Устройство для захвата труб в роторе

(53) УДК 622.242. .3.054 (088,8) Опубликовано 25.06.80. Бюллетень23Дата опубликования описания 28.06.80 ло делан изобретений и открытий(54) УСТРОЛСТВО ДЛЯ ЗАХВАТА ТРУБ В РОТОРЕ Изобретение относится к оборудованию для бурения нефтяных и газовых скважин, в частности к средствам для захвата бурильных труб.Известно устройство для захвата в роторе бурильных и обсадных труб, которое включает корпус, вкладыш с направляющей коцусной поверхностью и опорными пазами под клинья. привод клиньев 1. Недостатками этого устройства являются невозможность перехода к бурению и установки в ротор зажима ведущей бурильной трубы без снятия клиньев, а также небольшой крутящий момент, который можно передавать через квадратное отверстие в верхней части вкладыша, где устанавливается зажим ведущей бурильной трубы.Известно также устройство для захвата труб, в котором внутри ротора установлен корпус с отверстиями в верхней части для передачи крутящего момента, в корпусе установлен вкладыш с двумя конусньми опорными поверхностями под клинья, а над ротором установлен клинозахватный механизм, включающий корпус, клинья и привод клиньев 2. Основными недостатками этого устройства являются:1) невозможность перехода к бурениюи установки в ротор зажима ведущей бурильной трубы без отсоединения приводной части и снятия с ротора клцнозахватного механизма;2) надроторное размещение клинозахватного устройства и зажима ведущей бурильной трубы приводит к большим габаритам и громоздкости зажима ведущей бурильной трубы. Установка ведучцей бурильной трубы с громоздким зажимом на центр скважины и в шурф связана с трудоемкими работами;3) исключена возможность пропускагромоздкого зажима ведущей бурильной трубы через проходное отверстие ключа для свинчивания-развинчивания труб замкнутого типа.Целью изобретения является уменьшениегабаритов и обеспечение передачи вращения бурильной колонне от ротора без снятия 20 клиньев.Это достигается тем, что устройство снабжено установленным в корпусе под клиньями зажимом ведущей бурильной трубы, выполненным в виде корпуса с установленнымиРабота клинозахватного устройства в процессе перехода от спуско-подъемных операций к бурению и бурения осуществляется следующим образом.После спуска в скважину бурильной колонны она устанавливается на клинья и из шурфа поднимается и подается на центр скважины ведущая бурильная труба с одетым на нее зажимом 1. Ведущая бурильная труба соединяется с бурильной колонной, После этого поднимаются клинья 9 и колонна опускается в скважину. При этом, зажим 17, проходя в отверстие, образованное поднятыми клиньями, устанавливается 50 55 в нем подпружиненными коромыслами сроликами и механизмом передачи вращенияот корпуса зажима к ротору.Кроме того, верхняя часть корпуса зажима выполнена с наружной конусной поверхностью, соответствующей внутреннейконусной поверхности клиньев, а механизмпередачи вращения от корпуса зажима кротору выполнен в виде зубчатого венцана нижней части корпуса зажима, установленного внутри втулки, которая имеет зубчатый профиль на наружной и внутренней 10поверхностях, причем внутренний зубчатыйпрофиль связан через промежуточную шестерню с зубчатым венцом, а наружный зубчатый профиль - со шлицевыми пазами,выполненными на внутренней поверхности15нижней части корпуса устройства, кинематически соединенного с ротором,На фиг. 1 показано устройство, общийвид; на фиг. 2 - разрез А - А на фиг. 1.В роторе 1 буровой установки размещенкорпус 2, имеющий на внутренней поверхности в нижней части шлицевые пазы. Внутри корпуса в верхней части размещен разьемный вкладыш 3 с направляющей конуснойповерхностью и опорными пазами под клинья,Внутри корпуса в нижней части установлена25втулка 4 с зубчатым профилем на внутреннейи наружной поверхности, причем наружныезубья втулки входят в шлицевые пазы корпуса.