Устройство для снижения резонансных колебаний талевой системы

(51)5 Е 21 В 19/00 ЕНИЯ ИС установки нных эле еханизма, что дение жеГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ИЕ ИЗОБР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Криворожский горнорудный институт и Научно-исследовательский институт тяжелого машиностроения Производственного объединения "Уралмаш"(72) В,А.Трегубов, М.И.Великий, В.Н,Грамолин, А,П.Гусев, Н.А.Марчик, З,П.Пасуманский, В.И.Разуваев и В.Е.Тимофеев (56) Авторское свидетельство СССР М 1341353, кл. Е 21 В 19/00, 1987.Авторское свидетельство СССР В 1390340, кл. Е 21 В 19/00, 1988.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СНИЖЕНИЯ РЕЗОНАНСНЫХ КОЛЕБАНИЙ ТАЛЕВОЙ СИСТЕМЫ(57) Использование: на буровых установках с талевой системой. Сущность изобретения:Изобретение относится к бурению скважин вращательным способом и может быть использовано на установках, имеющих талевую систему для подвешивания бурильной колонны.Известна буровая установка, содержащая вышку, буровую колонну с инструментом, талевую систему, свободный конец каната которой связан с механизмом крепления и основание, имеющее фиксатор и раму под механизм крепления, один конец которой соединен с основанием шарнирно, а другой - с возможностью взаимодействия с фиксатором. Рама подпружинена и снабжена взаимодействующим с пружиной гидродомкратом,При возникновении резонансных явлений гидродомкратом создается предварительное натяжение пружин упругой.Ы, 17 б 5351 А 1на основании буровой установки шарнирнозакреплена одним концом поворотная рама. На раме размещен узел крепления не: .подвижного конца талевого каната, Упругиймеханизм установлен на основании с возможностью взаимодействия с рамой и вы. полнен в виде пневмоцилиндра срегулируемым дросселем, имеющим связь с атмосферой, В питающей пневмомагистрали установлен редукционный клапан с регулирующим штоком, установленным с возможностью контактирования с рамой.Корпус редукционного клапана установлен с возможностью горизонтального и вертикального перемещения относительно основания. Устройство позволяет автоматически поддерживать жесткость талевой системы при возникновении резонансных колебаний, 1 ил,подвески механизма крепления до уравновешивания силы, действующей в свободном конце каната и фиксатор выводится из зацепления с рамой, При этом жесткость подвески бурильной колонны скачкообразно уменьшается за счет последовательного с канатом включения пружин. Соответственно изменяется собственная частота колебаний бурильной колонны и она выводится из резонанса, что позволяет продолжать бурение, не уменьшая числа оборотов бурильной колонны и, следовательно, скорости проходки скважины. К недостаткам такой буровой относится использование пружи ментов для упругой подвески м крепления свободного конца кана лает невозможным плавное пониние надежности работы эа счет автоматиче ского поддержания жесткости талевой системы буровой установки в процессе бурения.Поставленная цель достигается тем, что буровая установка, включающая основание сткости талевой системы при выводе бурильной колонны иэ резонанса.Известна буровая установка, содержащая основание, вышку, буровой инструмент. канат талевой системы, свободный конец которого заведен на узел крепления. Узел крепления имеет раму, один конец которой закреплен к основанию шарнирно, а другой - с возможностью взаимодействия с фиксатором. Кроме того, рама связана с основанием при помощи упругой подвески в виде реэинокордной оболочки, которая посредством трубопровода, имеющего отводной патрубок с редукционным клапаном соединена соответственно с газовой полостью газожидкостного аккумулятора и источником сжатого воздуха, Газожидкостный аккумулятор выполнен в виде резервуара с вентилями для подвода и слива жидкости,Недостатком известной буровой установки является ее низкая надежность из-за неустойчивости рамы в режиме бурения с пониженной жесткостью талевой системы, Обусловлено это тем, что при ручной настройке редукционного клапана невозможно достичь абсолютного уравновешивания сил от пневматической упругой оболочки и каната талевой системы, Причем перемещение. рамы под действием некоторой избыточной силы и связанное с этим изменение объема упругой оболочки не приводит к уравновешиванию рамы, т,к, редукционный клапан независимо поддерживаег в оболочке первоначально заданное давление. В результате имеет место дрейф рамы к нижнему или верхнему ограничителю в соответствии с тем, больше или меньше необходимого установлено давление сжатого воздуха в упругой оболочке. При упоре рамы в ограничитель пневматическая упругая подвеска оказывается отключенной от .