Устройство для бурения скважин

 

(191 (11) СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

3(511 Е 21 В 19/16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ:

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

К ABT0PCH0MV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3421950/22-03 (22) t2.04.82 (46) 07.08.83. Бюл. N :29 (72) А.С. Латыпов и В.А. Чарушин (71) Казахский политехнический институт им. В.И. Ленина (53) 622.242 3(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

И 435345, кл. Е 21 В 19/16, 1970.

2. Котляров А.И. Автоматизация буровых агрегатов. М., "Недра", 1971, с. 70-76 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ БУРЕНИЯ СKSAЖИН, включающее основание с опорными кулачками, механизм свинчивания и развинчивания труб с приводом и захватными кулачками, установленный на стойках с возможностью перемещения относительно основания, и бурильные трубы с замковым соединением, о т личающееся тем, что, с целью сокращения затрат времени на захват и освобождение бурильных труб, основание снабжено шарнирно установленными захватными кулачками., причем захватные кулачки механизма свинчи" вания и развинчивания основания подпружинены и выполнены с возможностью двухстороннего поворота. относительно замкового соединения, при этом ось поворота кулачков перпендикулярна оси замкового соединения бурильных труб, имеющего выточки под захватные . © кулачки и кольцевую проточку под Е опорные кулачки.

4 I

Изобретение относится к бурению скважин, а именно к устройствам для спуско-подъемных операций с бурильными трубами замкового соединения.

Известно устройство для свинчива-, ния и развинчивания труб, которое содержит основание с опорными кулачками и механизм гвинчивания и раз. винчивания труб с приводом и захватны ми кулачками (1 ).

Недостатком его является необхо" димость значительных затрат времени на захват и освобождение бурильных труб.

Наиболее близким техническим ре" шением к изобретению является устройство для бурения скважин, включающее основание с опорными кулачками, механизм свинчивания@и развинчивания труб с приводом и захватными кулачками, установленный на стойках с возможностью перемещения относительно основания и бурильные трубы с замковым соединением 1 2 ).

Недостатком указанного устройства является то, что оно требует допол" нительных затрат времени на установку захватных кулачков в исходное положение и ориентацию относительно замкового соединения бурильных труб.

Целью изобретения является сокращение затрат времени на захват и освобождение труб.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для бурения скважин, состоящем из основания с опорными кулачками, механизма свинчивания и развинчивания труб с приводом и захватными кулачками, установленного на стойках с возможностью перемещения относительно основания и бурильных. труб с замковым соединением, основание снабжено шарнирно установленными захватными кулачками, причем захват ные кулачки механизма свинчивания и

1 раз вин чи вани я осно вани я подпружинены и выполнены с возможностью двухстороннего поворота относительно эамково го соединения, при этом ос ь поворота кулачков перпендикулярна оси замкового соединения бурильных труб, имеющего .выточки под захватные кулачки и кольцевую проточку под опорные кулачки.

Такое выполнение устройства значи" тельно сокращает затраты времени на захват и освобождение бурильных труб замкового соединения.

033700 2

На фиг. 1 изображено устройство, общий вид; на фиг, 2 - то же, вид сверху; на фиг. 3 - сечение замкового соединения по выточкам; на фиг. 4разрез А-A на фиг. 1.

Устройство содержит основание 1 с установленными на осях 2 опорными кулачками 3, соединенными тягой 4.

В верхней части. основания liðàçìåùåíû

10 захватные кулачки 5, охватывающие верхнюю часть соединительного замка 6.

К основанию 1 прикреплены полые штоки 7 с поршнями, в которых имеются выборки для пружин 8. На поршнях с

15 возможностью осевого перемещения ус тановлены гидроцилиндры 9, которые служат стойками, а на верхних концах их размещен зубчатый редуктор 10, состоящий из шестерни ll и колеса 12, центральная часть которого имеет форму кулачковой полумуфты, внутри которой расположен остов 13 захватных кулачков 14 с пружинами 15. Остов 13 имеет наружные кулачковые выступы.

Кулачки 14 охватывают верхнюю часть соединительного замка 16. Зубчатый редуктор посредством шлицевого вала 17 сочленен с зубчатым колесом 18, имеющим сквозной шлицевой канал для вала 17 и связанным с двигателем 19.

К правому гидроцилиндру 9 прикреплена подпружиненная планка 20. Нижняя часть соединительного замка и верхняя часть имеют попарно расположенные выточки 21, соединяемые участками 22

35 плавного перехода, радиус которых равен величине минимального расстояния от выточки до осевой линии соединительного замка. Нижняя часть соединительного замка имеет. дополнительную кольцевую проточку 23.

