Направляющее устройство инструмента для пола буровой установки

Авторы патента:

КРОН Хельге (NO)

ШЕРСЕТ Одд Б. (NO)

КАЛЬВАТН Уве (NO)

ГРИНРЁД Мадс (NO)

ВЕСХОВДЕ Ярле (NO)

E21B19/20 - комбинированная подача со стеллажа и соединение, например автоматически

Владельцы патента RU 2544198:

ВЕСТ ДРИЛЛИНГ ПРОДАКТС АС (NO)

Изобретение относится к устройству для вертикального направленного перемещения инструмента, предназначенному для установки на полу буровой установки. Устройство для направленного перемещения инструмента содержит буровой агрегат, который выходит из основания бурового агрегата, опирающегося на пол буровой установки с возможностью поворота вокруг первой вертикальной оси. Буровой агрегат содержит вертикальную направляющую инструмента, расположенную на расстоянии от первой вертикальной оси. Поворот бурового агрегата вокруг первой вертикальной оси образует горизонтальный рабочий сектор первого инструмента, а вертикальная проекция указанного рабочего сектора касается или пересекает центральную ось сквозного отверстия в полу буровой установки. Буровой агрегат установлен на основании с возможностью поворота вокруг второй вертикальной оси, которая в горизонтальном направлении удалена от первой вертикальной оси. При этом на полу буровой установки установлен второй буровой агрегат, содержащий второй инструмент. Горизонтальный рабочий сектор первого инструмента в вертикальной проекции, по меньшей мере, частично накладывается или касается вертикальной проекции горизонтального рабочего сектора второго инструмента. Изобретение обеспечивает повышение производительности и безопасности работ. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Область техники, к которой относится изобретение

Описано устройство для вертикального направленного перемещения инструмента, предназначенное для установки на полу буровой установки. Более конкретно, на полу буровой установки устанавливается по меньшей мере один буровой агрегат. При этом каждый буровой агрегат расположен на основании, которое опирается на пол буровой установки с возможностью поворота вокруг первой вертикальной оси и может перемещать инструмент в горизонтальном рабочем секторе, который в вертикальной проекции по меньшей мере касается или пересекает центральную ось сквозного отверстия, выполненного в полу буровой установки, и при этом каждый буровой агрегат снабжен вертикальной направляющей инструмента.

Уровень техники

При проведении поверхностных работ на скважинах для добычи углеводородов часто возникает необходимость попеременно использовать несколько различных инструментальных средств, установленных на полу или над полом буровой установки. Для инструментов, выполняющих вертикальные перемещения вдоль или вблизи скважины или центральной оси ее обсадной колонны, требуется особенно точное вертикальное перемещение и быстрое передвижение в сторону указанной центральной оси и в противоположном направлении. Пример такой работы имеет место во время установки или демонтажа колонны бурильных труб.

Оборудование, используемое для таких операций, часто подвешивается при помощи грузоподъемных операций на вышке или на соответствующих конструкциях, поднимающихся над полом буровой установки. Горизонтальное передвижение обычно производится путем перемещения подвешенного оборудования от центра вышки или при помощи грузоподъемных средств, в частности мостового крана. Нагрузка, подвешенная на тросах, во время грузоподъемных работ представляет собой опасность для персонала, находящегося на полу буровой установки, и, кроме того, всегда существует опасность раскачивания подвешенной нагрузки вследствие колебания вышки, влияния ветра или т.п.

Раскрытие изобретения

Задачей изобретения является устранение или уменьшение по крайней мере одного из недостатков известного уровня техники.

Эта задача решена в соответствии с приведенным ниже описанием и прилагаемой формулой изобретения.

