Буровая установка

(19) И (Я)5 Е ОПИСА ЕН Комитет Российской Федерации о патентам и товарным знакам(71) Ямальское вышкомонтажное управление Треста "Северспецбургаэ"(73) Ямальское вышкомонтажное управление Треста "Северспецбургаз"(57) Использование; изобретение относится к оборудованию для бурения скважин и может быть использовано при перемещении бурового оборудования на новое место бурения. Сущность изобретения; буровая установка содержит выполненные в виде блоков узлы бурового оборудования и привод перемещения блоков в виде гидроцилиндров, механизм фиксации одного из оснований, на которых установлены блоки, при этом буровая установка имеет опорное приспособление с направляющими, а каждое из оснований узлов бурового оборудованияо(1 ц 2 ОО 4753 С 1 3 ОО Е 21 В 7 02,размещена на указанных направляющих с возможностью перемещения, а привод перемещения выполнен в виде П-образных и двойных О-образных рам, между балками которых в опорах установлены гидроцилиндры, причем П-образные рамы установлены параллельно между собой, а двойные О-образные рамы установлены на .П-образных с возможностью перемещения вдоль последних посредством штоков гидроцилиндров, а к О-образной раме первого по направлению перемещения бурового блока присоединен механизм фиксации, выполненныйв виде пенала со средством зацепления, которое имеет воэможность перемещения, фиксации в пенале и зацепления с окнами, выполченными в опорном приспособлении, узлы бурового оборудования выполнены в виде насосного и вышечного блоков, а также приемного моста, привод перемещения которого выполнен в виде полиспастной системы, блоки которой закреплены на основаниях вышечного блока и приемного моста и связаны между собой посредством каната. 2 з.п.ф-лы, 10 ил.2004753 Я 3 оставитель Е.Марценкехред М.Моргентал ректор М. Самборская Редакт лион Тираж Подписное НПО "Поиск" Роспатента 3035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5Изобретение относится к оборудованию для бурения скважин, в частности к буровым установкам, и может быть использовано при перемещении бурового оборудования на новое место бурения, в районах вечномерзлых и оолотистых грунтов, например в районах Крайнего Севера или болотистой тундры.Известная буровая установка для болотистых и озерных территорий, содержащая плавучую платформу, опорные колонны с подъемником, двигатели и буровое оборудование, причем платформа снабжена дополнительной с опорными колоннами плавучей платформой, соединенной с ней силовыми цилиндрами.Недостатком указанной буровой установки является ограниченность ее прий 4 нения для болотистых и озерных территорий и. невозможность ее использования на вечно- мерзлых грунтах, обусловленная ее конструктивными особенностями, а именно опорные колонны невозможно вдавить в грунт вечномерэлых пород.Целью изобретения является применение установки на вечномерзлых грунтах, а также сокращение времени на перемещение установки в процессе аварийного ухода от ствола бурящейся скважины.Поставленная цель достигается тем, что в буровой установке, содержащей выполненные в виде блоков узлы бурового оборудования, каждый иэ которых установлен на основании, привод перемещения блоков, выполненный в виде гидроцилиндров, связывающих между собой основания по крайней мере двух буровых блоков, механизм фиксации одного из оснований, причем буровая установка снабжена опорным приспособлением с направляющими, на которых с воэможностью перемещения установлены основания узлов бурового оборудования, выполненных в виде насосного, вышЕчного блоков и приемного моста, а каждое из оснований выполнено в виде полозов, жестко соединенных между собой посредством поперечных связей, при этом привод перемещения блоков установки выполнен в виде П-образных и двойных О-образных рам, между балками которых в опорах установлены гидроцилиндры, причем П-образные. рамы установлены парал лельно между собой и закреплены на имеющих проушины полозах посредством цилиндрических пальцев, а двойные О-образные рамы установлены на П-образных с