Устройство для хранения и автоматической манипуляции буровыми штангами и соответствующая буровая установка

Группа изобретений относится к устройствам для хранения и автоматической манипуляции буровыми штангами и буровым установкам, содержащим указанное устройство. Технический результат заключается в оптимальном извлечении буровых штанг из карусельного накопителя. Устройство для хранения и автоматической манипуляции буровыми штангами содержит карусельный накопитель для контейнеров с буровыми штангами и устройство манипуляции штангами, расположенное на буровой установке и содержащее манипуляционную консоль для перемещения указанных буровых штанг из указанного карусельного накопителя, причем карусельный накопитель определяет замкнутый контур, по которому расположены указанные контейнеры с буровыми штангами, и содержит внутреннюю конструкцию, поддерживающую указанные контейнеры, при этом контейнеры выполнены с возможностью перемещения и поворота по указанному замкнутому контуру относительно указанной внутренней конструкции. Указанный замкнутый контур имеет длину, равную по меньшей мере расстоянию между парой смежных буровых скважин, в которые вставляются указанные буровые штанги. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 13 ил.

 

Данное изобретение относится к области манипуляционного устройства для буровых штанг и дополнительных устройств, обеспечивающих бурение с земной поверхности. Более подробно, данное изобретение относится к устройству для хранения и манипуляции буровыми штангами. Данное изобретение также относится к буровой установке, связанной с вышеупомянутым устройством.

Устройство для хранения и манипуляции буровыми штангами известно из Европейского патентного документа EP 1158136, техническое решение которого заключается в расположении контейнеров для хранения буровых штанг радиально в форме дуги или полукруга.

Однако предложенное в этом документе EP 1158136 устройство имеет несколько недостатков.

Во-первых, количество контейнеров для буровых штанг и их вместимость ограничены полукруглым расположением, по существу в этом случае каждый сектор из контейнеров расположен в радиальном направлении, при этом все поперечные оси самих контейнеров проходят через центр поворота автоматической манипуляционной консоли, поэтому, если количество буровых штанг, находящихся в хранилище необходимо увеличить, то размер полукруга придется увеличить.

Однако увеличение размера полукруга не может быть выполнено произвольно, так как при его увеличении также необходимо увеличить горизонтальное продвижение манипуляционной консоли, которая вынимает буровые штанги из контейнеров и помещает буровые штанги в контейнеры. Это ограничение обусловлено определенной длиной консоли, при которой после полного выдвижения консоли до буровых штанг, находящихся в контейнере хранилища, она будет соударяться с контейнером, расположенным в диаметрально противоположном направлении.

Кроме того, из патента США №6763898 известна подъемная система для бурового судна и для использования на суше, содержащая множество подъемных механизмов. Указанная система содержит мачту, имеющую верхнюю часть и основание, присоединенное к буровому судну, первое и второе подъемное устройство у верхней части указанной мачты, подъемную систему с первым подъемным устройством, расположенным на первой монтажной линии и манипулирующим первой бурильной колонной, и вторым подъемным устройством, расположенным на второй монтажной линии и манипулирующим второй бурильной колонной, причем оба подъемных устройства перемещают колонны в продольном направлении мачты, и множество тросов и лебедок, расположенных в полой конструкции для манипуляции положением первого и второго подъемных устройств относительно мачты, так что первая и вторая монтажные линии являются доступными снаружи указанной мачты.

Во-вторых, при расположении контейнеров перед буровой установкой требуется свободное пространство перед скважиной, в которую вводят буровые штанги. Такое расположение является невозможным, если указанное устройство используют для работы на выровненных скважинах (так называемых кустовых скважинах), расположенных близко друг к другу.

Таким образом, целью данного изобретения является создание устройства для хранения и автоматической манипуляции буровыми штангами для буровой установки, не имеющего вышеупомянутых недостатков.

Кроме того, цель данного изобретения заключается в создании буровой установки, не имеющей вышеупомянутых недостатков и содержащей устройство для хранения и автоматической манипуляции буровыми штангами в соответствии сданным изобретением.