Изобретение обеспечивает устройство для вертикального направленного перемещения инструмента для пола буровой установки, при этом каждый из одного или более буровых агрегатов снабжен вертикальными направляющими для инструмента, в частности скользящими направляющими с гидравлическим цилиндром, винтом или зубчатой рейкой механизма подачи, выступающим из его собственного основания, установленного на полу буровой установки, и при этом каждое основание может поворачиваться вокруг вертикальной оси. Направляющая инструмента установлена на расстоянии от оси поворота основания. Расстояния от осей вращения и направляющей инструмента до соответствующей оси поворота предусмотрены такими, чтобы вертикальная проекция сектора горизонтального перемещения каждого инструмента по меньшей мере касалась точки на полу буровой установки, представленной, например, центром сквозного отверстия в полу буровой установки. При этом каждый инструмент можно перемещать в горизонтальном направлении к отдельному или групповому захвату на колонне труб, проходящей вертикально через указанное отверстие в полу буровой установки, например, в виде колонны бурильных труб или колонны обсадных труб, связанной со скважиной. Благодаря наличию поворотной опоры буровых агрегатов на полу буровой установки инструменты можно поворачивать в сторону от центральной оси указанных буровых агрегатов, проходящей сквозь пол, для вертикального перемещения после другого инструмента, захватывающего колонну труб, для нового захвата выше или ниже другого инструмента. В одном варианте осуществления изобретения инструмент можно также перемещать радиально относительно вертикальной оси вращения бурового агрегата. В другом варианте осуществления изобретения буровой агрегат можно поворачивать вокруг второй вертикальной оси, находящейся на расстоянии от оси поворота основания бурового агрегата.

Более конкретно, изобретение относится к устройству для вертикального направленного перемещения инструмента, предназначенному для установки на полу буровой установки, которое отличается тем, что на полу буровой установки установлен по меньшей мере один буровой агрегат, при этом каждый буровой агрегат установлен на основании бурового агрегата, которое опирается на пол буровой установки с возможностью поворота вокруг первой вертикальной оси и обеспечивает перемещение инструмента в горизонтальном рабочем секторе, который в вертикальной проекции по меньшей мере касается или пересекает центральную ось, проходящую через сквозное отверстие в полу буровой установки, и при этом каждый буровой агрегат снабжен вертикальной направляющей инструмента.

На полу буровой установки могут быть установлены по меньшей мере два буровых агрегата, при этом горизонтальный рабочий сектор инструмента каждого бурового агрегата в вертикальной проекции по меньшей мере частично накладывается или касается рабочего сектора инструмента одного или нескольких других буровых агрегатов. При этом все инструменты могут независимо друг от друга выполнять работу с колонной труб, проходящей вниз или в направлении подземного резервуара, буровой скважины или т.п.

Инструменты могут быть установлены с возможностью радиального перемещения относительно оси поворота основания бурового агрегата. При этом инструменты имеют несколько степеней свободы и могут выполнять более широкий спектр работ как за пределами центральной оси сквозного отверстия в полу буровой установки, так и перпендикулярно ей.

Буровой агрегат может быть установлен на основании бурового агрегата с возможностью поворота вокруг второй вертикальной оси. При этом увеличивается гибкость маневрирования инструментов.

Инструменты могут относиться к группе, включающей вращающиеся инструменты, ударные инструменты, инструменты фиксации и инструменты, создающие давление текучей среды. Таким образом, изобретение можно использовать во множестве различных комбинаций технологических операций.

Краткое описание чертежей

Ниже приведено описание примера предпочтительного варианта осуществления изобретения со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых представлены:

фиг.1 - общий вид в перспективе первого варианта осуществления изобретения, содержащего два буровых агрегата, установленных с возможностью поворота относительно отверстия в полу буровой установки;

фиг.2 - общий вид в перспективе второго варианта осуществления изобретения, содержащего три буровых агрегата, установленных с возможностью поворота относительно отверстия в полу буровой установки; и

фиг.3 - вид сверху варианта осуществления изобретения с фигуры 2 с изображением рабочих секторов инструментов.

