Механизм выдвижения верхней секции вышки буровой установки

Авторы патента:

Копачевский Валерий Николаевич (RU)

Гуркин Борис Васильевич (RU)

E21B15/00 - Опоры для буровых станков или машин, например деррик-краны, буровые вышки или мачты

Владельцы патента RU 2506404:

Общество с ограниченной ответственностью "Механика Инжиниринг" (RU)

Изобретение относится к самоходным, мобильным и стационарным буровым установкам, в частности к элементам конструкции буровой вышки. Техническим результатом является повышение надежности работы устройства, уменьшение габаритов, повышение техники безопасности, а также обеспечение ремонтопригодности в полевых условиях. Предложен механизм выдвижения верхней секции вышки буровой установки, содержащий раму, установленную в верхней части нижней секции вышки, гидродвигатели, закрепленные на раме, и вал, соединяющий гидродвигатели через планетарные редукторы, закрепленные на опорах. При этом вал установлен на подшипниках и содержит две звездочки, на которые натянуты две роликовые двухрядные цепи, а также натяжное устройство для двухрядных роликовых цепей. Причем натяжное устройство состоит из рамы, закрепленной на верхней секции вышки, ползуна, установленного на два болта, с регулирующими гайками, две серьги с пружинами сжатия, тарели, прикрепленные к серьгам, и гайки со шплинтами. Кроме того, устройство содержит узел заделки, прикрепленный внизу верхней секции и включающий в себя кронштейн и планку, прикрепленную к кронштейну двумя болтами с контрящими шайбами. 8 ил.

Предлагаемое изобретение относится к области нефтяного и газодобывающего оборудования, а именно к самоходным, мобильным и стационарным буровым установкам.

В качестве прототипа выбрана телескопическая вышка (см. Справочное пособие «Мобильные буровые установки и агрегаты для бурения и ремонта скважин», г.Сургут. Рекламно-издательский информационный центр «Нефть Приобья» ОАО «Сургутнефтегаз», 2004 г., гл.7, стр.118-121), состоящая из двух цельносварных телескопируемых секций: нижней и верхней.

Верхняя секция оснащена кронблоком с ограждениями, роликами для каната вспомогательной лебедки, роликами для подвески машинных ключей, кронштейнами под ролики механизма телескопирования и т.д.

Нижняя секция оснащена направляющими роликами для телескопирования.

В верхнюю и нижнюю секции встроены кронштейны с роликами для выполнения канатной оснастки системы, телескопирования верхней секции в рабочее положение с приводом от гидроприводной лебедки, установленной на боковой, грани нижней секции. В нижней секции со стороны боковых граней установлены четыре опорно-стопорных кронштейна для опирания и фиксации верхней секции в рабочем положении. Опорные кронштейны с гнездами для фиксации штырей верхней секции соединены между собой попарно при помощи оси и фиксаторов. Опорно-стопорные кронштейны приводятся в действие от пневмоцилиндров, закрепленных на кронштейнах, установленных в боковых гранях нижней секции. В поднятом рабочем положении верхняя секция, кроме опирания в гнезда опорных кронштейнов дополнительно крепится за несущие трубы к нижней секции при помощи прижимных планок с призменными накладками и фиксируется откидными болтами. На верхней секции устанавливаются полати. Полати крепятся к верхней секции за цапфы с помощью специальных кронштейнов со скобами и стяжками.

Недостатками прототипа являются следующие факторы:

1. Вероятность заклинивания и обрыв троса из-за незначительных деформаций вышки и перекоса намотки на барабан, что приводит к падению верхней секции и выходу из строя буровой установки на длительный период.

2. Затруднено проведение дефектоскопии троса в полевых условиях.

3. Трос деформируется (растяжение) в процессе работы, происходит разрыв нитей, что в конечном итоге приводит к его разрыву.

4. В данной конструкции отсутствует система дублирования в случае разрыва троса.

5. Сложность обслуживания. Трос наматывается на барабан, а это препятствует визуальному осмотру по всей его длине.

