Буровая установка

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(11 М Кп з Е 21 В 19/00 с присоединением заявки М 9 -Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(088.8) Опубликовано.070383. Бюллетень М 9 Дата опубликования описания 070383 У Н.П. Уманчик, А.П. Захаров и Б.Н. Богомаэбв, -,д; - ; Ф ай Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-кЬнструКторский институт нефтяного машиностроения(54) БУРОВАЯ УСТАНОВКА Изобретение относится к буридъйой технике, а именно к буровым установкам.Известна буровая установка, включающая буровую вышку, лебедку, тале:вый блок и блок изменения скорости спуска-подъема колонны труб (1.Однако в этом устройстве не обеспечена регулировка скорости подъема на участке разгона, перехода напредостановочную скорость и точного останова в верхнем положении.Наиболее близкой к предлагаемой является буровая установка, включающая буровую вышку, лебедку, талевый блок, кронблок и блок изменения скорости спуска-подъема колонны труб с дроссельным клапаном и гидроцилиндром, корпус которого связан с буро-. вой вышкой 21,Однако это устройство не обеспечивает регулировки скорости подъема колонны, вследствие чего при подъеме колонны труб буровая вышка нарушается динамически, что снижает надежность устройства.Цель изобретения - повышение надежности установки путем исключения динамических нагрузок на буровую вышку при подъеме колонны труб. Поставленная, цель достигаетсятем, что в буровой установке, включающей буровую вышку, лебедку, талевый блок, кронблок и блок измененияскорости спуска-подъема колоннытруб с дроссельным клапаном и гидроцилиндром, корпус которого связанс буровой вышкой, буровая вышка снаб.жена направляющими, а блок иэмене ния скорости спуска-подъема колоннытруб - емкостью и насосом, причемкронблок размещен с возможностьювзаимодействия с направляющими буровой вышки и жестко связан со штокомгидроцилиндра, полости которого связаны между собой через дроссельныйклапан, поршневая полость связанас полостью емкости, а штоковая полость - с выходом насоса, вход ко торого связан с полостью емкости,На фиг, 1 изображена буровая установка, общий вид; на фиг. 2диаграмма скорости спуска;.на фиг,3 - то же, скорости подъема.Буровая установка состоит из буровой вышки 1, лебедки 2, талевогоблока 3, кронблока 4, и блока изменения скорости спуска-подъема колонны труб 5, в который входят гидро"цилиндр б, емкость 7, дроссельныйклапан 8 с электромагнитным управ= Чч.т - Чют торм 65 лением и насос 9 регулируемой произ водительности.Буровая вышка 1 снабжена направляющими 10, а кронблок 4 размещен с возможностью взаимодействия с этими направляющими и жестко связан со штоком гидроцилиндра б, корпус кото. рого связан с буровой вышкой 1.Емкость 7 образована корпусом гидроцилиндра б и стаканом 11, Полости гидроцилиндра б, штоковая и поршневая, связаны между собой через дроссельный клапан 8, поршневая полость связана с полостью емкости 7 за счет выполнения корпуса гидроцилиндра б открытым со стороны поршневой полости, а штоковая полость магистралью 12 - с выходом насоса 9, вход которого магистралью 13 связан с полостью емкости 7.Управление дроссельным клапаном 8 и насосом 9 осуществляется от блока управления 14 по команде от концевых выключателей 15 и 16, Талевый блок 3 взаимодействует с колонной труб 17 через элеватор 18.Установка работает следующим образом.При спуске колонны труб в скважину одновременно с выключением лебедки 2 включается блок управления 14, который дает команду на включение в работу насоса 9 переменной производительности, который, отбирая рабочую жидкость из полости емкости , 7, закачивает ее в штоковую полость гидроцилиндра б, заставляя тем самым шток совместно с кронблоком 4 двигаться вверх, в сторону, противоположную движению спускаемого талевого блока 3 с колонной труб.При этом дроссельный клапан 8 закрыт. По мере движения штока вверх рабочая жидкость, вытесняемая из поршневой полости гидроцилиндра б, поступает в полость емкости 7.Таким образом, результирующая (истинная) скорость спуска на участке разгона (Чраьг ) складывается из двух составляющих: собственно спуска с установившейся скоростью (Чст ) в соответствии с заданным значением и противоположной по направлению ей скорости передвижения штока с кронблоком 4 (Чцт ).