воэможностью перемещения вдоль последующих посредством штоков упомянутых гидроцилиндров, а к О-образной раме первого по направлению перемещения бурово 50Ф55 разные рамы установлены на П-образных с возможностыр перемещения вдоль последних посредством штоков упомянутых гидро- цилиндров, а к О-образной раме первого по направлению перемещения бурового блока посредством цилиндрических пальцев присоединен механизм фиксации, выполненный в виде пенала со средством зацепления, которые имеют возможность перемещения, фиксации в пенале и зацепления с окнами, выполненныи в опорном го блока посредством цилиндрических пальцев присоединен механизм фиксации, выполненный в виде пенала со средством зацепления, которые имеют возможность 5 перемещения, фиксации в пенале и зацепления с окнами, выполненными в опорном приспособлении, при этом привод перемещения блока приемного выполнен в виде ,полисностной системы, блоки к(торой за креплены на основаниях вышечного и при-емного моста и связаны между собой посредством каната, один конец которого закреплен через. систему блоков к полозу приемного моста, а другой связан с О-образ ной рамой привода перемещения размещенного между вышечным и насосным блоками буровой установки.Поставленная цель также достигаетсятем; что пенал в верхней своей части выпол нен с цилиндрическими прорезями, расположенными по длине пенала.Поставленная цель также достигаетсятем, что средство зацепления выполнено в виде пластины, один конец которой выполнен в виде зуба зацепления, а другой конец пластины в верхней задней части выполнен с цилиндрическими прорезями для установки пальцев фиксации, с возможностью перемещения этих пластин в пенале и З 0 зацепления. зубьями за окна опорного приспособления, Существенными отличиями заявленного изобретения является то, что буровая установка снабжена опорным приспособлением с направляющими, на котоЗ 5 рых с воэможностью перемещенияустановлены основания узлов бурового оборудования, выполненные в виде насосного, вышечного блоков и приемного моста, а каждое из оснований выполнено в виде пол озов, жестко соединенных между собой посредством поперечных связей, при этом привод перемещения блоков установки выполнен в виде П-образных и двойных О-образных рам, между балками которых в 45 опорах установлены гидроцилиндры, причем П-образные рамы установлены параллельно между собой и закреплены на имеющих проушины полозах посредством цилиндрических пальцев, а двойные О-об 2004753510 20 40 45 50 55 приспособлении, при этом привод перемещения блока приемного моста выполнен в виде г,олиспастной системы, блоки которой закреплены на основаниях вышечного блока и приемного моста и связаны между собой посредством каната, один конец которого закреплен через систему блоков к полозу приемного моста, а другой связан с О-образной рамой привода перемещения, размещенноГо между вышечным и насосным блоками буровой установки; пенал в верхней своей части выполнен с цилиндрическими прорезями, расположенными па длине пенала; средствО зацепления выполнено в виде пластины, один конец которой выполнен в виде зуба зацепления, а другой в верхней задней части выполнен с цилиндрическими прорезями для установки пальцев фиксации с возможностью перемещения этой пластины в пенале и зацепления зубом за о.кна опорного приспособления.Вышеприведенные отличительные признаки неизвестны нам из патентной и научно-технической информации в совокупности с известными позволяют достичь цели изобретения, По нашему мнению заявленное изобретение является н 6 вым, обладает изобретательским уровнем, так как существенные отличительные признаки не являются очевидными для специалиста данной области. Изобретение промышленно применимо, так как проведены все необходимые приготовления для его использования в условиях Ямала при бурении скважин в вечномерзлых грунтах.