При подъеме колонны труб на величину свечи, она автоматически подхватывается кулачками 3 эа кольцевую про-.,-точку 23 соединительного замка. 3а „хватные кулачки в случае несовпадения .с выточками 21 соединительного замка останутся в повернутом состоянии относительно оси замка в вертикальном направлении. При этом пружины 15 захватных кулачков 5 и 14 деформируются и стремятся занять нейтральное положение, т.е. установить кулачки 5 и 14 в горизонтальное положение. Перед окончанием подъема инструмента на величину свечи рабочая жидкость подается в надпоршневую полость цилиндров 9, в. результате чего зубчатый редуктор 10 занимает крайнее верхнее

1033

3 положение относительно корпуса 1. . По мере гюстановки колонны на огюрные кулачки 3 включается двигатель 19 и,вращающий момент через зубчатое

«олесо 18, шлицевой вал 17, шестерню

11 и колесо l2 передается остову 13 захватных кулачков 14. Последние проворачиваются вокруг колонны в плоскости выточек 21 соединительного замка и начинает поиск их . По мере до- lO стижения первой части попарно расположенных выточек кулачки гюлучают возможность. поворота вокруг своих осей под действием пружин 15. Таким образом, захватные кулачки 14 занимают исходное гюложение и начинают отвертывать поднятую свечу. В случае проворота всей колонны, последняя описанным способом стопорится стопорными кулачками 5 за выточку нижней 20 части соединительного заика. Если крутящего момента окажется недостаточно для страгивания резьбы, то, благода- ря наличию зазора между выступами колеса l2 и остова 13, можно путем попеременного реверсирования двигателя осуществлять динамические удары на захватные кулачки 14. По мере отвинчивания поднятой свечи кулачки 14 поворачиваютая вокруг своих осей, обеспечивая осевое перемещение относительно друг друга частей соединительного замка. В дальнейшем отвин. ченная свеча удаляется на подсвечник, а зубчатый редуктор 10 опускается вниз за счет подачи рабочей жидкости

;в подпоршневую полость, à 1IQ иере окончания спуска редуктора 10 в нижнее положение может быть прекращена подача жидкости и редуктор 10 приподнимается на некоторую величину под действием пружины 8, чтобы планка

20 не фиксировала хвостовики гюдхватных кулачков 3. После- опускания зубчатого редуктора 10 в нижнее положение над его верхней поверхностью оста-"5 нется выступающая верхняя проточка нижней части соединительного замка 6, за которую производится-захват колонны элеватором и начинается подъем следующей свечи и процесс повторяется.

Одновременно с подъемом свечи зубчатый редуктор 10 поднимается в верхнее исходное. положение. Свободная посадка опорных кулачков 3 на осях 2 позволяет свободно пропускать колонну M вверх. При выполнении работ по извле"

l чению или спуску породоразрушающего инструмента, обычно имеющего больший

700 4 диаметр, чем бурильные трубы, захватные кулачки с остовами могут быть легко сняты путем поворота их фиксаторов, а опорные кулачки - при установке их вертикально, так как оси 2 их имеют лыски, а на хвостовиках кулачков 3 имеются соответствующие выборки.

Отличия работы труборазворота при спуске инструмента заключаются в том, что остов 13 захватных кулачков переворачивается наоборот, чтобы кулачки 14 заняли несколько большую высоту, так как выточки верхней части соединительного замка перед навинчиванием располагаются несколько выше. .При спуске инструмента на величину свечи зубчатый редуктор занимает ниж- . нее положение и гюддерживается пружинами 8 в несколько приподнятом положении, так чтобы планка 20 отжимала подхватные кулачки путем воздействия на их хвостовик правого кулачка 3.

Последний воздействует посредством тяги 4 на левый кулачек 3. Таким образом, подхватные кулачки окажутся разведенными и инструмент беспрепятственно может спускаться в скважину на величину свечи. Перед окончанием спуска свечи подается рабочая жидкость в гюдпоршневую полость цилиндра и зубчатый редуктор 10 опускается в крайнее низшее положение, освобождая подхватные кулачки 3, так как планка 20 выходит за пределы хвостовика правого опорного кулачка, в результате чего колонна подхватывается ими за кольцевую проточку нижней части соединительного замка. Одновременно с гюдачей следующей свечи зубчатый редуктор 10 поднимается в верхнее положение и производится на" винчивание очередной свечи. При этом кулачки ключа .5 и 14 занимают рабочие положения описанным способом.

По мере окончания процесса навинчивания зубчатый редуктор 10 начинает спускать вниз, а инструмент несколько приподнимают, чтобы кулачки 3 получили возможность для поворота вокруг осей 2 под воздействием опускающейся гюдпружиненной планки 20 на хвостовик правого кулачка 3. Таким образом, создается описанная по- . зиция спуска инструмента и процесс повто.ряет ся.

Благодаря тому, что захватные «улачки не требуют дополнительных затрат времени на установку в исходное

1033700 6 и освобождение бурильных труб, что повышает производительност ь устройства в целом. положение и ориентацию относительно замкового соединения, значительно со кращаются затраты времени на захват

Закказ 5586/35

Тираж б03 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, N-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4

Составите.пь А. Сергачев

Редактор А, Шандор Техред Q. Неце . Корректор В. Бутяга