Плавучая буровая установка

оц 848566 ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 120778 (21) 2644473/22-03 Союз Советских Социалистических Республик(51)М. Кл. Е 21 В 15/02 с присоединением заявки Йом -Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытийУральский завод тяжелого машиностроенйя им. Серго Орджоникидзе(54) ПЛАВУЧАЯ БУРОВАЯ УСТАНОВКА Цель изобретения - повьпйениенадежности поддержания нагрузки надолоте.Цель достигается тем, что четырехзвенник выполнен ромбовидной формы,верхние концы которого шарнирносвязаны с направляющей рамой, а нижние концы шарнирно соединены с подвижным кронблоком и выше верхних 10 концов четырехзвенника установленыобводные шкивы, причем ходоваяветвь талевого каната огибает после"довательно левый обводной и правыйнатяжной шкивы, а неподвижная ветвь 15 правый обводной и левый натяжнойшкивы.На фиг. 1 изображен компенсаторперемещения кронблока плавучей буровой установки, общий вид; на фиг.2 20 вид А на фиг. 1; на фиг. 3 - графикотклонения усилия на штоках, гИдроцилиндров и усилия, создаваемого рычажным четырехзвенником для компенсации перемещения талевого каната, в 25 зависимости от перемещения кронблокаи приведена суммарная кривая от сложения этих усилий.Плавучая буровая установка имееткомпенсационные гидроцилиндры 1, 30 установленные на наголовнике вышки 2. Изобретение относится к буровойтехнике, в частности к плавучим буровым установкам, и может быть использовано для компенсации перемещениякронблока при выполнении буренияна акваториях морей.Известна плавучая буровая установка, содержащая подвижный кронблок,направляющую раму., талевый блок,талевый канат, компенсационные гидроцилиндры и обводные шкивы 1.Однако известная установка необеспечивает надежной нагрузки накрюке буровой установки и сложнав эксплуатации и изготовлении.Известна также плавучая буроваяустановка, содержащая подвижный кронблок с подвеской, направляющую раму,талевый блок, талевый канат с ходовойи неподвижными ветвями, компенсационные гидроцилиндры и систему рычагов в виде четырехзвенника с правыми и левыми натяжными и обводнымишкивами 2),Недостатком известной установкиявляется малая надежность поддержания постоянной нагрузки на долотепри волнении моря из-за неравномерности распределения нагрузки в ком-.пенсационных гидроцилиндрах. Б,В.Шахоткин, Р. Мубаракшин, В.Е.ТимофеевуГ.ФеСавенковуй,й.трамолин,й.н.кузьмин,й.й.йутаркин,н.й.рудоиокательй,й,разуваев, й.й.Владимиров и Н.н,мейкотШтоки 3 гидроцилиндроа 1 шарнирносоединены с подвижным кронблоком 4,ролики 5 которого опираются на триили четыре вертикальные направляющиебалки рамы 6, установленной на наголовнике вышки 2. Гидроцилиндры 1)цапфами 7 опираются через подшипники8 на вышку 2. Четырехзвенник 9 подвешен шарнирно в верхней части направляющей рамы 6, выше кронблока 4, наоси 10, а в нижней части закреплен .шарнирно с узлом подвески подвижногокронблока 4.Четырехзненник 9 имеет верхние 11и нижние 12 рычаги. На осях 13 шарнирных сочленений каждого верхнего11 и нижнего 12 рычагов четырехзвенника 9 установлены натяжные шкивы 14 для ходовой 15 и неподвижной16 ветвей талевого каната 17. В нерхней части 18 направляющих балок рамы6, выше оси 10, установлены на осяхобводные шкивы 19,Через один левый шкив 19 перекинута ходовая ветвь 15, а через другойправый обводной ролик 19 перекинутанеподвижная ветвь 16 талевого каната 17.При помощи гидравлических ветвей20 гидроцилиндры 1 связаны с пненмогидроаккумуляторами 21, воздушнаяполость которых соединена пненмолинией .22 с воздушными баллонами 23,связанными с системой 24 управления.Плавучая буровая установка при вертикальной качке на море работает следующим образом. 35При перемещении плавучей буровой установки вместе с вышкой 2 вверх и вниз под действием волн в процессе бурения скважины происходит изменение нагрузки на крюке таленой системы и соответственно на подвижном кронблоке 4, соединенном с четырехзвенником 9 и опирающемся шарнирно на два вертикально расположенные штока гидроцилиндра 1, которые также, опираются на вышку 2 и соединены с пневмогидроаккумуляторами 21,При движении, плавучей буровой установкис вышкой 2 вверх нагрузка 56 на крюке талевой системы соответственно на штоках гидроцилиндров 1 за счет счятия нагрузки с бурового долота увеличивается, а следовательно, увеличивается давление в рабочей у полости гидроцилиндров 1, вследствие чего рабочая жидкость по гидролиниям 20 вытесняется н пневмогидроаккумуляторы 21.