6. Устройство для выдвижения верхней секции с помощью троса обладает большими габаритами.

7. Высокая себестоимость устройства и его обслуживания.

8. При разрыве троса или обнаружения дефектов требуется его полная замена.

Целью предлагаемого изобретения является повышение надежности работы устройства за счет дублирования (две двухзвенные роликовые цепи), уменьшение габаритов, как по объему, так и по массе, возможность проводить дефектоскопию в полевых условиях, повышение техники безопасности за счет многократного увеличения прочностных характеристик заявляемого устройства и значительное удешевление по отношению к существующим механизмам телескопического выдвижения верхней секции вышки в передвижных буровых установках, а также ремонтопригодность роликовой цепи (замена звеньев) в полевых условиях. решениями, представленными в предполагаемом изобретении.

Механизм выдвижения верхней секции вышки буровой установки показан следующими рисунками:

Фиг.1 - кинематическая схема узла механизма выдвижения верхней секции вышки буровой установки;

Фиг.2 - вид спереди механизма выдвижения верхней секции вышки буровой установки

Фиг.3 - вид сверху механизма выдвижения верхней секции вышки буровой установки;

Фиг.4 - вид слева механизма выдвижения верхней секции вышки буровой установки;

Фиг.6 - узел крепления цепи механизма выдвижения верхней секции вышки буровой установки;

Фиг.5 - привод механизма выдвижения верхней секции вышки буровой установки;

Фиг.7 - узел усиления фермы секций механизма выдвижения верхней секции вышки буровой установки;

Фиг.8 - натяжное устройство для роликовых цепей механизма выдвижения верхней секции буровой вышки.

Механизм выдвижения верхней секции вышки буровой установки состоит из следующих деталей и узлов: рама 1, установленная в верхней части нижней секции 2, два гидродвигателя 3, закрепленные на раме 1, двух планетарных редукторов 4, опоры 5, установленная на раме 1, вал 12, соединяющий гидродвигатели 3 через планетарные редукторы 4, подшипники 13, несущие вал 12, две звездочки 6, установленные на валу 12, опоры крепления осей звездочек 7, две двухрядные роликовые цепи 8, натяжное устройство 9 для роликовых цепей 8, включающее раму 19, ползун 20, две серьги 21, два болта 22, регулирующую гайку 23, две пружины сжатия 24, тарель 25, шайбу 26, контрящую гайку 27, шплинт 28 и узел заделки цепи 11, состоящий из кронштейна 15, планки 16, контровочной шайбы 17 и болта 17, расположенный в верхней секции 10.

Работа механизма выдвижения верхней секции буровой вышки происходит по следующей схеме: гидродвигатели 3, соединенные общим валом 12 через планетарные редукторы 4, закрепленные на опорах 5, передают вращательный момент на звездочки 6 через вал 12, которые в свою очередь линейно перемещают две двухзвенные роликовые цепи 8, а роликовые цепи тянут узел заделки роликовых цепей 11, закрепленного внизу верхней секции 10, двухрядная роликовая цепь 8, закреплена в кронштейне 15, осью 14, которая заблокирована от выпадения планкой 16, закрепленная к верхней секции буровой вышки контрящей шайбой 17 и болтом 18.

Натяжное устройство для роликовых цепей 9 работает по следующей схеме: ползун 20, подвешенный на болтах 22, воздействует на тарель 25 через пружины сжатия 24, серьга 21 поднимается вверх, ликвидируя провис цепи, тарель 25 фиксируется корончатой шайбой 27, контрящаяся шпинделем 28, шайба 26 предохраняет поверхность тарели 25 от повреждений.

В случае обрыва одной из двухзвенных роликовых цепей 8, вторая цепь будет продолжать линейное перемещение верхней секции буровой вышки, а вышедшую из строя цепь ремонтируют путем замены звеньев.

