Устройство для спуска-подъема труб под давлением

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 119) (11) 1) Е 21 В 19/00 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН СТВУ с я тем, что, дежности, оно регулирования выполненным в а неподвижнои ью взаимодейс ружиненного к ых однолинейн пределителей и установленных наподвижной траверсе с воэможностьювзаимодействия с подпружиненнымкулачком упора и гибкой напряженнойтяги, а система привода и управления гидроцилиндрами снабжена допол-,нительно насосом и реверсивным распределителем управления хода гидроцилиндров, связанными гидролиниямис основным реверсивным распределителем и линией слива, при этом полости управления двухпозиционных однолинейных гидравлических распределителей связаны с полостями гидроуправления дополнительного реверсивного распределителя и линией слива. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬП"ИЙ Н АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТ(56) 1, Зайцев Ю.В. и др, Освоениеи ремонт нефтяных и газовых скважинпод давлением. М., "Недра", 1982,с. 15, рис. 3,2. Патент США Р 3096075,кл. 254-29, опублик. 1960 (прототип),(54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СПУСКА-ПОДЪЕМА ТРУБ ПОД ДАВЛЕНИЕМ, содержащеегидроцилиндры с подвижной и неподвижной траверсами, трубные захваты,установленные на траверсах, системупривода и управления гидроцилиндрами, включающую насос, гидролинии,реверсивный распределитель и элементы управления, о т л и ч а ю щ е ецелью повышения нанабжено механизмомода гидроцилиндров,иде установленныхтраверсе с воэможносвий между собой подлачка и двухпоэиционк гидравлических рас 1142 б 16Изобретение относится к нефтепромысловому оборудованию и предназначено для спуска-подъема колоннытруб на нефтяных и газовых скважинах, находящихся под давлением. 5Известно устройство для спускаподъема труб под давлением, включающее два или более гидроцилнндра,связанных траверсами, на которыхустановлены рабочие органы для захвата колонн - спайдеры, систему гидропривода и управления гидроцилиндрами 11,Известно устройство для спускаподьема труб под давлением, содержащее гидроцилиндры с подвижной и неподвижной траверсами, трубные захваты, установленные на траверсах,систему привода и управления гидроцилиндрами, включающую насос, гидролинии, реверсивный распределительи элементы управления 21,К недостаткам известных устройствотносится то, что оператору, управляющему спуско-подъемными операциями,5приходится совершать большое числоуправляющих воздействий для сообщения возвратно-поступательного движения гидроцилиндрам (например,2000 циклов переключения гидрораспределителя при подъеме и спуске. колонны длиной 3000 м груэоподъемныммеханизмом, имеющим длину хода 3 м).В указанных условиях не исключенаситуация, когда оператор своевремен- З 5но не может остановить ход гидроцилиндров, поэтому их остановка осуществляется упором штоков в корпусыгидроцилиндров в крайних положениях,При этом предохранение устройства 40от поломок осуществляется как и вовсех гидроприводных механизмах, срабатыванием предохранительного клапана, обеспечивающего перепуск рабочейжидкости под давлением на слив. Однако предохранительный клапан какаппарат разовой регулировки настраивается на максимально возможноедавление для обеспечения работысистемы на всем диапазоне нагрузок. 50Каждый раз при аварийном останове к устройству прикладывается максимальная нагрузка, обусловленнаянастройкой предохранительного клапана, Это снижает долговечность и 55безопасность работы с устройством иповышает указанные выше требованияк ваботе оператора. Цель изобретения - повышение надежности работы устройства.