Буровая установка

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК А в 4 Е 21 В 19 00, 3 0 ОПИСАНИЕ ИЭОБРЕТЕНИК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Специальное конструкторское бюро Всесоюзного промышленного объединения Союзгеотехника(56) Буровые установки для разведочного бурения на нефть и газ. Каталог, М.: ЦИНТИхимнефтемаш, 1979, с. 3 - 6.Патент Англии1238109,кл. Е 21 В 3/02, опублик. 1971.(54) (57) БУРОВАЯ УСТАНОВКА, содержащая мачту, связанные с ней подвижный вращатель с гидравлическим зажимным патроном, гидроприводный механизм перемешения вращателя, трубодержатель с пружиной зажима и гидроцилиндром раскрытия плашек, гидросистему, включающую гидравлический распределительный механизм согласо,ЯО 1244278 ванного управления работой гидроцилиндров трубодержателя и патрона, линии связи, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности выполнения спускоподъемных операций, она снабжена механизмом блокировки трубодержателя, выполненным в виде установленного на гидравлической линии связи трубодержателя с распределительным устройством двухпозиционного трех- ходового золотника гидрораспределителя с гидромеханическим управлением, механическая часть которого кинематически связана с.трубодержателем, при этом трубодержатель установлен с возможностью ограниченного перемещения в направлении движения вращателя, гидроцилиндр трубодержателя выполнен двустороннего действия, а полость гидроцилиндра, давление на поршень в э которой совпадает с направлением действия пружины, соединена гидравлической линией с гидравлической частью гидравлического распределительного механизма.1244278 2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что гидравлический распределительный механизм выполнен в виде системы двух установленных параллельно друг другу двухпозиционных четырехходовых золотников гидрораспределителей управления соответственнотрубодержателем и патроном и имеет рукоятку управления, при этом золотник гидрораспределителя управления патроном снаб 1Изобретение относится к горному делу, к средствам для наземного манипулирования секциями колонны бурильных труб при бурении скважин.Целью изобретения является повышение 5 надежности выполнения спускоподъемных операций.На фиг. 1 представлена буровая установка, общий вид; на фиг, 2 - фрагмент схемы гидросистемы установки с элементами кинематики трубодержателя и зажимного патрона.Буровая установка содержит опорную металлоконструкцию в виде мачты 1 с основанием 2. На мачте 1 установлены подвижный вращатель 3 с гидравлическим зажимным патроном 4 и трубодержатель 5. Для выполнения спускоподъемных операций вращателем в установке имеется механизм перемещения вращателя, выполненный, например, в виде гидроцилиндра 6. Управление и функционирование всех механизмов 20 установки осуществляется гидросистемой, которая включает в себя гидравлический распределительный механизм 7, связанный гидравлическими линиями 8 - 11 соответственно с гидроцилиндрами 12 и 13 зажимного патрона 4 и трубодержателя 5.На линии 8 установлен механизм блокировки трубодержателя, образованный двух позиционным трехходовым гидрораспределителем 14 с управлением, механическая часть которого выполнена в виде толкателя 15, а гидравлическая - с гидравлическим каналом 16, подводящим рабочую жидкость к торцу золотника гидрораспределителя 14. Ка нал 16 линией 17 связан с гидравлической линией 9, сообщающейся с полостью8 гидроцилиндра 13, осуществляющего при подаче жидкости в эту полость вместе с пружиной 19 зажатие плашками 20 бурильной трубы 21. Трубодержатель 5, в свою очередь, посредством подпружиненного подвижного соединения 22 установлен с возможностью ограниченного осевого перемещения 4 О относительно движения вращателя 3 и имеет профилированную деталь 23 для взаиможен элементом, имеющим возможность перемещения относительно золотника на величину его хода, а рукоятка управления связана с упомянутым элементом с возможностью разъема в среднем положении элемента и с золотником гидрораспределителя трубодержателя - с возможностью разъема в положении Трубодержатель зажат. действия с толкателем 15. Для слива рабочей жидкости из штоковой полости 24 гидроцилиндра 13 на линии 8 предусмотрен отводной канал 25 с обратным клапаном 26. Гидравлический распределительный механизм 7 включает в себя два установленных параллельно друг другу двухпозиционных четырехходовых гидрораспределите ля 27 и 28, линиями 29 и 30 связанных с напорной магистралью 31, а линиями 32 и 33 - со сливом 34, Гидрораспределитель 27 обеспечивает