Устройство для спуско-подъема бурильных труб

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик 111977738(22) Заявлено 100781 (21) 3314065/22-03с присоединением заявки Мо(23) ПриоритетОпубликовано 30.1182. Бюллетень Мо 44Дата опубликования описания 30.11,82 РМ Кп з Е 21 В 44/00 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытийФ.С. лио, г.и. Михайлин, и.и. малин, Г.О. К тонин,Р.Ю. Равич-Щербо, Л.Г. Шраго и. В.П. Блинсвс овк,Специальное проектно-констрУкторское бюроавтоматизации глубокого разведочного бурен яМинистерства геологии ГССРИзобретение относится к буровойтехнике, в частности к устройствамавтоматизации спуско-подъемных операций в бурении.Известно устройство для спускоподъема бурильной колонны, содержащее гидроподъемник с приводом, датчик скорости спуско-подъема и блок управления 1.Известнотакже устройство дляспуско-подъема бурильных труб, содержащее вышку, механизм свинчивания-развинчивания, свечеподающийузел, буровую лебедку, талевый блокс элеватором, блок управления механизмом свинчивания-развинчивания,блок управления свечеподающим узлом,блок управления буровой лебедкой имеханизм удержания с индуктивнымдатчиком и блоком обработки 2).Одним из недостатков устройства является то, что индуктивный датчик расположен ниже захватных органов механизма удержания и после получения сигнала от индуктивного датчика колонна поднимается еще в течение 3-7 с и останавливается относительно номинального положения в пределах 150 мм, поэтому захват колонны элеватором может произойти в ослабленных местах муфты замка,что может .привести к аварии (паде%ние колонны в скважину или деформация муфты замка).Цель изобретения - повышение надежности работы устройства.Указанная цель достигается тем,что устройство для спуско-подъемабурильных трУб, содержащее вышку,механизм свинчивания-развинчивания,свечеподающий узел, буровую лебедкуиталевый блок с элеватором, блок управления механизмом свинчиванияраэвинчивания, блок управления свечеподающим узлом, блок управлениябуровой лебедкой и механизм удержания с индуктивным датчиком и блокомобработки, снабжено датчиком контроля положени замка буровой колонны,при этом вход датчика контроля связан с блоком управления механизмомсвинчивания-развинчивания, а выход -с блоком управления буровой лебедкии блоком управления свечеподающим 25 узлом. Кроме того, датчик контроля положения замка буровой колонны выполнен в виде размещенного в корпусе ползуна, связанных друг с другом гидро. цилиндром, при этом внутри ползуна5 10 45 50 60 65 установлен подпружиненный относитель. но него шток, взаимодействующий с одной стороны с выключателями, установленными на ползуне, а другая сторона штока снабжена ступенчатым щупом.На фиг.1 изображена автоматизированная буровая установка с блок-схемой системы управления; на фиг.2 датчик контроля положения замка бурильной колонны; на фиг.3 (а,б,в) положение щупа при остановке замка бурильной колонны: а) в номиналвном положении; б) ниже номинального положения; в) выше номинального положения.Автоматизированная буровая установка включает вышку 1 с основанием 2, на которых смонтированы механизм 3 удержания, механизм 4 свинчивания- развинчивания, свечеподающий узел 5, автоматический элеватор 6 с талевым блоком 7, которые посредством полиспастной системы 8 связаны с буровой лебедкой 9, которая опускает щпи поднимает бурильную колонну 10, состоящую из бурильных труб, соединенных замками 11Установка оснащена узлом останова колонны 10, включающим индуктивный датчик 12, блок 13 обработки сигналов индуктивногодатчика 12 и датчик 14 контроля положения замка 11 бурильной колонны 10.Индуктивный датчик 12 встроен в механизм 3 удержания, в датчик 14 контроля встроен в механизм 4 свинчивания- развинчивания (место разъема замка 11), Буровая лебедка 9 выполнена с блоком 15 управления, механизм свинчивания-развинчивания 4 - с бло)ком 16 управления, а свечеподающее устройство 5 - с блоком 17 управле" ния. Датчик 14 контроля (фиг.2) выполнен в виде корпуса 18, внутри которого размещен ползун 19 с двФяя упорами 20 и 21, Внутри ползуна 19 установлен шток 22, имеющий в передней своей части щуп 23 с двумя ступенями 24 и 25. Шток 22 подпружинен относительно ползуна 19 пружиной 26. Ползун 19 связан со штоком 27 гидроцилиндра 28, установленного на корпусе 18. В задней части штока 22 имеется хвостовик 29 для воздействия на выключатели 30 и 31, кото-рые электрически связаны с блоком 15 управления буровой лебедки 9 и блоком 17 управления свечеподающим устройством 5. Автоматизированная буровая установка в цикле подъема колонны может работать в двух режимах: разборка бурильной колонны на свечи или разборка колонны на одиночные бурильные.трубы; эти режимы задаются вручную оператором с пульта управления переключением блока 13 обработки сигналов индуктивного датчика 12Устройство для спуско-подъема бурильных труб работает следующим образом.Элеватором 6 захватывают колонну 10, включают блок 15 управления, который включает лебедку 9 на подъем и элевато). 