Механизм выдвижения верхней секции вышки буровой установки, состоящий из узлов и деталей для трансформации вращательного движения в поступательное, отличающийся тем, что включает в себя раму, установленную в верхней части нижней секции, гидродвигатели, закрепленные на раме, вал, соединяющий гидродвигатели через планетарные редукторы, закрепленные на опорах, при этом вал установлен на подшипниках и содержит две звездочки, на которые натянуты две роликовые двухрядные цепи, а также натяжное устройство для двухрядных роликовых цепей, состоящее из рамы, закрепленной на верхней секции, ползуна, установленного на два болта, с регулирующими гайками, две пружины сжатия, установленные на серьгах, тарели, прикрепленные к серьгам, гайки со шплинтами и узел заделки, прикрепленный внизу верхней секции и включающий в себя кронштейн и планку, прикрепленную к кронштейну двумя болтами с контрящими шайбами.

Группа изобретений относится к способам сборки и монтажа буровых установок и к собранным и установленным по этим способам буровым установкам. Обеспечивает облегчение сборки и монтажа буровых установок.

Складная модульная мачта с встроенной системой верхнего привода // 2499122

Заявляемое изобретение относится к машиностроению, в частности к производству мачт буровых установок для строительства нефтяных и газовых скважин. Складная мачта со встроенной системой верхнего привода состоит из верхнего и нижнего модулей.

Бурильное устройство и установка для бурения породы и/или для крепления штанговой крепью, содержащая такое устройство // 2491403

Бурильное устройство // 2488000

Способ для облегчения монтажа буровой установки // 2483186

Вышка геофизическая // 2473776

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности, а именно к устройствам, обеспечивающим проведение геофизических исследований и работ в нефтяных и газовых скважинах приборами и инструментами на кабеле и проволоке.

Буровая установка, содержащая буровую вышку и буровую машину // 2459065

Домкратная опора для системы перемещения вышечно-лебедочного блока буровой установки и система перемещения вышечно-лебедочного блока буровой установки // 2459062

Изобретение относится к области бурового оборудования, а именно к системам перемещения вышечно-лебедочного блока буровых установок кустового бурения скважин, в которых вышечно-лебедочный блок перемещается в любом направлении отдельно от остальных основных систем буровой установки, размещенных неподвижно на кустовой площадке.

Вышечно-лебедочный блок буровой установки // 2452844

Изобретение относится к области бурового оборудования, а именно к буровым установкам для бурения скважин. .

Мачта телескопическая установки для бурения, освоения и ремонта нефтяных и газовых скважин // 2446265

Изобретение относится к машиностроению, в частности к буровой технике, и предназначено для применения в установках по бурению, освоению, текущему и капитальному ремонту нефтяных и газовых скважин.

Многофункциональная многоствольная буровая установка // 2507366

Группа изобретений относится к системам и способам для бурения и заканчивания множества нефтяных и газовых скважин с одной буровой установкой без перемещения всей установки. Многофункциональная многоствольная буровая установка включает в себя конструкцию буровой установки и множество механизмов для выполнения функций буровой установки. Конструкция буровой установки приспособлена для размещения над и вблизи множества скважин. Множество механизмов функционально соединены с конструкцией и выполнены с возможностью поддержания их, по меньшей мере, одним из оборудования устья скважины и оборудования для контроля давления. По меньшей мере, один из множества механизмов приспособлен для перемещения относительно конструкции буровой установки без перемещения буровой установки. Изобретение обеспечивает расширение функциональных возможностей устройства, сокращение суммарного времени, затрачиваемого на операцию. 5 н. и 88 з.п.ф-лы, 56 ил.