Во втулке установлена промежуточнаяшестерня 5 и корпус зажима 6 ведущей 50бурильной трубы с зубчатым венком в нижней части, соединенным с промежуточнойшестерней. В окнах корпуса зажима 6 размещены подпружиненные качающиеся коромысла 7 и на них установлены ролики 8,сопрягающиеся с ведущей бурильной трубой.Верхняя часть корпуса зажима 6 выполненас наружной конусной поверхностью, соответствующей внутренней конус ной поверхности клиньев 9. Шарнирная подвеска клиньев 1 О снабжена пружинами 11, отводящими 40верхнюю часть клиньев от трубы после посадки их на корпус зажима 6. Подъем иопускание клиньев 9 осуществляется припомощи планок 12, связанных в нижнейчасти кольцом 13 рычага 14 пневмоцилиндра 15 и крана управления 16.45 в гнездо внутри корпуса 2. Зубья корпуса зажима 6 входят в зацепление с шестерней 5.В случае несовпадения оси бурильной колонны и оси проходного отверстия в роторе зажим 17 может не войти в гнездо внутри корпуса 14 упрется в конусную поверхность разъемного вкладыша 3. После этого клинья 9 опускаются, нажимают на зажим 17, который скользя по направляющей конусной поверхности разъемного вкладыша 3, устанавливается в гнездо. Клинья упираются в наружную поверхность корпуса зажима 6, что обеспечивает установку нижнего конца клиньев с зазором относительно ведущей бурильной трубы, Зазор в верхней части клиньев обеспечивается пружинами 11, которые отводят верхнюю часть клиньев, преодолевая массу кольца 13 с планками 12, причем в это время сжатый воздух выпущен из обеих полостей пневмоцилиндра 15 и рычаг 14 не давит на кольцо 13. Это достигается устройством крана управления 16,В процессе бурения вращение передается от ротора к корпусу 1, затем через втулку 4, промежуточную шестерню 5, корпус зажима 6, коромысло 7 и ролики 9 на ведущую бурильную трубу, Клинья установлены с зазором относительно ведущей бурильной трубы и не препятствуют ее вращению и осевому перемещению.Предлагаемое клинозахватное устройство обеспечивает ликвидацию трудоемких работ по снятию клиньев при переходе от спуско-подъемных операций к бурению, снижение трудоемкости работ при установке ведущей трубы на центр скважины и в шурф, возможность пропуска зажима ведущей бурильной трубы через проходное отверстие ключа для свинчивания-развинчивания труб замкнутого типа.Применение предлагаемого устройства позволит механизировать, а в дальнейшем и автоматизировать процесс перехода от спуско-подъемных операций к бурению.Формула изобретения1, Устройство для захвата труб в роторе, содержащее корпус, разъемный вкладыш с направляющей конусной поверхностью, клинья с внутренней конусной поверхностью на нижнем конце и привод клиньев, отличающееся тем, что, с целью уменьшения габаритов и обеспечения передачи вращения бурильной колонне от ротора без снятия клиньев, оно снабжено установленным в корпусе под клиньями зажимом ведущей бурильной трубы, выполненным в виде корпуса с установленными в нем подпружиненными коромыслами с роликами и механизмом передачи вращения от корпуса зажима к ротору.2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что верхняя часть . корпуса зажима5выполнена с наружной конусной поверхностью, соответствуюшей внутренней конусной поверхнОсти клиньев.3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что механизм передачи врашения от корпуса зажима к ротору выполнен в виде зубчатого венца на нижней части корпуса зажима, установленного внутри втулки, которая имеет зубчатый профиль на наружной и внутренней поверхностях, причем внутренний зубчатый профиль связан через проьмежуточную шестерню с зубчатым венцом,а наружный зубчатый профиль - со шлицевыми пазами, выполненными на внутренней поверхности нижней части корпуса, кинематически соединенного с ротором.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР108839, кл. Е 21 В 3/04, 1957.2. Патент США3457605, кл. 24-263,опублик. 1969 (прототип).Составитель Л.Текред К. 1 кифриТираж о 26 М. 111 аропн ЦНИИПИ Гос по делам 113035, Москва илиал ППП Патларсизо б., д. 4/5 Проектная. Редактор Е. Г 1 олионова Заказ 3428130 венного ко ретений и 35, Раушс г. Ужгород овскийКорректоПодписиитета СССРоткрытийя наул.