6 поднимает колонну до тех пор, пока замок 11 не пройдет индуктивныйдатчик 12; сигнал от индуктивного датчика 12, сформированный системой 13 обработки поступает в блок 15 управления лебедки 8 на ее останов и передачу колонны 10 15 механизму 3 удержания, После передачи колонны 10 механизму 3 удержаниясигнал от блока 15 управления поступает в блок 16 управления механизмасвинчивания-развинчивания 4 на отвинчивание (при отвинчивании одиночной бурильной трубы от колонны) илив бЛок 17 управления свечеподающимустройством 5 (при отвинчивании отколонны свечи), а затем уже в блок 2516 управления механизмом свинчивания-развинчивания 4 и на отвинчивание свечи,По окончании отвинчивания блок 16,управления механизмом свинчиванияразвинчивания 4 подает сигнал вблок 15 управления лебедки 9 (приотвинчивании одиночной бурильнойтрубы) или в блок управления 17 свечеподающего устройства 5 (при разборке колонны на свечи) на приподъем З 5 трубы или свечи, а затем на включениедатчика 14 контроля положения замка.11 бурильной колоннь 10. При этомподается давление в поршневую полость гидроцилиндра 28. Шток 27 40 перемещает ползун 19 со штоком 22и щупом 23 к замку 11 (к этому времени труба или свеча приподнята) . Щуп 23 при своем движении впередупирается в замок 11. Здесь возможнытриосновных положения (фиг.3 а,(Г,8).На фиг. Зс 1 изображена остановказамка 11 в номинальном положении.В этом случае сначала в муфту замка11 упирается ступень 25 щупа 23, азатем останавливается ползун 19,так как упор 20 входит в контактс замком 11. Здесь происходит относительное перемещение штока 22 и ползуна 19 на величину от ступени 25 до упора 20, что вызывает срабатывание от хвостовика.29 выключателя30, который подает сигнал в блок 15 управления лебедки 9 или блок 17управления свечеподающим устройством5 на производство дальнейших операцийф приподъем отвернутой трубы илисвечи, отвод их с оси скважины и дальнейший подъем колонны 10. При остановке замка 11 ниже номинального положения (фиг. 30) щуп23 ни одной иэ своих ступеней не упирается в замок 11. Срабатывание выключателей 30 и 31 не происходит,но при выборе хода гидроцилиндра 28, т.е. при касании замка 11 упором 20 ползуна 19 повышается давление в гидрос;стеме гидроцилиндра 28, что является сигналом, и этот сигнал подается в блок 15 управления лебедки 9 или в блок 17 управления свечеподающим устройством 5 на приспуск отвернутой трубы (свечи), свинчивание их с колонной 10, а затем приподъем колонны до номинального положения замка 11 и повторение всех операций по развинчиванию .колонны.При остановке замка 11 выше номинального положения (фиг. 38) ступень 24 щупа 23 упирается в замок 11, а ползун 19 продолжает движение до тех пор, пока упор 21 не достигает щупа 23. В этом случае сработают оба выключателя 30 и 31 и эти два сигнала подаются в блок 15 управления лебедки 9 (для трубы) или блок 17 управления свечеподающим устройством 5 (для свечи) и в блок 1 б управления механизмом свинчивания-развинчивания 4 (аналогично предыдущему случаю). Трубу или свечу припускают, свинчивают с колонной 10, а затем колонну .10 опускают до номинального положения замка 11 и повторяют все операции по раэвинчиванию колонны 10.Предлагаемое устройство обеспе-чивает более высокую надежность . работы. автоматизированной буровой установки за счет устранения таких тяжелейших аварий, как падение колонны, которые были возможны при взятии колонны элеватором за ослабленное место муфты замка, снижает расход бурильных труб и замков к ним за счет обеспечения точного контроляместонахождения замка.формула изобретения1. Устройство для спуско-подъемабурильных труб, содержащее вышку,механизм свинчивания-развинчивания,свечеподающий узел, буровую лебедку,талевый блок с элеватором, блок управления механизмом свинчиванияразвинчивания, блок управления свечеподающим узлом, блок управлениябуровой лебедкой и механизм удержа 15 ния с индуктивным датчиком и блокомобработки, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью повышения надежности работы, оно снабжено датчикомконтроля положения замка буровой70 колонны, при этом вход датчика конт"роля связан с блоком управления механизмом свинчивания-развинчивания,а выход датчика с блоком управлениябуровой лебедкой и блоком управления25 свечеподающим узлом.2. Устройство по п, 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что датчикконтроля положения замка буровойколонны выполнен в виде размещенногов корпусе ползува, связанных другс другом гидроцилиндром, при этомвнутри ползуна установлен подпружиненный относительно него шток, взаи-,модействующий с одной стороны сЗ 5 выключателями, установленными наползуне, а другая сторона штока снабжена ступенчатым щупом.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 644935, кл, Е 21 В 44/00, 1973.2. Котляров А.М, Автоматизациябуровых агрегатов. М., Недраф,1971, с. 103-111 (прототип)фог ни щюектн 4 атентфф иал П горо аказ 9156/44 Тираж 623 ВНИИПИ Государстве по делам изобре 113035, Москва, Ж, Подписноекомитета СССРи открытийская наб., д, 4/5