГлУУ ;;;/

ZZWZLl

а/г15

en , л f-t

Viidb

Спуск

Фигп

Подъеи -А - /

Фиг.18

Ом 19

t/

Ш2.20

Фиг.21

Фиг 22