Поставленная цель достигается тем, что устройство для спуска - подъема труб под давлением, содержащее гидроцилиндры с подвижной и неподвижной траверсами, трубные захваты, установленные на траверсах, систему привода и управления гидро- цилиндрами, включающую насос, гидро- линии, реверсивный распределитель и элеме:;ы управления, снабжено механизмом регулирования хода гидро- цилиндров, выполненным в виде установленных на неподвижной траверсе с возможностью взаимодействия между собой подпружиненного кулачка и двух- позиционных однолинейных гидравлических распределителей и установленных на подвижной траверсе с возможностью взаимодействия с подпружиненным кулачком упора и гибкой напряженной тяги, а система привода и управления гидроцилиндрами снабжена дополнительно насосом и реверсивным распределителем управления хода гидроцилиндров, связанными гидролиниями с основным реверсивным распределителем и линией слива, нри этом полости управления двухпозиционных однолинейных гидравлических распределителей связаны с полостями гидро- управления дополнительного реверсивного распределителя и линией слива.На фиг. 1 приведена конструктйвная схема устройства; на Фиг. 2 - узел 1 на фиг. 1 (механизм регулирования хода гидроцилиндров), на фиг. 3 - схема гидросистемы привода и управления устройством.Устройство включает гидроцилиндры 1, корпусы которых соединены нижней 2 и верхней 3 неподвижными траверсами, а штоки 4 - подвижной траверсой 5. На траверсах 3 и 5 установлены соответственно неподвижные 6 и подвижные 7 захваты (спайдеры) для труб, Устройство устанавливается на устье скважины концентрично колонне труб переводником 8, соединенным с нижней траверсой 2. Механизм регулирования хода гидроцилиндров и управления остановом .их хода включает кулачок 9 установленный с воэможностью осевого перемещения на траверсе 3, два двухпозиционных однолинейных гидравлических распределителя 10.1 и 10,2 путевого управле"(пропущенная через его отверстие)гибкая тяга 12, изготавливаемая из 5пружинной проволоки или ленты и сворачивающаяся по принципу рулетки вкорпусе 13. Тяга 12 проходит такжечерез отверстие кулачка 9. По обеторцовые стороны кулачка 9 установлены пружины 14, через которые передают кулачку движение в осевом направлении упор 11 и концевая упорная шайба 15 гибкой тяги 12, Пружины .14 установлены в стаканах 16 5опор, бурты которых удерживают пружины от выпадания, но не препятствуют вхождению в стаканы упора 11и шайбы 15 для взаимодействия с пружинами и кулачком. 20Гидросистема.привода и управления устройством включает основнойнасос 17, предохраняемый клапаном18, дополнительный насос 19 системыуправления с клапаном 20, основнойреверсивный распределитель 21 сгидроуправлением, управляемые обратные клапаны (гидрозамки) 22 навходе и выходе гидроцилиндров 1, дополнительный реверсивный распределитель 23 дистанционного управленияхода гидроцилиндров, слив 24 системы и днухпозиционные однолинейные распределители 10. Пружины указанныхраспределителей в нормальном положении всегда удерживают их в позициизакрытых центров так, что линииуправления от этих распределителей,подсоединенные параллельно линиямуправления от распределителя 23 40к полостям управления распределителя21, остаются отсеченными от линии24 слива,Устройство работает следующим образом. 45Для хода цилиндров внерх распределитель 23 включается в левое (посхеме) положение. При этом праваяполость управления распределителя 21сообщается с насосом 19, а левая - 50с линией 24 сливаПод действиемуказанного перепада давления распределитель 21 также включается в левое (по схеме) положение и рабочаяжидкость от силового насоса 17 черезобратный клапан 22.1 направляетсяв подпоршненые полости цилиндров 1,Из штоковых полостей через обратныйс клапан 22.2 и распределитель 2 рабо" чая жидкость сливается в линию 24. По совершении верхней траверсой рабочего хода по настроенной длине кулачок 9 воздействует на толкатель распределителя 10. и последний устанавливается в правое (по схеме) положение, при котором правая (по схеме) линия управления от насоса 19 к распределителю 21 соединяется со сливом. При этом давление в обеих полостях управления распределителя 21 станет равным сливному и он переключится в среднее положение, при котором запираются