Защелка направляющего каната Советский патент 1980 года по МПК E21B43/01 

Изобретение относится к технике бурения морских нефтегазовых скважин с подводным расположением устья. Известна защелка направляющего каната, выполненная в виде шаровых стопорных элементов, установленных в радиальных каналах корпуса 1. Такое устройство не обеспечивает автоматической работы при неоднократной замене направляющего каната и требует присутствия водолаза. Известна также защелка направляющего каната, содержащая корпус с радиальными каналами на внутренней его части, головку, зажим направляющего каната, подпружиненную втулку со штырями и проточкой .и запорный патрубок, взаимодействующий со стопорными элементами, установленными в радиальных каналах корпуса для взаимодействия с установленной на подводном устье колонкой с наружным конусом 2. Однако применение запорного патрубка с плоским торцом, опирающегося на заходвый конус .колонки при установке защелки, вынуждает располагать дополнительную систему предварительного взводЖ выше защелкивающего устройства и применять, таким образом, две аналогичные по принципу действия и конструктивному исполнению системы, что усложняет конструкцию механизма. Усилие от натяжения каната, крепящегося ко внутреннему корпусу, воспринимается его поперечным сечением, ослабленным каналами, т.е. поперечное сечение корпуса используется нерационально, что ведет к увеличению металлоемкости. Кроме того, это крепление каната по внутреннему корпусу вызывает необходимость полной разборки защелки для заделки конца каната в зажим, что вызывает, сложность при эксплуатации, а запорзапирает собачки системы предварительного взвода только собственным весом и при резком вхождении защелки в воду или случайном ее перевороте возможно саморазблокирование и самопроизвольное срабатывание защелкиваюгцего устройства, что снижает надежность устройства. Целью изобретения является повышение надежности работы устройства. Поставленная цель достигается тем, что зажим каната установлен в головке корпуса.

в которой выполнены каналы для размещения штырей втулки, а нижняя часть запорного патрубка выполнена конусообразной для взаимодействия с конусом колонки.

На фиг. 1 представлена плавучая буровая установка над подводным устьем скважины; на фиг. 2 - защелка в положении предварительного взвода; на фиг. 3 - то же в положении замыкания на колонке; на фиг. 4 - то же в положении разобщения с колонкой.

При бурении скважин с подводным расположением устья плавучая буровая установка 1 связывается с устьем 2 посредством натяжных канатов 3, которые служат для ориентированного спуска оборудования для бурения скважины и обвязки устья. На нижнем конце каната 3 устанавливается защелка направляющего каната, которая соединяется с направляющей колонкой 4, жестко закрепленной на пбДводнОм ycfse.

Верхний конец направляющего каната огибает блоки 5 натяжного устройства и крепится к барабану 6.

Защелка направляющего каната состоит из внутреннего корпуса 7, к которому разъемным соединением крепится наружная головка 8. Корпус и головка образуют кольцевую полость А, в которой размещена втулка 9 с одной внутренней проточкой.

Во внутренней части корпуса 7 выполнен ряд радиальных конусных отверстий, в которые размещаются стопорные элементы шарики 10. Шарики отжаты в сторону втулки запорным патрубком 11, связанным с втулкой пружиной 12. Запорный патрубок в нижней части выполнен конусообразным.

Шарики 10 являются запорными элементами и вместе с отверстиями в корпусе 7 и внутренней проточкой втулки 9 образуют защелкивающее устройство.

Втулка 9 с пружиной 12 образуют исполнительный механизм. Внутренняя проточка втулки 9, щарики 10, отверстия в корпусе 7 и запорный патрубок 11 образуют систему предварительного взвода.

Головка выполнена с каналами, сквозь которые проходят щтыри 13, упирающиеся во втулку исполнительного механизма. „

К головке 8 разъемным соединением крепится зажим каната 14. ,..,.,

Для разобщения защелки применяется кольцевой груз 15

ЗаЩелка направляющего каната работает следующим образом.

В положений предварительного взвода втулка 9 находится в крайнем нижнем положении, сжимая пружину 12. При этом щарики 10 заходят в кольцевую проточку втулки и удерживаются в таком положении запорным патрубком 11, не давая втулке перемещаться вверх, в положение запирания.

При посадке защелки на колонку 4 конус последней входит во внутренний конус запорного патрубка 11 и поднимает его, сжимая пружину 12.

При этом шарики 10 переходят с наружного диаметра запорного патрубка 11 на колонку 4 и продолжают удерживать втулку 9 в положение разобщения до тех пор, пока они не войдут в кольцевую проточку

J колонки. В этом случае втулка освобождается и под действием пружины 12 перемещается вверх, блокируя шарики в положении соединения с колонкой.

Для разобщения защелкой по направляющему канату 3 спускается кольцевой груз

0 15, который своим весом утапливает щтыри 13 и, преодолевая сопротивление пружины 12, перемещает втулку 9 до крайнего нижнего положения. Кольцевая проточка втулки оказывается при этом расположенной против шариков.

Натяжением направляющего каната защелка поднимается. Шарики 10 перемещаются в кольцевую проточку втулки и при снятии защелки с колонки запираются запорным патрубком 11.

0 После снятия кольцевого груза защелка опять оказывается в положении предварительного взвода.

Введение в запор внутреннего конуса, сопрягаемого с наружным заходиым конусом колонки, значительно упрощает конструкцию и повышает надежность ее работы, а размещение зажима каната на головке корпуса позволяет производить замену каната без разборки защелки, что ведет к снижению трудозатрат и повышению удобства обслуживания. Кроме размещение за счет изменения силового потока от нагяжения каната позволяет более рационально использовать поперечное сечение корпуса, так как при этом силовой поток не проходит через сечение, ослабленное от верстиями для защелкивающих элементов.

Формула изобретения

Защелка направляющего каната, содержащая корпус с радиальными каналами на

д внутренней его части, головку, зажим направляющего каната, подпружиненную втулку со штырями и проточкой и запорный патрубок, взаимодействующий со стопорными элементами, установленными в радиальных каналах корпуса для взаимодействия с установленной на подводном устье колонкой с наружным конусом, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности работы устройства, зажим каната установлен в головке корпуса, в которой выполнены каjj налы для размещения штырей втулки, а нижняя часть запорного .патрубка выполнена конусообразной для взаимодействия с конусом колонки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США № 3486556, кл. 166-5, 1969.

2. Патент США № 3452815, кл. 166-5, 1964 (прототип).

/

т

П

Жг11

фиг.2

14

фиг.З

фиг Л