Устройство для перемещения свечей бурильных труб Советский патент 1982 года по МПК E21B19/00 E21B19/06 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ СВЕЧЕЙ БУРИЛЬНЫХ ТРУБ

Изобретение относится к бурению скважин, а именно к устройствам для перемещения свечей бурильных труб.

Известно устройство для перемещения свечей бурильных труб, включающее механизм захвата и механизм центрирования с приводами 1.

Недостатком устройства является сложность его конструкции, что отрицательно сказывается на надежности работы устройства.

Наиболее , близким техническим рещением из известных является устройство для перемещения свечей бурильных труб, содержащее механизм захвата, выполненный в виде рычагов с захватными элементами и приводом, и механизм центрирования - с рычагами и приводом 2.

Недостатками, устройства являются сложность его конструкции, приводящая к к частым поломкам, в результате чего снижается производительность спуско-подъемных операций, а также невозможность использования его при бурении наклонных скважин.

Цель изобретения - упрощение конструк ции устройства и повыщение надежности

его работы за счет обеспечения возможности поворота в вертикальной плоскости.

Указанная цель достигается тем, что механизмы захвата и центрирования снабжены установленными на горизонтальных осях зубчатыми секторами и взаимодействующими с ними приводными звездочками, при этом звездочки жестко связаны с рычагами, а зубчатые сектора щарнирно - с приводами, причем захватные элементы размещены на осях, перпендикулярных к рыча10гам.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, общий вид; на фиг. 2 - труборазворот на фиг. 3 - механизм захвата;

15 на фиг. 4 - вид А на фиг. 3; на фиг. свечеприемник; на фиг. 6 - механизм центрирования; на фиг. 7 - элеватор; на фиг. 8 - разрез Б-Б на фиг. 7.

Устройство для перемещения свечей бурильных труб содержит раму 1 с установленными на ней труборазворотом 2, механизмом 3 захвата, свечеприемником 4 и мачтой 5, на которой размещены механизм 6 центрирования, центратор 7 и каретка 8 с элеватором 9. Труборазворот 2 содержит механизм 10 вращения и трубодержатель 11. Механизм 10 вращения состоит из цилиндрического корпуса 12, в котором размещается шестерня с водилом 13. На стойку 14 и кронщтейн 15 устанавливается рычаг 16 с механизмом захвата, снабженным кулачками 17, насаженными на ось 18. Рычаг 16 имеет возможность поворачиваться вокруг стойки 14. Трубодержатель 11 состоит из корпуса в котором на валах 19 установлены подхваты 20, удерживающие трубу 21. На нижних концах валов 19 насажены зубчатые колеса 22, соединенные с подпружиненной рейкой 23. На подхватах 20 на осях установлены плашки 24 для удержания замка 25 от проворачивания. Механизм 3 захвата расположен между труборазворотом 2 и свечеприемником 4 и содержит рычаги 26. Рычаг 26 состоит из двух параллельно расположенных планок 27 с захватными элементами 28. Между планками 27 установлены пружины 29 сжатия и гидроцилиндр 30. Планки 27 щарнирно закреплены на консолях 31, установленных на поворотном валу 32, на сотором размещена приводная авездочка 33, находящаяся в зацеплении с сектором 34, связанным со щтоком 35 гидроцилиндра 36, предназначенного для осуществления поворота вала 32. Гидроцилиндр 36 и вал 32 закреплены на основании 37. Свечеприемник 4 содержит привод 38, стол 39, два соединительных вала 40 и 41, гибкие элементы 42 с упорами 43 и диск 44. Диск 44 установлен на столе 39 и насажен на вал 40, проходящий через отверстие в столе 39. Валы 40 и 41 посредством гибкой связи 45 соединень с приводом 38. Гибкие элементы 42 одним концом прикреплены к валу 40, а другим - к валу 41. Валы 40 и 41 в верхней части прикреплены к консоли 46, установленной на мачте 5. Механизм 6 центрирования установленный на кронщтейне 47, который крепится на консоли 46, имеет механизм 48 поворота и рычаг 49 с упорами 50. Механизм 48 поворота содержит приводную звездочку 51, установленную на оси рычага 49 и находящуюся в зацеплении с зубчатым сектором 52. Сектор 52 через щарнир 53 связан с приводом 54. Мачта 5 устройства представляет собой пространственную решетчатую конструкцию, на которой установлены направляющие 55 для перемещения каретки 8 с элеватором 9. В верхней части мачты 5 на консоли 46, при помощи кронщтейна 47, прикреплен механизм 6 центрирования, а на направляющих 55 размещен центратор 7. На мачте 5 вдоль всей высоты направляющих 55 расположены датчики 56 управления механизмами труборазворота 2, механизма 3 захвата элеватора 9, свечеприемника 4. Элеватор выполнен в виде цилиндрического корпуса 57, к которому на пальцах 58 крепятся щеки 59. Корпус 57 выполнен с отверстием для вхождения бурильной трубы 21. Элеватор 9 снабжен механизмом захвата, который содержит кулачки 60, установленные на осях 61 посредством промежуточных элементов 62 и 63, связанные с тягой 64. Тяга 64 при помощи оси 65 и.вилки 66 взаимосвязана с подпружиненным толкателем 67, который при помощи оси 68 соединен с тягой 69. Каретка 8 снабжена упорами 70 для скольжения по направляющим 55 мачты 5 и траверсой 71 для крепления к ним щек 59 элеватора 9. Устройство работает следующим образом. При спуске колонны труб в скважину Труборазворот 2 установлен под устьем скважины, конец, опущенный в скважину трубы 21, зажат подхватами 20 трубодержателя 11, каретка 8 с элеватором 9 опущены на Труборазворот 2, захватные планки 27 механизма 3 захвата расположены в нейтральном (вертикальном) положении, все трубы 21, необходимые для производства спуско-подъемных операций, установлены на диске 44 свечеукладчика 4. С помощью механизма 3 захвата переносим трубу 21 из свечеприемника 4 на ось скважины. При этом щток 35 гидроцилиндра 36 приводит в движение через сектор 34 и приводную звездочку 33 поворотный вал 32, который поворачивает консоли 31 и планки 27 механизма 3 захвата до заданного положения, необходимого для захвата одной из труб 21, находящихся в свечеприемнике 4. Одновременно включается привод 54 механизма 6 центрирования который через зубчатый сектор 52 и приводную звездочку 51 передает движение на рычаг 49 с упорами 50, в результате чего верхний конец трубы 2,1 фиксируется упорами 50. Одновременно с гидроцилиндром 36 и приводом 54 включается гидроцилиндр 30 и под его воздействием происходит сжатие пружин 29, при этом концы планок 27 с захватными губками 28 расходятся на расстояние, достаточное для вхождение бурильной трубы 21. Одновременно включается реверс привода 54 механизма 6 центрирования б за счет чего происходит поворот сектора 52 вокруг своей оси, поворот приводной звездочки 51, и с ней рычага 49, а следовательно, и верхнего конца трубы 21 на 180°, в результате чего происходит перенос трубы 21 от свечеприемника 4 к устью скважины. При этом нижний конец трубы устанавливается в Труборазворот 2, а верхний - в центратор 7..

