Устройство для натяжения бурильных свечей Советский патент 1978 года по МПК E21B19/00 E21B19/24 

Изобретение относится к оборудованию для механизации и автоматизации спускоиодъемных операций в бурении, в частности к устройствам для разгрузки резьбовых соединеиий и устранения прогиба свечей в процессе свинчивания-развинчивания.

Известны устройства для разгрузки резьбовых соединений и устранения прогиба свечей в процессе свинчивания-развинчивания 1.

Известны также устройства, снабженные двумя поворотными каретками с гладкими цилиндрическими роликами, осуществляющими зажим и вращение труб 2. Это устройство обеспечивает свинчивание и развинчивание труб и разгрузку резьбы от веса свечи. Так как зажим осуществляется за нижний конец свечи, то в нроцессе свинчивания-развинчивания не устраняется прогиб, который способствует значительному износу резьбы, особенно при работе с длинными свечами малого диаметра.

Целью настоящего изобретения является разгрузка резьбовых соединений в процессе свинчивания-развинчивания и устранение прогиба свечей при обеспечении совмещения во времени операции свинчивания-развинчивания с перемещением незагруженного талевого блока.

Для достижения этой цели центратор снабжен направляющими, в которых размещены

каретки с роликами, причем каждая каретка через кулису связана с концом соответствующего рычага, взаимодействующего другим концом с концевой муфтой.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, общий вид; на фиг. 2 и 3 - зажнмной механизм для натяжения бурильных свечей, две проекции.

Устройство состоит из выщки 1, на которой

смонтирован центратор 2 с зажимным механизмом 3, направляющие канаты 4 центратора 2, талевый блок 5, силовой цилиндр 6, два натяжных каната 7, ролики 8 на кронблоке 9. Иатяжные канаты 1 имеют концевые

муфты 10, щарнирно соединенные с контргрузами 11, перемещающимися в направляющих трубах 12, соединенных с кронштейнами 13. Противоположные концы канатов 7 соединены с канатом 14, связанным со штоком силового цилиндра 6.

Центратор имеет в средней части прорезь 15 для пропуска бурильной свечи 16. В прорезь 15 направлены захваты 17. Па верхней плоскости центратора имеются направляющие

18, расположенные попарпо по обе стороны прорези. В направляющих 18 размещены две каретки 19 с двумя гладкими цилиндрическими роликами 20 в каждой. Каретки 19 соединены с рычагами 21, снабженными кулисами

22, которые перемещаются в пазах 23 кареток. Кроме того, рычаги 21 шарнирно соединены с корпусом центратора. На концах рычагов 21 имеются отверстия 24, через которые проходят натяжные канаты 7. Концевые муфты 10 расположены ниже рычагов.

Корпус силового цилиндра 6 соединен с буровой вышкой через регулируемую пружину 25 и имеет упор 26, взаимодействующий с отсекающим клапаном 27.

Перед началом работы пружина регулируется таким образом, чтобы ее усилие предварительного поджатия составляло 80-90% от веса свечи.

Работа устройства при спуске бурильной колонны в скважину происходит следующим образом. В исходном ноложении шток силового цилиндра выдвинут, концевые муфты натяжных капатов 7 и концы рычагов 21 онущены, каретки 19 разведены, отсекающий клапан 27 открыт, талевый блок 5 расположен в нижнем положении. После завода очередной свечи па цеитр скважпны и ее верхнего конца в прорезь центратора, оператор включает силовой цилппдр. При этом шток движется впиз, перемещая вверх концевые муфты 10 и опирающиеся на ппх концы рычагов 21. Рычаги, поворачиваясь, перемещают кареткп 19 к оси прорези 15. Прп упоре роликов 20 в свечу 16 движение кареток 19 нрекращается.

Дальнейщее новышенпе давления в цилиндре 6 способствует увеличению силы трения между свечой 16 и роликами 20 и приложению к свече натяжпого усилия, направленного вверх. Как только натяжное усилие достигнет величины, равной зсилию предварительпого поджатия npj-жины 25, корпус цилиндра 6 приподнимется, и отсекающий клапан 27 закроется, прекратив увеличение давления в цилипдре. Таким образом, усилие натяжения свечи 16 будет соответствовать усилию настройки пружипы 25. Одновременно производится подъем талевого блока 5 по свече и свипчивапие ее. При свинчивании свеча свободно проворачивается в роликах 20, находясь в натянутом положении.

После окончания свипчивапия, цилиндр б выключается, его шток поднимается, а концевые муфты 10 опускаются под действием веса коптргрузов И. Рычаги 21 при этом опускаются под действием собствеиного веса, разводя каретки 19. К этому времени талевой блок 1 подходит к центратору и перемещает его вдоль направляющих канатов 4. При этом неподвижные натяжные канаты 7 свободно

проходят через отверстия 24.

При подъеме бурильной колонны устройство работает аналогично с той лишь разницей, что включение силового цилиндра производится после посадки центратора на кропштейны 13 нри его движении с незагружеппым талевым блоком 5 вниз но свече.

Использование данного устройства позволит снизить иптенсивность износа резьб при одиовременном сокращении времени па снуск

и иодъем.

Формула изобретения

Устройство для натяжения бурильных свечей, содержащее цеитратор, имеющий ирорезь

для пропуска труб, каретки с роликами, патяжиые канаты с концевыми муфтами и приводные рычаги, шарпирпо устаиовленные па корпусе центратора, отличающееся тем, что, с целью разгрузки резьбовых соединений

в процессе свинчивания-развинчивания и устранения ирогиба свечей при обеспечепии совмещепия во времени операции свинчиванияразвиичивания с неремещением незагруженного талевого блока, центратор енабжен направляющими, в которых размещены каретки с роликами, нричем каждая каретка через кулису связана с концом соответствзаощего рычага, взаимодействующего другим коицом с концевой муфтой.

Источники информации,

припятые во впимапие при экспертизе

1.Авторское свидетельство № 226528, кл. Е 21В 17/10, 1963.

2.Патепт США № 2850929, кл. 81-53, опублик. в 1958 г.

/

21