Устройство для вертикального размещения труб на буровой вышке

 

Использование: установка труб в магазин и на подсвечник при спускоподъемных операциях, производимых передвижными агрегатами, при ремонте скважин, расширяет область применения за счет обеспечения установки труб разных диаметров и повышает их устойчивость в секциях магазина. Устройство включает установленные в вышке консольные секции магазина в виде Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности и к геологии, в частности к технике установки труб в магазин и на подсвечник при спускоподъемных операциях, производимых передвижными агрегатами, или на стационарных вышках, как буровых, так и эксплуатационных. Известно устройство для переноса бурильных труб, включающее стационарный магазин, разделенный на секции для установки труб рядами, а также гидроприводной рычаг для перемещения труб и установки их в магазин. гребенок, подсвечники с бортовыми ограждениями , механизм перемещения труб между осью скважины и секциями магазина и механизм ориентирования нижних концов труб. Сущность изобретения: секции магазина установлены на консолях с возможностью фиксированного поворота в плоскости, перпендикулярной продольным осям пальцев гребенок, при этом пальцы гребенок установлены с возможностью поворота и фиксации вокруг своих продольных осей и имеют в поперечном сечении форму параллелограмма , а механизм ориентирования нижних концов труб выполнен в виде горизонтального рычага, жестко связанного со стойкой, установленной на горизонтальной оси, лежащей в плоскости симметрии секций магазина и подсвечника, с возможностью поворота под действием привода, выполненного в виде канатно-грузового механизма и червячной передачи, причем канатно-грузовой механизм выполнен с возможностью перестановки для заполнения правого или левого подсвечника. 22 ил. Однако магазин данного устройства не предусматривает установку его на передвижном агрегате. Известно устройство для размещения труб, включающее магазин для установки труб, гидроприводной рычаг для перемещения труб и установки их в магазин, монтируемый на передвижном агрегате. Однако магазин этого устройства не предусматривает компактную установку в нем труб широкого диапазона диаметров. Известна механизированная вертикальная расстановка в вышке свечей в секСО с х| CJ о 4 ю ND

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 Е 21 В 19/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

4 (л)

О

Ф (21) 4719625/03 (22) 14.07,89 (46) 30,04.92. Бюл. ¹ 16 (71) Всесоюзный нефтяной научноисследовательский инсп тугпотехникебезопасности (72) Б.А. Кирш (53), 622. 242,3(088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 601383, кл. Е 21 В 19/00, 1965.

Скрыпник С.Г. и др. Механизация и автоматизация трудоемких процессов в бурении. М.: Недра, 1968, с.92. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЕРТИКАЛЬНОГО

РАЗМЕЩЕНИЯ ТРУБ НА БУРОВОЙ ВЫLUKE (57) Использование; установка труб в магазин и на подсвечник при спускоподъемных операциях, производимых передвижными агрегатами, при ремонте скважин, расширяет область применения за счет обеспечения установки труб разных диаметров и повышает их устойчивость в секциях магазина.

Устройство включает установленные в вышке консольные секции магазина в виде

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности и к геологии, в частности к технике установки труб в магазин и на подсвечник при спускоподъемных операциях, производимых передвижными агрегатами, или на стационарных вышках, как буровых, так и эксплуатационных.

Известно устройство для переноса бурильных труб, включающее стационарный магазин, разделенный на секции для установки труб рядами, а также гидроприводной рычаг для перемещения труб и установки их в магазин.

„„. Ж„„1730422 А1 гребенок, подсвечники с бортовыми ограждениями, механизм перемещения труб между осью скважины и секциями магазина и механизм ориентирования нижних концов труб. Сущность изобретения: секции магазина установлены на консолях с возможностью фиксированного поворота в плоскости, перпендикулярной продольным осям пальцев гребенок, при этом пальцы гребенок установлены с возможностью поворота и фиксации вокруг своих продольных осей и имеют в поперечном сечении форму параллелограмма, а механизм ориентирования нижних концов труб выполнен.в виде горизонтального рычага, жестко связанного со стойкой, установленной на горизонтальной оси, лежащей в плоскости симметрии секций магазина и подсвечника, с возможностью поворота под действием привода, выполненного в виде канатно-грузового механизма и червячной передачи, причем канатно-грузовой механизм выполнен с возможностью перестановки для заполнения правого или левого подсвечника. 22 ил.

