Буровая вышка Советский патент 1979 года по МПК E21B15/02 

Изобретение относится к бурйвому оборудованию, в частности к буровым вышкам для бурения нефтяных и газовых скважин на море. Известна буровая вышка, включаюшая платформу, подъемное оборудование, мачту первой ступени и мачту второй ступени I. Иедостатком известной буровой вышки является невозможность шарнирного поворота мачты первой ступени, что представляет определенные трудности при монтаже и демонтаже буровой вышки. Известна буровая вышка, включаюшая платформу, на которой шарвррно установлены мачта первой ступени со стопорным механизмтзм для фиксации мачты в вертикальном положении, подъемное оборудование и мачта второй ступени 2. Недостатком известной буровой вышки являются большие затраты времени на ее монтаж. 7 , Цель изобретения - упрошение монтажа буровой вышки. Указанная цель достигается за счет того, что мачта второй ступени шарнирно установлена на платформе с возможностью взаимодейств ия с мачтой первой ступени и снабжена дополнительным стопорным механизмом для фйксацш ее в вертикальном положен1ии. На фиг. 1 показана буровая вышка, смонтированная на морской буровой платформе, обший вид; на фиг. 2 - буровая вышКа в сложенном положении и подготовленная к подъему первая ступень мачты; на фиг. 3 - буровая вышка с мачтой первой ступени в поднятом положении и мачтой второй ступени в сложенном положении; на фиг. 4 - то же, узлы подготовлены для подъема мачтьт второй ступени; на фиг. 5 - буровая вышка с мачтами первой и второй ступени в поднятом положении; на фиг. 6 - первая ступень мачты в наклонном положении и узлы для ее подъема; на фиг. 7 - узлы для подъема мачты второй ступени; на фиг. 8 - разрез А-А на фиг. 5 (с удаленным узлом подъема); на фиг. 9 - разрез Б-Б на фиг. 5 (с удаленными узлами подъема); на фиг. 10 - сочленение манты первой ступени с мачтой второй ступени; на фиг. 11 - разрез В-В на фиг. 10. На бурильной платфор;ме /, плавающей на поверхности воды 2, на главной палубе 3 смонтированы помещения 4 и 5, используемые для хранения материалов и укрытия персонала. Крышка 6 помеще 695571

4 H 44rtirr-t Tr-iiiiij - u XAAtw- «

НИЯ 4 имеет плоШдйу Д)(ЗШда ИГЖлета вертолета. , , Приподнятый пол 7 буровой вЬпйкй монтибуется наглавной палубе 3 и YFa нем

, . , , Г J-/.-.. .,,:--.-;.; i .4 ----«-;;;iiV.- -. установлены лебедки 5. Пол также служит 5 ;: в качестве основн и поддерживает мкогоступенчатую вышку 9, Которая имеет мачту первой 1ступени /О и 1йачту второй ступени //. Трос 12 идет от лебедок через кронблок 13, установленный на подкрбн- 10 блочной площадке 14 наверху мачты первой ступени 10, (И затем на талевый блОк. НГиЖние концы мачт первой /О и второй // ступеней поддерживаются конструкцией

пола 7/причем верхний крнёцмачты пёр- is

вой ступени 10 укладывается на вертикальную опору 15, а верхний конец ма чтй-второй ступени // укладывается на опору 16. -Запас бурильных труб 17 содержится в стеллаже 18. , 20

А-обрйзная рама 19 поддерживается полОм 7 и имеет две горизонта ЛьнОра знесенные вертикальные боковые рамы 20 и 21. Боковые рамы j50, 21 яйляются;иденТТ1ЧНЫМИ и-имеют опорную поцеречину 22,

передний подкос 25,и задний подкос 24, со -едйненньте своими концами. Между пёреД/ним подкосом 25 и задним подкосом 24

параллельно поперечине 22 креШТСЯ растяжка 25, а в углу приваривается косын- зо ка 26. Опорная поперечина 22 крепится к полу 7 буровой вьтшки.

Между вершинами боковьтх рам 20 и 2/

приваривается горизонтальный вал 27, который предусматривает собой конструктив- 35 ный элемент для А-образной рам,ы/9 и слу- .

