Буровая вышка

111 69557 всЕСЬо.чляВ 1:, ":,",ОЯ и т на АфЦ Союз Советских Социалистических Республик(43) Опубликовано 30.10.79. Бюллетень40 (45) Дата опубликования описания 20.12.79 по делам изобретений и открытий(США) Иностранная фирма Байрон Джексон Инк,(США)(54) БУРОВАЯ ВЫШКА Изобретение относится к буровому оборудованию, в частности к буровым вышкам для бурения нефтяных и газовых скважин на море.Известна буровая вышка, включающая платформу, подъемное оборудование, мачту первой ступени и мачту второй ступени 111.Недостатком известиой буровой вышки является невозможность шарнирного поворота мачты первой ступени, что представляет определенные трудности при монтаже и демонтаже буровой вышки.Известна буровая вышка, включающая платформу, на которой шарнирно установлены мачта первой ступени со стопорным , механизмом для фиксации мачты в вертикальном положении, подъемное оборудование и мачта второй ступени 121.Недостатком известной буровой вышки являются большие затраты времени на ее монтаж. у Цель изобретения - упрощение монтажа буровой вышки.Указанная цель достигается за счет того, что мачта второй ступени шарнирно установлена на платформе с возможностью взаимодействия с мачтой первой ступени и снабжена дополнительным стопорным механизмом для фиксации-ее в вертикальномположении,На фиг. 1 показана буровая вышка,смонтированная на морской буровой платформе, общий вид; на фиг, 2 - буроваявышка в сложенном положении и подготовленная к подъему первая ступень мачты; на фиг. 3 -буровая вышка с мачтойпервой ступени в поднятом положении и1 О мачтой второй ступени в сложенном положении; на фиг, 4 - то же, узлы подготовлены для подъема, мачты второй ступени;на фиг. 5 - буровая вышка с мачтамипервой и второй ступени в поднятом поло 15 жении; на фиг, 6 - первая ступень мачтыв наклонном положеняи и узлы для ееподъема; на фиг, 7 - узлы для подъемамачты второй ступени; на фиг. 8 - разрез А - А на фиг. 5 (с удаленным узлом20 подъема); на фиг, 9 - разрез Б - Б нафиг. 5 (с удаленными узлами подъема);на фиг. 1 О - сочленение мачты первой ступени с мачтой второй ступени; на фиг. 11 -разрез В - В на фиг. 10.25 На бурильной платформе 1, плавающей на поверхности воды 2, на главной палубе 3 смонтированы помещения 4 и б, используемые для хранения материалов ЗО и укрытия персонала. Крышка 6 помещенп Харьк, фил. пред. Патент Заказ 1208/1526 Изд.656 Тираж 658НПО Поиск Госуда 1 ственного комитета СССР по делам изобре113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 Подписной и открыти"3 ния 4 имеет площадкудля"посй 7 ОГФ-веле" в,"-та" вертолета.Приподнятый пол 7 буровой вышкимонтируется на главной палубе 3 ина "не 1 м устайовлены лебедки 8, Пол также служит в качествеосновыи поддеряивает многоступенчатую вышку 9, которая- имеет мачту первой ступени 10 и мачту второй ступени 11. Трос 12 идет от лебедок черезкронблок 13, установленныййа "подкронблочной площадке 14 наверху мачты первой ступени 10; й затем на талевый блок.Нижние концы мачт первой 10 и второй11 ступеней поддерживаются конструкцией пола 7, причем верхний конец мачты первой ступени 10 укладывается на вертикальную опору 15, а верхний конец мачтывторой ступени 11 укладывается на опору 1 б.Запас бурильных труб 17 содержится встеллаже 18.А-образная рама 19 поддерживаетсяполом 7 и имеет две горизонтально"разнесенные вертикальные боковые рамы 20 и 21. Боковые рамы 20, 21 являются идентичными и имеют опорную поцеречину 22, передний подкос 23 и задний подкос 24, соедйненные своими концами. Между перед ним подкосом 23 и задним подкосом 24параллельно поперечине 22 крейятся" растяжка 25, а в углу приваривается косынка 2 б. Опорная поперечина 22 крепится к полу 7 буровой вышки.