Устройство для спуско-подъема бурильных труб Советский патент 1982 года по МПК E21B44/00 E21B19/00 

Изобретение относится к буровой технике, в частности к устройствам автоматизации спуско-подъемных операций в бурений.

Известно устройство для спускоподъема бурильной колонны, содержащее гидроподъемник с приводом, датчик-скорости спуско-подъема и блок управления 1.

Известно также устройство для спуско-подъема бурильных труб, содержащее вьшжу, механизм свинчивания-развинчивания , свечеподающий узел, буровую лебедку, талевый блок с элеватором, блок управления механизмом свинчивания-развинчивания, Олок управления свечеподающим узлом, блок управления буровой лебедкой и механизм удержания с индуктивным датчиком и блоком обработки 2.

Одним из недостатков устройства является то, что индуктивный датчик расположен ниже захватных органов механизма удержания и после получения сигнала от индуктивного датчика колонна поднимается еще в течение 3-7 с и останавдгавается относительно номинального положения в пределах ±50 мм, поэтому захват колонны элеватором может произойти

в ослабленных местах муфты замка, что может .привести к аварии (падение колонны в скважину или деформация муфты замка).

Цель изобретения - повышение надежности работы устройства.

Указанная цель достигается тем, что устройство для спуско-подъема бурильных труб, содержащее вышку,

10 механизм свинчивания-развинчивания, свечеподающий узел, буровую лебедку, талевый блок с элеватором, блок управления механизмом свинчиванияразвинчивания, блок управления све5 чеподающим узлом, блок управления буровой лебедкой и механизм удержания с индуктивным датчиком и блоком обработки, снабжено датчиком контроля положение замка буровой колонны,

20 при этом вход датчика контроля связан с блоком управления механизмом свинчивания-развинчивания, а выход с блоком управления буровой лебедки и блоком управ.г1ения свечеподающим

25 узлом.

Кроме того, датчик контроля положения замка буровой колонны выполнен в виде размещенного в корпусе ползуна, связанных друг с -другом гидроЮцилиндром, при этом внутри ползуна

установлен подпружиненный относително него шток f взаимодействующий с одной стороны с выключателями, уста новленными на ползуне, а другая сторона штока снабжена ступенчатым щупом.

На фиг,1 изображена автоматизированная буровая установка с блок-схемой системы управления; на фиг.2 датчик контроля положения замка бурильной Колонны; на фиг.З (а,б,в) положение щупа при остановке замка бурильной колонны; а) в номинальном ;положении; б) ниже номинального положения; в) выше номинального положения.

Автоматизированная буровая установка включает вышку 1 с основанием 2, на которых смонтированы механизм 3 удержания, механизм 4 свинчиванияразвинчивания,, свечеподающий узел 5 автоматический элеватор б с талевым блоком 7, которые посредством полиспастной системы 8 связаны с буровой лебедкой 9, которая опускает иэти поднимает бурильную колонну 10, состоящую из бурильных труб, соединенных замками 11.

Установка оснащена узлом останов колонны 10, включающим индуктивный датчик 12, блок 13 обработки сигналов индуктивногодатчика12 и датчи

14контроля положения замка 11 бурильной колонны 10.

Индуктивный датчик 12 встроен в механизм 3 удержания,- в датчик 14 контроля встроен в механизм 4 евинчивания-развинчивания (место разъем замка 11). Буровая лебедка 9 выполнена с блоком 15 управления, механи свинчивания-развинчивания 4 - с блоком 16 управления, а свечеподающее устройство 5 - с блоком 17 управления. Датчик 14 контроля (фиг.2) выполнен в .виде корпуса 18, внутри которого размещен пол5ун 19 с упорами 20 и 21. Внутри ползуна 19 установлен шток 22, имеющий в передней своей части щуп 23 с двумя ступенями 24 и 25. Шток 22 подпружинен относительно ползуна 19 пружиной 26. Ползун 19 связан со штоком 27 гидроцилиндра 28, установленного на корпусе 18. В задней части штока 22 имеется хвостовик 29 для воздействия на выключатели 30 и 31, которые электрически связаны с блоком

15управления буровой лебедки 9 и блоком 17 управления свечеподающим устройством 5.

Автоматизированная буровая установка в цикле подъема колонны может работать в двух режимах: разборка бурильной колонны на свечи или разборка колонны на одиночные бурильные, трубы; эти режимы задаются вручную оператором с пульта управления

переключением блока 13 обработки сигналов индуктивного датчика 12.

Устройство для спуско-подъема бурильных труб работает следующим образом.