В соответствии с данным изобретением устройство для хранения и автоматической манипуляции буровыми штангами выполнено в соответствии с первым пунктом формулы изобретения.

Также, в соответствии с данным изобретением, буровая установка, содержащая устройство для хранения и автоматической манипуляции буровыми штангами в соответствии с данным изобретением, выполнена в соответствии с пунктом 11 формулы изобретения.

Далее приведено описание данного изобретения со ссылкой на прилагаемые чертежи, иллюстрирующие неограничительный пример варианта выполнения, на которых

фиг.1 показывает вид сбоку устройства для хранения и автоматической манипуляции буровыми штангами по первому варианту выполнения в соответствии сданным изобретением,

фиг.2 показывает вид в аксонометрии карусельного накопителя для буровых штанг в соответствии с данным изобретением,

фиг.3 показывает вид сверху части карусельного накопителя, изображенного на фиг.2,

фиг.4 показывает вид сверху центральной конструкции карусельного накопителя, изображенного на фиг.2,

фиг.5 показывает вид сбоку центральной конструкции, изображенной на фиг.4,

фиг.6 показывает приводную цепь и соответствующие зубчатые колеса карусельного накопителя, изображенного на фиг.1,

фиг.7 показывает контейнер, содержащий буровые штанги, и его манипуляционный держатель в соответствии сданным изобретением,

фиг.8 показывает подробный вид опорного держателя для контейнера, изображенного на фиг.7,

фиг.9 показывает систему безопасности для буровых штанг, загруженных в контейнер, изображенный на фиг.7,

фиг.10 показывает подробный вид консоли для манипуляции буровыми штангами в соответствии с данным изобретением,

фиг.11 и 12 показывают вид в аксонометрии второго варианта выполнения устройства для хранения и автоматической манипуляции буровыми штангами в соответствии с данным изобретением, соответственно, общий вид и подробный вид, в связи с буровой установкой, и

фиг.13 показывает подробный вид второго варианта выполнения манипуляционной системы для буровых штанг, представляющей собой часть устройства, являющегося целью данного изобретения.

Обратимся к фиг.1, где устройство для хранения и автоматической манипуляции буровыми штангами обозначено в целом номером 10.

Устройство 10 содержит карусельный накопитель 20 с контейнерами 30, содержащими буровые штанги 40, при этом карусельный накопитель 20 имеет основание, которое выполнено из элементов 21 (или платформ), расположенных в одной нижней концевой части, и отделяет карусельный накопитель от грунта.

Как показано детально на фиг.2 и 3, карусельный накопитель 20 также содержит внутреннюю металлическую конструкцию 22, которая при использовании проходит вертикально к грунту, то есть вдоль первой оси Z, при этом ее назначение заключается в обеспечении опоры для контейнеров 30.

Таким образом, карусельный накопитель 20 ограничивает замкнутый контур, вокруг которого в радиальном направлении расположены все контейнеры 30.

Как показано подробно на фиг.4, 5, 6, карусельный накопитель 20 также содержит передаточный механизм 23 для манипуляции содержащими буровые штанги 40 контейнерами 30, которые расположены уже не радиально по окружности, а размещены вдоль удлиненного тракта, определяя тем самым направление A максимального удлинения карусельного накопителя 20, имеющий две прямые стороны и две полукруглые концевые части, определяя также типичный тракт, ограниченный цепью 23a, приводимой в движение парой противоположных зубчатых колес 23b, 23c, установленных, соответственно, на левой и правой концевых частях 22s, 22d внутренней конструкции 22.

Элементы 21 представляют собой металлические конструкции, выполненные, соответственно, с размерами, облегчающими их транспортировку, и взаимно соединенные во время монтажа штифтами. Каждый элемент 21 расположен по меньшей мере на опорной балке 24, обеспечивающей систему перемещения скольжением (перемещение волоком), и опирающейся непосредственно на грунт, предварительно выровненный плитой из армированного бетона для обеспечения правильного функционирования собственно карусельного накопителя 20 и предотвращения перегрузок передаточного механизма 23.

