Трубодержатель

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и 657167 вт. свид-ву -пол нительно 1) М. Кл. 2) Заявлено 14.03.77 (21) 2463108/22-03 с присоединением заявки(23) Приоритет -Опубликовано 15.04.79 21 В 19(10 ерственнвй комитетСССРделам нзооретеннйн открытий Бюллетень1 УДК 622.242.3.054 (088.8) та опублик ия описания 1 Ь.ОЬ.771) Заявитель 4) ТРУБОДЕРЖАТЕЛ оздействуетмящийся п нии контактаэтой линииие разрушаю к оси скваж При этом на киды вающий м нуть его вокруг зуна с направл такта возникаю усилия, уменьш ползун в омент, стр крайней ли яющей, По т наибольш ающиеся про- вер- пол- коншие ины. Изобретение относится к буровому оборудованию и предназначено для удержания бурильной колонны в скважине.Известны механизмы для захвата и удержания бурильной колонны, включающие корпус, кольцо-обойму с окнами, зажимные плашки, зажимное кольцо с гидроцилиндрами вертикального переме 1 цения, контактирующее с плашками по клиновым поверхностям. Взаимодействующие поверхности зажимного кольца и плашек обычно выполнены самотормозящимися с малым углом наклона, что обеспечивает удержание колонны в случае падения давления в гидравлической системе 1.Недостатком таких механизмом является то, что ими можно осуществлять зажим труб только одного - двух размеров по диаметру вследствие малого угла наклона самотормозящих плоскостей зажимного кольца и плашек, что не обеспечивает достаточного горизонтального перемещения плашек, либо потребует значительного увеличения размеров механизма по высоте.Наиболее близок другой известный трубодержатель включающий корпус, кольцо-обойму, с окнами, клиновые плашки в окнах,зажимной элемент, выполненный в виде клиновых ползунов, перемещающихся по рифленым радиальным направляющим. При этом направляющие снабжены гидроцилиндрами вертикального перемещения, а ползуны - гидроцилиндрами горизонтального перемещения 2 .В этом механизме вначале гидроцилиндрами горизонтального перемещения передвигают ползуны и вместе с ними плашки к бурильной колонне, затем гидроцилиндра ми вертикального перемещения поднимаютнаправляющие с ползунами. При этом ползуны клиновыми поверхностями толкают плашки к колонне, в результате чего плашки заклиниваются ползунами, зажимают колонну и удерживают ее в скважине. Надежность заклинки ползуна тем выше, чем больше отношение высоты ползуна к длине его опоры на направляющую.3Для уменьшения величины опасных удельных давлений необходимо увеличить длинуопоры ползуна. Но при этом уменьшаетсянадежность заклинки ползуна, зависящаяот отношения высоты ползуна к длине егоопоры. Чтобы избежать увеличения длиныопоры ползуна на направляющую, вызывающего снижение надежности заклинки рычага (без увеличения его высоты), в известном устройстве поверхности контакта между опорами ползунов и направляющих выполнены рифлеными.Недостатками известного механйзма являются сложность изготовления рифленыхповерхностей, обеспечивающих удовлетворительное скольжение ползунов по направляющим, и низкая надежность вследствиеувеличения возможности повреждений и износов этих рифленых поверхностей.Цель изобретения заключается в повышении надежности работы трубодержателяза счет обеспечения равномерного распределения удельного давления на площади контакта ползунов и вкладышей,Поставленная цель достигается тем, чтотрубодержатель снабжен вкладышами установленными с их взаимным смещением между направляющими и ползунами, причемконтактирующие поверхности ползунов ивкладышей выполнены цилиндрическими, авзаимное смещение вкладышей определяется в соответствии с неравенством 1(0,2 Ь,где Ь - расстояние между горизонтальными осями плашек и направляющих.На чертеже изображен схематически вразрезе трубодержатель с зажатой плашками бурильной колонной.Трубодержатель включает корпус 1, направляющие 2 с гидроцилиндрами 3 горизонтального перемещения, гидроцилиндры 4вертикального перемещения, установленныена корпусе 1, ползуны 5, посаженные на направляющие 2, плашки 6, горизонтальныеоси которых обозначены позицией 7, кольцообойму 8 с окнами 9, в которых установленыплашки 6. Замок 10 бурильной колонны 11зажат плашками 6. Между каждым ползуном 5 и направляющей 2 установлены цилиндрические верхний вкладыш 12 и нижний вкладыш 13, вертикальные оси сеченийкоторых обозначены позициями 14 и 15.Горизонтальная ось направляющей 2 обозначена позицией 16.Расстояниемежду осями 14 и5 (взаимное смещение вкладышей) и расстояниеЬ между осями 7 и 16 находятся в отношении:(0,2 ВРаботает предлагаемый механизм следующим образом.В процессе бурения и перемещения бурильной колонны при спуско-подъемных операциях плашки 6 раздвинуты. При необходимости захвата бурильной колонны 11 за 4замок 10 и удержании ее на весу, вначале гидроцилиндрами 3 сдвигают ползуны 5 с плашками 6 к колонне 11, затем гидроцилиндрами 4 поднимают направляющие 2 с ползунами 5, которые своими клиновыми поверхностями продолжают перемещать плашки 6 до упора в замок 1 О с усилием, необходимым для удержания колонны на весу.Необходимым условием надежного захвата плашками 6 замка 1 О является заклинивание ползунов 5, осуществляемая при упомянутом выше отношении.Это отношение получено из рассмотрения усилий, возникающих при заклинивании ползуна 5 и характеризующихся отношениемР),15 где Р - опрокидывающее усилие;Ь - расстояние между осями 7 и 16;К - реакция, возникающая на направляющей 2;- смещение вкладышей (расстояниемежду осями 14 и 15) .С другой стороны общее условие заклинивания ползуна 5 выражается формулойР 2 К 1 (2)где 1 = 0,1 (наименьшее значение коэффициента трения)Поставив значение Р (с цифровым значением 1) из формулы (2) в отношение (1)получим 2 й 0,1 Ь )И или (0,21Положительный эффект от трубодержателя возникает в результате равномерного распределения и уменьшения удельных давлений по площадям контакта вкладышей и направляющих и выражается в повышении надежности и долговечности механизма.35 Формула изобретения1. Трубодержатель, включающий кольцообойму с окнами, клиновые плашки, радиальные направляющие и ползуны с клиновыми 40 поверхностями, гидроцилиндры направляющих и ползунов, отличающийся тем, что, сцелью повышения надежности его работыон снабжен вкладышами, установленнымис их взаимным смещением между направляющими и ползунами, причем контактирующие поверхности ползунов и вкладышей выполнены цилиндрическими.2. Трубодержатель по п. 1, отличающийсятем, что взаимное смещение вкладышейопределяется в соответствии с неравенством 50 (0,2 Ь, где Ь - расстояние между горизонтальными осями плашек и направляющих.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Буровой станок СБА - 500, Руководство по эксплуатации, Реклама, Киев,1969, рис. 25.2. Авторское свидетельство СССРМо 505790, кл. Е 21 В 19/10, 1972.Редактор Т. АвЗаказ 1763/34 итета ССС и открытийкая наб., а од, ул. Про 113Филиал 4/5ектная, 4 Составитедейч их Техред О. ЛТираж 656ИПИ Государственного копо делам изобретений5, Москва, Ж, РаушППП Патенть, г. Ужго А Павловскийоная Корректор М. ПожоПодписное