Устройство для захвата труб в роторе Советский патент 1980 года по МПК E21B19/10 E21B3/04 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАХВАТА ТРУБ В РОТОРЕ

1

Изобретение относится к оборудованию для бурения нефтяных и газовых скважин, в частности к средствам для захвата бурильных труб.

Известно )гтройство для захвата в роторе бурильных и обсадных труб, которое 5 включает корпус, вкладыш с направляющей конусной поверхностью и опорными пазами под клинья, привод клиньев 1.

Недостатками этого устройства являются невозможность перехода к бурению и установки в ротор зажима ведущей бурильной трубы без снятия J линьeв, а также небольшой крутящий момент, который можно передавать через квадратное отверстие в верхней части вкладыша, где устанавливается зажим j ведущей бурильной трубы.

Известно также устройство для захвата труб, в котором внутри ротора установлен корпус с отверстиями в верхней части для передачи крутящего момента, в корпусе установлен вкладыш с двумя конусными 20 опорными поверхностями под клинья, а над ротором установлен клинозахватный механизм, включающий корпус, клинья и привод к.;.мньев 2.

Основными недостатками этого устройства являются:

1)невозможность перехода к бурению и установки в ротор зажима ведущей бурильной трубы без отсоединения приводной части и снятия с ротора клинозахватного механизма;

2)надроторное размещение клинозахватного устройства и зажима ведущей бурильной трубы приводит к большим габаритам и громоздкости зажима ведущей бурильной трубы. Установка ведупдей бурильной трубы с громоздким зажимом на центр скважины и в шурф связана с трудоемкими работами;

3)исключена возможность пропуска громоздкого зажи.ма ведущей бурильной трубы через проходное отверстие ключа для свинчивания-развинчивания труб замкнутого типа.

Целью изобретения является уменьшение габаритов и обеспечение передачи вращения бурильной колонне от ротора без снятия клиньев.

Это достигается тем, что устройство снабжено установленным в корпусе под клиньями зажимом ведущей бурильной трубы, выполненным в виде корпуса с установленными

в нем подпружиненными коромыслами с роликами и механизмом передачи вращения от корпуса зажима к ротору.

Кроме того, верхняя часть корпуса зажима выполнена с наружной конусной поверхностью, соответствующей внутренней конусной поверхности клиньев, а механизм передачи вращения от корпуса зажима к ротору выполнен в виде зубчатого венца на нижней части корпуса зажима, установленного внутри втулки, которая имеет зубчатый профиль на наружной и внутренней поверхностях, причем внутренний зубчатый профиль связан через промежуточную щестерню с зубчатым венцом, а наружный зубчатый профиль - со шлицевыми пазами, выполненными на внутренней поверхности нижней части корпуса устройства, кинематически соединенного с ротором.

На фиг. 1 показано устройство, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1. , В роторе 1 буровой установки размещен корпус 2, имеющий на внутренней поверхности в нижней части щлицевые пазы. Внутри корпуса в верхней части размещен разъемный вкладыщ 3 с направляющей конусной поверхностью и опорными пазами под клинья. Внутри корпуса в нижней части установлена втулка 4 с зубчатым профилем на внутренней и наружной поверхности, причем наружные зубья втулки входят в шлицевые пазы корпуса.

Во втулке установлена промежуточная шестерня 5 и корпус зажима 6 ведущей бурильной трубы с зубчатым венком в нижней части, соединенным с промежуточной шестерней. В окнах корпуса зажима 6 размещены подпружиненные качающиеся коромысла 7 и н.а них установлены ролики 8, сопрягающиеся с ведущей бурильной трубой. Верхняя часть корпуса зажима 6 выполнена с наружной конусной поверхностью, соответствующей внутренней конусной поверхности клиньев 9. Шарнирная подвеска клиньев 10 снабжена пружинами 11, отводящими верхнюю часть клиньев от трубы после посадки их на корпус зажима 6. Подъем и опускание клиньев 9 осуществляется при помощи планок 12, связанных в нижней части кольцом 13 рычага 14 пневмоцилиндра 15 и крана управления 16.

Работа клинозахватного устройства в процессе перехода от спуско-подъемных операций к бурению и бурения осуществляется следующим образом.

После спуска в скважину бурильной колонны она устанавливается на клинья и из шурфа поднимается и подается на центр скважины ведущая бурильная труба с одетым на нее зажимом 17. Ведущая бурильная труба соединяется с бурильной колонной. После этого поднимаются клинья 9 и колонна опускается в скважину. При этом, зажим 17, проходя в отверстие, образованное поднятыми клиньями, устанавливается

в гнездо внутри корпуса 2. Зубья корпуса зажима 6 входят в зацепление с шестерней 5. В случае несовпадения оси бурильной колонны и оси проходного отверстия в роторе зажим 17 может не войти в гнездо внутри корпуса упрется в конусную поверхность разъемного вкладыша 3. После этого клинья 9 опускаются, нажимают на зажим 17, который скользя по направляющей конусной поверхности разъемного вкладыша 3, устанавливается в гнездо. Клинья

упираются в наружную поверхность корпуса зажима 6, что обеспечивает установку нижнего конца клиньев с зазором относительно ведущей бурильной трубы. Зазор в верхней части клиньев обеспечивается пружинами 11,

которые отводят верхнюю часть клиньев, преодолевая массу кольца 13 с планками 12, причем в это. время сжатый воздух выпущен из обеих полостей пневмоцилиндра 15 и рычаг 14 не давит на кольцо 13. Это достигается устройством крана управления 16.

0 В процессе бурения вращение передается от ротора к корпусу 1, затем через втулку 4, промежуточную шестерню 5, корпус зажима 6, коромысло 7 и ролики 9 на ведущую бурильную трубу. Клинья установлены с

J зазором относительно ведущей бурильной трубы и не препятствуют ее вращению и осевому перемещению.

Предлагаемое клинозахватное устройство обеспечивает ликвидацию трудоемких работ по снятию клиньев при переходе от

0 спуско-подъемных операций к бурению, снижение трудоемкости работ при установке ведущей трубы на центр скважины и в шурф, возможность пропуска зажима ведущей бурильной трубы через проходное отверстие ключа для свинчивания-развинчивания труб замкнутого типа.

Применение предлагаемого устройства позволит механизировать, а в дальнейшем и автоматизировать процесс перехода от спуско-подъемных операций к бурению.

Формула изобретения

. Устройство для захвата труб в роторе, содержащее корпус, разъемный вкладыш с направляющей конусной поверхностью, клинья с внутренней конусной поверхностью на нижнем конце и привод клиньев, отличающееся тем, что, с целью уменьшения габаритов и обеспечения передачи вращения бурильной колонне от ротора без снятия клиньев, оно снабжено установленным в корпусе под клинья.ми зажимом ведущей бурильной трубы, выполненным в виде корпуса с установленными в нем подпружиненными коромыслами с роликами и механизмом передачи вращения от корпуса зажима к ротору.

выполнена с наружной конусной поверхностью, соответствующей внутренней конусной поверхности клиньев.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2.Патент США № 3457605, кл. 24-263, опублик. 1969 (прототип).