На фиг.1 схематично изображен частичный вид сбоку буровой установки, подготовленной к перетаскиванию; на фиг.2 - та же, , частичный вид сверху; на фиг.3 - частичный вид сбоку буровой установки, при передвижении первого по ходу движения узла оборудования с разрезом в области опорного приспособления; на фиг.4 - частичный вид сбоку на привод перемещения буровой установки, при передвижении первого походу движения узла оборудования с разрезом в области узла зацепления за окна опорного приспособления, начало движения;. на фиг.5 - частичный вид сверху на привод перемещения первого по ходу движения узла оборудования (насосного блока), начало движения, показана масластанция системы привода перемещения на отдельной платформе; на фиг.6 - тоже, частичный видсверху на привод перемещения первого по ходу движения блока (насоснага), после полного выхода штоков из гидроцилиндрав (длина полного выхода штоков из гидрацилиндров равна 650 - 750 мм), При зтам.перемещается насосный блок и масластанция на отдельной платформе; на фиг,7 - частичный вид сверху на привод перемещения второго по ходу движения блока(вышечного) перед началом движения; на фиг,8 - то же, после перемещения второго по ходу движения блока (вышечного) на 550 - 750 мм; на фиг.9 - частичный вид сверху на привод механизма перемещения приемного моста (крепление блоков полиспастной системы) перед началом движения насосного блока и при. емного моста, на.фиг.10 - то же, после перемещения приемного моста на 550 - 750 мм.Ветровая установка содержит буровое 15 оборудование, включающее буровую вышку 1, насосный блок 2, приемный мост 3. Кроме указанного бурового оборудования буровая установка может содержать и другие узлы, необходимые в определенных условиях, например, блок цементажа и тому подобное,Каждый из узлов бурового оборудования закреплен на собственном основании 4, разъелно соединенном с опорным приспособлением 5, Опорное приспособление 5 содержит по меньшей мере две пэры понтонов 6, жестка закрепленных в каждой паре посредством стяжных элементов 7. Один из стяжных элементов 7, расположенный в верхней части, выполнен в виде направляю 30 щей. Каждое основание 4 содержит два полоза 8, Каждый полоз 8 разъемно размещен в соответствующей направляющей опорного приспособления 5. Каждая направляющая, соединяющая понтоны 6 соответственно в каждой паре, представляет собой металлический желоб 9, условный диаметр которого равен или больше диаметра полоза 8 соответствующего основания 4.Буровая установка имеет силовой привод для перемещения ее оборудования, содержащий комплект гидроцилиндрав 10 (фиг.5), расположенных на каждом механизме перемещения по 4 гидроцилиндра между каждыми двумя рамами. Количество гидро- цилиндров между рамами выбирают расчетным путем в зависимости от веса блока, который необходимо перемещать, усилия, развиваемого гидроцилиндром при определенном давлении,Механизм перемещения первого па ходу движения буровой установки насосного блока 2 состоит из двух одинаковых механизмов левого и правого (фиг.5). Левый механизм перемещения включает в себя П-образную раму 11, закрепленную на проушинах полоза 8, с помощью цилиндрических пальцев 12 диаметром 100 мм. В сваю очередь на П-образной раме 11 расположена двойная О-образная рама 13, выги 1 лнен 200475310 15 ется внутри пенала 17 при перемещении последнего гидроцилиндром 10, если из пазов пенала и зуба зацепления извлеЧей цилиндрический фиксатор положения 20 с 20 30 ного блока 2 и состоит из левого механизма . 50 ная с возможностью перемещения вдоль рамы 11 под.воздействием гидроцилиндров 10, Последние закреплены с помощью цилиндрических пальцев 15 диаметром 40 мм в опорах 14, к торые в свою очередь при-креплены к балкам О-образной 13 и П-образной 11 рам.,К двойной О-образной рэмЬ 13 в передней ее части через проушины посредством двух цилиндрическихпальцев 12 крепится средство зацепления 16, Средство зацеплении 16 включает пенал 17, внутри которого находится зуб зацепления 18, Последнйй находится в зацеплении с окном опорного приспособления 19 и свободно перемещэЦилиндрический фиксатор 20 переставляют после каждого цикла перемещения блока 2 при обратном ходе штоков гидроцилиндров 10 (втягивание). При.