Подъемное устройство Советский патент 1981 года по МПК E21B7/02 E21B15/00 

(54) ПОДЪЕМНОЕ УСТРОЙСТВО

1

Изобретение относится к- технике бурения, освоения и 1 вмонта разведочных и эксплуатационных скважин и предназначено для использования в составе соответствуюдих мобильных установок, например самоходных буровых установок.

Известно подъег«1ое устройство буровой устанйвки, включающее мачту и подъемный узел, переводящий ее из транспортного положения в рабочее

W

Однако малая степень свободы

мачты не позволяет использовать подъемные средства мачты в качеств грузоподъемного крана.

Наиболее близким к предлагаемому, является подъемное устройство, содержащее платформу, мачту с шарнирным узлом поворота и талевой систени, механизм подъема мачты, лебедку выносные опоры, силовую установку и гидропривод f22 .

Недостатком подъемного устройств мобильных установок является ннзки уровень механизации работ при выполнении спуско-подъемных и вспомогательных операций. При зачаливании, например бурильных труб, не удается с помощью штатных средств подать

крюковую подвеску талевой системл к местам складирования труб. Вследствие этого приходится использовать ПС5Дручные средства, при этом ряд операций выполняется вручную. В практике бурения иногда, используют дополнительные грузоподъемные средства, но это повышает стоимость работ и увеличивает количество обслуживайтего .

0 персонала. При выполнении этих oner раций оборудование установки, как правило, простаивает. Между тем, именно спуско-подъемные и вcпoмo aтельные работы сдерживают рост по5вьниения производительности труда при бурении, освоении и ремонте скважин и являются основной причиной медленого внедрения перспективных мобильных установок.

0

Цель изобретения - повышение уровня механизации спуско-подъемных и вспомогательных операций.