Жйт т акЖё длй поворотного . крепления /1 шкивов 25, 25 и 30. Втулки 31 крепятся К валу 27 в положениях обеспечивающих -гр-азнесение шкивов 28,.2$ и 30 на валу 27. 40

.- Та, образом, мачта первой ступени 10

-Представляет собой. кбйгетрукцию ввиде фермы, имеющей чётЁтре вертйКаЛьных эле-йёйта в её сдЬтветственных четырех уг лах. Два из верт1йкальных элементов 52 и 45 55 расположены в передней части первой

-ery tefflf K |оста-ль-нБтё дваэлемента

54-явл яются задними. Задние бёртикальные элементы 5 имеют направленные :вниз

продолжения 55;; - rtfyTbYefioff углом, so

обёШё-ЧЙваюЩйм сОгЛаСОвание с достиже ИМКГприЛёга й-я их к пере:дни1м подкосам 25 А-образной рамы 19. Загнутые вниз продолжения 55 сОёДйн;яются с соответственными передними вертикальными эле- 55

ментами 52 и 55 в нижней части мачты

первой ступени 10, а В1Йёете Ше}1иЙёння

снабжены косынками 36. Распорки 57 и pacKocbf 55 обеспечивают дОпоЖитёльную

жесткость и прочность конструкции. К по- 60

лу 7 крепятся две разнесенные в бок1овом

тгаправлении вертикальные скобы 59 и 40, принимающие нижние части 4/ и f2 мачты

первой ступени 10. Эти вижние части 41 и 42 закреплены в скобах 39 и 40 с помощью 65

вращагощихся штифтов 43 и 44, вокруг которых |Мачта первой ступени /О может быть повернута в вертикальное или горизонтальное положение.

Мачта первой ступени /б закрепляется в своем вертикальндм положении на валу 27, имеющем два вьГступаюших ущка ,и 46, приваре1Н нь1х Кнему, каждый вблизй торца

. Взаймодействующие с; ушками 45

и 46 ушки47 и 48 приварены . к задним вертикальным,элементам54. Каждая нара взаимодействующих ушек 4(5 и 47 имеет, стопоряниий болт 49, проходящий через сросные.отверстй:я в ушках. Таким обра.зом, когда болты 49 затягиваются, между противоположными зшками каждой пары обесйёчивается жесткое соединение. Когда болты 49 снимаются, мачта первой ступени 10 освобождается для опускания, в горизонтальное положение. . ,,,

Мачта второй ступени //также представляет собой конструкцию в виде фермы, имеющей четыре вертикальных элемента ;или стойки по своим углам. Две из этих стоек 50 и 5/ расположены в передней .части ступени, а две другие стойки 52 - в задней.. Каждая из передних

стОек 1имеёт направленные вниз продолжения 55. и 54, направленные назад и прикрег ленные к соответственным задним стойкам .52 в месте их нижнНхконцов 55. .Эти нижние концы 55 снабжены ко.сынками 56 для усиления соединений. Две разнесенньте в боковых направлениях поворотные скобы 57 прикрёплень к полу 7 буровой, и поворотные штифть 55 пропущены через соосHfeie отверстия в скобах 57, а нижние концы 55 устанавл.йваются. в скобах. 57 с обеспечёнйём поШрОта 1мачты второй ступени 11 из опущенного в поднятое положение.

. .Верхняя часть мачты второй ступени // имеет горизОнтаЛьную раму, включающую поперечный элемент 59 и разнесенные боковые элементы 60, причем внутренние концы последних размещаются между передними элементами 52 и 55 мачтьт первой Ступени /О и вблизи них и прекреплены к.

НИМ с помощью освобождаемых запирающих штифтов 61. Поперечины 62 и подкосы 63 проходят между стойками 50 и 51 мачты второй ступени // для жесткости и прочности. , .; .

Мачта первой ступени 70 несет обор дование для подъема инструмента. Это оборудование включает не только кронблок 13, но и талевый блок 64 с тросогл /2. Узел подъемного крюка 65 подвешивается на талевом блоке 64 с помощью дужки 5 и имеет крюк котором подвешивается поднима:емь1Й или опускаемый инструмент.

Предусматривается также приспособле- йиё 71Л51 усгаНовки и направления талевого блока 64 и крюка 65. В представленном варианте этО приспособление имеет карету 68, вертикально передвигающуюся по

двум параллельным направлягощиМ -рёльсам 69. Два вертикально разнесенныхпараллелышх вена 70 шарнирно соединены с кареткой и талевым блоком, а третье параллельное звено 71 шарнирно крепится к каретке 68 и узлу крюка 65. Приводящие средства, например, известного типа Ь виде цилиндро-поршневого устройства, один конец которого крепится к каретке 68, а другой, к талевому блоку 64, перемещают талевый блок 64 ы узел подъемнрго КрйКа 65изположения на центровой ливии мачгты первой ступени, 10, которая является йродолжением центровой линии скважины, в другое положение, смещенн ое по отношений к центровой линии назад, и селективно удерживает талейый блок 64 и узел подъемного крюка 65 в любом из таких положений.

