Модульная буровая установка Советский патент 1993 года по МПК E21B15/00 E21B7/02 

Изобретение относится к буровой технике, в частности, к буровым установкам повышенной мобильности для суровых климатических условий.

Цель изобретения - снижение материалоемкости, улучшение монтажеспособно- сти, повышение безопасности и удобства обуслуживания.

Это достигается тем. что в известной модульной буровой установке, состоящей из уложенных поэтажно квадратным колодцем одинаковых по габаритам модулей с

размещенным в них оборудованием, включая полиспастную систему с лебедкой, и имеющей закрываемые откидными панелями проемы, размещенную на крыше вертолетную площадку и четыре расположенных по наружным углам и связанных с модулями подъемника, согласно изобретению, за счет работы с однотрубной свечой талевая система выполнена в виде сдвоенного полиспаста, ветви которого огибают талевый блок и непосредственно связаны с имеющей два барабана лебедкой, установленном на вер00

со

ON СЛ CJ N

GJ

хнем модульном этаже на одном уровне с кронблоком, при этом подъемники выполнены в виде прямоугольных модулей - само- подьемных поворотных стреловых кранов причем указанные модули выполнены с возможностью попарного соединения их торцов в единый блок и фиксации на уровне крыши установки.

Каждый модуль стрелового крана имеет зубчатый привод самоподъема и Т-образную рейку, устанавливаемую на модулях установки с возможностью взаимодействия с приводом и ответным пазом, выполненным в модуле - стреловом крэне.

С целью увеличения размеров вертолетной площадки, модули верхнего этажа имеют дополнительные откидные панели и средства их закрепления в горизонтальном положении на уровне крыши установки.

Для уменьшения размеров занимаемой площади за счет ликвидации мостков и раз- мещения бурового оборудования и инструмента полностью в помещении .бурового при работе с однотрубной свечой, модули

верхнего этажа имеют люки для подачи внутрь буровой установки труб и других гру- зов непосредственно с транспортных средств при помощи стреловых кранов.

Верхние поверхности модулей предпоследнего этажа оснащены средствами пониженного трения..

Расположение буровой лебедки рядом с кронблоком освобождает колодец Баш - от обеих ветвей талевого каната, а пол буровой - от лебедки и позволяет увеличить емкость подсвечников, что, в свою очередь, дает возможность при равной глубине бурения пойти на снижение этажности за счет уменьшения длины свечи.

Выполнение талевой системы по принципу одновременной намотки обоих концов каната на двухбарабанную буровую лебедку позволяет частично компенсировать потери времени при переходе с двухтрубной свечи на однотрубную за счет повышения коэффициента наполнения тэхограммы подьема свечи двухбарабанной лебедкой. Существенно улучшаются разгон и торможение. Причем этот эфф.ект более заметен при коротких свечах и менее - на длинных, Применение двухбарабанной лебедки, скорость вращения которой в два раза меньше, чем у обычной позволяет уменьшить тормозной путь талевого блока, а значит, и сократить минимально допустимое расстояние между талевым блоком и кронблоком, что также уменьшает высоту Башни. Кроме того, размещение двухбарабанной буровой лебедки рядом с кронблоком позволяет отказаться от двух крайних шкивов кронблока,

0

5

так как обе ветви каната из барабанов буровой лебедки идут сразу на талевый блок, а ввиду того, что длина барабанов такой лебедки для однотрубной свечи даже без су- щественного увеличения елейности навивки находится в пределах всего лишь 150-180 мм, то и угол девиации не выходит из допустимых пределов. Расположение двухбарабанной буровой лебедки рядом с кронблоком не увеличивает нагрузку на металлоконструкцию потому, что собственный вес двухбарабанной лебедки со встроенной в барабан КПП и с двигателем постоянного тока - 20-25 Т, в то время, как ликвидированные неподвижная и тяговая ветви талевого каната нагружали металлоконструкцию по 20 т каждая. Следует также отметить сокращение длины талевого каната и почти двухкратное повышение его долговечности

0 вследствие устранения асимметричности износа.

