Элеватор для спуска и подъема бурильных труб Советский патент 1982 года по МПК E21B19/07 

: Изобретение относится к бурению скважин, а именно к устройствам для проведения спуско-подъемных операций.

Известен элеватор для спуска и подъема бурильных труб, включающий корпус с плитой, зажимные элементы и наружную и внутреннюю обоймы с механизмом перемещения, включающим гидроцилиндры Cl.

Недостатком указанного элеватора является то, что он предназначен для спуско-подъемных операций с бурильными трубами одного диаметра.

Наиболее близким техническим решением из известных является элеватор для спуска и подъема бурильных труб, содержащий корпус с плитой, зажимные элементы, наружную и внутреннюю обоймы с механизмом перемещения , включающим гидроцилиндры и дополнительную обойму с приводом перемещения 2..

Недостатком известного эл ватсэра является его малая надежность, заключающаяся в том, что усилие зажима, осуществляемое гидроцилиндрами, .передается на зажимные элементы через упорные подшипники, что затрудняет вращение буровой колонны, В результате этого подшипники нагружены не только весом колонны, но и усилием гидроцилиндров, большим веса колонны.

Целью изобретения является повы10шение надежности в работе устройства за счет исключения передачи упорному подшипнику усилий зажима бурильных труб, обеспечения свободного вращения обойм относительно корпуса

15 и возможности использования устройства в качестве низкомоментного ключа для свинчивания и развинчивания бурильных труб.