Однако магазин данного устройства не предусматривает установку его на передвижном агрегате, Известно устройство для размещения труб, включающее магазин для установки труб, гидроприводной рычаг для перемещения труб и установки их в магазин, монтируемый на передвижном агрегате.

Однако магазин этого устройства не предусматривает компактную установку в нем труб широкого диапазона диаметров.

Известна механизированная вертикальная расстановка в вышке свечей в сек1730422 ции магазина в виде гребенок, на подсвечник с бортовыми ограничителями, где установка низа свечей на компактный подсвечник осуществляется верхним механизмом перемещения труб между осью скважины и секциями магазина за счет его большего разбега путем перекатывания свечей каждого последующего ряда по поверхности свечей предыдущего ряда горизонтальной составляющей веса свечи.

Недостатком указанной установки является то, что она не предусматривает компактную установку свечей, необходимую для передвижного агрегата.

Наиболее близка к предлагаемому система АСП-З, устанавливаемая на стационарных вышках, включающая в себя установленные в вышке консольно секции магазина в виде гребенок, подсвечники с ограничениями, разгороженные стационарными барьерами со створками на секции и коридоры, по ширине равные диаметру наибольшего размера муфты бурильной свечи, а также механизм перемещения труб между осью скважины и секциями магазина.

- Однако известная система не рассчитана на широкий диапазон труб, а при установке в ней свечей создается большая парусность, занимает много места и имеет большой вес, ввиду чего она не приемлема для навешивания на передвижной агрегат.

Цель изобретения — расширение области применения за счет обеспечения установки труб разных диаметров и повышение их устойчивости в секциях магазина, Указанная цель достигается тем, что в устройстве для вертикального размещения труб на буровых или эксплуатационных вышках секции магазина установлены на консолях с возможностью фиксированного поворота в плоскости, перпендикулярной продольным осям пальцев гребенок, при этом пальцы гребенок установлены с возможностью поворота и фиксации вокруг своих осей и имеют в поперечном сечении форму параллелограмма, а механизм ориентирования нижних концов труб выполнен в виде рычага, жестко связанного со стойкой, установленной на горизонтальной оси, лежащей в плоскости симметрии секций магазина и подсвечника, с возможностью дискретного поворота под действием привода, выполненного в виде канатно-грузового механизма и червячной передачи, причем канатно-грузовой механизм выполнен с возможностью перестановки для заполнения той или иной части подсвечника.

Таким образом, обеспечивается регулирование ширины секции магазина в зависимости от диаметра устанавливаемых свечей

При навинчивании гайки 30 на винт 28 последний имеет возможность поворачивать раму на угол а из положения 1 в положение 2. Таким образом меняется расстояние между пальцами с А на В, с большего на меньшее, и в секции, в которые устанавливали трубы больших размеров, появляется возможность устанавливать трубы меньшего размера, (труб), а при установке низа свечей на подсвечник (левой и правой частей) ниэ движется по створке и горизонтальному рычагу, направляющему свечу к месту ее установки

5 в ряду, после заполнения которого рычаг поворачивают для заполнения второго ряда и т.д., а после заполнения правой части заполняют левую.

На фиг.1 показана установка на пере10 движном агрегате, общий вид; на фиг.2— вид по стрелке А на фиг.1 (магазин для установки труб); на фиг.3 — сечение Б — Б на фиг.1 (центратор); на фиг.4 — вид по стрелке В на фиг.2 (поворотные секции магазина для ус15 тановки верха труб); на фиг.5 — то же, вид сверху; на фиг.6- подтрубник, вид сбоку; на фиг.7 — то же, вид сверху; на фиг.8 — вид по стрелке Г на фиг.6; на фиг.9 — трубозахват, вид сбоку; на фиг.10 — то же, вид сверху; на

