Плавучая буровая установка

) Авторыизобретения 7) Заявитель ерго Орджоникид ский завод тяжелого маш ния им) ПЛАВУЧАЯ БУРО АНОВКА к н ычагов центра рммлага, мм;пеисации вертик расстояниедо оси выш а плеча рь а хода ком е длдлин стной установки явля дежность компенса и,ки мм общийонблока ной На фиг, 1 перемещенияпенсатора й буровой Изобретение относится к морским плавучим буровым установкам, в частностиустройствам для компенсации перемещена кронблока при вертикальной качке бурового судна во время бурения.Известна плавучая буровая установка5 содержащая вышку, кронблок с осью и направляющую систему, компенсационный орган и пневмогидроаккумуляторы 113.Известная установка обладает тем не 0 достатком, что от качки перемещение крон.- блока по вертикали в напраляющих созда. ет значительные усилия, снижающие чувст.- вительность компенсации, возникающиевследствие неравномерной нагрузки гидро-цилиндровеИзвестна плавучая буровая установка, содержащая вышку, кронблок с осью и иа правляющую систему, компенсационные гидроцилиндры, обводные ролики и. рыча ги Г 23.Недостатком извеется недостаточная напни вертикальной качк Бель изобретения - повышение надежности компенсации вертикальной качки, за счет стабилизации нагрузки йа крюке,Указанная целы достигается тем, что направляющая система выполнена в виде двух установленных на оси кронблока коромысел; концы которых шарнирно соединены с рычагами, которые другими концами шарнирно соединены с вышкой, обводными роликами и компенсационными гидроцилиндрами расположенными по высоте относительно друг друга на расстоянии длины коромысла, причем расстояние от центра рычагов до оси вышки опреде лается по формуле3 7 4607установки;на фиг. 2- разрез А-А фиг, 1;на фиг. 3 - вид Е фиг. 1; на фиг. 4вид В фиг, 1; на фиг. 5 - кинематическмсхема компенсатора, поясняющая математическое уравнение лемнискаты, траекторию5которой описывает точка подвеса оси кроблока на фиг. 6 - математическая кривая лемнискаты, вертикальный участок которойописывает точка подвеса оси кронблока;на фиг. 7 - график параметров рычажной 10системы компенсатора с длиной хода 5,5 мв зависимости от величины максимального отклонения Х траектории оси кронблока по отношению к вертикальной оси вышки, 15Плавучая буровая установка содержитнаправляющую систему перемещения кронблока 1, состоящую из компенсационныхгидроцилиндров 2, шарнирно опирающихсяна элементы вышки 3, 20Штоки 4 гидроцилиндров 2 шфнирнОсоединены с верхними рычагами 5 и нижнимирычагами 6. Один конец верхних рычагов 5 шарнирно- оперт йа подшипники 7,закрепленные на вьппке Э, а на втором 25конце рйчагов 5 шарнирно подвешены коромысла 8.Б центре коромысел 8 установленаось 9 кронблока 1, на которой посаженыблоки 10. К нижним концам коромысел 8 З 0шарнирно крепятся концы нижних рычагов6, вторые концы которьв шарнйрно оперты на подшипники 11, закрепленные на .вышке 3 с противоположной по отношениюк вертикальной оси вышки стороны от под-з 5.щипников 7 верхних рычагов 5.-"-,Гидроцилиндры 2 могут бйть уастаайовлены таким образом, что их штоки будут ра-"ботать на растяжение. Гидроцилййдр 2 может быть установлен и к верхним 5 или 40нижним 6 рычагам.Хо:свая 12 и неподвижная 13 вегвиталевого каната с блоков 1 О кронблока 1пропущены через ручьи обводных роликов4514 и 15, шарнирно установленных на осяхверхних рычагов 5 и далее к буровой лебедке 16 и к месту крепления неподвижного конца 17,Верхнйерычаги 5 связаны в общую ра 50му поперечинами 18, а нижние рычаги 6в общую раму поперечинами 19, а коромысла 8 связаны в общую раму поперечинами 20, для придания жесткости направляющей системе компенсатора, что особенно55важно при бортовой качке бурового судна,Рабочие полости гидроцилиндров 2 трубопроводом 21 соединены с пневмогидроаккумулятором 22 и системой управлегпи 4 ф23, За счет относительно большого объема газа в баллонах пневмогидроаккумулятора 22, давление рабочей жидкости в пневмогидроаккумулятсре 22 и, соответственно, в рабочих полостях компенсационных гидроцилиндров 2, поддерживается практически постоянным, независимо от положерия штока, убран он или полностью выдвинут. Конкретная величина рабочего давлещи, в зависимости от величины рабочей нагрузки на крюке талевого блока, регулируется системой управления 23,Граекторию точки подвеса оси кронблока описывается следующим уравнением лем- нискатьп Уточненное значение ординаты У, соответ-,ствующее полученной абсциссе Х определяется по формуле где У= Я сов 3 для участка ветви лемнискаты . 2 (3)2 близко к оси ординат при ХУ ( )Обозначения в формулах (1) (2) (3) и(4) и на фиг. 5, 6 и 7 следующие:Х - текущая координата точки подвеса оси 9 кройблока 1 по оси абсцисс;У теКущая координата гочки подвеса оси О кронблока 1 по оси ординат;.