Далее включается реверс гидроцилиндра 30, под его воздействием происходит сжатие пружин 29, вследствие чего разжимаются планки 27 и труба-21 освобождается.

Поднимается элеватор 9 с кареткой 8. В момент воздействия каретки 8 на один из датчиков 56, при движении ее по направляющим 55 мачты 5, датчик 56 дает команду на включение труборазворота 2.

При этом приводится в движение водило 13, которое, воздействуя иа рычаг 16, поворачивает его вокруг стойки 14, захватывая замок 72 кулачками 17 за паз на замке и, вращая трубу 21, навинчивает ее на трубу, опущенную в скважину, удерживается нижняя труба от проворачивания плашкамя 24.

Одновременно со свинчиванием трубы 21 каретка 8 с элеватором 9 движется вверх по направляющим 55 мачты 5 и воздействует на д,ругой датчик 56. При этом отдается команда на прекращение вращения труборазворота 2 и отвод рычага 16 в исходное положение. Каретка 8 с элеватором 9 продолжают движение вверх и воздействуют на центратор 7, который поднимается и освобождает верхний конец трубы 21.

После этого под действием тяги 69 элеватора происходит перемещение толкателя 67, а следовательно, и тяги 64, что, в свою очередь, приводит через промежуточные элементы 62 и 63 к повороту кулачков 60, за счет чего происходит захват свободного конца трубы 21. Далее элеватор 9, перемещаясь по направляющим 55 мачты 5, приподнимает трубу 21 и одновременно воздействует на следующий датчик 56, который дает команду-сигнал на раскрытие трубодержателя 11. В результате чего под действием привода (не показан) приходит в движение рейка 23, которая поворачивает зубчатые колеса 22 на валах 19, которые, в свою очередь поворачивают кулачки 20, происходит раскрытие трубодержателя. После этого каретка 8 воздействует на датчик 56 который дает команду на опускание трубы 21. Опускание трубы 21 происходит додого момента, когда верхний конец трубы 21 зажмется кулачками 20 трубодержателя 11, при этом каретка 8 воздействует на датчик 56 и дает команду на перенос следующей трубы 21 из свечеукладчика.

Подъем колонны труб из скважины производится в обратной последовательности.

Благодаря тому, что значительно упростилась конструкция устройства, повыщается надежность его работы, сокращаются затраты времени на производстве спускоподъемных операций, а следовательно, увеличивается производительность труда.

Формула изобретения

Устройство для перемещения свечей бурильных труб, включающее механизм захвата, выполненный в виде рычагов с захватными элементами и приводом, и механизм центрирования с рычагами и приводом, отличающееся тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения надежности его работы за счет обеспечения воз-, можности поворота в вертикальной плоскости, механизмы захвата и центрирования снабжены установленными на горизонтальных осях зубчатыми секторами и взаимодействующими с ними приводными звездочками, при этом звездочки жестко связаны с рычагами, а зубчатые сектора шарнирно - с приводами, причем захватные элементы размещены на осях, перпендикулярных к рычагам.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

фиг. 7

32

г

0t/f.J

a

D

A

дО

s.

ffi

29

Щ

327

28

27

D

UE

I I

/ В

С

г

4J.

39

гг

41Ф Iff

4ff

4

vyXTXTT/

7

/x/y/v///

38 67 6J 60

Фг/г. 7 Фиг. 8