RU2030544C1

RU2030544C1 - Drilling rig

Info

Publication number: RU2030544C1
Authority: RU
Inventors: Л.А. Ерошкин; А.Д. Коган; В.О. Бойчевский
Original assignee: Ерошкин Леонид Алексеевич; Коган Андрей Даниилович; Бойчевский Вадим Олегович
Priority date: 1990-06-26
Filing date: 1990-06-26
Publication date: 1995-03-10

Abstract

FIELD: well drilling. SUBSTANCE: drilling rig has platform with mast 2 and guides 3 for rotary head 4, upper support 13 in form of hook, and lower support 14 in form of bracket carrying changeable nozzle 15 made in form of truncated cone with cutout 16. There is removable sleeve. V-shaped beds 6 are attached to bearing beam 5. There is gripping device for mounting and dismantling of drill rods 9 and having double-cantilevered bracket 7 with pins 8 and base 10 movable along axis of bearing beam and provided with projection 11 and pins 12. EFFECT: higher efficiency due to accelerated mounting-dismantling of drill rods 9. 2 cl, 8 dwg

Description

Изобретение относится к буровой технике, а именно к буровым станкам. The invention relates to drilling equipment, namely to drilling machines.

Известен буровой станок, содержащий платформу с установленной на ней мачтой, на которой размещены вращательно-подающий механизм и кассетное устройство, предназначенное для размещения необходимого количества штанг и содержащее кассетный барабан с ячейками для штанг [I]. Однако этот буровой станок предназначен для бурения скважин небольшого диаметра и глубины, что позволяет иметь на станке кассетный барабан (накопитель) с несколькими короткими и легкими буровыми штангами, при необходимости бурения скважин большого диаметра и глубины подобные кассетные барабаны требуют более металлоемкой конструкции кассеты и в целом станка, а также увеличенной мощности привода и расходе топлива при перемещении станка. A well-known drilling rig containing a platform with a mast mounted on it, on which there is a rotational-feeding mechanism and a cassette device designed to accommodate the required number of rods and containing a cassette drum with cells for rods [I]. However, this drill rig is designed for drilling wells of small diameter and depth, which makes it possible to have a cassette drum (accumulator) on the machine with several short and light drill rods; if necessary, drill large bore holes and depths, such cassette drums require a more metal-consuming cassette design and in general the machine, as well as increased drive power and fuel consumption when moving the machine.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является буровой станок, содержащий платформу с установленной на ней в вертикальном рабочем положении мачтой, верхнюю опору и нижнюю опору в виде насадки с прорезью, установленные на мачте с возможностью поворота в плоскости, перпендикулярной продольной оси мачты, и приспособление для монтажа-демонтажа буровых штанг в виде связанных между собой верхнего и нижнего оснований с обращенными навстречу друг другу основными штырями, выполненное с возможностью присоединения своим верхним основанием к грузоподъемному средству [2]. Недостатком известного устройства является низкая производительность. При увеличении диаметра и длины буровых штанг при этом возрастает и их масса. Известный буровой станок требует увеличения грузоподъемного средства тельфера усиления конструкции (утяжеления) увеличения мощности привода на передвижение, а т.к. длина штанг, достигающая 5 м и диаметром более 300 мм, не позволяет посредством только тельфера или крана с навесным захватным устройством обеспечить их установку или замену, и кроме упомянутых средств, требуется дополнительно мобильный подъемник с водителем и рабочим для возможности стыковки буровой штанги с вращателем, что в целом снижает производительность бурового станка и увеличивает затраты на производство скважин за счет неудобства обслуживания и увеличения времени при монтаже-демонтаже буровых штанг. The closest in technical essence to the proposed one is a drilling rig containing a platform with a mast mounted on it in a vertical working position, an upper support and a lower support in the form of a nozzle with a slot, mounted on the mast with the possibility of rotation in a plane perpendicular to the longitudinal axis of the mast, and a device for mounting and dismounting drill rods in the form of interconnected upper and lower bases with the main pins facing each other, made with the possibility of attaching their top they base Handling means [2]. A disadvantage of the known device is low productivity. With an increase in the diameter and length of the drill rods, their mass also increases. A well-known drilling rig requires an increase in the lifting means of the hoist for reinforcing the structure (weighting) to increase the drive power for movement, and since the length of the rods, reaching 5 m and a diameter of more than 300 mm, does not allow to install or replace them only with a hoist or crane with a mounted gripping device, and in addition to the mentioned means, an additional mobile hoist with a driver and a worker is required to be able to dock the drill rod with a rotator, which generally reduces the productivity of the drilling rig and increases the cost of producing wells due to the inconvenience of maintenance and increased time during installation and dismantling of drill rods.

