Буровая установка Советский патент 1980 года по МПК E21B19/00 

(54) БУРОВАЯ УСТАНОВКА

Изобретение относится к оборудованию для бурения скважин и может быть использовано в буровых машинах с применением подвижного вращателя.

Известны буровые установки, имеющие мачту, подъемник в виде бесконечной цепи, подвижный вращатель с патроном, соединенный с цепью, трубодержатель. Подъемник обеспечивает перемещение подвижного вращателя на длину свечи или меньще ее (при работе с перехватом), свинчивание и развинчивание резьбовых соединений производится вращателем, а подача свечи на ось скважины и установка ее в магазин выполняется либо вручную 1, либо манипулятором 2.

Эти установки имеют существенный недостаток, т. е. основные операции при спуске-подъеме бурового снаряда выполняются последовательно. Совмещена лишь установка свечи в магазин и подача ее к скважине с операциями по перемещению бурильной колонны и свинчиванием-развинчиванием. Поэтому затраты времени на выполнение спуска-подъема этими установками будут относительно велики.

Целью изобретения является ускорение проведения вспомогательных операций по перемещению бурильной колонны и ненагруженного вращателя.

Поставленная цель достигается тем, что вращатель снабжен зажимом со средством для попеременного присоединения его к обеим ветвям цепи, а трубодержатель снабжен со средством для присоединения его к одной из ветвей цепи.

Па чертеже показана схема предлагаемой установки.

Предлагаемая буровая установка содержит мачту 1, трубодержатель 2, располо10женный на направляющих мачты, подвижный вращатель 3 с патроном 4, перемещаемый соосно скважине подъемником 5 в виде бесконечной цепи, и манипулятор 6. Подвижный вращатель 3 размещен на каретке 7, снабженной зажимом 8 для поочередного присоединения к ветвям 9 н 10 цепи. Каретка размещена на направляющих мачты. Относительно нее подвижный вращатель 3 может перемещаться вдоль оси

20 скважины гидроцилиндром II. Трубодержатель 2 имеет зажим 12 для присоединения к ветви 9 цепи подъемника. Подъемник 5 установлен на основании 13.

25

Все перечисленные узлы применены в любой известной конструкции, поэтому детально они на схеме не показаны.

Работы на буровой установке при буре30нии осуществляют следующим образом. При бурении трубодержатель 2, удерживающий буровой снаряд, находится в нижней части мачты 1 на основании 13. Зажим 12 трубодержателя 2 открыт, т. е. трубодержатель 2 отсоединен от ветви 9 нодъемника 5. Зажим 8 подвижного вращателя 5 соединяет его с ветвью 9 подъемника 5. Захватные органы 14 и 15 трубодержателя 2 и патрона 4 все время размещены по оси 16 скважины. Операции бурения и наращивания выполняются так же, как на известных установках с подвижным вращателем. Работа установки при выполнении спуско-подъемных операций. Цикл «Спуск. Исходное положение механизмов. Подвижный вращатель зажимом 8соединен с ветвью 10 подъемника 5 и находится в средней части мачты /, захватные органы 15 патрона 4 открыты. Трубодержатель 2 зажимом 12 соединен с ветвью 9подъемника 5, удерживает буровой снаряд и находится в средней части мачты 1 под подвижным вращателем 3. При нажатии кнопки «Пуск на нульте управления операции осуществляются автоматически в следующей последовательности. Манипулятор 6 подает очередную свечу на ось 16 скважины, подвижный вращатель 5 гидроцилиндром 11 приподнимается в верхнее положение, захватывает нижний конец свечи, удерживаемой манипулятором 6, и подает ее обратным ходом гидроцилиндра // в резьбу бурового снаряда, патрон 4 подвижного вращателя 3 вращает свечу, соединяя резьбовое соединение, по окончании операции в патроне 4 раскрываются захватные органы 15, подъемник 5 опускает трубодержатель 2 с зажатым буровым снарядом вниз, одновременно подвилсный вращатель 3, соединенный с противоположной ветвью 10 подъемника 5, поднимается вверх, в конце хода захватные органы 15 патрона 4 вращателя 3 закрываются на трубе, а захватные органы 14 трубодержателя 2 открываются, подъемник 5 реверсируется, при этом подвижный вращатель 5 с зажатым буровым снарядом опускается вниз, а ненагруженный трубодержатель 2 поднимается вверх. Когда вращатель 3 и трубодержатель 2 сойдутся ла середине мачты 1, подъемник 5 останавливается, трубодержатель 2 органами 14 захватывает буровой снаряд, а захватные органы 15 патрона 4 вращателя 3 раскрываются. Механизмы снова оказываются в исходном положении (для повторе, ния цикла). Цикл «Подъем. Механизмы приводятся в исходное положение, аналогичное положению механизмов в цикле -«Спуск. При нажатии кнопки «Пуск на пульте правления операции осуществляются автоатически в следующей последовательноси. Захватные органы 15 патрона 4 вращаеля 3 закрываются на трубе колонны, захватные органы 14 трубодержателя 2 открываются, подъемник 5 на ветви 10 поднимает подвижный вращатель 3 с буровым снарядом в верхнее положение, одновременно ненагруженный трубодержатель 2, соединенный с противоположной ветвью 9 подъемника 5, опускается вниз. В конце хода захватные органы 14 трубодержателя 2 закрываются на трубе, а захватные органы 15 натрона 4 вращателя 3 открываются, подъемник 5 реверсируется, при этом трубодержатель 2 с буровым снарядом поднимается вверх, вращатель 3 одновременно опускается вниз. Когда вращатель 3 и трубодержатель 2 сойдутся в середине мачты /, подъемник 5 останавливается, вращатель гидроцилиндром 11 приподнимается, захватные органы 15 патрона 4 захватывают колонну выше резьбового соединения и, врапд;аясь, разъединяют его, верхняя часть отвинчиваемой свечи центруется манипулятором 6, вышедшим на ось 16 скважины. Отвернутая свеча захватывается манипулятором 6, захватные органы 15 патрона 4 вращателя 5 открываются, вращатель гидроцилиндром :11 опускается, а манипулятор 6 отводит свечу с оси 16 скважины. Далее цикл повторяется. Предлагаемая установка позволяет без существенных усложнений кинематики значительно ускорить выполнение спуско-подъемных операций за счет совмещения во времени операций по перемещению бурильной колонны и ненагруженного вращателя. Формула изобретения Буровая установка, содержащая мачту, подъемник в виде бесконечной цепи, подвижный вращатель с патроном, соединенный с цепью, трубодержатель, отличающаяся тем, что, с целью ускорения проведения вспомогательных операций по перемещению бурильной колонны и ненагруженного вращателя вращатель снабжен зажимом со средством для попеременного присоединения его к обеим ветвям цепи, а трубодержатель снабжен зажимом со средством для присоединения его к одной из ветвей цепи. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1. Патент США № 3190370, кл. 173-37, опублик. 1965. 2. Патент США № 3280920, кл. 173-44, опублик. 1966 (прототип).