Механизм удержания буровой колон-Ны Советский патент 1981 года по МПК E21B19/10 

(54.) МЕХАНИЗМ УДЕРЖАНИЯ БУРОВОЙ КОЛОННЫ

Изобретение относится к вспомогательным буровым устройствам, а именно к механизмам удержания буровой колонны. По основному авт. св. №523981 известен механизм удержания буровой колонны, содержащий зажимное кольцо с радиальными направляющими с рифлеными поверхностями, на которых установлены ползуны, кольцо - обойма с окнами и установленными в них зажим ными плашками с наклонньами плоскостя ми с расстоянием между осями плашек и радиальных направляющих перевышающем длину ступицы ползуна, а между зажимным кольцом и кольцом-обоймой установ лены расклинивающие гидроцилиндры l Недостаток известного механизма удержания буровой колонны заключается в следующем. При выполнении операции по передаче веса бурильной колонны от механизм ее удержания к элеватору уменьшают давление в штоковых полостях расклинивающих гидроцилиндров. Буровая колонна с захватной частью механизма ее удержания в заклиненном состоянии удерживается в это время грузоподъемным элеватором. При этом талевая система, на которой подвешен элеватор, воспринимает вес буровой колонны с захватной частью (плашки, установлен-ные в .окнах кольца-обоймы) механизма удержания. Трос талевой системы от . приложенной нагрузки вытягиваетеяч на величину, зависящую от веса буровой колонны с захватной частью механизма ее удержания, расклинивающие гидроцилиндры вследствие создания давления в их поршневых полостях расклинивают колонну и освобождают захватную часть механизма. Так должна осущёстйляться работа механизма удержания буровой колонны при условии, если клиновая часть плашек и ползунов механизма имеет величины углов, обеспечивающие самоторможение наклонных поверхностей ползунов и плашек, но в практике используют углы пол;зунов и плашек удерживающего механизма величиной 7-8. Это обьясняется тем, что меньшие значения углов брать невыгодно Св конструкции боль шие распорные силы), так как это ведет к утяжелению конструкции.Поэтому в известном механизме удержания буровой колонны наклонные поверхности его ползунов и плашек выполнены под углом 8, но при определенных условиях такой механизм может не быть

самотормозящимся (попадание смазки. Воды и т. д.). В этом случае при передаче веса от механизма удержаний к. груэосьемному элеватору и при условии, что передаваегиый вес (вес буровой колонны соизмерим или меньше веса зажимного кольца.с ползунами

при уменьшении давления в штоковых полостях расклинивающих гидроцилиндров (момент передачи веси к элеватору возможно освобождение 6урово.й колонны в механизме удержания за счет . . самопроизвольного расхождения плашек в окнах кольца-боймь. Это происходит потому, что колонна бурильных 1РУб удерживается грузоподъемным элеватором, т. е. плашки, расположенные в кольце-обойме охватывают бурильную трубу и держатся на ней за счет трения, зажимное кольцо с ползунами перемещается в это время вниз п-о отношению к кольцу -обойме . с плашками. Это приводит к невозможности контроля окончания передачи веса. При этом нет абсолютной уверенности в том, что элеватор в данный момент воспоинимает вес колонны бурильных труб. Если элеватор в какой-то момент не воспринимает вес колонны бурильных труб, а она удерживается лишь плашками механизма удержания, то возможно раскрепление .ее в механизме удержания и падения .в скважину.

Цель изобретения-обеспечение надежного удержания буровой колонны в момент передачи ее веса на грузо.подъемный элеватор.

Указанная цель достигается тем, что штоки расклинивающих гидпоцилиндров жестко связаны с кольцом обоймой. На фиг. 1 изображен;механизм удержания буровой колонна,продольный разрез; на фиг, 2 - разрез А-А на фиг. 1 на фиг.З- разрез Б-Б на

фиг 1.

Механизм удержания буровой колонны включает корпус 1, внутри которого к верхней его части прикреплены гидрцилиндры 2, каждалй из которых содержит поршень 3 со штоками 4, зажимное кольцо 5, шарнирно связанное со штоками -4, имеющее радиальные направляющие 6 с рифлеными поверхностями 7j на которых установлены ползуны 8, поверхности ступиц 9 которых, контактирующие с радиальными направляющими6 выполнены также рифлеными, а noBfe хности 10 ползунов8 выполнены плоскими и под углом 8 к продольным секциям плоскостей ползуна, перпендикулярным продольным осям радиальных направляющих 6. Под зажимным колШом 5 установлены связанные с ним гидроцилиндры 11, штоки 12; которых эакрег лены ыа. ползунах 8.