С помощью выравнивания грунта армированным бетоном обеспечивают вертикальное расположение контейнеров 30 относительно грунта.

Внутренняя конструкция 22 опирается на базовые элементы 21, к которым она прикреплена болтами, и содержит центральный корпус, первую полукруглую головку, выполненную за одно целое с центральным корпусом, и, противоположную первой головке вторую полукруглую головку, выполненную с возможностью регулирования ее расстояния относительно центрального корпуса.

Как видно на фиг.6, передаточный механизм 23 содержит уже упомянутую приводную цепь 23a, взаимодействующую с соответствующими первым и вторым зубчатыми колесами 23b, 23c, установленными, соответственно, на первой и второй полукруглых головках внутренней конструкции 21, с расположением тем самым на конце оси наибольшего горизонтального удлинения собственно внутренней конструкции 21. Таким образом, оба зубчатых колеса 23b, 23c поворачиваются вокруг соответствующей оси, параллельной оси Z.

Несмотря на то, что цепь 23a может быть любого типа, предпочтительно эта цепь является роликовой цепью.

Кроме того, передаточный механизм 23 также может содержать вторую и третью цепи 23a, также расположенные с возможностью взаимодействия с зубчатыми колесами, установленными коаксиально относительно первого и второго зубчатых колес 23b, 23c, при этом конечное количество цепей будет зависеть от размера и веса, а также от количества контейнеров 30 с буровыми штангами 40.

Кроме того, в соответствии с указанными головками имеются мотор-редукторы 27, содержащие также электродвигатель, управляемый с помощью обратного преобразователя и редуктора, соединенного выходным валом с шестерней, которая в свою очередь взаимодействует с указанными зубчатыми колесами.

Как показано более подробно на фиг.7 и фиг.8 (подробное изображение держателя, показанного на фиг.7), вокруг центральной конструкции 21 расположены держатели 50, обеспечивающие опору контейнерам 30 с буровыми штангами 40. Каждый держатель 50 содержит

- элементы с плоским прямоугольным фланцем, используемые для взаимодействия по меньшей мере с одной из приводных цепей 23a, причем каждый из указанных элементов содержит задние выступы, каждый из которых вставлен в соответствующее звено цепи 23a,

направляющие ролики 52, поворачивающиеся вокруг оси, перпендикулярной оси Z, которые также взаимодействуют с конструкциями, жестко связанными с внутренней конструкцией 22 карусельного накопителя 20,

- соответствующую седлообразную опору или L-образную конструкцию 60, проходящую при использовании вдоль первого направления на большую высоту параллельно оси Z и имеющую основание 61, лежащее в плоскости, образованной парой осей, перпендикулярных собственно оси Z.

Седлообразная опора 60 обеспечивает крепеж контейнера 30, который предпочтительно, но не обязательно, разделен на два сектора, каждый из которых вмещает одинаковое количество буровых штанг 40. Если контейнер 30 может вмещать два или более рядов штанг, то эти ряды являются параллельными.

В соответствии с верхней частью каждого контейнера 30 выполнена пара предотвращающих падение устройств 70, в количестве, при котором в любом случае на каждый ряд буровых штанг приходится по одному указанному устройству.

Каждое предотвращающее падение устройство содержит рычаг 71, поворачивающийся вокруг горизонтальной оси и содержащий противовес, который в соответствии с одним первым концом содержит ролик, имеющий ширину, равную диаметру буровых штанг 40.

Указанное предотвращающее падение устройство имеет первое рабочее положение и второе рабочее положение, и путем поворота рычага 71 можно поочередно устанавливать предотвращающее падение устройство 70 в первое или второе рабочее положение.

Когда поворотный рычаг 71 находится в первом рабочем положении (на первой высоте), извлечение штанг возможно, и наоборот, когда он находится во втором рабочем положении (на второй высоте, которая ниже первой), рычаг препятствует извлечению буровых штанг 40 из контейнера 30.