20 фиг.11 — сечение Д-Д на фиг.9; на фиг.12— заполненные секции магазина; на фиг.1322 — последовательность технологического процесса установки труб в секции магазина и на подсвечник, 25 Устройство содержит разделенные стержнями-пальцами гребенок магазина для верха труб правую 1 и левую 2 секции. вышку 3, подвесной блочок 4, упор 5, тележку 6, монорельс 7 тележки 6, канат 8 склады30 вания магазинов, трубный элеватор 9. направляющий канат 10тележки 6, рукоятку

11 управления катушки-лебедки 19, приспособление 13 для установки низа труб, спайдер 14 для труб, тяговые канаты 15, 35 гидроповоротный рычаг (переноса) 16 с тремя степенями свободы движения для установки труб, раздвоенный талевый блок 17, центратор 18 для труб, ключ 19 для свинчивания-развинчивания труб и трубозахват

40 20.

Секции магазинов (фиг.4 и 5) с пальцами

21 прикреплены к своим опорам 22 посредством шарниров 23, ось 24 располагается параллельно прорези 25 пальцев, возможна

45 также установка аналогичных шарниров и между пальцами секций (не показаны). К магазинам шарнирно (ось 26 в опоре 27) прикреплен винт 28, другой конец которого пропущен через опору 29.

1730422

Максимальный угол схмахс поворота магазина определяется наименьшим, à Q w наибольшим размерами диаметров труб, устанавливаемых в нем.

При наличии шарниров также между пальцами каждой секции в магазины можно устанавливать многоразмерные колонны

2", 21/2", 3" и 4" насосно-компрессорных труб (НКТ), для этого по шаблону или делительной головке необходимо повернуть секции магазинов, а также отдельные пальцы внутри их на . четыре угла а4",аз", а / " и а и соответствующие указанным диаметрам НКТ.

Для усиления пальцев от горизонтальных сил возможно шарнирное (оси шарни-. ров Д, Е, Ж, 3), подсоединение к каждой секции еще по крайней мере по одной секции (показано штрихпунктиром), причем в образованном правильном четырехугольнике ЗЖ = ДЕ и ЖЕ = ЗД (фиг.12), а также возможна шарнирная установка в паре секций пальцев, соединенных попарно (верхние и нижние) между собой.

Конструкция подсвечника.

На подсвечнике в плоскости, проходящей через центр скважины и подсвечника, на стойках 31 закреплен горизонтальный рычаг 32 с осью 33 на подшипниках, которая зафиксирована гайкой с помощью храпового устройства 34 через червячную передачу

35(возможны также и другие средства крепления и поворота, например с помощью самотормозящейся пары червяк — червячное колесо).

С одной стороны горизонтального рычага 32 предусмотрена прямолинейная горизонтальная планка "а", параллельная оси 33 поворота рычага и оканчивающаяся упором

"б", с другой стороны устанавливается противовес 36. С обеих сторон пола 37 подсвечника установлены боковые ограничители 38 параллельно оси поворота и горизонтальной планке. На оси 33 под углом а расположенные две оси 39, на которых попеременно, в зависимости от того, какая половина подсвечника заполняется, установлена створка 41 с канатно-грузовым приводом 40.

Трубозахват 20 состоит из корпуса 42, шарнирно подвешенного (ось 43 поворота) к скобе 44 рычага 16 поворота, и корпусов

45 и 46. Внутренний диаметр корпусов 45 и

46 имеет прорезь, размер которой больше, чем тело трубы 47, но меньше, чем тело муфты 48, Таким образом, муфта, попав в корпуса 45-и 46, уже не может выскочить вбок. Сбоку корпуса 45 предусмотрена конусообразная воронка 49 для легкости про5

55 хождения трубы в корпус трубозахвата.

Снизу корпуса 46 с правой стороны расположены три ролика 50, по которым перекатывается торец муфты 48 трубы 47 при свинчивании-развинчивании (с левой стороны муфта 48 боковой поверхностью перекатывается по внутренней поверхности корпуса 45). Для предотвращения выпадания трубы из трубозахвата в момент свинчивания-развинчивания или установки труб на подсвечник может быть предусмотрен механический запор зева трубозахвата.