Оснащение Башни четырьмя симметрично расположенными по наружным углам самоподъемными .стреловыми кранами грузоподъемностью не менее половины веса самого тяжелого модуля позволяет производить монтаж и демонтаж Башни при минимальном вылете стрел, т.е. в режиме наибольшей грузоподъемности кранов. Такая схема предельно упрощает монтаж-демонтаж Башни и является наименее металлоемкой, несмотря на то, что для подъема (или опускания) любого модуля, казалось бы, достаточно всего лишь двух кранов, однако с увеличением вылета стрелы при заданной грузоподъемности собственная масса крана возрастает непропорционально быстро. Следует подчеркнуть, что подъем (или опускание) модулей буровой установки

0 на большую высоту двумя кранами более безопасен, чем одним краном.

Отказ от приемного моста со стеллажами и подача труб и грузов через люки модулей крыши при помощи кранов, расположенных в верхнем этаже по углам Башни, возможен во многом благодаря переходу на однотрубную свечу, так как реализация подобного решения при большой высоте Башни затруднена.

Благодаря тому, что свеча - однотрубная (ее длина - 12,5 м) и на крыше Башни находятся стреловые поворотные краны (и люки), появилась возможность отказаться от приемных мостков и стеллажей. Безмост- 5 ковая схема Башни не позволяет осуществлять наращивание бурильной колонны при бурении иначе, как свечами, хранящимися на подсвечниках, поэтому в рамках этой концепции любое увеличение длины свечи повлечет и увеличение длины квадрата и

5

0

5

5

0

непропорционально большое повышение общей высоты Башни.

Оснащение верхних поверхностей модулей, на которые опираются роторная площадка и крыша, средствами понижения трения, например облицовка их фторопластовыми листами, позволяет передвинуть их от края Башни к ее центру при помощи кранов, которые находятся на протипово- ложной стороне колодца. При демонтаже Башни краны подтягивают эти модули к себе на край, а потом опускают их на землю (на транспортное средство). Указанное оснащение позволяет иметь более легкие краны, работающие при минимальном вылете стрелы.

Все указанные признаки тесно связаны между собой и взаимосвязаны, они являются существенными, так как необходимы и достаточны для создания мобильной, мон- тажеспособной, экологически более совершенной буровой установки, которая занимает исключительно небольшую площадку, менее материалоемка и идеально за- щищена от холода и ветра.

На фиг. 1 и фиг.2 изображены две проекции смонтированной модульной буровой установки; на фиг.З - вертикальное сечение центральных модулей крыши; на фиг.4- вид сверху смонтированной модульной буровой установки; на фиг.5 и б -.процесс монтажа.

Модульная буровая установка состоит из уложенных поэтажно квадратным колодцем одинаковых по габаритам модулей - прямоугольных параллелепипедов 1 с размещенным в них оборудованием (на чертежах не показано) и представляет собой многоэтажную башню. Модули 1 скреплены между собой посредством фланцев 2, про- емы между модулями герметизированы откидными теплозащитными панелями 3. Башня опирается на фундаментные балки 4. которые установлены на сваях 5. При кустовом бурении передвижка модульной буро- вой установки со скважины на скважину осуществляется при помощи колесных тележек 6, расположенных в модулях нижнего этажа.

Для осуществления монтажа - демонта- жа и подачи труб и грузов башня оснащена четырьмя самоподъемными поворотными стреловыми крановыми модулями 7, которые, соединенные попарно, перемещаются вертикально по противоположным стенам башни за счет взаимодействия их зубчатых приводов с Т-образными рейками 8, закрепленными на фланцах 9. Т-образные рейки 8 находятся в ответных вертикальных пазах крановых модулей 7. Блоки кранов 7 присоединяются к модулям 1 башни посредством