обе полости цилиндров 1 и происходит автоматическое торможение их хода несмотря,на то, что рукоятка распределителя 23 установлена в положении подъем (левое по схейе). Для сообщения цилиндрам 1 хода вниз распределитель 23 включается н правое (по схеме) положение, при котором рабочая жидкость от насоса 19 направляется в левую (по схеме) управляющую полость распределителя 21. В результате того, что его правая управляющая полость остается под слинным давлением, он переключается в правое (по схеме) положение, при котором рабочая жидкость от силового насоса 17 направляется в штоковые полости цилиндров 1, а из поршневых полостей она направляется на слив. При этом осуществляется движение вниз траверсы 5, связанной со штоками 4 цилиндров. Как только кулачок 9 отходит от толкателя распределителя 10,1, он переключается вновь в правое (по схеме) положение и отсоединяет от слива линию управления, связывающую распределитель 10. 1 с распределителем 21.Правая (по схеме) управляющая полость последнего останетсяоднако под действием давления слива, так как другая параллельная линия управления остается соединенной со сливом через установленный в правое (по схеме) положение распределителя 23. Вследствие указанного положения распределителей 21, 10.1 и 23 движение транерсы 5 будет продолжаться вниз до тех пор, пока кулачок 9 не переключит распределитель 10.2 в 1правое (по схеме) положение, при котором уже левая управляющая полость распределителя 21 сообщится со сливси и он вновь переключится в нейт.1 ральное положение, осуществляя автоматическое торможение хода гидроци-. линдров вниз несмотря на то, что управляющий распределитель 23 остается включенным на команду вниз (пра все по схеме положение), Для того, чтобы сообщить движение гидроцилиндрам вверх, достаточно включить распределитель 23 в левое (по схеме) положение и цикл подьема будет осуществляться в соответствии с указанной выше последовательностью. В случае прекращения взаимодействия кулачка 9 при движении траверсы 5 вверх с распределителем 10.2 не из меняется положение распределителя 21, так как левая (по схеме) линия управления остается соединенной со сливом через распределитель 23.Управление кулачком осуществляет ся следующим образом.При движении траверсы 5 вверх концевая шайба 15 упирается в пружин ну 14 и гибкая тяга 12 разматывает-. ся из корпуса 13. Усилие, которое требуется для размотки гибкой тяги,. незначительно, оно не сжимает пружины 14, поэтому кулачок 9 остается внейтральном положении, при кото" ром распределители. 10.1 и 10,2 оста ются впслюченными (толкатели выдвинуты). По достижении конечного хода вверх, когда гибкая тяга 12 в корпусе 13 полностью разматывается,концевая шайба 15 начинает сжимать нижнюю пружину 14 и перемещать кулачок 9, Последний, перемещаясь вверх, включает распределитель 10,1, останавливая движение траверсы 5,При движении траверсы 5 вниз гибкая тяга 12 через концевую шайбу 15 предварительно освобождает от сжатия пружины 14, а затем укладывается в корпус 13, .Кулачок 9 под действием усилия пружин 14 с двух сторон .новь возвращается в нейтральное положение, выключая распределитель 10.1. По достижении конечного хода вниз жесткий упор 11, входя через отверстие верхнего стакана 16, сжимает пруяяну 14 и перемещает кулачок 9 вниз. Последний включает распределитель 10.2, останавливая движение траверсы 5, после чего цикл может быть повторен.Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает повышение надежности работы путем ввода автоматического управления остановом движения хода гидроцилиндров, упрощая управление спуско-подъемными операциями и снижая утомляемость оператора, а также повышает долговечность и безопасность работы оборудования, осуществляя плавный останов хода цилиндров распределителем, а не предохранительным клапаном, настроенным на максимальное давление.1142616 Фиг толбцов Составител актор Ю.Ков каз 680 одписное Г л ква,иал ППП "Па ктная,ВНИИПИ по 035, Мо