Поэтому штоки 3 гидроцилиндров 1 и кронблок 4 сохраняют свое первоначальное положение относительно дна моря или забоя скважины.При движении плавучей буровойустановки с вышкой 2 вниз нагрузка,на талевом блоке и соответственно на штоках 3 гидроцилиндрон 1 уменьшается и происходит обратный процесс,При компенсации вертикальной качки натяжные шкивы 14 четырехзвенника 9 компенсируют натяжение ходовой 15 и ,неподвижной 16 ветвей талевого каната 17, а благодаря установке обводных шкивов 19 выше кронблока 4 увеличивается угол охвата на шкивах таленой системы и тем самым, уменьшается износ шкивов таленого каната, т.е, повышается долговечность.Во время бурения н гидроцилиндрах 1 создается усилиеСо= СЬ+ СЧ+ СВ Сд где Сб - нагрузка от веса бурильнойколонны;С - вес подвижных частей (кронЦблок, штоки гидроцилиндров,талевый канат, таленый блоки т.п.);С - вертикальная раннодействуювщая сила на узле кронблока4, возникающая от натяжения в ходовой 15 и неподвижной 16 ветвях талевого каната 17 на узле четырехзвенника 9;Сд - нагрузка на буровое .долото.При заданном весе бурильной колонны вес подвижных частей Сц - величина постоянная, а вертикальная состанляющая С является величиной переменной, изменение которой связано с изменением геометрической Формы четырехзвенника 9 при движении кронблока 4 относительно вышки 2 во время качки плавучей буровой установки.При подъеме и опускании плавучей буровой установки относительно среднего положения рабочая жидкость по гидролиниям 20 перемещается между гидроцилиндрами 1 и пневмогидроаккумуляторами 21 за счет сжатия и расширения воздуха в пненмогидроаккумуляторах 21 и воздушных баллонах 23При этом увеличинается или уменьшается давление рабочей жидкостипод поршнями гидроцилиндров и ихподъемная сила на величину Ь С, чтосоответственно приводит к изменениюнагрузки на долоте на неличину й Сд,Изменение нагрузки на долотетем больше, чем сильнее меняетсядавление воздуха в пневмогидроаккумуляторах 21,кинематику четырехзвенника 9 подбирают так, что при перемещении кронблока 4 от среднего положения вверх усилие Св может принимать также направление вверх, а при движении кронблока 4 вниз направление С 8 - вниз, Таким образом, при перемещении планучей буровой установкивверх на волне усилие С 8 добавляется к уменьшающейся за счет сжатия газа вгидропневмоаккумуляторах 21 и баллоне 23 нагрузке на долоте.При перемещении плавучей буровой установки вниз давление в цилиндрах 1 понижается, нагрузка на долоте возрастает, но так как усилие 6 Ь направлено вверх, то этим самым возрастание нагрузки на долоте компенсируется эа счет того, что рычаги 12 выполняются короче рычагов 11.Укаэанное изменение усилия 68 в процентах от веса бурильной колонны приведено на графике фиг. 3 (кривая 2).Таким образом, путем подбора длин рычагов 11 и 12 и точек их крепления можно получить величину 15 изменения нагрузки на долоте в пределах Ы - 1,5 Ъ от веса бурильной колонны.Сложением отклонений нагрузки на долоте, происходящих от воздействия 2 О компенсирующих цилиндров (крнвая 1 на фиг. 3) и изменения нагрузки (кривая 2), получается результирующая кривая отклонения нагрузки на долоте (кривая 3). 25Изобретение упрощает конструкцию. компенсатора перемещения кронблока, повышает точность поддержки нагрузки на долоте, долговечность и надежность талевого каната. 4 Формула изобретенияПлавучая буровая установка, срдержащая.подвижный кронблок с подвеской, направляющую раму, талевый блок, талевый канат с ходовой и неподвижной ветвями, компенсационные гидроцилиндры и систему рычагов в виде четырехэвенника с правыми и левыми натяжными и обводными шкивами, о т л.и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повышения надежности поддержания нагрузки на долоте, четырехэвенник выполнен ромбовидной формы, верхние концы которого шарнирно связаны с направляющей рамой, а нижние концы шарнирно соединены с подвижным крон- блоком и выше верхних концов четырехзвенника установлены обводные шкивы, причем ходовая ветвь талевого каната огибает последовательно левый. обводной и правый натяжной, шкивы, а неподвижная ветвь - правый обводной и левый натяжной шкивы.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Патент США 9 3469820,кл. 254-172, опублик. 1969,2. Патент США Р 3791628,кл. 254-172, опублик. 19746028 31 а Патент, г. Ужгород, ул, Проектн Филиал Тираж 627ВНИИПИ Государственно по делам изобретений 3035, Москва, Ж, Рауш Подписноео комитета СССРи открытийкая наб д, 4/5