этом перемещается пенал 17 вдоль понтонов и вдвигается зуб зацепления 18 внутрь пенала 17, Цилиндрический фиксатор 20 диаметром 100 мм устанавливают в следующий паз пенала 17 и зуба зацепления 18. После 4-х циклов перемещения насосного блока 2 эуб зацепления 18 выходит из пенала 17 примерно на 2 м до попадания выступа зуба зацепления в следующее окно 19 желоба 9 на опорном приспособлении 5. Такая работа средства зацепления определяется расположением пазов-окон 19 на желобах опорного приспособления через 2000 мм, а шаг перемещения за один цикл гидроциклонами составляет 500 - 650 мм. Выдвигается зуб зацепления 18 с помощью тельферэ 21 через поворотный шкив 22. При перемещении насосного блока 2 вдоль опорного приспособления (понтонов) насосный блок 2 посредством трубы 23 толкает впереди себя платформу 24 с маслостанцией 25. Возле маслостанции 25 на платформе 24 установлен йульт управления 26 блоками гидроциклонов.Привод перемещения вышечного блока 1 аналогичен приводу перемещения насосперемещения вышечного блока 1, включающего в себя П-образную раму 11, которая закреплена в проушинах вышечного блока 1 посредством цилиндрических пальцев 12. Ка П-образной раме 11 выполнена двойная О-образная рама 27, выполненная с возможностью перемещения вдоль рамы 11 под воздействием гидроцилиндров 10, К одной из траверс О-образной рамы 27 крепится 2-шкивный полиспастный блок 28. через 40 45 который проходит стальной канат 29, соединяющий двухшкивный полиспэстный блок вышечного блока 1 и траверсу О-образной рамы 27 насосного блока 2. Сквозь полоз 8 вышечного блока пропущен ходовой канат 30, вызывающий сближение блоков полиспастной системы 31. Для соединения вышечного блока 1 с блоком приемного моста используют водиль 32, а также 2-шкивный полиспастный блок 33.Работа привода буровой установки заключается в следующем. При перемещении насосного блока 2 вдоль опорного приспособления насосный блок 2 посредством трубы 23 толкает впереди себя платформу 24 с маслостанцией 25. После чего для перемещения второго по ходу движения вышечного блока 1 также задействован механизм перемещения, состоящий из двух одинаковых силовых гидроциклонов 10. Насосный блок 2 совместно со своими механизмами перемещены и средствами зацепления являются якорем для перемещения вышечного блока 1, Таким образам после перемещения насосного блока 2 перемещается вышечный блок 1 на 500 - 600 мм. При перемещении насосного блока 2 О-обраэная рама 27 перемещается за насосным блоком 2, при этом штоки гидроцилиндров 10 между вышечным блоком 1 и насосным блоком 2 втягиваются, одновременно перемещается двухшкивный полиспастный блок 28 и происходит раэдвижение блоков полиспэстной системы 29, а ходовой канат 30, пропущенный сквозь Ъолоз 8 вышечного блока 1, вызывает сближение блоков полиспастной системы 31, что в свою очередь заставляет перемещаться приемный мост 3 к вышечному блоку 1 в процессе перемещения насосного блока 2. При перемещении вышечного блока 1 приемный мост 3 и насосный блок 2 неподвижен,Все гидроцилиндры 10 соединены системой трубопроводов и шлангов высокого давления (на фиг. не показано) с пультом управления 26 и маслостанцией 25, развивающей давление масла в системе силового привода до 24 МПа. Передвижение буровой установки на новое место в пределах куста скважин осуществляется последовательнопоочередным, перемещением всех блоков бурового оборудования с помощью гидро- цилиндров 10 с шагом перемещения 500-600 мм вдоль желобов 9 опорного приспособления 5. После перемещения буровой установки на новую точку для бурения скважин вынимаются цилиндрические пальцы 12 крепления водил 32, цилиндрические пальцы 12 крепления двухшкивного полиспэстного блока 33, Полиспастные двух(56) Авторское свидетельство СССРМг 3311 67, кл. Е 21 В 7/02, 1972. Ф о р мул а изобретен и я 301 к О-образной раме первого по направле 1. БУРОВАЯ УСТАНОВКА, содержащаянию перемещения бурового блока посредвыполненные в виде блоков узлы бурового ством цилиндрических пальцев оборудования, каждый