Между вершинаии боковых рам"20"и 2,приваривается горизонтальный вал 27, который предусматривает собой конструктивный элемент для А-образной рамы 19 и слу- " жйт также для поворотного " крепленияшкивов 28, 29 и 30, Втулки 31 крепятСя к валу 27 в положениях, обеспечивающих"-разнесение шкивов 2829 и 30 на валу 27,Таким образом, мачта первой ступени 10представляет собой - коиструкцйю-в виде фермы, имеющей четыре вертика-льных эле" 9"ентав ее соответственных четырех углах. Два из вертикальных элементов 32 и 33 расположены в передней части первой"стутгейй "а 1 остальнъте два элемента34-являются задними, Задние вертикальные элементы 34 имеют направлеййые вниз продолжения 35, загнутые- йод углом, обеспечивающим" согласование с достиже= =Моя прилеганияих к "передним подкосам23 А-образной рамы 19. Загнутые вниз продолжения 35 соединяются ссоответ" стВеннйми передними вертикальными элементами 32 и 33 в нижней части мачты первой ступени 10, а вместе "соединения снабжены косынками 3 б, Распорки 37 и раскосы 38 обесйечивают- дополнительную " " жесткость и прочность конструкции, К полу 7 крепятся две разнесенные в"бок 6 вом "направлении вертикальные скобы 39 и 40, принимающие нижние части 41 и 42 мачты первой ступени 10. Эти вижние части 41 и 42 закреплены в скобах 39 и 40 с помощью вращающихся штифтов 43 и 44, вокруг которых мачта первой ступени,0 может бытьповернута в вертикальное или горизонтальное положение.Мачта первой ступени 10 закрепляетсяв своем вертикальном положении на валу 27,имеющем два выступающих ушка 45 и 4 б,приваренных кнему, каждый вблизи торцавала 27. Взаимодействующие с ушками 4510 и 46 ушки 47 и 48 приварены к заднимвертикальным элементам 34. Каждая паравзаимодействующих ушек 4 б и 47 имеетстопорядий болт 49, проходящий через соосные,отверстия в ушках. Таким образом,15 когда болты 49 затягиваются, между противоположными ушками каждой пары обес-"печивается жесткое соединение, Когда бол ты 49 снимаются, мачта первой ступени 10освобождается для опускания в горизонтальное положение,Мачта второй ступени 11 также представляет собой конструкцию в виде фермы, имеющей четыре вертикальных элемента или стойки по своим углам. Две изэтих стоек 50 и 51 расположены в передней частиступени, а две другие стойки 52 - в задней, Каждая из переднихстоек имеет направленные вниз продолжения 53, и 54, направленные назад и приЗп крепленные к соответственным задним стойкам 52 в месте их нижнихконцов 55. Этинижние концы 55 снабжены косынками 5 бдля усиления соединений, Две разнесенныев боковых направлениях поворотные скобыз 5 57 прикреплены к полу 7 буровой, и поворотные штифты 58 пропущены через соос"1 ные отверстия в скобах 57, а нижние концы55"устанавливаются в скобах 57 с обеспечением поворота мачты второй ступени 1140 изопущенного в поднятое положение.Верхняя часть мачты второй ступени 11имеет горизонтальную раму, включающуюйойеречный элемент 59 и разнесенные боковые элементы бО, причем внутренние45 концы последйих размещаются между передними элементами 32 и 33 мачты первойступени 10 и вблизи них и прекреплены к- ним с помощью освобождаемых запирающих штифтов б 1. Поперечины 62 и подкосы50 б 3 проходят между стойками 50 и 51 мачты второй ступени 11 для жесткости ипрочности,Мачта йервой ступени 10 несет обордование для подъема инструмента, Это55 оборудование включает не только кронблок13, но и талевый блок б 4 с тросом 12, Узелподъемного крюка б 5 подвешиваепся наталевом блоке б 4 с помощью дужки бб иимеет крюк б 7 йа котором подвешиваетсяподнимаемый или опускаемый инструмент.Предусматривается также приспособле- .ние для"усгановки и направления талевогоблока б 4 и крюка б 5. В представленном варианте этб приспособление имеет карет ку б 8, вертйкально передвигающуюся по51двум параллельным направляющим" "рельсам 69. Два вертикально разнесенных параллельных.звена 70 шарнирно соединены с кареткой и талевым блоком, а третье параллельное звено 71 шарнирно крепится к каретке 68 и узлу крюка 65. Приводящие средства, например, известного типа в вйде цилиндро-поршневого устройства, один конец которого крепится к каретке 68, а другой, к талевому блоку 64, перемещают талевый блок 64 и узел подъемного крюка 65 из положения на центровой линии мачты первой ступени 10, которая является про- должением центровой линии скважины, в другое положение, смещенйое"по отношению к центровой линии назад; и селективно удерживаетталейый блок 64 и узел подъемного крюка 65 в любом из таких положений.