Когда держатель 50 и, соответственно, контейнеры для штанг перемещаются в результате работы передаточного механизма 23, все поворотные рычаги 71 находятся во втором рабочем положении, с другой стороны, когда один из контейнеров 30 занимает позицию, соответствующую месту извлечения или хранения буровых штанг 40, в котором расположено манипуляционное устройство 100, рассмотренное более подробно далее, то гидравлическая открывающая система 80 обеспечивает открытие поворотного рычага 71 путем его расположения на первой высоте для обеспечения выхода буровых штанг 40 из соответствующего контейнера 30.

Следует уточнить, что на фиг.2 все предотвращающие падение устройства 70 расположены в первой рабочей конфигурации только для иллюстрации, но такое состояние функционально невыполнимо.

Более подробно, как показано на фиг.9, открывающая система 80 содержит стержень 81, расположенный вдоль оси, параллельной оси Z, который удерживается в этом положении с помощью верхних создающих напряжение опор 82.

На верхней части стержня 81 расположена крюкообразная конструкция 83, обеспечивающая разъемное соединение с частью рычага 71 с последующим переключением между первым и вторым рабочими положениями.

Устройство 10 для хранения и автоматической манипуляции буровыми штангами дополнительно содержит устройство 100 манипуляции штангами, показанное на фиг.1 и более подробно показанное на фиг.10, которое в его первом варианте выполнено следующим образом.

Устройство 100 манипуляции штангами содержит

опорную решетчатую башню 110, расположенную на буровой установке, имеющую опорную площадку, снабженную вращающимися пятью колесами, обеспечивающими поворот манипуляционной консоли 101, содержащей выдвижной пантограф, вокруг оси, параллельной оси Z,

пару направляющих 111, расположенных в решетчатой башне 110,

салазки 120, выполненные с возможностью перемещения по указанным направляющим параллельно оси Z для вертикального скольжения всей манипуляционной консоли 101,

механизм для подъема и спуска указанных салазок,

клещевой захватный узел 104, связанный с консолью пантографа и расположенный точно в соответствии с одним наружным концом.

Устройство 10, являющееся целью данного изобретения, в первом варианте выполнения может быть установлено на буровой установке, такой, как установка, показанная на фиг.1, при этом отсутствуют ограничения пространства перед буровой скважиной 500, таким образом, для такой буровой установки назначение указанного устройства заключается в увеличении количества буровых штанг 40, хранящихся в карусельном накопителе 20, с одновременным поддержанием надлежащей скорости в цикле извлечения штанг из контейнеров 30 до введения в устье 500 скважины и, равным образом, в цикле извлечения указанных штанг из скважины в контейнеры 30.

Буровая установка известного типа, показанная на фиг.1, снабжена мачтой или телескопическим валом 510, вдоль которого скользят салазки, содержащие выдвигающийся в горизонтальном направлении пантограф, буровая установка также содержит головку 520, выполненную с возможностью перемещения перпендикулярно оси Z так, чтобы переменно располагаться между устьем скважины 500 и вспомогательной скважиной 530, распложенной параллельно скважине 500. Вспомогательная скважина 530 известна в области техники как шурф, при этом на ней расположены гидравлические тиски 540 для удержания буровой штанги 40 на заданной высоте относительно грунта.

Буровая установка также снабжена приводным трубным ключом, назначение которого заключается в обеспечении завинчивания или отвинчивания буровых штанг 40, расположенных в рабочем положении в скважине 500.

В этой буровой установке устройство 100 манипуляции штангами расположено перед вспомогательной скважиной 530, при этом ось его консоли совпадает с продольной осью буровой установки.

Карусельный накопитель 20 с контейнерами 30, содержащими буровые штанги 40, может быть расположен параллельно продольной оси буровой установки или перпендикулярно к ней.

При эксплуатации цикл извлечения буровой штанги 40 из контейнера 30 выполняют следующим образом.