Элеватором б захватывают колонну 10, включают блок 15 управления, который включает лебедку 9 на подъем и элеватор б поднимает колонну до тех пор. Пока замок 11 не пройдет индуктивныйдатчик 12; сигнал от индуктивного датчика 12, сформированный системой 13 обработки поступает в блок 15 управления лебедки 8 на ее останов и передачу колонны 10 механизму 3 удержания/ После передачи колонны 10 механизму 3 удержания сигнал от блока 15 управления поступает в блок 16 управления механизма свинчивания-развинчивания 4 на отвинчивание (при отвинчивании одиночной бурильной трубы от колонны) или в блок 17 управления свечеподающим устройством 5 (при отвинчивании от колонны свечи), а затем уже в блок 16 управления механизмом свинчивания-развинчивания 4 и на отвинчивание свечи.

По окончании отвинчивания блок 16 .управления механизмом свинчиванияразвинчивания 4 подает сигнал в блок 15 управления лебедки 9 (при отвинчивании одиночной бурильной трубы) или в блок управления 17 свечеподающего устро1йства 5 (при разборке колонны на свечи) на приподъем трубы или свечи, а затем на включени датчика 14 контроля положения замка .11 бурильной колоннь 10. При этом подается давление в поршневую полость гидроцилиндра 28. Шток 27 перемещает ползун 19 со штоком 22 и щупом 23 к замку 11 (к этому времени труба или свеча приподнята). Щуп 23 при своем движении вперед упирается в замок 11. Здесь возможны три основных положения (фиг. Зо,Г,5) . На фиг. Зсз( изображена остановка замка 11 в номинальном положении. В этом случае сначала в муфту замка 11 упирается ступень 25 щупа 23, а затем останавливается ползун 19, так как упор 20 входит в контакт с за.мком 11. Здесь происходит относительное перемещение штока 22 и ползуна 19 на величину от ступени 25 до упора 20, что вызывает срабатывание от хвостовика.29 выключателя 30, который подает сигнал в блок 15 управления лебедки 9 или блок 17 управления свечеподающим устройством 5 на производство дальнейших операций приподъем отвернутой трубы или свечи, отвод их с оси скважины и дальнейший подъем колонны 10.

При остановке замка 11 ниже номинального положения (фиг. 35) щуп

23 ни одной из своих ступеней не упирается в замок 11. Срабатывание выключателей 30 и 31 не происходит, но при выборе хода гидроцилиндра 28, т.е. при касании замка 11 упором 20 ползуна 19 повышается давление в гидросистеме гидроцилиндра 28, что является сигналом, и этот сигнал подается в блок 15 управлени лебедки 9 или в блок 17 управления свечеподающим устройством 5 на приспуск отвернутой трубы (свечи), свинчивание их с колонной 10, а затем приподъем колонны до номинального положения замка 11 и повторени всех операций по развинчиванию колонны.

При остановке замка 11 выше номинального положения (фиг. з€) ступень 24 щупа 23 упирается в замок 11, а ползун 19 продолжает движение до тех пор, пока упор 21 не достигает щупа 23. в этом случае сработают оба выключателя 30 и 31 и эти два сигнала подаются в блок 15 управления лебедки 9 (для трубы) или блок 17 управления свечеподающим устройством 5 (для свечи) и в блок 16 управления механизмом свинчивания-развинчивания 4 (аналогично предыдущему случаю). Трубу или свечу припускают, свинчивают с колонной 10, а затем колонну .10 опускают до номинального положения замка 11 и повторяют в.се операции по развинчиванию колонны 10. .

Предлагаемое устройство обеспечивает более высокую надежность . работы автоматизированной буровой установки за счет устранения таких тяжелейших аварий, как падение колонны, которые были возможны при взятии колонны элеватором за ослабленное место муфты замка, снижает расход бурильных труб и замков к ни

за счет обеспечения точного контрюля местонахождения замка.

Формула изобретения

1.Устройство для спуско-подъема бурильных труб, содержащее вышку, механизм свинчивания-развинчивания, свечеподающий узел, буровую лебедку,

талевый блок с элеватором, блок уп- . равления механизмом свинчиванияразвинчивания, блок управления свечеподающим узлом, блок управления буровой лебедкой и механизм удержания с индуктивным датчиком и блоком обработки, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности работы, оно снабжено датчиком контроля положения замка буровой

0 колонны, при этом вход датчика контроля связан с блоком управления механизмом свинчивания-развинчивания, а выход датчика с блоком управления буровой лебедкой и блоком управления

5 свечеподаюшим узлом.

2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что датчик контроля положения замка буровой колонны выполнен в виде размещенного

Q в корпусе ползуна, связанных друг с другом гидроцилиндром, при этом внутри ползуна установлен подпружиненный относительно него шток, взаи-. модейств.ующий с одной стороны с

с выключателями, установленными на

ползуне, а другая сторона штока снабжен а ступенчатым щупом.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР

0

№ 644935, кл. Б 21 В 44/00, 1973. 2. котляров A.M. Автоматизация буровых агрегатов. М., Недра, 1971, с. 103-111 (прототип)г

Фи2.2

О)

JB

6)

S)

30 31

Фиг. J