Оборудование хранения и затаскивания труб мачты второй ступени П включает палец 72, пром уточный затаскиваюпгий элемент 73 и опору 74 на полу 7. Стеллажи труб укладываются вертикально в стойКе, причем их нижниекЬнцьТ покоятся на опоре 74, верхние торцы вставляютС й в щели в пальце 72, а их средние -участки охватываются промежуточным элементом 73.

Далее затаскивающее устройство включает верхний укладчик- 75, промежуточный укладчик 76 и нижний укладчик 77. Верхний и нижний укладчики идентичны по койструкциии работе и будет .описан только верхний укладчик. Верхний укладчик 75 имеет отходящую вбок удлиненную раму 78, смонтированную на передних стойках 50 и .51 мачты второй ступени 11. Эта рама 78 предусматривает в себе верхний и нижний параллельные направляющие рельсы 79 и 80, на которых монтируется каретка укладчика 81 для осуществления ее поперечного движения вдоль направляющих 5ельсов. Каретка укладчика 81 снабжена управляемым на расстоянии двигателем Длй её 17рОдвижения вдоль рельсов. Рычаг 82 может совершать возвратно-поступательнЫе Inepeмещения в трубчатой направляющей 55 на каретке и устанавливается в найравЛйГю1 Цеи для осуществдения возвратно-поступательного движеНия в Мачту первой ступени 10 и из нее. Рычаг 82 передвигается в его трубчатой нанравляющей q помощью другого управляемого на расстоянии двигателя. На внутреннем торце рычага 82 монтируется головка S, которая может .быть выполнена в виде захвата для удержаййя верхнего конца буровой трубы и перемещения ее горизонтально с места на место в .мачте первой ступени 10 при осуществлении боковых перемещений каретк1и укладчика 81 ц перемещений рычага 82 внутрь и наружу.

Промежуточный укладчик 76 аналогичен верхнему и -нижнему укладчику по испблнению направляШЩй с рёльсов, карёткГГ с ее трубчатой направляющей рычага укшт« з:й- ж«щуш в сугт

тельно рычага кладчика. Однако вн тренНИИ конец рычага 52 снабжен вертикально располОЖёЯнйртуйпЬр Ьй° г9ШвкйТй правлякзщйй §а Шейт6й 85, на котором монтирована для осуществления вертикального перемещения гШОВка 86 промежуточного укладчика 76. Этот укладчик соединяется с помощью каната 87, который проходит вокруг шкйва 55, с гидравлическим цилиндро-поршнввБПвГ ДЖГатеЛем 89, который управл5Гется на расстоянии с осуществлением подъема и опускания головки промежуточного уйлаДчика нй элейгенте 55. Головка промежуточного укладчика 76 имеет захват, который захватывает среднюю часть щтабеля бурильных труб и, работая

совместно с верхним укладчикО/м 76, транспортирует трубу в положение на центровой линии мачты первой ступени W и положение в штабеле. Буровая труба может иметь верти 1ГагЖШё1 ё}51; ЙШЙИяпрй

Трикальном движении головки 86 промежуточНогЬ укладчика 75.

Разворот мачты первой ступени 10 между гор1 зо1(аЖЯШг-™ ГёртЯ гальнт положениями происходит следующим образом.

Лебедки 5 снабжены обычным мощным

канатным барабаном 90 для подъемного

ТроСа 12, который перемещает продольно

талевый блок 64 .и прикрепленный к нему

узел подъемного тсрюка 55 в первой ступени. Каждый Из задних элементов 34 мачты первой ступени /О имеет крепеж 91 и 92 каната, и каждое направленное вниз продолжение 35- снабжено выступающим

внутрь шкивом 93 .Вспомогательный шкивной блок 94 крепится с помощью дужки 95 к крюку 55. КусЬк каната 96, образуя грузоподъемную петлю; одним .концом прикреплен к крепежу 92. Трос 12 проходит

вок-руг шкива 28 на А-образной раме 19 под шкивом 93, через вспомогательный блок 94, под шкивом 93, вокруг шкива 30, и назад к крепежу 91, к которому он прикрепляется.

- Для подъема мачты первой ступени 10 в вертикальное положение запускаются лебедки 8 для наматывания подъемного троса 12 и подъема талевого блока 64, крюка 65 W BcnOMofateJfbftt)f5 блока 94 в мачте первой ступени 10. По мере подъема вспомогательного блЪка 94 грузоподъемная петля стрОпь обеспечивает мачте первой ступени 10 поворотное движение против часовой стрелки BШepyrttt Шg6pof 1arrш tифтoв 43

и 44 с переводЬм мачтЫ первой ступени 10 из ее горизОнтальнбго положения в вертикальное. Когда она достигает вертикальйого положения, оназапираетсй в этом положении с помощью, запирающих болтов.