Буровая мачта // 2509202

Изобретение относится к области бурения скважин, а именно к буровым мачтам, преимущественно для установок неглубокого бурения. Буровая мачта включает основание, кронблочную раму, ствол в виде усеченной пирамиды, состоящей из двух продольных секций со сквозным проемом между ними, нижние концы которых шарнирно соединены с основанием, а верхние - через кронблочную раму между собой, шарнирные тяги и механизм подъема и опускания ствола мачты. Особенностью предложенной буровой мачты является то, что секции ее ствола выполнены в виде швеллерообразных элементов с разным поперечным сечением, а, по меньшей мере, часть обшивки ствола выполнена из эластичного материала и закреплена с возможностью перекрытия сквозных проемов между секциями, задняя из которых соединена с кронблочной рамой жестко, а передняя секция - шарнирно, при этом шарнирные тяги с одной стороны постоянно соединены с основанием, а с другой - с нижней частью передней секции ствола. Применение предложенной мачты позволяет снизить затраты на монтаж-демонтаж, повысить транспортабельность, снизить металлоемкость и повысить безопасность работ. 3 з.п. ф-лы, 5 ил.

Телескопическая мачта // 2513943

Телескопическая мачта состоит из стационарной нижней секции выдвижной верхней секции, механизма телескопирования и узла опирания и фиксации верхней секции телескопической мачты. В верхней части нижней секции телескопической мачты 12 симметрично вертикальной осевой плоскости установлены балки 13, имеющие опорные поверхности и сходящиеся поверхности, расстояние между которыми снизу вверх уменьшается. В нижней части верхней секции 6 установлена балка 4 с опорными поверхностями и проушинами 7, к которым при помощи пальцев 16 шарнирно крепятся башмаки 15. В центре балки 4 симметрично осевой плоскости установлена стойка 8, к проушинам которой при помощи пальцев 10 шарнирно крепятся двуплечие рычаги 11 и 9 с роликами 14, пружиной растяжения 3, тягами 1 и собачкой 5. Тяги 1 шарнирно связывают рычаги 11, 9 с башмаками 15. Собачка 5 шарнирно соединена с рычагом 9 и лежит на пальце 2 рычага 11 нижней или верхней рабочей поверхностью. Фиксация происходит следующим образом. Перед подъемом верхней секции собачка 5 укладывается на палец 2 своей нижней рабочей поверхностью. В нижнем положении верхней секции пружина 3 и вес башмаков 15 через тяги 1 прижимают верхние плечи рычагов 11, 9 к стойке 8. Башмаки максимально опущены. При подъеме верхней секции 6 ролики 14 начинают контактировать со сходящимися поверхностями и по мере движения вверх рычаги 11, 9 через тяги 1 поворачивают башмаки 15 в положение, близкое к запирающему. Верхние плечи рычагов 11, 9 расходятся, нижняярабочая поверхность собачки 5 соскальзывает с пальца 2. Под собственным весом собачка 5 опускается на палец 2 верхней рабочей поверхностью. В этом положении верхняя секция 6 останавливается, башмаки 15 зависают над опорными поверхностями балки 13. Верхнюю секцию опускают, палец 2 упирается в запирающую поверхность собачки 5 и не дает башмакам 15 повернуться под собственным весом. Башмаки достигают опорной поверхности, доворачиваются по ней, одновременно упираясь в опорные поверхности балки 4 верхней секции 6. Верхние плечи рычагов 11, 9 при этом расходятся и собачка 5 соскальзывает с пальца 2, поворачиваясь под собственным весом и зависая на рычаге 9. Для того чтобы опустить верхнюю секцию, нужно приподнять ее в крайнее верхнее положение. Под собственным весом башмаки 15 при этом поворачиваются на пальцах 16 и при дальнейшем опускании верхней секции проходят мимо опорных поверхностей нижней секции 12. 2 ил.

Буровая установка // 2522472

Изобретение относится к буровым установкам и может использоваться при бурении скважин в сейсморазведке, инженерно-геологических изысканиях, строительстве и др. Буровая установка содержит мачту с кронштейном для ее шарнирного крепления, сопряженную с мачтой направляющими элементами каретку с расположенным на ней вращателем, средство подъема и опускания мачты, механизм подачи каретки на забой в виде гидроцилиндра, корпус которого неподвижно соединен с мачтой, а шток направлен вверх и жестко связан с кареткой длинномерным силовым элементом, охватывающим гидроцилиндр снаружи. Длинномерный силовой элемент, связывающий шток гидроцилиндра с кареткой, выполнен в виде трубчатой штанги. На верхнем конце мачты выполнены направляющие элементы для этой штанги, сопряженные с ее поверхностью с возможностью поступательного перемещения. Повышается устойчивость упомянутого силового элемента и штока гидроцилиндра к продольному изгибу, а также уменьшается износ его пар трения. 11 з.п. ф-лы, 12 ил.

