Телескопическая мачта

Авторы патента:

Копачевский Валерий Николаевич (RU)

Кондриков Артур Вадимович (UA)

Ключко Александр Борисович (UA)

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

Владельцы патента RU 2513943:

Общество с ограниченной ответственностью "Механика Инжиниринг" (RU)

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.

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

В качестве прототипа выбрана телескопическая мачта (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, 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. 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. Механизм фиксации секций телескопической мачты приводится с помощью гидравлики или пневматики, что приводит к значительному удорожанию конструкции.

2. Гидравлические и пневматические приводы механизма фиксации сложны в обслуживании и ремонте.

3. Ненадежность работы в условиях температур ниже -20°C.

Целью предлагаемого изобретение является упрощение схемы телескопирования и фиксации верхней секции за счет применения механических приводов, удобство обслуживания и ремонта, надежность работы и исключение отказов в условиях низких температур, а также значительное удешевление самой конструкции за счет замены пневматики или гидравлики в механизме фиксации секций кинематическими перемещениями секций.

Вышеуказанная цель достигается новыми техническими решениями, представленными в предлагаемом изобретении.

Узел опирания и фиксации верхней секции телескопической мачты показан следующими чертежами:

Фиг.1 - узел опирания и фиксации верхней секции телескопической мачты в крайнем верхнем положении;

Фиг.2 - узел опирания и фиксации верхней секции телескопической мачты в рабочем положении.

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 ввер, рычаги 11, 9 через тяги 1 поворачивают башмаки 15 в положение, близкое к запирающему. Верхние плечи рычагов 11, 9 расходятся, нижняя рабочая 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.

Телескопическая мачта, включающая в себя стационарную нижнюю секцию, выдвижную верхнюю секцию, механизм телескопирования и узел опирания и фиксации верхней секции, отличающийся тем, что в верхней части нижней секции телескопической мачты симметрично вертикальной осевой плоскости установлены балки, имеющие опорные поверхности и сходящиеся поверхности, расстояние между которыми снизу вверх уменьшается, а в нижней части верхней секции установлена балка с опорными поверхностями и проушинами, к которым при помощи пальцев шарнирно крепятся башмаки, в центре балки симметрично осевой плоскости установлена стойка, к проушинам которой при помощи пальцев шарнирно крепятся двуплечие рычаги с роликами, пружиной растяжения, тягами и собачкой, а тяги шарнирно связывают рычаги с башмаками, собачка шарнирно соединена с рычагом и лежит на пальце рычага нижней или верхней рабочей поверхностью.

Похожие патенты:

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.

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.

Механизм выдвижения верхней секции вышки буровой установки // 2506404

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.

Способ и устройство для облегчения монтажа буровой установки // 2501932

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

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.

Буровая установка // 2549650

Изобретение относится к буровым установкам с подвижным вращателем, применяемым в геологоразведочном бурении. Буровая установка включает основание с четырехгранной мачтой, подъемник, несущий подвижный непроходной вращатель с гидропатроном с возможностью выдвижения от оси скважины для подачи к месту аккумуляции и обратно присоединяемых и отсоединяемых от колонны бурильных свечей, состоящих из одной трубы, карусельный магазин с автоматическим захватом свечи за ее верхний конец в момент приема от вращателя и стационарный трубодержатель. В первом варианте исполнения на одной из боковых граней мачты, а во втором - на задней ее грани, расположен второй подъемник, несущий подвижный трубодержатель-свинчиватель. Основание мачты выполнено с возможностью поворота в первом варианте исполнения на 90° в одну и другую сторону, а во втором - на 180° в одну из сторон и обратно. В первом варианте исполнения мачты используется два карусельных магазина, устанавливаемые напротив боковых граней мачты. Во втором варианте исполнения мачты - один карусельный магазин свечей, устанавливаемый напротив задней грани мачты. Карусельный магазин свечей снабжен устройством, обеспечивающим выдвижение свечи из очередной ячейки на высоту, необходимую для захвата гидропатроном подъемника за ее верхний конец в процессе спуска колонны, а также прием и опускание свечи в ячейку после освобождения ее от гидропатрона подъемника в процессе подъема колонны. Изобретение обеспечивает повышение производительности бурения, ускорение процесса наращивания бурильной колонны.

Лебедка прямого привода с постоянными магнитами // 2553793

Группа изобретений относится к лебедке прямого привода и к буровой вышке. Технический результат заключается в уменьшении веса и потребления энергии, повышении энергоэффективности и удельной мощности. Лебедка прямого привода содержит электродвигатель с постоянными магнитами, вал, проходящий из упомянутого электродвигателя, так что электродвигатель непосредственно вращает вал, и барабан, присоединенный к валу на расстоянии от электродвигателя, так что вращение вала вызывает соответствующее вращение барабана, при этом упомянутый электродвигатель содержит корпус, статор, расположенный в корпусе, и ротор, взаимодействующий со статором, причем ротор присоединен к или взаимосвязан с валом, причем ротор имеет ведущий диск, прикрепленный к нему, и вал непосредственно присоединен к ведущему диску. Буровая вышка содержит вышку, шкив, поддерживаемый вышкой, проволочный трос, проходящий через шкив и имеющий конец, проходящий вниз от шкива, талевый блок, связанный с концом проволочного троса, барабан, расположенный смежно с нижней частью вышки, причем проволочный трос проходит вокруг барабана, вал, присоединенный к барабану и проходящий наружу от него, и электродвигатель с постоянными магнитами, принимающий в себя вал и предназначенный для сообщения вращательного усилия валу для вращения барабана с целью наматывания или сматывания проволочного троса, причем упомянутый электродвигатель содержит корпус, статор, расположенный в упомянутом корпусе, и ротор, взаимодействующий со статором, причем вал присоединен к или взаимосвязан с валом, при этом статор имеет множество обмоток, расположенных на расстоянии друг от друга на внутренней поверхности статора, причем ротор является кольцевым элементом и имеет множество постоянных магнитов, расположенных на расстоянии друг от друга по периферии ротора, причем ротор имеет ведущий диск, прикрепленный к нему, причем вал непосредственно присоединен к ведущему диску. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 7 ил.

Устройство опорной направляющей // 2554985

Изобретение относится к области бурения, а именно к буровой установке с мачтой. Устройство опорной направляющей буровой установки содержит раму буровой установки; направляющую, соединенную с рамой буровой установки шарнирной осью, при этом направляющая повернута под заранее заданным углом; основные цилиндры, расположенные на раме буровой установки и на направляющей, для поворота направляющей относительно рамы; рабочую часть, расположенную, с возможностью подъема по направляющей, для осуществления процесса бурения; поворотный направляющий корпус, соединенный с рамой буровой установки шарнирной осью; направляющую штангу, выполненную шарнирно соединенной, с возможностью поворота, с направляющей, при этом направляющая штанга является скользящей по направляющему корпусу; и блок фиксации положения направляющей, включающий в себя узел захвата, расположенный на направляющем корпусе, для прикрепления направляющей штанги к направляющему корпусу. Обеспечивается фиксация угла направляющей в произвольном положении. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.