Оборудование хранения и затаскивания труб мачты второй ступени 11 включает палец 72, промежуточный затаскивающий элемент 7 З и опору 74 на полу 7. Стеллажи труб укладываются вертикальнов стойке, причем их нижние конць 1 покоятся на опоре 74, верхние торцы вставляются в щели в пальце 72, а их средние, участки охватываются промежуточнымэлементом 7 З,Далее затаскивающее устройство включает верхний укладчик 75, промежуточный укладчик 76 и нижний укладчик 77. Верхний и нижний укладчики идентичны по"конструкции и работе и будет, описан только верхний укладчик. Верхний укладчик 75 имеет отходящую вбок удлиненную раму 78, смонтированную на передних стойках 50 и 51 мачты второй ступени 11. Эта рама 78 предусматривает в себе верхний н нижний параллельные направляющие рельсы 79 и 80, на которых монтируется каретка укладчика 81 для осуществления еепоперечного движения вдоль направляющихрельсов. Каретка укладчика 81 снабжена управляемым на расстоянии двигателем для"ее продвижения вдоль рельсов, Рычаг 82 может совершать возвратно-поступательные перемещения в трубчатой направляющей 8 З на каретке и устанавливаетсяв направляющей для осуществления возвратно-поступательного движения в мачту первой ступени 10 и из нее, Рычаг 82 передвигается в его трубчатой направляющей с помощью другого управляемого на расстоянии двигателя, На внутреннем торце рычага 82 монтируется головка 84, которая может быть выполнена в виде захвата для удержания верхнего конца буровой трубы и перемещения ее горизонтально с места на меСто в мачте первой ступени 10 при осуществлении боковых перемещений каретии укладчика 81 и перемещений рычага 82 внутрь и наружу.Промежуточный укладчик 76 аналогичен верхнему и нижнему укладчику по ис 6полнению направляющих рельсов, кареткй" " с ее трубчатой направляющей рычага укладчикгй двйж,зГет 5 ся Юозвратчто-поступа-тельно рычага укладчика. Однако внутренний конец рычага 82 снабжен вертикально распаложеннБтм"суйпортом головкй "и"н 1- правляющим"элйейтЬМ 85, на котором смонтирована для юсуществления веръикального перемещения-головка 86 промежуточ ного укладчика 76, Этот укладчик соединяется с помощью каната 87, который проходит вокруг"шкива 88, с гидравлическим цилиндро-поршнжьтм дв 1 игателем 89, который управляется на расстоянии с осуществ лением подъема иопускания головки промежуточного укладчика на" элементе 85.Головка промежуточного укладчика 76 имеет захват, который захватывает среднюючасть штабеля бурильных труб и, работая 20 совместно с верхним укладчиком 76, транспортирует трубу в положение на центровой линии мачты первой ступени 10 и положение в штабеле. Буровая труба можетиметь вертикальнйе"Йеремещейия"при вер-=" 25 тикальном движении головки 86 промежуточного уклйдчйка 76.Разворот мачты первой ступени 10между горизойайй 12 г=й вертййальнъ 11 Гположениями происходит следующим о бр аЗО зом,Лебедки 8 снабжены обычным мощнымканатным барабаном 90 для подъемного" троса 12, который перемещает продольноталевый блок 64 и прикрепленный к нему35 узел подъемного крюка 65 в первой ступе., ни. Каждый из задних элементов З 4 мачтыпервой ступени 10 имеет крепеж 91 и 92каната, и каждое направленное вниз продолжение З 5 снабжено выступающим40 внутрь шкивом 9 З. Вспомогательный шкивной блок 94 крепвтся с помощью дужки 95-к крюку65. Кусок каната 96, образуягрузоподъемную петлю одним концом прикреплен к крепежу 92. Трос 12 проходит45 вокруг шкива 28 на А-образной раме 19под шкивом 9 З, через вспомогательныйблок 94, под. шкивом 9 З, вокруг шкива ЗОи назад к крепежу 91, к которому он прикрепляется.