талевой системы, что приводит к возобновлению резонансных процессов буровой установки.Для устранения или предупреждения этих отказов необходима периодическая корректировка давления сжатого воздуха в упругой подвеске. Причем количество отказов в известной буровой установке увеличивает малое расстояние между ограничителями, обусловленное диапазоном допустимых деформаций оболочки из резино-кордного материала,Целью изобретения является повышес П-образным упором, вышку, буровой инструмент, канат талевой системы, свободныйконец которого закреплен на раме с фиксатором, шарнирно связанной с основанием,5 механизм регулируемой упругой подвески,размещенный между рамой и основанием,выполненный в виде пневмоцилиндра с регулируемым дросселем для сообщения с атмосферой, имеет редукционный клапан,10 снабженный регулирующим штоком, опирающимся на раму и помещенный в связанныхс основанием направляющих с возможностью перемещения горизонтально вдоль рамы для настройки жесткости упругой15 подвески и вертикально для настройки давления в пневмоцилиндре,На чертеже изображено устройство дляснижения резонансных колебаний талевойсистемы, общий вид,20 Механизм крепления 1 неподвижногоконца каната 2 талевой системы помещен нараме 3, один конец которой закреплен коснованию буровой установки 4 через шарнир 5, а другой - с возможностью взаимо 25 действия с фиксатором 6, Кроме того, рама3 через П-образный упор 7 связана с основанием 4 при помощи пневмоцилиндра 8, имеющего шарниры в местах креплениякорпуса и штока. Пневмоцилиндр 8 снабжен30 дросселем 9 сообщения с атмосферой, индикатором силы 10 и связан с магистральюподачи сжатого воздуха через вентиль 11 иредукционный клапан 12, помещенный нагибком рукаве 13, Редукционный клапан 1235 выполнен с регулирующим штоком 14 и установлен на горизонтальном кронштейне 15таким образом, чего его шток 14 упираетсяв раму 3, Редукционный клапан 12 имеетмеханизм 16 и 17 соответственно для гори 40 эонтального вдоль рамы и вертикальногоперемещении.Устройство работает следующим образом.В нормальных условиях бурения рама 345 с помощью фиксатора 6 неподвижно закреплена на основании 4, При возникновении в процессе бурения резонансныхколебаний буровой установки вентилем 11включается подача сжатого воздуха и, дей 50 ствуя механизмом 17 вертикального перемещения редукционного клапана 12регулируется положение его штока 14 и, соответственно, давление в пневмоцилиндре8, При этом сила, создаваемая пневмоци 5 линдром 8, которая контролируется индикатором 10, повышается и доводится довеличины, уравновешивающей силу, действующую в канате 2, Затем фиксатор 6, нагрузка на который снимается, выводится иззацепления с рамой 4 и пневмоцилиндр 81765351 Составитель В.ТрегубовТехред М.Моргентал Корректор Н едакт ков Заказ 3362 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 оказывается включенным последовательно с канатом 2 талевой системы, Далее открывается дроссель 9, что обеспечивает нормальное функционирование редукционного клапана 12, которое возможно лишь в режиме восполнения расходуемого сжатого воздуха и механизмом 16 перемещается редукционный клапан 12, изменяя жесткость пневмоцилиндра 8 и, следовательно, талевой системы до исчезновения резонанса. После углубления скважины за пределы резонансной зоны рама 3 фиксатором 6 опять крепится неподвижно к основанию 4 и вентилем 11 пеоекрывается подача сжатого воздуха.Формула изобретения Устройство для снижения резонансных колебаний талевой системы, включающее узел крепления неподвижного конца талевого каната, установленный на поворотной раме, шарнирно закрепленной один концом на основании буровой установки, и упругий механизм, размещенный на основании с возможностью взаимодействия с подвиж ным концом поворотной рамы, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения надежности работы за счет автоматического поддержания жесткости талевой системы буровой установки в процессе бурения, уп ругий элемент выполнен в виде пневмоцилиндра с регулируемым дросселем, имеющим связь с атмосферой, питающей пневмомагистрали и редукционного клапана, установленного в последней, при этом 15 редукционный клапан имеет регулирующийшток, установленный с возможностью контактирования с поворотной рамой, а корпус редукционного клапана установлен с возможностью горизонтального и вертикально го перемещений относительно основания.