На первом этапе карусельный накопитель 20 является неподвижным, при этом один из секторов контейнера 30 с буровыми штангами 40 расположен точно в соответствии с устройством 100 манипуляции штангами.

На втором этапе манипуляционная консоль 101 расположена точно по оси с рядом буровых штанг 40, хранящихся в контейнере 30.

На третьем этапе манипуляционная консоль 101 выдвигается до тех пор, пока захватные клещи не войдут в контакт со штангой.

На четвертом этапе клещи смыкаются, и салазки 102, к которым прикреплена указанная консоль, совершают короткий подъем параллельно оси Z для отсоединения буровой штанги 40 от опорной плоскости.

На пятом этапе консоль втягивают, и она совершает поворот (предпочтительно на 90° или 180°) в соответствии с расположением контейнеров 30 и выравнивается со вспомогательной скважиной 530.

На шестом этапе указанную консоль выдвигают до тех пор, пока буровая штанга 40 не займет положение на вертикальной оси шурфа.

На седьмом этапе указанные салазки манипуляционной консоли 101 опускают для введения указанной штанги в отверстие вспомогательной скважины 530. Конечное положение указанной штанги обеспечивает выступание верхнего замкового соединения от плоскости пробного бурения на заданную высоту (только в качестве неограничительного примера на 1,5 м).

На восьмом этапе автоматическая последовательность операций, выполняемая ПЛК, закрывает гидравлические тиски 540, которые были открыты. Буровая штанга 40 подвешена над вспомогательной скважиной 530, клещи манипуляционной консоли открываются, и консоль втягивается. На этой стадии она поворачивается до тех пор, пока не достигнет места извлечения, готовая для извлечения другой буровой штанги 40. Одновременно выполняют установку головки 520 на вспомогательную скважину 530 с последующим ее опусканием до тех пор, пока резьбовой конец не завинтится на штанге, находящейся в вспомогательной скважине 530.

На девятом этапе оператор открывает тиски 540 вспомогательной скважины 530 и начинает поднимать указанную головку, к которой теперь подвешена штанга, извлекаемая из шурфа. В конечном счете, он выполняет маневр по втягиванию пантографа манипуляционной консоли 101 и подводит головку 520 и штангу к оси, совпадающей с центром разрабатываемой скважины 500.

На десятом этапе выполняют соединение буровой штанги 40, извлеченной из вспомогательной скважины 530, с батарей буровых штанг 550, подвешенных в центре указанной скважины. Необходимый для указанного соединения момент затяжки обеспечивают приводным трубным ключом. На этом этапе оператор поднимает автоматические зажимные клинья указанной штанги и подвешивает всю батарею из штанг на головке 520.

На одиннадцатом этапе выполняют спуск в скважину 500. И снова спуск прекращают, когда верхнее замковое соединение указанной штанги выступает от плоскости пробного бурения на заданную высоту (только в качестве неограничительного примера на 1,5 м). Таким образом, автоматизированные клинья будут немедленно вставлены для поддержания указанной батареи, укомплектованной бурильными штангами. Теперь головка 520 готова для другого рабочего цикла.

Цикл извлечения буровых штанг из скважины 520 для их последующего хранения в контейнерах выполняют точно в последовательности, обратной вышеописанной.

Предложенное манипуляционное устройство 100 может быть установлено также на буровых установках другого типа.

В частности, второй вариант выполнения буровой установки, показанный на фиг.11, отличается от предыдущего варианта наличием нескольких последовательно разрабатываемых скважин 500 (или кустовых скважин), что накладывает некоторые ограничения на реализацию собственно установки и соответствующего устройства 10 для хранения и автоматической манипуляции буровыми штангами, являющегося целью данного изобретения.

В частности, буровая установка, показанная на фиг.11, именно из-за наличия нескольких расположенных последовательно буровых скважин 500 не может больше использовать пространство перед вспомогательной скважиной 530 или шурфом, как прежде.