Для подъема мачты первой ступени 10в вертикальное положение запускаются ле бедки 8 для наматывания подъемного троса12 и подъема талевого блока 64, крюка 65и вспомогательного блока 94 в мачте первой ступени 10. По мере подъема вспомогательного блока 94 грузоподъемная петля" стропы обеспечивает мачте первой ступени10 поворотное движение против часовой стрелки вокруг"оси 3 товоротнФх штифтов 4 Зи 44 с переводЬм мачты первой ступени 10из ее горизонтального положенйя в вертикальное. Когда она достигает вертикального положения, она" запирается в этом по-ложевии с помощью запирающих болтов, После того, как мачта первой ступени 107будет заперта в вертикальном положении,грузоподъемная петля может быть снята.Из предшествующего описания подъемамачты первой ступени 10 очевидно, чтомачта первой ступени 10 может быть опу"щена в" ее горизонтальное положенйе приобратном выполнении операций, осуществляющихся при ее подъеме. При опусканиимачты первой ступени может быть необходимо, в начальной стадии движения, подниМать ее в направлении против часовойстрелки до тех пор, пока ее центр тяжестине пройдет ее ось вращейия, после чего сила тяжести будеттянуть мачту в горизонтальное положение, в которое она мягкоопускается при торможении барабана 90.Подъем и опускание мачты второй ступени 11 осуществляется следующим образом.Стойки 62 второй ступени снабженышкивами 97 и 98, и передние элементы 82 и 2088 мачты первой ступени 10 имеют взаимодействующие шкивы 99 и 100. Образуетсягрузоподъемная петля из каната 101, одинконец которого прикрепляется к левомуторцу вала 27 А-образной рамы 19. Трос 25затем проходит вокруг шкивов 97 и 99, через вспомогательнь;й блок 94, вокруг шкивов 100 и 98 и назад к правому торцу вала27, где он закреплен,30Для поворота мачты второй ступени 11 "-" "из еегоризонтального положения в вертикальное талевый блок 64 подвимается при, запуске лебедок 8 с наматыванием троса12 на барабан 90, При подъеме талевого 35 блока"поднимаются также узел подъемного крюка бб и вспомогательный блок 94, который вытягивает канат 101, тем самым подавая вращающий момент на мачту второй ступени 11 и поворачивая ее против часо вой стрелки вокруг штифтов 68 в вертикальное положение. Мачта второй ступени П запирается в вертикальном положениями, крепясь к мачте первой ступени 10 при вставке запирающих штифтов 61 в боко вые элементы 60 мачты второй ступени 11 и передние стойки 82 и 88, После того, как мачта второй ступени 11 будет заперта в вертикальном положении, грузоподъемная 8петля на канате 101 и вспомогательный блок 94 могут быть удалены для подготовки вышки к бурению.Для опускания второй ступени из вертикального в горизонтальное положение операции, выполнявшиеся при подъеме, осуществляются в обратном порядке.Для осуществления работы бурильное судно с наклоненными обеими мачтами вышки, как показано штриховыми линиями (см, фиг, 1), нодводипся на буксире к месту бурения и ставится на якорь. Две ступени вышки последовательно поднимаются в их вертикальные положения и запираются в них. При поднятой таким образом вышке бурение скважины осуществляется обычным путем. При осуществлении спуск- но-подъемных рейсов, например с целью замены изношенной коронки, бурильная колонна выводится из скважины с помощью подъемного оборудования, несущегося мачтой первой ступени 10 вышии, разбирается, обычно в штабели из трех узлов, и укладывается в пальцевом укладчике, несущимся мачтой второй ступени 11 с использованием укладчиков.Формула изобретенияБуровая вышка, включающая платформу, на которой шарнирно установлены мачта первой ступени со стопорным механизмом для фиксации мачты в вертикальном положеняи, подъемное оборудование имачта второй ступени, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью упрощения ее монтажа, мачта второй ступени шарнирно установлена на платформе с возможностью взаимодействия с мачтой первой ступени и снабжена дополнительным стопорным механизмом для фиксации ее в вертикальном положении.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1. Патент Великобритании898390, кл. 85. А, опублик. 1965.2. Патент США , 3443 б 47, кл, 175-85, опублик. 1969 (прототип).