Цель изобретения - повышение производительности за счет ускорения монтажа-демонтажа буровых штанг различных типоразмеров. The purpose of the invention is to increase productivity by accelerating the installation and dismantling of drill rods of various sizes.

Для достижения этой цели в буровом станке, содержащем платформу с установленной на ней в вертикальном рабочем положении мачтой, верхнюю опору и нижнюю опору в виде насадки с прорезью, установленные на мачте с возможностью поворота в плоскости, перпендикулярной продольной оси мачты, и приспособление для монтажа-демонтажа буровых штанг в виде связанных между собой верхнего и нижнего оснований с обращенными навстречу друг другу основными штырями, выполненное с возможностью присоединения своим верхним основанием к грузоподъемному средству, верхняя опора выполнена в виде крюка со сменной закладной разрезной втулкой, насадка с прорезью выполнена сменной в виде усеченного конуса и имеет гнездо, расположенное ниже прорези, верхнее и нижнее основание приспособления выполнены в виде двух консольных кронштейнов и имеют дополнительные штыри, расположенные на противоположных консолях, кронштейнов, связь верхнего и нижнего оснований приспособления выполнена в виде двухконсольных кронштейнов и имеет дополнительные штыри, расположенные на противоположных консолях кронштейнов, связь верхнего и нижнего оснований приспособления выполнена в виде балки с оппозитно закрепленными промежуточными V-образными ложементами, при этом основные и дополнительные штыри смонтированы на различном расстоянии от продольной оси балки, V-образные ложементы выполнены с возможностью присоединения к грузозахватному средству, а нижнее основание установлено с возможностью перемещения вдоль балки и взаимодействия той и иной консолью кронштейна с гнездом насадки. To achieve this, in a drilling rig that contains a platform with a mast mounted on it in a vertical working position, an upper support and a lower support in the form of a nozzle with a slot, mounted on the mast with the possibility of rotation in a plane perpendicular to the longitudinal axis of the mast, and a device for mounting dismantling of drill rods in the form of interconnected upper and lower bases with the main pins facing each other, made with the possibility of attaching their upper base to the lifting means y, the upper support is made in the form of a hook with a removable embedded sleeve, a split sleeve, the nozzle with a slot is made replaceable in the form of a truncated cone and has a socket located below the slot, the upper and lower base of the device are made in the form of two cantilever brackets and have additional pins located on opposite consoles, brackets, the connection of the upper and lower bases of the device is made in the form of two-console brackets and has additional pins located on opposite consoles of the brackets, the connection of the upper and lower bases of the device is made in the form of a beam with opposed intermediate V-shaped lodges, the main and additional pins mounted at different distances from the longitudinal axis of the beam, V-shaped lodges made with the possibility of attachment to the gripping means, and the lower base is installed with the ability to move along the beam and the interaction of one or another console bracket with the nozzle socket.

Нижнее основание приспособления связано с балкой винтовой парой, винт которой выполнен полым и имеет в своей полости продольные пазы, при этом в полости винта размещен с возможностью осевого перемещения и вращения вал с разнесенными по длине шпонками для взаимодействия с пазами винта, причем один из пазов выполнен сквозным, а на нижнем конце вала закреплен штурвал. The lower base of the device is connected to the beam by a screw pair, the screw of which is hollow and has longitudinal grooves in its cavity, while in the screw cavity the shaft is arranged with axial movement and rotation with spline spaced apart to interact with the screw grooves, one of the grooves being made through, and on the lower end of the shaft mounted steering wheel.

На фиг.1 изображен буровой станок; на фиг.2 - несущая балка; на фиг.3 - мачта с опорами, состыкованными с несущей балкой; на фиг.4 - верхняя опора; на фиг. 5 - закладная втулка в верхней опоре; на фиг.6 - нижняя опора; на фиг.7 - узел I на фиг.3; на фиг.8 - V-образные ложементы. Figure 1 shows the drilling rig; figure 2 - carrier beam; figure 3 - mast with supports docked with the carrier beam; figure 4 - upper support; in FIG. 5 - embedded sleeve in the upper support; figure 6 - lower support; in Fig.7 - node I in Fig.3; on Fig - V-shaped lodgment.