В частности, второй вариант выполнения указанной установки, являющейся целью данного изобретения, может использоваться в скважинах для извлечения жидких сред геотермального типа. В этом случае над каждой из разрабатываемых скважин 500 установлено устройство 560 устья скважины с клапанами подачи, габаритные размеры которых могут мешать буровой установке обычного типа. По этой причине второй вариант выполнения буровой установки должен быть, прежде всего, поднят выше существующих габаритов «оборудования устья скважины» (клапанных транспортирующих систем для жидких сред или газов). В этом случае буровую установку необходимо последовательно перемещать на скважину 500, которую она должна обработать, а затем необходимо ее переместить с одной скважины на другую.

С учетом вышеизложенного второй вариант выполнения указанной установки, являющейся целью данного изобретения, содержит вспомогательную конструкцию, характеризующуюся

базовыми элементами, расположенными продольно на сторонах скважин 500,

по меньшей мере двумя поперечными подъемными траверсами базовой установки,

четырьмя башнями, каждая из которых имеет подъемный телескопический цилиндр.

Во время этапа монтажа буровую установку, являющуюся целью данного изобретения, сначала поднимают на высоту с помощью передней и задней поперечных траверс и телескопических цилиндров.

Затем механически закрепляют эти поперечные траверсы болтами и после этого выполняют завершающее выравнивание для обеспечения точного вертикального расположения мачты 510.

В этом случае в грунте больше не выполняют вспомогательную скважину 530, вместо этого между скважинами предусмотрено содержащее штанги устройство 531. В этом случае буровая штанга 40, извлеченная из контейнера 30, может быть опущена до уровня грунта, однако, она больше не может быть вставлена в собственно грунт.

Во втором варианте выполнения карусельный накопитель 20 для контейнеров расположен параллельно продольной оси указанной установки, при этом он расположен так, чтобы обеспечивать его использование для извлечения/хранения штанг по меньшей мере на двух скважинах 500. Когда указанная установка переходит на последующую скважину 500, то она изменяет расположение места извлечения/хранения, то есть она изменяет контейнер 30, из которого извлекают буровую штангу 40, однако, при этом положение самого карусельного накопителя не изменяется. Поэтому, тракт, определяемый карусельным накопителем 20 с контейнерами 30, должен быть достаточно длинным, чтобы обеспечить извлечение буровых штанг по меньшей мере из двух различных мест (и, следовательно, между двумя различными рядами контейнера 30, или между двумя или более различными контейнерами 30) без манипуляции с самим карусельным накопителем 20, когда буровую установку перемещают от одной скважины к другой.

Манипуляционное устройство 100 расположено около содержащего штанги устройства 531. Его консоль 101 может выполнять широкий поворот, превышающий плоский угол (>180°), начиная от нулевого положения, при котором ось В горизонтального выдвижения консоли 101 совпадает с первым контейнером 30 с буровыми штангами 40.

В отличие от вышеописанного варианта выполнения буровой установки в этом случае вертикальное перемещение, выполняемое буровой штангой 40 во время ее извлечения из контейнера 30 для размещения в устройстве 531, реализуется на меньшей длине. Следовательно, вследствие этого уменьшенного перемещения больше нет необходимости в наличии башни для подъема манипуляционного устройства 100, при этом манипуляционная консоль 101 просто заканчивается салазками 102, обеспечивающими вертикальное перемещение параллельно оси Z для извлечения буровой штанги 40.

На рабочем этапе извлечения и хранения стержней в устройстве 531 указанная консоль выполняет поворот для переноса буровой штанги 40, извлеченной из первого контейнера 30.

Обычный цикл извлечения буровой штанги 40 из контейнеров 30 до введения в скважину 500, включает следующие этапы.

На первом этапе карусельный накопитель 20 является неподвижным, при этом один из рядов контейнера 30 с буровыми штангами 40 расположен в соответствии с манипуляционной консолью 101.

На втором этапе манипуляционная консоль 101 расположена точно по оси с рядом хранимых буровых штанг.