В. зажимном кольце 5 установлены и .жестко закреплены расклинивающие

гидроцилиндры 13, каждый из которых: имеет поршень Д4 со .штоком 15.Внутри корпуса 1 размещено также кольцо-Ьбойма 16, установленное нижней своей частью в центральном отверстии зажимного кольца 5 и имеющее выполненные в радиальных направлениях окна 17, в каждом из которых размещена с возможностью движений в радиальных напра.влениях плашка 18. Каждая плашка 18 имеет с одного конца рифленую поверхность 19, а другой ее конец выполнен плоским и имеющим наклон относительно ее продольной оси, соответствующий,наклону поверхности 10 пОлзуна 8.

Ири. этом каждый ползун связан Т-образным соединением с плашкой 18, причем поверхнрсть 10 ползунов 8 контактирует с наклонной поверхностью плашек 18. Шток 15 каждого из расклинивающих гидроцилиндров 13 своим свободным концом жёстко связан с кольцом.-обоймой 16. Жесткая сйязь штоков 15 с кольцом-обоймой 16. осуществляется за счет установленных на их -свободных концах углов фиксации, каждый из которых размещен в отверстиях 20, выполненных в торце верхней части кольца-обоймы 16, с продольньми осями,- параллельными продольной оси кольца-Обоймы 16, и содежит гайку 21 ,с плоской торцовой поверхностью 22 и выпуклой торцовой поверхностью 23, установленную на резьбе 24 штока 15, пар втулок 25, имеющих выгнутую торцовую поверхност 26 и плоскую торцовую поверхность 27,втулку. 28,чеку 29 с продольной пррезью 30, гайку 31 с глухим центральным осевым отверстием 32, с выпуклой торцовой поверхностью 33 и с плоской торцовой поверхностью 34.

Причем во внешней боковой поверхности кольца-обоймы 16 вы.полнены пазы 35, каждый из Которьах сообщается с отверстием 20. в каждом пазу 35 установлена чека 29, контактирую щая при окончательном ее положении установки в нем боковыми и торцовой поверхностями продольной прорези 30 боковой поверхностью установочной втулки 28, которая своими нижней и верхней торцовыми поверхностями контактирует с плоскими торцовыми поверхностями 27 втулок .25. При этом вогнутые торцовые повёрхностил26 втулок 25 контактируют с выпукл ыми торцовыми повергсностями 23 и ЗЗ соответственно гаёК 21и31. Гайка 31 способствует при завиг1 ив:ани.й. ее на свободном конц« штока 15 прижатию элементов узла фиксации между собой.

При холостом, ходе плашек 18 в сведенное и разведенное положения к колонне буровых труб 36. с замками 37 иди от них служат гидроцилиндры 11 1в моменты передачи . веса верхний конец колонны буровых труб 36 удерживается грузоподъемным элементом 38, подвешенным на талевой системе. В процессе работы для. осуществления передачи веса от механизма удержания буровой колонны к грузоподъёмному элеватору уменьшается давление .в штоковых полостях гидроцилиндров 2.Одновременно увеличивается.дав- : ленив в штоковых полостях раскли-нивающих гидроцилиндров 13. При этом зажимное кольцо 5 и колъцообойма 16 с плашками 18 в; его окнах удерживается между собой посредством штоков 15 расклинивающих гидроцилиндров 13, за счет чего заклинка не нарушается.Использование жесткой связи межд штоками расклинивающих гидроцилиндров кольцом-оЬоймой в механизме удержани буровой колонны позволяет надежно удерживать буровую колонну в моменты передачи веса от механизма ее удержания к грузоподъемному элеватору.

обеспечить получение точного сигнала об окончании передачи веса на грузоподъемный элеватор и возможность посылки При этом точного сигнала на раскрытие механизма .удержания буровой колонны. Формула изобретения Механизм удержа.ния буровой колонны по авт. св. 523981, отличающийся тем, что, с целью обеспечения надежного удержания буровой ко лонны в моменты передачи ее веса на грузоподъемный элеватор, штоки расклинивающих гидроцилиндров жестко связаны с кольцом-обоймой. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 523981, кл. Е 21 В 19/10,11.09.73.

Д-/

2S16

6-й

W

29