Устройство для спуско-подъема труб под давлением Советский патент 1981 года по МПК E21B19/00 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СПУСКО-ПОДЪЕМА ТРУБ ПОД ДАВЛЕНИЕМ

Изобретение относится к нефтепромысловому оборудованию и может применяться для производства спуско-подъемных операций с трубами на нефтяных и газовых скв,.жинах, находящихся под пластовым давлением. Известно устройство для спуско-подъема труб под давлением, включающее гидроцилиндры, корпусы которых крепятся с помощью -промежуточных элементов на устье скважин, а штоки соединены с траверсой, на которой установлен захват для труб. Между корпусами цилиндров на устье скважины установлен стационарный захват (спайдер), предназначенный для перехвата колонны труб при холостом движении вверх и вниз щток« в цилиндров (I). Недостатком устройства является то, что несоответствие хода подвижного захвата длине труб вызывает необходимость многочисленных перехватов колонных труб стационарным захватом в процессе подъема (спуска) ее на высоту одной трубы. Указанное обстоятельство увеличивает время цикла подъема (спуска), отрицательно влияет на работоспособность оборудования, повышает утом- ляемость оператора, и, в конечном счете. снижает производительность проводимых работ. Известно также устройство для спуск подъема труб .под давлением, включающее вышку с верхним и нижним основаниями, тчлевую систему, содержащую верхние и нижние стационарные блоки и подвижные блоки, подвижный и стационарный захваты, двухступенчатый гидроцилиндр, содержащий подвижный цилиндр с установленными на нем подвижными блоками и полый шток, жестко связанный с верхним основанием и образующий камеру хода вниз {2J. Однако и эта конструкция не лишена недостатков. Конструкция гидроцилиндра с более чем 5 м ходом трудоемка в изготовлении и требует специального оборудования для обработки внутренней полости цилиндра. Компановка гидроцилиндра и талевой системы приводит к неблагоприятному распределению нагрузок на вышку, что увеличивает ее металоемкость и трудоемкость изготовления. Цель изобретения - снижение нагрузок на вышку и повышение технологичности ковгструкции. Указанная цель достигается тем, что Двухступенчатый гидроцилиндр снабжен корпусом, жестко связанным с нижним основанием и образующим с подвижным цилиндром рабочую камеру хода вверх. На фиг. I изображена кинематическай схема устройства для спуско-подъема труб под давлением; на фиг. 2 - двухступенчатый гидроцилиндр; на фиг. 3 и 4 - схемы распределения нагрузок соответственно при подъеме и спуске труб. Устройство содержит вышку 1, устанавливаемую на устье скважины и прикрепляемую к ней с помощью фланца 2. На нижнем основании вышки соосно с фланцем 2 установлен стационарный захват (спайдер) 3 и нижние стационарные блоки талевой системы 4 и 5, а к верхнему основанию вышки закреплены верхние стационарные блоки талевой системы 6 и 7. Между верхним и нижним основаниями вышки параллельно оси приемного фланца установлен двухступенчатый гидроцилиндр, у которого полый шток 8 жестко связан с верхним основанием вышки, а корпус 9 - с нижним основанием вышки. Подвижный цилиндр несет на себе траверсу 11 с установленными на ней подвижными блоками талевой системы 12-15. Рабочие камеры хода вниз А и хода вверх Б гидроцилиндра образованы соответственно полым штоком 8, подвижным цилиндром 10 и корпусом 9. Рабочие камеры питаются от отдельных линий, подвоДЯ1ДИХ рабочую жидкость в камеру А через патрубок 16 в полом штоке 8 и в камеру через патрубок 17 в корпусе 9. Траверса П связана с помощью канатов 18-21 с траверсой 22 с закрепленным на ней подвижным захватом 23. Размеры и расположение блоков 4-7, 12-15 выбираются таким образом, чтобы ось проходного отверстия в подвижном захвате 23 совпадала с осью проходного отверстия неподвижного захвата 3 и осью фланца 2, а ветви канатов 18-21 на участках между блоками 4, 5 и 13, 14 находились в плоскости, проходящей через ось фланца 2. Канаты 18 и 21 ходовыми концами закреплены на траверсе 22, огибают блоки соответственно 4, 5, 12 и 5, 7, 15 и мертвыми концами крепятся к верхнему основанию вышки 1. Канаты 19 и 20, закрепленные ходовыми концами к траверсе 22, огибают соответственно блоки 13 и 14 к перт&ыми концами крепятся к нижнему основанию вышки . Устройство работает следующим образом. При подаче рабочей жидкости в полость Л гидроцилиндра через патрубок 16, подвижный цилиндр 10 перемещаетсяв сторону нижнего основания вышки. При этом траверса 22 также перемещается в сторону нижнего основания вышки и труба, захваченная захватом 23, подается через раскрытый захват 3 и фланец 2 в скважину (при нудительная подача труб в скважину). Хсй траверсы 22 равен удвоенному ходу цилиндра 10. При подаче рабочей жидкости в поость J гидроцилиндра через патрубок 17, цилиндр 10 перемещается в сторону верхгнего основания вышки 1. При этом траверса 22 также перемещается в сторону верхнего основания вышки и труба, захваченная захватом 23, извлекается через фланец 2 и открытый захват 3 из скважины (подъем труб). Ход траверсы 22 и в этом случае равен удвоенному ходу цилиндра 10. Стационарный захват 3 захватывает трубы при холостых ходах траверсы 22, когда захват 23 раскрыт (ход вверх траверсы 22 п.ри принудительной подаче и ход вниз траверсы 22 при подъеме труб). При подъеме труб из скважины, когда вес поднимаемой колонны больше от силы давления в скважине, стремящейся вытолкнуть трубы из скважины на величину , результирующее усилие, действующее на вышку также равно Р и приложено к нижнему основанию вышки. При принудительной подаче труб в скважину с усилием подачи равным Р вышка подвергается сжатию от результирующего усилия, равного, также Р приложенного к верхнему основанию вышки. Применение устройства в установках для спуско-подъема под давлением позволяет существенно снизить трудоемкость их изготовления, а также уменьшить максимальные нагрузки на вышку при спуско-подъемяых операциях. Снижение трудоемкости обусч ; овлено конструкцией длинноходового гидро цилиндра, не требующего расточки внутренних цилиндрических поверхностей на начительной длийв, необходимость в которой возникает при изготовлении длинноходовых поршневых гидроцилиндров. Формула изобретения Устройство для спуско-подъема труб под давлением, включающее вышку с верхним и нижним основаниями, талевую систему содержащую верхние и нижние стационарный захваты, двухступенчатый гидроцилиндр, содержащий подвижный цилиндр с установленными на нем подвижными блоками и полый шток, жестко связанный с верхним основанием и образующий с подвижным цилиндром рабочую камеру вниз, отличающееся тем, что, с целью снижения нагрузок на вышку и повышения технологичности конструкции, двухступенчатый гидроцилиндр снабжен корпусом, жестко связанным с нижним основанием и образующим с подвижным цилиндром рабочую камеру хода вверх. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент США № 3215203, кл. 166/77, опублик. 1966. 2.«Oil Wbrld 1972, с. 52-54 (прототип).

S:

/f