Указанная цель достигается тем, что устройство снабжено основаниеМ|

5 шарнирно связанным с платформой, и направляющим блоком талевой системы, установленным на шарнирном узле поворота мачты, мачта установлена на основании посредством шарнир-; 0 .ного узла поворота который выполнен с двумя степенями свободы, причем ме анизм подъема мачты выполнен в виде двух пар силовых цилиндров, одна из которых связывает мачту с основанием, соответственно через Шаровую опору и шарниры с -двумя степенями свободы, а другая связы-. вает основание с платформой. Кроме того,шаровая опора выполнена в виде оси, размещенной в стен- ках пустотелого шара, который заключен в обойму с цапфами, причем ось связывает между собой силовые цилиндры, а обойма связана с мачтой цапфами, На фиг. 1 показан а,схематически установка с подъемным устройством в походном положении, общий вид} на фиг. 2 - то же, в рабочем положении 3 - вид А на фиг. 2) на на фиг -сечение Б-Б на фиг. 2; на фиг. 4 -сечение В-В на фиг. 2; на -сечение Г-Г на фиг. 2} на -сечение Д-Д на фиг. 6; на -выносной элемент 1 на фиг.6.; 9 - сечение . Е-Е на фиг. 2 Подъемное устройство установки монтируется,например на автомобильном шасси (фиг. 1 и 2). Шасси заканчивается платформой 1, на которой скомпонованы основные элементы устро ства, в частности буровая мачта 2. Для подъема последней предусмотрено два силовых цилиндра 3 и 4 (фиг.1-3 Эти цилиндра расположены под углом дру относительно друга, одни концы цилиндров с помощью шарнирных узлов с двумя степенями свободы (фиг.4) смонтированы на основании 6 (фиг.1 и 2). Основание шарнирно закреплено на кронштейнах опорной балки посред ством опор 7 (фиг.б). Противоположные концы (штоки) силовых цилиндров 3 и 4 соединены между собой осью 8. помещенной в стенках пустотелого шара 9 (фиг.5). Последний заключен в обойму 10 с цапфами, соединенными с мачтой. Для поворота основания 6 предусмотрено два силовых цилиндра 11 (фиг. 1-3). Буровая мачта соединена с основа нием посредством опорных шарниров 1 с двумя степенями свободы (фиг.6-7) На одной оси с мачтой посажен и ролик 13 талевой систелм. Подъемное устройство включает в себя также крюковую подвеску 14 (фиг. 1 и 2) дебедку 15 и остальныеэлементы талевой системы, в состав буровой установки входит электрический или гидравлический привод лебедки, гидропривод силовых цилиндров (на черт же не показаны). Платформа снабжена выносными опорами 16. Ролики талевой системы 13, 17,18 и 19 смонтированы наосях (фиг. 3) посредством сферических . самоустана ливагацихся подшипников 21. Верхние направляющие блоки 22 к 23 (фиг.2) смонтированы на осях 24 (фиг.9) на илиндрических подшипниках, например на подшипниках 25 скольжения. Устройство работает следующим образом.. . При переводе буровой установки из походного положения в рабочее откидывают выносные опоры 16. С помсадью силовых цилиндров 11 сообают вращение основанию 6, которое, поворачиваясь в опорах 7, толкает сиовые цилиндры 3 и 4 и система, образовг.нная основанием 6, цилиндрами 3и 4 и буровой мачтой 2, разворачивается как единое целое. Таким образом, мачту устанавливают в вертикальное (рабочее) положение (фиг.2 Спуско-подъемные операции и бурение осуществляют обычным способом. Для этого задействуют.талевую систему, в том числе лебедку 15, обводной ролик 13, крюковую подвеску 14. При подъеме- затаскивании под крюковую подвеску буровых и обсадных труб, с целью исключения ручных операций и подручных средств, буровую мачту наклоняют дальше - за пределы платформы 1 (фиг.2) . Для этого подачей рабочей жидкостиодновременно в оба силовых цилиндра 3 и 4приводятся в движение штоки и буровую мачту переводят в наклонное положение. В этом случае крюковая подвеска 14, отходя на канатах от мачты, достает груз за пределами буровой установки - в ее продольной плоскости. Еслигруз-трубы и т.п. находится в стороне от установки , включают в работу один из силовых цилиндров 3 или 4, что вызывает раэворот буровой мачты в горизонтальной плоскости - влево или вправо (фиг.З) и крюковая подвеска оказывается в стороне от продольной оси установки. Маневрируя работой силовых цилиндров 3, 4 и .11, буровую мачту выводят в нужное место в определенном пространстве для совмещения крюковой подвески с грузом. Работая лебедкой 15 посредством талевой системы, крюковой подвеской 14 поднимают груз, далее с помощью силовых цилиндров 3, 4 и 11 мачту 2 устанавливают в исходное - вертикальное положение. При эволюциях буровой мачты в пространстве силовые цилиндры 3 и 4 проворачиваются относительно основания 6 в своих шарнирах 5 в двух взаимно перпендикулярных направлениях. Аналогичным образом перемещается в шарнире 12 конец буровой мачты. При любом порядке работы силовых цилиндров 3 и 4 изменяется угол между ними. В этом случае штоки цилиндров поворачиваются друг относительно друга на оси 8. При развороте буровой мачты в горизонтальнойплоскости и совмещенном подъеме и повороте мачты пр исходит сложное движение силовых цилиндров 3 и 4 относительно мачты Необходимые степени свободы обеспе чиваются за счет поворота оси 8 вместе с шаровой Ьпорой 9 относите но обоймы 10 и проворота обоймы на цапфах относительно мачты. При пространственном движении мачты обводные ролики 13, 17,18, и 19 проворачиваются на осях 20 и п качиваются, самоустанавливаясь на сферических подшипниках 21. Этим предотвращается возможность схода каната с этих роликов. Верхние нап равляющие блоки 22 и 23 практически не испытывают этих возмущений. Аналогичным образом подъемное устройство используется в составе с моходных агрегатов для освоения и ремонта скважин. Таким образом, предлагаемое устройство, используется как по прямому назначению - для подъема мачты, перемещения крюковой подвески и производства буровых технологических и ремонтных работ, так и для расширения возможности мобильной установки за счет придания ей функ ций грузоподъемного крана с подъем но-поворотной стрелкой. Вследствие этого появляется возможность сущест венно повысить уровень механизации спуско-подъемных операций и вспомогательных работ, а также эффективность работы установки в целом. Формула изобретения 1. Подъемное устройство, мобильных установок для бурения скважин

/

//

Фиг./ средней глубины, содержащее платформу, мачту с шарнирным узлом поворота и талевой .системой, механизм подъема мачты, лебедку, выносные опоры, силовую установку и гидропривод, отличающееся тем, что, с целью повышения уровня механизации спуско-подъемных и вспомогательных операдий, устройство снабжено основанием,.шарнирно связанным с платформой, и направляющим блоком талевой системы, установленным на шарнирном узле поворота мачты, мачта установлена на основании посредством шарнирного узла поворота, который выполнен с двумя степенями свободы, причем механизм подъема мачты выполнен в виде двух пар силовых цилиндров, одна из которых связывает мачту с основанием, соответст-ен венно через-шаровую опору и шарниры с двумя степенями свободы, а друГс1Я связывает основание с платформой. 2. Устройство по П.1, отличающееся тем, что шаровая опора выполнена в виде оси,размещенной в стенках пустотелого шара, который заключен в обойму с цапфами, причем ось связывает между собой силовые цилиндры, а обойма связана с мачтой цапфами. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР. № 578423, кл. Е 21 В 15/00, 1974. 2.Воздвиженский Б.И. и др. Современные способы бурения скважин.М., Недра, 1978, с. 44, рис.19.

fc 2

Вид А

6-6

N

//

(риг 4

в

fPui.S

/J;/7 i8,19

(Риг. 8

r-r

ЛА

.-I

иг.В

л7

22,23

Z

(Put. 9