управление зажимным патроном 4, гидрораспределитель 28 - управление трубодержателем. Для обеспечения необходимого перепада давления между линиями 29 и 30 на последней установлен гидроклапан 35 давления. Рукоятка 36 управления предназначена для переключения гидрораспределителей 27 и 28, Деталь 37, взаимодействующая с соответствующим выступом 38 рукоятки, образует разъемное соединение рукоятки с золотником гидрораспределителя 28. Соединение рукоятки 36 с золотником гидрораспределителя 27 имеет промежуточный элемент 39, установленный подвижно относительно детали 40. Форма элемента 39 обеспечивает разъемное сцепление его с выступом 38 рукоятки 36 и свободу перемещения относительно золотника гидрораспределителя 27, равную его ходу. Последовательность перемещения рукоятки задается направляющим элементом с фигурным пазом 41 таким образом, что разъем соединения рукоятки с деталью 37 возможен только в положении Трубодержатель зажат, а разъединение ее с элементом 39 только при среднем его положении без перемещения золотника гидрораспрелелителя 27На гидрораспределителе 14 помимо гидро- механического управления предусмотрено ручное управление в виде рукоятки 42.Буровая установка работает следующимобразом,Рабочая жидкость по напорной магистрали 31 поступает к гидрораспределителю 28 по линии 29 связи, а к гидрораспределителю 27 - по линии 30 связи, при этом гидроклапан 35 обеспечивает необходимый перепад давления между линиями 29 и 30 связи. При включении гидрораспределителя 27 рукояткой 36 в положение а (4 Патрон зажат) рабочая жидкость по линии 10 поступает в поршневую полость гидроцилиндра 12, а вытесняемая из штоковой полости жидкость по линиям 11 и 33 идет на слив 34.Для раскрытия трубодержателя рукоятку 36 вместе с элементом 39 перемещают в среднее положение, не отключая при этом зажимной патрон. Далее в соответствии с формой паза 41 ручку 36 вводят в соединение с деталью 37, находящейся в этот момент напротив переходного участка паза 41 и соответствующей положению б гидрораспределителя 28 (Трубодержатель зажат). При последующем переключении гидро- распределителя 28 в положение а (Трубодержатель разжат) рабочая жидкость по линии 8 поступает к обратному клапану 26 и гидрораспределителю 14, который находится и остается в положении б (поток закрыт). Это положение обеспечивается тем, что трубодержатель 5 под действием собственного веса и веса бурильных труб 2 сжимает пружины соединений 22, а его профилированная деталь 23 сохраняет свое положение относительно упора 15 гидрораспределителя 14 до тех пор, пока гидроцилиндр 6 не переместит зажатую патроном 4 колонну 21 и вместе с ней трубодержатель 5 вверх, при этом выступ детали 23 не нажмет на толкатель 15 гидрораспределителя 14 и не включит его в положение а, при котором рабочая жидкость поступит в штоковую полость гидроцилиндра 24 по линии 18, а вытесняемая из поршневой полости 18 жидкость пойдет на слив 34 по линии 9. После раскрытия плашек 20 трубодержатель под собственным весом опускается в исходное положение, не меняя при этом положения гидрораспределителя 14.Таким образом, раскрытие трубодержателя возможно только после соответствую- О щего натяжения и перемещения колонны бурильных труб при надежном захвате ее зажимным патроном.Для раскрытия патрона гидрораспределитель 27 переключается в положение б.Поскольку для такого действия необходимо перевести ручку 36 по фигурному пазу 41 через положение Трубодержатель зажат (гидрораспределитель 28 в положении б), раскрытию патрона предшествует надежный захват колонны бурильных труб плашками 20 трубодержателя 5. При включении гидрораспределителя 28 в положе ние б давление рабочей жидкости в линии 17 и гидравлической части управления 16 возвращает гидрораспределитель 14 в положение б, обеспечивая слив из полос 2 ь ти 24 по линии 25 через обратный клапан 26.Рукоятка 42 служит для включения гидрораспределителя 14 в положение а (Трубодержатель раскрыт) только для пропуска первой трубы, когда отсутствует кинемати- ЗО ческая связь между вращателем и устройством блокировки.Наличие механизма блокировки обеспечивает в данной установке раскрытие трубодержателя только после натяжения колонны труб, т.е. полностью исключает аварийное З 5 падение колонны труб в скважину.1244278 сия 2 Редактор Л. ВеселовскаяЗаказ 378132 Составитель Е, Столбцов Техред И, Верес Корректор М. Шароши Тираж 548 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открнтий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП Патент, г, Ужгород, ул. Проектная, 4