фланцев 10. При этом торцы модулей верхнего этажа башни оснащены откидными щитами 12 и подкосами 13, что позволяет расширить крышу башни. На крыше башни оборудована площадка для посадки вертолета 11. Это сделано путем увеличения площади крыши за счет откидных щитов 12 с подкосами 13, которыми на торцах оснащены модули верхнего этажа, и поднятых в крайнее верхнее положение блоков кранов 7, верхняя часть которых при опущенных стрелах имеет вид горизонтальной плоскости. Размеры крановых модулей 7 таковы, что оси поворота их стрел 14 расположены строго симметрично относительно центра башни на ее углах таким образом, что подъем и опускание модулей 1 и их монтаж-демонтаж можно производить двумя кранами со всех сторон башни при минимальном вылете стрел 14.

Двухбарабанная буровая лебедка 1В и кронблок 16 прикреплены к верхней части центральных модулей верхнего этажа башни (фиг.З), и оба конца талевого каната 17 прямо с барабанов лебедки 15 идут на талевый блок (на чертежах не показан). При этом, при помощи направляющих 18 кронблок 16 имеет возможность перемещаться из рабочего положения в транспортное внутрь модуля.

Для подэчи труб и прочих грузов внутрь башни модули верхнего этажа оснащены люками 19, 20 - транспортное средство.

Модули 1 имеют размеры примерно 3x3x12 м, .а модули - краны 7 - 3x3x9 м. Модульная буровая установка (башня) представляет собой 10-12 этажное сооружение со свободным внутренним пространством, оснащенное лифтом и маршевой лестницей (на чертеже не показаны). Верхняя поверхность модулей второго этажа является полом буровой установки (роторной пло- щйдкой) и находится на высоте 7,2 м от поверхности земли. Оборудованная на крыше вертолетная площадка имеет размеры 18x18 м. Кроме буровой лебедки 15, которая выполнена двухеальной и расположена рядом с кронблоком 16, который стал легче на два щкива, буровое оборудование принципиально не изменяется, а технология бурения в предложенной буровой установке практически остается прежней.. Площадь, занимаемая башней, - всего 12x12 м.

Трубы, химреагенты и прочие грузы подаются внутрь башни непосредственно с транспортного средства 20 через люки 19 при помощи кранов 7, Буровой шлам утилизируется и в виде брикетов, керамзита или влажной массы вывозится за пределы буровой площдаки для дальнейшего применения

или захоронения. Закрытые модули очистки, дегазации, бытовые и т.п. имеют собственные автономные системы вентиляции, однако существует и общая естественная вентиляция рабочего пространства за счет создания тяги путем приоткрывания откидных панелей 3 или люков 19.

Монтаж башни производится следующим образом. На площадку с заранее подготовленным свайным полем транспортное средство 20 завозит трансформаторный модуль, а если нет ЛЭП, то и модули электростанций. Затем привозят модуль-краны 7, подключают их к электростанции и прямо с колес устанавливают фундаментные балки 4, а на них модули первого этажа. После этого транспортные средства 20 подъезжают вплотную к торцам модулей первого этажа, и поскольку площадка спланирована так, что верхние плоскости модулей первого этажа и модуль-кранов 7, установленных на транспортном средстве 20, совпадают, прикрепляют модуль-краны 7 к фланцам 10 модулей первого этажа башни и скрепляют их попарно между собой. Осуществляют монтаж модулей второго этажа (роторной площадки), причем центральные модули, поставленные на край первого этажа, подтягивают к центру при помощи кранов 7, находящихся на противоположном краю за счет того, что трущиеся поверхности облицованы фторопластовыми пластинами, снижающими трение. Потом Т-образные рейки 8, которые а транспортном режиме хранятся на модуль-кранах 7, устанавливают в ответные вертикальные пазы модуль-кранов 7, закрепляют их на фланцах 9 первого и второго этажей, отсоединяют модуль-краны 7 от фланцев 10 первого этажа, при помощи зубчатых приводов модуль-кранов 7, взаимодействующих с Т-образными рейками 8, поднимают блоки модуль-кранов 7 на высоту одного .этажа, фиксируют блоки модуль- кранов 7 на фланцах 10 модулей второго этажа и осуществляют монтаж двух модулей третьего этажа. Далее цикл повторяют. Монтаж модулей крыши осуществляется аналогично монтажу второго этажа (роторной площадки). После закрепления откидных щитов 12 покосами 13, подъема блоков- модуль-кранов 7 в крайнее положение и установки кронблока 16с ротором (на чертеже не показан) в рабочее положение модульная буровая установка (башня) готова к бурению. Перемещение башни в пределах куста производится гидродомкратзми аналогично БУ-3000 ЭУК.