Кустовая буровая установка // 2525566

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к кустовым буровым установкам для эксплуатационного и разведочного бурения нефтяных и газовых скважин. Кустовая буровая установка включает вышечно-лебедочный блок с основанием, модули, расположенные эшелоном, опоры с рельсами и направляющими с пошагово расположенными отверстиями, гидроцилиндры перемещения. Гидроцилиндры соединены с основанием и снабжены устройством крепления. Устройство крепления выполнено с боковыми зацепами и с возможностью скольжения по направляющей. Устройство крепления снабжено двумя стопорами. При этом стопоры расположены оппозитно и подпружены к направляющей. Один конец стопора имеет возможность взаимодействовать с направляющими и отверстиями и выполнен под углом к направляющей поверхности. Вышечно-лебедочный блок и модули эшелона снабжены колесными опорами, взаимодействующими с рельсами. Направляющие выполнены в виде прямоугольного выступа опор. Устройство крепления гидроцилиндра выполнено в виде П-образного элемента ответно направляющим и снабжено дополнительным стопором. Изобретение обеспечивает упрощение конструкции устройства крепления и повышение надежности его крепления. 2 з.п. ф-лы, 7 ил.

Буровая установка стационарная самомонтируемая // 2533411

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при строительстве буровых сооружений для бурения глубоких скважин на нефть и газ. Буровая установка состоит из основания с выносными опорами, мачты-ствола, двухступенчатой каретки, полиспаста с тросом и лебедками, растяжек, упоров, перекрытия с кронблоками. Мачта-ствол состоит из секций. Секции мачты выполнены из труб. Каждая секция содержит основные продольные ребра жесткости, дополнительные продольные ребра жесткости, поперечные ребра жесткости. По всей высоте мачты имеется проем для подъема бурильной свечи. Внутри мачты с помощью полиспаста или гидроцилиндров движется двухступенчатая каретка. Каждая секция мачты имеет четыре окна стопорения для стопорения клиньев двухступенчатой каретки. Каретка состоит из верхней и нижней ступеней, которые соединены между собой двумя и более гидроцилиндрами и страховочными тросами. В верхней ступени имеется проем для полиспаста. В нижней ступени находится серьга для подвешивания каретки на крюкоблок. На верхней и нижней ступенях каретки имеются ролики и ограничители поворота с роликами. Верхняя ступень на время монтажа мачты снабжается консолью с опорой на роликах, передвижной площадкой с бочонком, гидроцилиндром передвижной площадки. В нижней ступени находится верхний привод с захватом для подъема бурильных свечей, масляная станция, пульт управления с рабочими местами машиниста, проем для доступа в каретку обслуживающего персонала. Изобретение обеспечивает повышение грузоподъемности вышки, сокращение времени монтажа и демонтажа буровой установки. 11 ил.

Устройство для подъема-опускания буровой вышки при монтаже-демонтаже буровой установки // 2536074