На третьем этапе манипуляционная консоль 101 выдвигается до тех пор, пока захватные клещи не войдут в контакт со штангой 40.

На четвертом этапе трубные клещи закрываются и салазки, к которым прикреплены указанные клещи, совершают короткий подъем для отсоединения буровой штанги от опорной плоскости.

На пятом этапе манипуляционная консоль 101 втягивается и поворачивается для выравнивания с содержащим штанги устройством 531. Консоль двигается до тех пор, пока штанга не будет расположена на вертикальной оси устройства 531. Салазки клещей теперь опускаются для введения буровой штанги 40 в устройство 570 размещения штанг, расположенное на уровне грунта. Конечное положение буровой штанги обеспечивает состояние, при котором верхнее замковое соединение выступает от плоскости пробного бурения на заданную высоту.

На шестом этапе автоматическая последовательность операций, выполняемая ПЛК, теперь обеспечивает смыкание тисков вспомогательной скважины 540. Штанга подвешена над устройством 531, клещи манипуляционной консоли 101 открываются, и консоль втягивается. Затем она поворачивается до тех пор, пока не достигнет места извлечения, готовая для извлечения другой буровой штанги 40.

На седьмом этапе головку 520 подводят к содержащему штанги устройству 531 и затем выполняют опускание до тех пор, пока резьбовой конец головки 520 не закрутится на штанге 40, находящейся в устройстве 531.

На восьмом этапе оператор открывает тиски вспомогательной скважины 540 и начинает поднимать указанную головку, к которой теперь подвешена штанга, извлеченная из устройства 531.

На девятом этапе, в конечном счете, выполняют маневр по втягиванию пантографа манипуляционной консоли, при этом головку 520 и штангу 40 подводят к оси центра скважины 500.

На десятом этапе выполняют соединение буровой штанги 40 с батарей буровых штанг 550, подвешенных в центре скважины 500. Необходимый для указанного соединения момент затяжки обеспечивают приводными трубными ключами. На этом этапе оператор поднимает автоматические зажимные клинья и затем подвешивает всю батарею штанг на головке 520. Затем выполняют опускание в скважину. Указанное опускание прекращают, когда верхнее замковое соединение указанной штанги выступает от плоскости пробного бурения на заданную высоту.

На одиннадцатом этапе автоматические клинья немедленно вставляют для поддержания всей батареи бурильных штанг 40. Теперь головка 520 готова для другого цикла работы.

В конце введения буровых штанг 40 в скважину 500, или когда необходимо переместиться на скважину 500, смежную с ранее обработанной скважиной, перемещается только буровая установка, тогда как карусельный накопитель 20 остается неподвижным.

Очевидно, что в случае увеличения числа скважин предложенное устройство 10 может быть перемещено.

Предпочтительно

если буровая установка перемещается от только что обработанной скважины 500 непосредственно к предыдущей или следующей скважине, то карусельный накопитель 20 для буровых штанг остается неподвижным,

если буровая установка перемещается от только что обработанной скважины 500 к скважине, расположенной на большем удалении, чем непосредственно предыдущая или следующая скважина, то теперь будут перемещать карусельный накопитель 20 параллельно самой установке.

Однако по существу карусельный накопитель 20 определяет замкнутый контур, по которому контейнеры 30 расположены с радиальным прохождением от указанного направления цепи 23a, имеющий большую длину, равную по меньшей мере расстоянию между парой смежных разрабатываемых буровых скважин 500.

Преимущества указанного устройства, рассматриваемого в данном документе, являются очевидными в свете приведенного описания. В частности, оно позволяет перемещать карусельный накопитель 20 с содержащими штанги контейнерами по некруговому контуру, который больше не ограничивается максимальным размером извлекающей штанги консоли, или манипуляционной консоли, внутри дуги окружности, как это происходило в предшествующем уровне техники. Не только карусельный накопитель может поворачиваться по заданному контуру, но также все устройство может перемещаться для обеспечения расположения контейнеров со штангами перед манипуляционной консолью, в частности, в случае, связанном с самодвижущимися буровыми установками, работающими с последовательностью буровых штанг.