Буровой станок содержит платформу 1 с установленной на ней мачтой 2 с направляющими 3 для вращателя 4, несущую балку 5. На последней расположены с обеих сторон V-образные ложементы 6 и захватное устройство, включающее в себя верхнее основание в виде двухконсольного кронштейна 7, установленного на одном конце несущей балки. На нижней поверхности кронштейна смонтированы основные штыри 8, входящие в отверстия одних концов буровых штанг 9, на другом конце несущей балки смонтировано подвижное вдоль ее оси нижнее основание 10 с выступом 11 в нижней части и со смонтированными на ее внутренней поверхности штырями 8 для насадки других концов штанг, на противоположных консолях кронштейнов смонтированы дополнительные штыри 12, при этом штыри 8 и 12 смонтированы на различном расстоянии от продольной оси балки. На боковой части мачты смонтированы на расстоянии друг от друга и с возможностью поворота в горизонтальной плоскости опоры, верхняя 13 выполнена в виде крюка, а нижняя 14 - в виде кронштейна, несущего на верхней поверхности сменную насадку 15 в виде усеченного конуса с вырезом 16. В нижней опоре 14 под вырезом конуса выполнено гнездо 17 для взаимодействия с упомянутым выступом 11 основания несущей балки при монтаже-демонтаже буровых штанг. Основание 10 несущей балки снабжено винтовой парой, при этом в центральном отверстии 18 винта 19 установлен вал 20 со шпонками 21 вдоль него и штурвалом 22 на его конце, а в полости винта выполнены пазы 23, взаимодействующие с упомянутыми шпонками. На ложементах 6 балки с обеих сторон выполнены отверстия 24 для установки стропа 25 для навески на грузоподъемное средство 26. При установке штанг меньших диаметров на крюк 13 верхней опоры монтируется закладная втулка 27. The drilling rig contains a platform 1 with a mast 2 mounted on it with guides 3 for the rotator 4, a supporting beam 5. On the latter there are V-shaped tool holders 6 on both sides and a gripping device including a top base in the form of a double-console bracket 7 mounted on one end of the carrier beam. On the lower surface of the bracket, the main pins 8 are mounted, which are included in the holes of one end of the drill rods 9, the lower base 10, movable along its axis, with a protrusion 11 in the lower part and with pins 8 mounted on its inner surface for mounting the other ends, is mounted on the other end of the carrier beam rods, on the opposite consoles of the brackets mounted additional pins 12, while the pins 8 and 12 are mounted at different distances from the longitudinal axis of the beam. On the side of the mast mounted at a distance from each other and with the possibility of rotation in the horizontal plane of the support, the top 13 is made in the form of a hook, and the bottom 14 is in the form of a bracket, bearing on the upper surface an interchangeable nozzle 15 in the form of a truncated cone with a cutout 16. B the lower support 14 under the cutout of the cone is made a socket 17 for interaction with the said protrusion 11 of the base of the supporting beam during installation and dismantling of the drill rods. The base 10 of the supporting beam is provided with a screw pair, while in the central hole 18 of the screw 19, a shaft 20 is installed with dowels 21 along it and a helm 22 at its end, and grooves 23 are made in the cavity of the screw, interacting with the mentioned dowels. On the cradles 6 of the beam, holes 24 are made on both sides for installing the sling 25 for hanging on the lifting means 26. When installing the rods of smaller diameters on the hook 13 of the upper support, the embedded sleeve 27 is mounted.