из которых установ- присоединен механизм фиксации, выполлен на основании, привод перемещения ненный в виде пенала со средствам эацепблоков, выполненный в виде гидроцилинд- ления, которое имеет воэможность ров, связывающих между собой основания перемещения, фиксации в пенале и зацеп- по крайней мере двух буровых блоков, ме- ления с окнами, выполненными в опорном ханифом фиксации одного из оснований, от- приспособлении, при этом привод перемеличающаяся тем, что буровая установка щения блока приемного моста выполнен в снабжена. опорным приспособлением с на-,виде полиспастной системы, блоки котоправляющими, на которых с воэможностью рой закреплены на основаниях вышечного перемещения установлены основания уз- блока и приемного моста и связаны между лов бурового оборудования, выполненных собой посредством каната, один конец кав виде насосного, вышечного блоков и при г торого прикреплен через систему блоков ксЭемного моста, а каждое из оснований вы- полозу приемного моста, а другой связан с полнено в виде полозов, жестко О-образной рамой привода перемещения, соединенных между собой посредством размещенного между вышечным и насос- поперечных связей, при этом привод пере- ным блоками буровой установки,мещения блоков установки выполнен в виде П-образных и двойных О-образных рам,2, Установка по п,1, отличающаяся тем, между балками которых в опорах установ- что пенал в верхней части выполнен с цилены гидроцилиндры, причем П-образные линдрическими прорезями, расположеннырамы установлены параллельно между со-,ми подлине пенала.бой и закреплены на имеющих проушины 55 3, Установка по п,1, отличающаяся тем, полозах посредством цилиндрических что средство зацепления выполнено в виде пальцев, а двойные О-образные рамы уста- пластины, один конец которой выполнен в новлены на Побразных с возможностью виде зуба зацепления, а другой конец плаперемещения вдоль последних посредст- стины в верхней задней части выполнен с вом штоков упомянутых гидроцилиндров, а цилиндрическими прорезями для установшкивные блоки 33 и ходовой канат 30 укладывакт внутрь полоза 8 вышечного блока 1, Водила 32 убирают на эстакаду (на фиг. не показанную) для хранения. Если в процессе бурения возникает, например, в случае аварии на бурящейся скважине необходимость сдвинуть вышечный блок 1 с бурящейся скважины, то необходимо включить маслостанцию 25 и поочередным перемещением насосного блока 2 и вышечного блока 1 вдоль опорного приспособления 5 (понтонов) освободить бурящуюся скважину (не показано), Даже при работе одним насосом на маслостанции 25 для перемещения вышечного блока 1 на 2 м требуется не более 30 мин. При работе двумя насосами высокого давЛения (не показано) - это штатная работа маслостанции 25 требуется 15-17 мин для перемещения вышечного блока 1 на 2 м вдоль опорного приспособления (понтонов) 5.Предлагаемое изобретение, в сравнении с известным позволяет повысить безопасную передвижку блоков. буровой установки. Оригинальное выполнение привода перемещения рамочной конструкции позволяет перенести гидроцилиндры из опасной зоны возле устья скважины на 30 м дальше на другой конец полозьев. Кроме того, на каждом желобе 9 опорного приспособления 5 выполнен один зуб зацепления 18, а согласование шага окон в опорных 5 приспособлениях (понтонах) 5 с величинойхода штоков гидроцилиндроа 10 осуществляется в пенале 17 посредством установки цилиндрического пальца 19 в соответствующий паз. Пульт управления 26 находитбЮ 10 вблизи гидроцилиндров 10, что упрощаетуправление системой, особенно в аварий- ных ситуациях. Такая конструкция привода перемещения буровой установки легко двмснтйруется и монтируется вновь посредст вом установки цилиндрических пальцев 19или их снятия. Изобретение в сравнении с прототипомпозволяет расширить функциональные воз можности применения буровой установки,сократить время на перемещение буровой установки в процессе аварийного ухода от ствола бурящейся скважины.Предлагаемое изобретение может быть 25 изготовлено в условиях мастерской.