Демонтаж башни производится в обратном порядке. При этом талевый блок (не показан) и талевый канат 17 укладывают в тот модуль, где расположен кронблрк 16. Формула изобретения

1.Модульная буровая установка, состоящая из уложенных поэтажно квадратным колодцем одинаковых по габаритам модулей с размещенным в них оборудованием,

включая полиспастную систему с лебедкой, и имеющая проемы с откидными панелями, размещенную на крыше вертолетную площадку и четыре расположенных по наружным углам и связанных с модулями

подъемника, отличающаяся тем, что, с целью снижения материалоемкости за счет работы с однотрубной свечой, улучшения монтажеспособности, повышения удобства обслуживания и безопасности работ,

талевая система выполнена в виде сдвоенного полиспаста, ветви которого огибают талевый блок и непосредственно связаны с имеющей два барабана лебедкой, установленной на верхнем модульном этаже на одном уровне с кронблоком, при этом подъемники выполнены в виде прямоугольных модулей-самоподъемных поворотных стреловых кранов, указанные модули выполнены с возможностью попарного соединения их торцов в единый блок и фиксации на уровне крыши установки.

2.Устанрвкапо п.1,отличающаяся тем, что каждый модуль стрелового крана имеет зубчатый привод самоподъема и Т-образную рейку, устанавливаемую на модулях установки с возможностью взаимодействия с приводом и ответным пазом, выполненным в модуле стрелового крана.

3.Установка по п.1, отличающаяся тем, что, с целью увеличения размеров вертолетной площадки, модули верхнего этажа имеют дополнительные откидные панели и средства их закрепления в горизонтальном положении на уровне крыши установки.

4. Установка по п.1, от л ича ю ща я с я тем, что, с целью уменьшения размеров занимаемой площадки за счет ликвидации мостков и размещения бурового оборудования и инструмента полностью в помещении буровой, модули верхнего этажа имеют люки для подачи внутрь буровой установки труб и других грузов непосредственно с транспортных средств при помощи стреловых кранов.

5, Установка по п.1, от л и ч а ющ а я с я тем, что верхние поверхности модулей предпоследнего этажа оснащены средствами пониженного трения.

X

Использование: бурение в суровых климатических условиях. Сущность изобретения: установка состоит из уложенных поэтажно квадратичным колодцем одинаковых по габаритам модулей. В модулях размещено оборудование. Установка имеет проемы с откидными панелями. На крыше устроена вертолетная площадка. По наружным углам установлены прямоугольные модули самоподъемных стреловых кранов. Они выполнены с возможностью поворотам попарного скрепления торцами на уровне крыши установки. Откидные панели на верхнем этаже имеютсредства фиксации для их горизонтального закрепления на уровне крыши установки. Каждый кран имеет зубчатый привод самоподъема и Т-образную рейку. Рейка устанавливается на модулях установки и взаимодействует с приводом и ответным пазом в кране. В крыше установки выполнены дополнительные проемы для подачи кранами грузов внутрь установки. Верхние прверхности модулей предпоследнего этажа оснащены средствами пониженного трения. Конструкция кранов допускает их использование для увеличения площади вертолетной площадки. 4 з.п. ф-лы, 6 ил. 1W Ё

Фиг,{

tsF

Фиг.з

Фиг, 2

бидА

, . -

I

3

д

$

«|Р

/АУЛУ/ 20

Фиг. 5

Вид в

/уг