Изобретение относится к буровой технике. Устройство для подъема-опускания буровой вышки при монтаже-демонтаже буровой установки включает портал, полиспастную талевую систему с приводом от буровой лебедки и подвижные упоры, встречающие буровую вышку при подъеме и отталкивающие буровую вышку при ее опускании. Каждый подвижный упор оснащен подпружиненным толкателем. Толкатель установлен в корпусе с возможностью осевого перемещения от винта с приводом. Корпус установлен с возможностью перемещения в направляющих, жестко закрепленных на портале. Устройство имеет пульт управления. Привод ходового винта выполнен электромеханическим. Устройство содержит датчики положения подпружиненного толкателя. Один из которых предназначен для фиксирования момента касания толкателем буровой вышки и подачи сигнала на пульт управления для прекращения подъема вышки и торможения барабана буровой лебедки. Другой - для фиксирования полного сжатия пружины и подачи сигнала для включения буровой лебедки для подтягивания буровой вышки к поддерживающим приспособлениям при подъеме буровой вышки, а также подачи сигнала для перемещения корпуса с толкателем в сторону портала при подъеме вышки и для перемещения корпуса с толкателем в противоположном направлении при опускании буровой вышки. Датчики положения подпружиненного толкателя выполнены электрическими. Устройство обеспечивает безопасность работ, снижение трудоемкости, уменьшение времени монтажа-демонтажа буровой вышки и сокращение количества обслуживающего персонала. 4 з.п. ф-лы, 4 ил.

Строительная машина и способ управления строительной машиной // 2536595

Группа изобретений относится к области строительства, а именно к строительной машине для забивки в грунт шпунтовой стенки, сваи или трубы или для проходки скважины в грунте и способу её управления. Строительная машина содержит мачту, салазки, установленные с возможностью продольного перемещения вдоль мачты, канатную лебедку и канат, натянутый между салазками и канатной лебедкой. Между салазками и канатной лебедкой к канату прилегает демпфирующий канатный блок, который прижимается к канату посредством пружинно-демпфирующего устройства. Обеспечивается экономичная эксплуатация, в частности наименьший возможный износ компонентов строительной машины. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 3 ил.

Мобильная телескопическая буровая установка вертикального бурения // 2538550

Изобретение относится к области бурения. Буровая установка содержит транспортную базу с платформой, телескопическую мачту с приводом и гидроцилиндром подъема, съемные подпорки, каретку с гидроцилиндром. Телескопическая мачта состоит из по меньшей мере двух ступеней, изготовленных из труб, вставленных одна в другую и соединенных между собой с помощью тросов и блочков, на каждой из которых имеются клинья стопорения. Первая ступень телескопической мачты является корпусом-основанием, на которой монтируются гидроцилиндры или полиспаст, выдвижные гидравлические опоры. По всей длине ступеней выполнен проем, усиленный продольными ребрами жесткости, по торцам ступеней приварены поперечные ребра жесткости, а на наружной поверхности второй и последующих ступеней напротив клиньев стопорения приварены пластины стопорения. Подъем второй ступени телескопической мачты осуществляется с помощью гидроцилиндров или полистпаста, а каждая последующая ступень поднимается от предыдущей с помощью тросов и блочков. Внутри последней ступени телескопической мачты с помощью тросов и блочков движется каретка с установленными на ней клиньями стопорения, напротив которых по всей длине внутренней стороны последней ступени приварены пластины стопорения, а в каретке или наверху последней ступени телескопической мачты может быть установлен верхний привод, состоящий из редуктора с главной шестерней, по периметру которой выполнены быстроходные шестерни с непосредственным приводом от многоскоростного электродвигателя или гидромотора, причем при монтаже верхнего привода наверху последней ступени внутри каретки устанавливают вертлюг. Обеспечивается повышение эффективности буровых работ. 21 ил.

Способ эксплуатации буровой установки // 2548270

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при эксплуатации буровой установки при разбуривании куста скважин. Способ эксплуатации буровой установки включает бурение в поднятом над рельсами состоянии, опускание на рельсы, контактирование колес установки с рельсами и перемещение от скважины к скважине колесами установки по рельсам. Рельсовый путь монтируют на бетонных блоках над поверхностью земли не менее чем на 2 м и формируют из отдельных мобильных блоков. При перемещении установки от скважины к скважине попеременно переставляют блоки один за другим и передвигают буровую установку колесами по рельсам с одного блока на другой. При бурении буровую установку размещают посередине пары блоков на рельсах, опирают установку на рельсы и приподнимают установку на высоту, обеспечивающую возможность контакта боковых поверхностей буртиков колес с рельсами. 2 ил.