Осуществление изобретения

На чертежах ссылочным номером 1 обозначен пол буровой установки, на котором установлены первый и второй буровой агрегат 2а, 2b (см. фиг.1) или альтернативно первый, второй и третий буровой агрегат 2а, 2b', 2с (см. фиг.2 и 3).

В полу 1 буровой установки, по существу, известным способом, выполнено по меньшей мере одно отверстие 11, предназначенное для сквозного вывода труб и инструментов, например, для выполнения работ в буровой скважине в месторождении углеводородов. Отверстие 11 в полу буровой установки имеет центральную ось С.

Буровые агрегаты 2а, 2b, 2b', 2с установлены на основании 21 бурового агрегата, выполненного в виде поворотной площадки 211. Поворотная площадка 211 может поворачиваться вокруг первой вертикальной оси А и снабжена первым поворотным приводом 212, который может поворачивать поворотную площадку по меньшей мере в секторе Sa, Sb, Sc, соответственно, см. фигуру 3.

Первый и второй буровые агрегаты 2а, 2b на фигуре 1 и первый и третий буровые агрегаты 2а, 2с на фигуре 2 жестко соединяются с поворотной площадкой 211.

Альтернативно этому второй буровой агрегат 2b' согласно фигуре 2 установлен на поворотной площадке, которая может поворачиваться вокруг второй вертикальной оси В. Поворот бурового агрегата 2b' обеспечивается вторым поворотным приводом 26, который может поворачивать буровой агрегат 2b', по меньшей мере, в секторе Sb' (см. фигуру 3).

Буровые агрегаты 2а, 2b, 2b', 2с снабжены направляющей 22 инструмента, в которую входит инструмент 24а, 24b, 24с соответственно. Инструменты 24а, 24b, 24с могут перемещаться вдоль направляющей 22 инструмента при вертикальном перемещении относительно пола 1 буровой установки. Каждый инструмент 24а, 24b, 24с соединяется с вертикальным приводом 23, который может перемещать инструменты 24а, 24b, 24с по направляющей 22 инструмента, а также удерживать инструменты 24а, 24b, 24с в заданной позиции.

Третий инструмент 24с (см. фигуру 2) снабжен горизонтальным приводом 25, который может перемещать инструмент 24с в горизонтальном направлении относительно бурового агрегата, при этом инструмент 24с установлен на горизонтальных направляющих 27.

При выполнении технологических операций, во время которых взаимодействуют два или более инструментов 24а, 24b, 24с, в частности, во время сборки или демонтажа колонны труб, один из инструментов 24а, 24b, 24с необходимо подводить после одного или двух других инструментов 24а, 24b, 24с для выполнения новой операции на другой части указанной колонны труб. При этом поддерживается функционирование активных инструментов 24а, 24b, 24с и обеспечивается высокая степень точности и стабильности для всех инструментов 24а, 24b, 24с во всех позициях на соответствующих буровых агрегатах 2а, 2b, 2b', 2с. Устройство согласно изобретению является особенно предпочтительным, если операции выполняются или должны выполняться непрерывно, в частности, при сборке или разборке длинной колонны труб, например морских трубопроводов, соединяющих надводную установку с глубоководной скважиной, и колонны бурильных труб, используемой в глубоководных или в горизонтальных скважинах.

1. Устройство для направленного перемещения инструмента, устанавливаемое на полу (1) буровой установки, содержащее по меньшей мере один буровой агрегат (2b′), который выходит из основания (21) бурового агрегата, опирающегося на пол (1) буровой установки с возможностью поворота вокруг первой вертикальной оси (А), при этом по меньшей мере один буровой агрегат (2b′) содержит вертикальную направляющую (22) инструмента, расположенную на расстоянии от первой вертикальной оси (А), при этом поворот бурового агрегата (2b′) вокруг первой вертикальной оси (А) образует горизонтальный рабочий сектор (Sb) первого инструмента (24b), а вертикальная проекция указанного рабочего сектора (Sa) по меньшей мере касается или пересекает центральную ось (С) сквозного отверстия (11) в полу буровой установки, отличающееся тем, что по меньшей мере один буровой агрегат (2b′) установлен на основании (21) бурового агрегата с возможностью поворота вокруг второй вертикальной оси (В), которая в горизонтальном направлении удалена от первой вертикальной оси (А), при этом на полу (1) буровой установки установлен второй буровой агрегат (2а, 2с), содержащий второй инструмент (24а, 24с), при этом горизонтальный рабочий сектор (Sb) первого инструмента (24b) в вертикальной проекции по меньшей мере частично накладывается или касается вертикальной проекции горизонтального рабочего сектора (Sa, Sc) второго инструмента (24а, 24с).