После того, как мачта первой ступени JO

будет заперта в вертикальном положении, грузоподъемная петля может быть снягга. . Из предшествующего описания подъема мачты первой ступени 10 очевидно, что мачта первой ступени 10 может быть в ее горизонтальное полйженйе при обратном выполнении операций, осуществляющихся при ее подъеме. При опускан|ии мачты первой ступени может быть необходимо, в начальной стадии движения, подниМать ее в направлении против часовой стрелки до тех пор, пока ее центр тяжести не пройдёт ее ось вратценйя, пбСле чего сила тяжести будеттянуть мачту в горизонтальное положение, в которое она мягко опускается при торможении барабана 90.

Подъем и опускание мачты второй ступени У/ осуществляется следующим образом

Стойки 52 второй ступени снабжены шкивами 97 я 98, и передние элементь 32 и 33 мачты первой ступени 10 имеют взаимодействующие шкивы 99 и 100. Образуется грузоподъемная петля из каната 101, один конец которого прикрепляется к левому торцу вала, 27 А-образнОй рамы 19, Трос затем проходит вокруг щкивов 97 и 99, через вспомогательный блок 94, вокруг шкивов 100 и 95 и назад к правому торцу вала 27, где он закреплен.

Для поворота мачты второй ступени // Ш еёгоризонтального положения в вертикальное талевьш блок 64 подвимается при запуске л:ебедок 8 с наматыванием троса 12 на барабан 90. При подъеме талевого блЬка поднимаются также узел подъемного крюка 65 и вспомогательный блок 94, который вытягивает канат 101, тем самым подавая вращающий момент на мачту второй ступени // и поворачивая ее против часовой стрелки вокруг штифтов 58 в вертикальное положение, Мачта второй ступени 11 запирается в вертикальном положении, крепясь к мачте первой ступени 10 при вставке запирающих штифтов 61 в бокоBbie элементы 60 мачты второйступени // и передние стойки 32 и 33. После -того, как мачта второй ступени // будет заперта в вертикальном положении, грузоподъемная

петля на канате /(/ и вспо1иогательный блок 94 могут быть удалены дляподготовки вышки к бурению.

Для опускания второй ступени из вертикального в горизонтальное положение операции, выполнявшиеся при подъеме, осуществляются в обратном порядке.

Для осуществления работы бурильное судно с наклоненными обеими мачтами вышки, как показано штриховыми линиями {см. фиг. 1), ПОДВОДИТ1СЯ на буксире к месту бурейия и ставится на якорь. Две ступени вышки последовательно поднимаются в их вертикальные положения и запираются в них. При поднятой таким образам вышке бурениескважины осуществляется обычным путем. При осуществлении спускно-подъемных рейсов, например с целью замены изношенной коронки, бурильная колонна выводится из скважины с помощью подъемного оборудования, несущегося мачтой первой ступени 10 вышк1и, разбирается, обычно в штабели из трех узлов, и укладывается в пальцевом укладчике, несущимся мачтой второй ступени 11с использованием укладчиков.

Формула изобретения

Буровая вышка, включающая платформу, на которой шарнирно установлены мачта первой ступени со стопорным механиз|мом для фиксации мачты в вертикальном положении, подъемное рбррудование и мачта второй ступени, отличающаяся тем, что, с целью упрощения ее-- монтажа, мачта второй ступени шарнирно установлена на платформе с возможностью взаимодействия с мачтой первой ступени и снабжена дополнительньгм стОоорным механизмом для фиксации ее в вертикальном положении..

Источники информации, принятые во внимание экапертизе:

1.Пат.ент Великобритании № 898390, кл. 85. А, опублик. 1965.

2.Патент США № 3443647, кл. 175-85, опублик. 1969 (прототип).

.i4-..

JSSBSS-:--:

- - V л . -

i aMiiii a e i.-.

... ..,.s)i««$- -9 - ,

SfS- S :A:sSfefeSB vi-GijgisKiitSi,.ifc;is твёМйг- йй «SSS fejijis

ТГ

i SttsS-i- nsr .

, -

«i-- (

«iiflti:- S i;rS: 1;

.i-i-:::j -f.

695571

7J gf 5 1 ,7 J

I / П ; /

OJtfJ.J

Jij(yM5 «S lffiR VT : j-: Tr-::±:

.lj - jr :;::,-,:.---.--...,. ;:;ПЧ;- .:.зк;±afcIUТ{ЪIftar/ н л rie ; - ;-- -l :,.;-...- --.:-;--.-.---;- - г- ,.- , - i

695571

f///// ///// ///////// / Ч