Указанная цель достигается тем,

20 что механизм перемещения и внутренней обойм выполнены в виде пакетов тарельчатых пружин, установленных между наружной и внутренней обойма3 9 ми с возможностью взаимодействия с гидроцилиндрзми, а привод перемещения дополнительной обоймы выполнен в виде самотормозящейся винтовой пары, установленной подвижно на внутренней обойме и связанной посредством зубчатой передачи с гидромотором Такое выполнение элеватора позволяет исключить передачу упорному подшипнику усилий зажима бурильных труб, что повышает надежность рабо.ты устройства и в результате повы . шается производительность труда. На фиг,1 изображен элеватор, общи вид; на фиг.2 - захват .элеватором бурильной трубы. Элеватор состоит из корпуса 1 со свободно лехощей на его верхнем фланце плитой 2 и трех концентрично расположенных обойм: наружной обоймы 3 с закрепленным на ее нижнем конце зажимным кольцом 4, внутренней обоймы 5| на нижнем конце которой закреплено кольцо 6, в окнах которого установлены зажимные плашки 7 и дополнительной обоймы 8, на Т-образных пазах которой с возможностью радиального перемещения установлены двухскосые клинья 9j взаимодействующие ; э наклонным поверхностям с зажимным кольцом 4 и с плашками 7. На плите 2 установлены шест гидроцилиндров 10 с нажимными шайбами 11 и три гидромотбра 12 с шестернями 13. Поворот плиты 2 в горизонтальной плоскости ограничен план кой Т, а вертикальное ее перемещен ограничено кольцом 15, закрепленным на верхнем конце хвостовика внутрен обоймы 5. Фланец наружной обойм 3 через погон 1б и подшипник 17 опи рается на нижний фланец корпуса 1. Наружная обойма 3 жестко связана девятью пальцами 18 с шайбой 19. Пакеты тарельчатых пружин 20 надеты на пальцы 18 и прижимают фланец внутренней обоймы 5 к фланцу наружн обоймы 3. На верхнем хвостовике внутренней обоймы 5 установлена с возможностью вращения шестерня 21, связанная с шестернями 13 гидромото ров 12. Наружная часть ступицы шестерни 21 выполнена с прямоугольной резьбой, на которой установлена гай ка 22, жестко связанная с дополнительной обоймой 8 пальцами 23, проходящими через отверстия во фланце внутренней обоймы 5.Гидроцилиндры Ю гидромоторы 12 закрыты кожухом Элеватор работает следующим образом. В начальном положении гайка 22 поднята вверх и дополнительная обойма 8 с двухскосыми клиньями 9 также поднята вверх до упора. Штоки гидроцилиндров 10 с нажимными шайбами 11 находятся в верхнем положении. Для раскрытия элеватора перед зажимом бурильной трубы 25 подают масло под давлением в поршневые полости гидроцилиндров 10, в результате чего штоки гидроцилиндров 1,0 через нажимные шайбы 11 упираются в шайбу 19 наружной обоймы 3, корпуса гидроцилиндров 10 вместе с плитой 2 поднимаются вверх и, выбрав зазор между кольцом 15 и плитой 2, плита 2 посредством кольца 15 поднимает вверх анутрейнюю обойму 5 относительно наружной обоймы 3. При этом пакеты тарельчаных пружин 20 сжимаются, дополнительная обойма 8 перемещается вверх вместе с внутренней обоймой 5, связанной с ней самотормозящейся парой шестерня 21 с гайкой 22 и пальцами 23- Совместно с перемещением вверх внутренней и дополнительной обойм 5 и 8 происходит перемещение вверх пшалек 7 и двухскосых клиньев 9 относительно зажимного кольца k, в результате чего плашки 7 разойдутся радиально. Затем элеватор опускают на бурильную трубу 25. По сигналу Зажим происходит холостое сведение плашек 7. Для этого включают гидромоторы 12, вращение шестерен 13 передается на шестерню 21, гайка 22, а вместе с ней через пальцы 23 дополнительная обойма 8 с двухскосыми клиньями 9 опускаются вниз. Плашки 7 прижимаются к замку буровой трубы 25. После холостого сведения происходит зажим замка бурильной трубы 25, для чего рабочая жидкость сливается из поршневых полостей гидроцилиндров 10 и подается в штоковые полости гидроцилиндров 10, в результате этого штоки гидроцилиндров 10 поднимаются вверх, давая возможность плите 2 вместе с внутренней обоймой 5 под. действием пакетов тарельчатых пружин 20, которые, разжимаясь, давят на фланец внутренней обоймы 5, опуститься вниз. Вместе с внутренней обоймой 5 опускается и дополнительная обойма 8 относительно наружной обоймы. 3 при этом плашки 7 вместе с двухскосыми клиньями 9 опускаются вниз относительно зажимного кольца 4 и плашки радиально сходятся, аажимая замок бурильной трубы 25. Для снятия элеватора рабочую жид кость подают в поршневые полости гидроцилиндров 10 и так же, как при приведении элеватора в исходное пол жениё, пакеты тарельчатых пружин 20 сжимаются, при этом внутренняя обой ма 5 и дополнительная обойма 8 поднимаются вверх относительно наружной обоймы 3 плашки 7с двухскосым клиньями 9 переместятся тоже вверх относительно зажимного кольца Ц и плашки 7 Разойдутся радиально. Зате включением гидромоторов 12 производят холостое разведение плашек 7. Буровая колонна освобождается. Благодаря тому, что обеспечение свободного вращения всех обойм с за жимными элементами на одном подшипнике, не нагруженном усилиями гидроцилиндров, позволяет использовать элеватор в качестве низкомоментного ключа для свинчивания и развинчивания бурильных труб, значительно повышается надежность работы и, тем самым, повышается производительност тоуда. Формула изoбpeteния Элеватор для спуска и подъема бурильных труб, включающий корпус с 7 плитой, зажимные элементы, наружную и внутреннюю обоймы с механизмом перемео ения, включающим гидроцилиндры и дополнитеяы уда хэбойму с ш.риводом ле|эемещения, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности в работе устройства за счет исключения передачи упорному подшипнику усилий зажима бурильных труб, обеспечения свободного вращения обойм относительно корпуса и возможности использования устройства в качестве низкомоментного ключа для свинчивания и развинчивания бурильных труб, механизм перемещения наружной и внутренней обойм выполнен в виде пакетов тарельчатых пружин, установленных между нёружной и внутренней обоймами с возможностью взаимодействия с гидроцилиндрами а привод перемещения дополнительной обоймы выполнен в виде самотормозящейся винтовой пары, установленной подвижно на внутренней обойме и связанной посредством зубча той передачи с гидромотором. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Котляров А.М, Автоматизация буровых агрегатов. М., Недра, 1971, 2.Авторское свидетельство СССР 612001, кл. Е 21 В 19/07, 1972 (прототип).