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что инструменты (24а, 24b, 24с) установлены с возможностью радиального перемещения относительно оси (А, В) поворота основания (21) бурового агрегата.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что инструменты (24а, 24b, 24с) относятся к группе, которая включает вращающиеся инструменты, ударные инструменты, инструменты фиксации и инструменты, создающие давление текучей среды.

Способ подсчета множества сегментов труб на скважине // 2341641

Изобретение относится к способу подсчета сегментов труб на скважине. .

Устройство для смены бурильного элемента в установке бурения скального грунта // 2240419

Изобретение относится к буровой технике, а именно к устройству, предназначенному для смены бурильного элемента в установке бурения скального грунта. .

Буровая установка // 1393900

Кассета буросбоечной машины // 960428

Утройство для передачи телеметрической информации с крюка талевого блока или автоматического элеватора на пост бурильщика // 275930

Способ взаимного соединения буровой штанги с бурильной колонной посредством резьбового соединения, система погрузки-разгрузки штанги и буровая установка // 2625666

Группа изобретений относится к способу взаимного соединения буровой штанги с бурильной колонной посредством резьбового соединения, к системе погрузки-разгрузки штанги и к адаптированному узлу буровой установки, содержащему указанную систему. Технический результат заключается в автоматическом и надежном нахождении входа резьбы при соединении буровых штанг. В способе соединения буровой штанги с бурильной колонной выравнивают в осевом направлении буровую штангу с бурильной колонной, осуществляют вращение буровой штанги и бурильной колонны по отношению друг к другу в направлении вращения разъединения резьбового соединения, определяют угловое положение буровой штанги, когда концы резьбы штанги и бурильной колонны скользят друг по другу, останавливают упомянутое вращение в течение заданного периода определения углового положения и осуществляют вращение буровой штанги и бурильной колонны относительно друг друга в направлении зацепления для соединения резьбовым соединением. Система погрузки-разгрузки штанги содержит подвижную руку со средством захвата, средство для вращения буровой штанги и бурильной колонны по отношению друг к другу вокруг их продольной оси в направлении разъединения резьбового соединения и средство для обнаружения углового положения буровой штанги, при котором концы резьбы буровой штанги и буровой колонны скользят друг по другу. 3 н. и 14 з.п. ф-лы, 7 ил.

Устройство для манипулирования штангами буровой установки // 2636334

Группа изобретений относится к устройству и автоматизированному узлу для манипулирования буровыми штангами, а также к буровой установке и способу подачи штанг к и от бурильной колонны. Технический результат заключается в надежном и быстром перемещении штанг и обеспечении точного осевого центрирования при соединении штанг. Устройство для манипулирования буровыми штангами содержит зажимной узел, установленный с возможностью поворотного и осевого перемещения в направлениях x, y и z во время транспортировки штанги. Зажимной узел содержит: штангозахваты для вхождения в контакт и удерживания первой штанги, которая должна быть перемещена к буровой установке; транспортер для перемещения зажимного узла из положения сбора штанг в положение соединения штанг на буровой установке, так что в упомянутом положении соединения штанг первая штанга аксиально центрируется с бурильной колонной; центрирующий инструмент, закрепленный на зажимном узле посредством удлиненного соединителя. Упомянутый центрирующий инструмент содержит пару центрирующих кулачков. По меньшей мере один из упомянутых кулачков выполнен с возможностью перемещения, чтобы позволять кулачкам размыкаться и замыкаться вокруг первой штанги. Часть упомянутых кулачков в замкнутом состоянии образует соединительный участок и направляющую горловину, выступающую радиально наружу из одного конца части соединительного участка, для направления осевого центрирования соединительного участка относительно второй штанги, образующей конец бурильной колонны, чтобы обеспечить центрированное соединение первой и второй штанг в пределах соединительного участка. Зажимной узел содержит опорную раму, установленную на транспортере, и салазки, перемещаемые в осевом направлении относительно опорной рамы. 4 н. и 11 з.п. ф-лы, 10 ил.