На указанное устройство, рассмотренное в данном документе, может распространяться несколько вариантов, очевидных для специалистов в данной области техники, без отклонения от объема правовой охраны прилагаемой формулы изобретения.

1. Устройство (10) для хранения и автоматической манипуляции буровыми штангами, содержащее карусельный накопитель (20) для контейнеров (30) с буровыми штангами (40) и устройство (100) манипуляции штангами, расположенное на буровой установке и содержащее манипуляционную консоль (101) для перемещения указанных буровых штанг (40) из указанного карусельного накопителя (20), причем карусельный накопитель (20) определяет замкнутый контур, по которому расположены указанные контейнеры (30) с буровыми штангами (40), и содержит внутреннюю конструкцию (22), поддерживающую указанные контейнеры (30), при этом контейнеры (30) выполнены с возможностью перемещения и поворота по указанному замкнутому контуру относительно указанной внутренней конструкции (22), отличающееся тем, что указанный замкнутый контур имеет длину, равную по меньшей мере расстоянию между парой смежных буровых скважин (500), в которые вставляются указанные буровые штанги (40).

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что контейнеры (30) проходят в радиальном направлении относительно указанного контура.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно содержит передаточный механизм (23) для манипуляции контейнерами (30).

4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что передаточный механизм (23) содержит по меньшей мере цепь (23a) и пару зубчатых колес (23b, 23c), приводимых в действие по меньшей мере электродвигателем.

5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно содержит опорные держатели (50) для контейнеров (30), содержащие L-образную конструкцию для поддержания указанных контейнеров (30).

6. Устройство по п.4, отличающееся тем, что оно содержит опорные держатели (50) для контейнеров (30), содержащие L-образную конструкцию для поддержания указанных контейнеров (30), причем каждый держатель (50) взаимодействует по меньшей мере с одной из указанных цепей (23a).

7. Устройство по п.1, отличающееся тем, что карусельный накопитель (20) содержит предотвращающие падение устройства (70), предназначенные для предотвращения выпадения буровых штанг (40) из держателей, причем указанные предотвращающие падение устройства (70) выполнены в количестве, при котором на каждый из указанных контейнеров (30) приходится по меньшей мере одно указанное устройство.

8. Устройство по п.7, отличающееся тем, что каждый из указанных контейнеров (30) содержит несколько рядов буровых штанг (40), при этом предотвращающие падение устройства (70) выполнены в количестве, при котором на каждый ряд в каждом из указанных контейнеров (30) приходится одно указанное устройство.

9. Устройство по п.7 или 8, отличающееся тем, что указанное предотвращающее падение устройство (70) содержит поворотный рычаг (71), имеющий противовес и поворачивающийся вокруг горизонтальной оси, причем указанное предотвращающее падение устройство (70) имеет первое открытое положение и второе закрытое положение, при этом оно переходит из второго положения в первое положение с помощью открывающей системы (80), когда указанный контейнер (30) находится в соответствии с указанным манипуляционным устройством (100).

10. Буровая установка, содержащая устройство для хранения и автоматической манипуляции буровыми штангами по любому из предыдущих пунктов.

11. Буровая установка по п.10, отличающаяся тем, что она закреплена и имеет головку (520), закрепленную с возможностью скольжения на буровой мачте (510), причем головка выполнена с возможностью перемещения между первым положением с остановкой над разрабатываемой скважиной (500) и вторым положением с остановкой над вспомогательной скважиной (530), выполненной в грунте.

12. Буровая установка по п.10, отличающаяся тем, что она выполнена с возможностью перемещения относительно грунта и содержит головку (520), закрепленную с возможностью скольжения на буровой мачте (510), причем указанная головка (520) выполнена с возможностью перемещения между первым положением с подвешиванием над одной скважиной (500) из нескольких последовательно расположенных скважин и вторым положением с подвешиванием над устройством (531) ограничения буровой штанги (40), расположенным вне грунта.