Ог текущее расстояние до.точки подвеса оси 9 кронблока 1 от математического центра лемнискаты (середины хода компенсации Н);8 - радиус верхних 5 и нижних 6 ры. ЧааговуЕ расстояниеот оси 9. кронблока 1 до крайних шарниров коромысел 8;2 Е-расстояние между центрами крайних шарниров коромысла 8;С - расстояние от начала координат до неподвижных шарниров рычагов 5 и 6;2 С - расстояние между центрами ньподвижных шарниров рычагов 5 и 6.А - расстояние от начала координат до центра оси неподвижного шарнира ры чагов 5 и 6 по вертикалц2 А - расстояние между центрами неподвижных шарниров рычагов 5 .и 6 по вертикали;,В - расстояние от начала координат (оси вышки) до центра неподвижного шарнира рычагов 5 и 6 по горизонтали;5 74607462 В-расстояние между центрами непод- действием волн, в процессе бурения сквавижных шарниров рычагов 5 и 6 по гори- жины, происходит изменение нагрузки на зонтали крюке талевой системы и, соответственно,с- угол наклона линии соединяющей на оси 9 кронблока 1. Далее изменение неподвижные шарниры рычагов 5 и 6,скреп- нагрузки передается через посредство на ленных с вышкой к горизонтали: правляющей системы на штоки 4 компенЯ- вспомогательный угол, определяе- сационных гидроцилиндров 2.мый по формуле При движении бурового судна с вышкой 3 вниз, часть веса бурильной колонны передается на доло.о и нагрузка на крюке талевой системы, а, следовательно, и на штоках 4, уменьшается, Происходит процесс расширения газа в пиевмогидроаккумчиторе, а в конечном итоге, и выравнивания нагрузки на крюке талевой системы и на буровом долоте в забое скважины. Формула изобретения .-Компенсатор конструктивно моиет бытьвыполнен с РазРезанной попеРек На две Плавчая буровая установка, содержа- части осью 9 кронблока 1. В этом слу О щая вышку, кронблок с осью и направляючае, в центре между двумя коромыслами, щую систему, компенсационные гидроциустанавливается дополнительно две или линдры, обводные ролики и рычаги, о тодна объединенная подвеска, соединяю- . л и ч а ю щ а я с я тем, что, с цельющая ось подвижного шарнира верхних Ры- повышения надежности компенсации верчагов 5 с осями 9 кронблока 1. 45 тикальной качки за счет стабилизации наданный вариант конструкции позволяет, грузки на крюке, направляющая система снизить вдвое максимальный изгибающий . выполнена в виде двух установленных на момент, действующий на ось 9 кронблока оси кронблока коромысел, концы которых 1 и тем самым уменьшить диаметр оси 9 шарнирно соединены с рычагами, которые5 о шарнирно соединены с вышкой. обводнымиКомпенсатор может быть также вы- роликами н компенсационными ги,оцилинполнея с нижним отводом ходовой и не рами расположенными по высоте относительподвижной ветвей талевого каната от крон- но друг друга на расстоянии длины короблока 1 через обводные Ролики 14 и 1 мысла, причем расстояние от центра рырасположенные на крайних шарнирах " ы чагов до оси вышки определяется по форних рычагов 6.муле:Компенсатор работает следующим образом. При перемещении бурового судна, В= л - -2 Г Н 12 вместе с вышкой 3, вверх или вниз под Н - длина хода компенсации вертикальной качки бурового судна;сс - усилие от штока компенсационного 1 гидроцилин дра,Для обеспечения вертикальности перемещения оси кронблока по траектории вет ви лемнискаты в трехзвенном механизме выполнены условия 2 А= 2 Е.29Зависимость расстояния 2 В, между центрами неподвижных шарниров рычагов 8 и 6 по горизонтали от величйны хода - . компенсации Н и радиуса Р рычагов 8 и 6 определяется формулой 2Параметры В, Р и А=Е рычажной сис о .темы компенсатора в зависимости от необходимой точности вертикального перемещения оси 9 кронблока 1, прй ходе компенсации, например, Н = 5500 мм определяется по 1"рафику (фиг. 7). Так при движении бурового судна с выш кой 3 вверх, часть нагрузки с бурового долота снимается, а нагрузка на крюке талевой системы и, соответственно, и на штоке 4, увеличивается, Следовательно, увеличчвается давление в рабочей полости гидроцилиндров 2, вследствие чего, рабочая жидкость по трубопроводу 21 перетекает в пневмогидроаккумулятор 22, Таким образомшток 4, а следовательно и ось 9 кронблока 1 идет вниз, восстанавливая (компенсируя) свое первоначальное положение относительно дна водоема, Нагрузка на крюке талевого блока и на буровом долоте при этом, также восстанав ливается до исходного значения.7 где В - расстояние от центра рычагов до оси вьюки, мм;У -, .длина плеча рычага, мм Н - длина хода компенсации вертикальной качки, мм. 746074 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1, Патент США3511476,кл. 254-139, опублик. 1970. 2. Патент США % 3791628 кл. 254-182 опублик. 1974 (прототип),