Способ разъединения бурильной колонны в буровой установке // 2640620

Группа изобретений относится к способу отсоединения концевой штанги от бурильной колонны и к устройству для манипулирования буровыми штангами. Технический результат заключается в эффективном и надежном отсоединении штанг бурильной колонны. Способ отсоединения концевой штанги от бурильной колонны включает вращение концевой штанги относительно остальной бурильной колонны в направлении расцепления резьбового соединения для частичного отсоединения концевой штанги от бурильной колонны и приведение зажимного узла в зацепление с частично отсоединенной концевой штангой. Зажимной узел содержит раму и салазки, подвешенные на раме с возможностью осевого скольжения относительно рамы. Салазки содержат штангозахваты для захвата и удерживания концевой штанги. Осуществляют осевое смещение салазок на раме посредством по меньшей мере одного элемента смещения, чтобы оказывать сопротивление осевому перемещению салазок вперед или назад относительно рамы. Дополнительно вращают концевую штангу в направлении расцепления посредством штангозахватов для дополнительного отсоединения концевой штанги от бурильной колонны и осуществляют контроль относительного осевого положения салазок на раме с использованием по меньшей мере одного датчика для определения расцепления резьбового соединения и отделения штанги от бурильной колонны через осевое смещение салазок и концевой штанги относительно рамы. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 8 ил.

Установка для проведения спуско-подъемных операций в скважинах с наклонным устьем // 2641677

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к механизмам для проведения спуско-подъемных операций в скважинах с наклонным устьем. Установка включает подвижное шасси с рамой, на которой установлена с возможностью подъема одним или несколькими гидродомкратами одного конца мачта, оснащенная поворотным рычагом и выполненная с возможностью направления труб в наклонное устье скважины, стойку мачты для механической фиксации мачты под углом, талевый механизм с кронблоком и блоком для подъема труб на мачту, лебедку тяговую для подъема труб по мачте из скважины, узел опорной балки винтового домкрата мачты, предназначенный для ориентации мачты относительно устья скважины, опорные аппарели установки у скважины под шасси и аутригеры, соединенные с рамой и выполненные с возможностью опоры на аппарели и подъема рамы с шасси с фиксацией в рабочем положении. При этом рама выполнена сборной, состоящей из неподвижной и подвижной частей относительно шасси. Причем подвижная часть рамы, на которой установлены основание мачты и гидродомкраты, установлена на неподвижную с возможностью ограниченного продольного перемещения при помощи домкратов, соединяющих части рамы. При этом неподвижная часть рамы соединена с задними и передними аутригерами через выдвижную балку с возможностью ограниченного поперечного перемещения при помощи боковых домкратов, соединяющих выдвижную балку и неподвижную часть рамы. Причем мачта для силового опускания колонны труб в скважину дополнительно оснащена одной или несколькими лебедками, нижняя опора которых размещена на неподвижной части рамы, а свободный конец оснащен механизмом захвата верхнего конца опускаемой в скважину колонны трубы. При этом каждый аутригер изготовлен из сочетания гидравлического и механического подъемника для фиксации неподвижной части рамы на необходимой высоте относительно опорных аппарелей. Технический результат заключается в повышении эффективности установки. 3 ил.