Установку труб осуществляют следующим образом. Вначале устройство устанавливают в крайнее положение "А". Для этого необходимо расстопорить храповик за рукоятку червячной пары, повернуть рычаг 32 и снова застопорить. При этом рычаг 16 переноса перемещает свечу из центра скважины (положение I) к створке 41 (положение II), отодвигая створку 41, затем горизонтальный рычаг 32 подхватывает трубу в положение III, перемещает ее в положение IV, при дальнейшем перемещении труба (свеча) упирается в наклонную грань (стойка 31) рычага 32 и начинает скользить по ней по направлению к секции, образуемой планкой

"а" (положение "А") и ограничителем "б", и рычаг переноса переводит трубу (свечу) из положения! II в положение V и И, после чего заводит низ трубы в секцию до упора "б".

Аналогично устанавливают следующие трубы до тех пор, пока секция полностью не заполнится, затем поворачивают горизонтальный рычаг 32 стем, чтобы между рядами установленных труб и планкой "а" расстояние было немного больше размера муфты трубы, и производят установку следующего ряда и т.д.

После заполнения одной половины подсвечника поворачивают горизонтальный рычаг 32 на другую сторону и производят установку труб аналогичным способом. При этом створку 41 поворачивают.

Для поворота рычага на определенный угол в зависимости от устанавливаемых труб на рычаге и стойке выполнены соответствующие риски на делительной головке (не показаны).

Кинематика движения точки подвески свечи (трубы) и узлов механизма, Подъем колонны труб (слева направо; фиг.13 — 21).

Фиг,13. Трубозахват рычага удерживает трубу за верхнюю муфту над устьем скважины. Производят развинчивание. Талевый блок 17 опускается. Колонна труб заклинена в спайдере 14, Фиг.14, Развинчивание закончено.

Ключ 19 отведен от устья скважины, Тале1730422 ные на вышке консольные cåêб к опустился полностью. Све ру в ча т - установленные ина в виде гребенок, подсвечни ки вый блок опу из м фты колонны ции магазина в механизм пебозахватом приподнята из муфты с бортовыми ограничителями, механизм и— ния т б между осью скважины и труб .. т стья сква- ремещения тру

Свеча отвеДена От У жины. Талевый блокдвиж ется вверх. Клинья 5 секциям ования нижних концов труб, отл ича юспайдера подняты. Р он щ е е с я тем, что, с целью р лью асширения

Фиг. .16. Свеча отодвигается в сторону щ о олжа- области примен нения за счет обеспечения б азных иамет Ов повыет двигаться вверх. веча ООУЩз на поД ни н ныв секк иЯх на последние уста

Фиг.18. То же, свеча (колено труб) заве- можн пово ота в

1 б по осям пальцев гребенок ри э о па б становлены с ВОзмОжнОстью поставлена на подсвечник и трубоза, по хват опу- 15 гре енок у ных стился ни

-. -Р-"- -Уф-.руб. Вщю-.г к айне- осей и име

° Ы. Тальблок досгиг своего кр т отве- параллелограмм, ия нижни ы о труб выполнен виде-. ен на се- 20 горизонтального рычага жестко б) в начало прорези. ния нижних стко связанного

Ру озахват переведе иг. л вниз. Ко- со стоикои, ин магазина. Тальблок пошел вн и лежащей в плоскости симметрии вечников, с возлонна Ру зажат спаидере

Ф г,22. То же, трубозахват подошел к искретного поворота под дейиг, юч наведен на можностью ди го в виде свеч

25 ем привода, выполненного B B стви ма и че вячной

С к т ной по- канатно-грузового механизма и ч р

С к т б оущствлео обратной о- ма вто ого мага- передачи, прич пе естаследоват ательности. Заполнение второ бом. низм вып выполнен с возможностью пер

ro зина прои зводят аналогичным спосо новки для з аполнения того или ино

Формула изобр об етения азме- 30 подсвечника.

У ство для вертикального размеУCTPOVIÑT8 щения труб на ур б б свой вышке, включающее

1730422 !

Жы25

1730422 видГ

1730422

1730022

1730422

1730422

ЯЫ2 15

1730422

1730422 опус (5и г.2

202. ZQ

6иг, ZZ

Составитель Б,Кирш

Техред М.Моргентал Корректор M.Êó÷åðÿâàà

Редактор А.Orap

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 1502 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГККТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5