Для общего случая скорость спуска колонны труб на участке разгона (фиг. 2, уч. Т) может быть найдена из выражения разг ст шт При этом скорость передвиженияштока (Ч, ) в зависимости от подачиразвиваемой насосом 9 на заданномпромежутке времени т рд принимаетзначения от максимума до нуля. По достижении скорости (Чщт ), близкойпо значению установившейся скорости(Ч ), блок управления 14 даеткоманду на отключение насоса 7. Движение штока и кронблока 4 прекращается.С этого момента спуск колоннытруб проиэводится с установившейсяскоростью (фиг. 2, уч. П),Плавный переход на предостановочную скорость, т.е. процесс торможения (фиг. 2, уч. М), начинаетсяс момента срабатывания концевоговыключателя 16 от соприкосновенияс талевым блоком 3. При этом блокуправления 14 вновь включает насос 9.Под действием закачиваемой жидкостив штоковую полость гидроцилиндра бшток совместно с кронблоком 4 двигается в крайнее верхнее положение,выбирая при этом полный ход гидроцилиндра б.Движение штока как и при режимеразгона противоположно направлениюдвижения спускаемой колонны труб.Результирующая скорость спускана участке торможения находится извыражения 30 35 40 45 50 55 60 аналогичному (1) с той лишь разницей, что скорость штока -(Ч, ) изменяется наоборот от нуля до максимума. В момент соприкосновения нагруженного элеватора 18 со столом ротора Чют = Ч ти тогда в соответствии с выражением (2) скорость спуска будет равна нулю. При этом выключаются насос 9 и лебедка 2.При.подъеме колонны труб в момент отрыва нагруженного элеватора 18 от стола ротора включается на подъем лебедка 2, Одновременно блок управления 14 дает команду на включение дроссельного клапана, который перепускает рабочую жидкость из поршневой полости гидроцилиндра б в егоштоковую плость через емкость 7. С мо мента включения клапана 8 талевый блок 3 участвует в сложном движении.При этом талевый блок 3 совместно с элеватором 18 и колонной:. труб 17 двигается вверх, в то время как шток гидроцилиндра б с кронблоком 4 двигается вниз, т,е. в сторону, противоположную движению талевого бло-.ка 3.Результирующая скорост на участке при подъеме и разгоне (Чро ) при подъеме колонны труб находится из выражения Ранг абадан шт При этом скорость передвиженияштока (Чцл ) путем дросселирования20 рабочей жидкости на промежутке времени йраьг изменяется от максимума до нуля (фиг. 3, уч. 1).таким образом, при Ч, = О, т.е. в момент закрытия дросселя, скорость подъема достигает заданной величины. 5После подъема колонны труб с заданной скоростью на промежутке времени йан (фиг. 3, уч. П) переход на предостановочную скорость осуществляется с момента срабатывания 10 концевого выключателя 15 от соприкосновения с талевым блоком 3. При этом блок управления 14 вновь включает дроссельный электромагнитный клапан 8, в результате чего шток 5 совместно с кронблоком 4 продолжает двигаться в крайнее нижнее положение.Результирующая скорость спуска на участке торможенияторе Задан ш 1при Чд = ЧзаДпн достигается остановка колонны труб, включается лебедка 2 и клапан 8 25Буровая установка обеспечивает проведение спуска-подъема колонны труб по заданному закону изменения скорости в автоматическом режиме, что исключает динамические. нагрузки на элементы установки, повышая ее надежность. Формула изобретенияБуровая установка, включающая буровую вышку, лебедку, тале".,ый блок, кронблок и блок изменения скорости спуска-подъема колонны труб с.дроссельным клапаном и гидроцилиндром, корпус которого связан с буровой вышкой, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения надежности установки путем исключения динамических нагрузок на буровую вышку при подъеме колонны труб, буровая вышка снабжена направляющими, а блок изме нения скорости спуска-.подъема колонны труб - емкостью и йасосом, причем кронблок размещен с возможностью взаимодействия с направляющими буровой вышки и жестко связан со штоком гидроцилиндра, полости которого связаны между собой через дроссельнйй клапан, поршневая полость связана с полостью емкости, а штоковая полостьс выходом насоса, вход которого свя зан с полостью емкости.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 848574, кл. Е 21 В 19/00, 1979.2. Авторское свидетельство (ЖСРМ 819299, кл. Е 21 Ь 19/00, 1979д. 4/5 лиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,ИПИо де035 Тираж 601Государственного комитета ССлам изобретений и открытийИосква, Ж, Раушская наб. Корректор С. Шекмар вПодписное