Работает буровой станок следующим образом. На штангу 9, лежащую горизонтально на площадке с помощью грузоподъемного средства 26 крана, устанавливают несущую балку 5, которая опирается своими V-образными ложементами 6 на штангу, а штырь 8 вставляют в верхнее отверстие штанги. Вращая штурвал 22 против часовой стрелки, винт 19 поворачивается относительно гайки 28 вместе с валом 20, т.к. шпонка 21 находится в пазу 29 винта 19, при этом основание 10 с выступом 11 своим штырем 12 входит в зацепление с нижним торцом штанги 9 и таким образом фиксирует несущую балку 5 на штанге. Затем серьгу двухконсольного кронштейна 7 несущей балки 5 надевают на крюк крана и поднимают несущую балку со штангой до верхней опоры 13 и заводят штангу в зев верхней опоры, при этом придерживают штурвал несущей балки, который должен находиться на уровне груди бурового мастера. В случае если работа ведется с обсадной трубой, выступающей над рабочей площадкой на высоту более 2-х м, тогда буровой мастер приподнимает за штурвал 22 вал 20, при этом шпонка 21 выходит из паза 29 винта 19. Мастер поворачивает штурвал на 180^о в любую сторону и тогда шпонка 21 оказывается напротив паза 23 винта 19. Мастер опускает вал на необходимый уровень, компенсирующий выступающую обсадную трубу, снова поворачивает штурвал на 180^о и очередная шпонка 21 оказывается в пазу 29 и фиксирует вал 20 с винтом 19. Нижний конец штанги устанавливают над сменной насадкой 15, установленной на кронштейне 14, и совмещают выступ 11 несущей балки 5 с вырезом 16 насадки и гнездом 17 в кронштейне 14. Кран опускает штангу 9 на насадку 15. Буровой мастер вращает штурвал 22 по часовой стрелке, при этом основание 10 опускается в гнезде 17, штырь 12 выходит из зацепления с нижним торцом штанги 9. Мастер отводит нижний конец несущей балки от штанги и, поднимая краном несущую балку 5, выводит из зацепления со штангой штырь 8. Несущую балку краном отводят от станка и опускают на площадку, а буровую штангу 9, установленную на опорах, переводят в рабочее положение. Вращатель 4 навинчивается на верхний резьбовой конец штанги 9, вращатель 4 вместе со штангой 9 приподнимают над насадкой 15, после чего опоры 13 и 14 выводят из рабочей зоны. Теперь буровой мастер опускает вращатель 4 со штангой 9 по направляющим 3 мачты 2 в скважину и соединяет ее с уже находящейся в ней другой штангой с инструментом (шарошкой или долотом) и осуществляет бурение. После окончания бурения штанга 9 извлекается в порядке, обратном описанном ранее. Несущая балка 5 может захватить штанги различных диаметров, а сменные насадки 15 выполнены в соответствии с ними и устанавливаются в зависимости от необходимости.The drilling rig operates as follows. On the rod 9, lying horizontally on the site with the help of lifting means 26 of the crane, a support beam 5 is installed, which is supported by its V-shaped lodgements 6 on the rod, and the pin 8 is inserted into the upper hole of the rod. Rotating the steering wheel 22 counterclockwise, the screw 19 rotates relative to the nut 28 together with the shaft 20, because the key 21 is in the groove 29 of the screw 19, while the base 10 with the protrusion 11 with its pin 12 is engaged with the lower end of the rod 9 and thus fixes the carrier beam 5 on the rod. Then, the earring of the double-console bracket 7 of the carrier beam 5 is put on the crane hook and the carrier beam with the rod is lifted to the upper support 13 and the rod is inserted into the throat of the upper support, while holding the helm of the carrier beam, which should be at the level of the drill master’s chest. In case the work is done with the casing, projecting over the platform to a height of more than 2 m, then the driller lifts the shaft 22 of the wheel 20, the tongue 21 comes out of the groove 29 of the screw 19. The master wheel 180 rotates ^about any side and then the key 21 is opposite the groove 23 of the screw shaft 19. The master down to the desired level, compensating a protruding casing rotates again on the wheel ¹⁸⁰ and another key 21 is in the groove 29 and fixes the shaft 20 with a screw 19. The lower end of the rod set over interchangeable on 15, mounted on the bracket 14, and combine the protrusion 11 of the supporting beam 5 with the neckline 16 of the nozzle and the socket 17 in the bracket 14. The crane lowers the rod 9 onto the nozzle 15. The drill master rotates the steering wheel 22 clockwise, while the base 10 is lowered in the socket 17, the pin 12 disengages from the lower end of the rod 9. The master moves the lower end of the support beam from the rod and, lifting the support beam 5 with a crane, disengages pin 8. The support beam is tapped away from the machine and lowered to the platform, and the drilling rig rod 9 mounted on supports, ne Euodias into position. The rotator 4 is screwed onto the upper threaded end of the rod 9, the rotator 4 together with the rod 9 is lifted above the nozzle 15, after which the supports 13 and 14 are removed from the working area. Now the drill master lowers the rotator 4 with the rod 9 along the guides 3 of the mast 2 into the well and connects it with another rod already in it with the tool (roller cutter or chisel) and carries out drilling. After drilling, the rod 9 is removed in the reverse order described previously. The carrier beam 5 can capture rods of various diameters, and interchangeable nozzles 15 are made in accordance with them and are installed depending on the need.

Claims

1. A DRILLING MACHINE, comprising a platform with a mast mounted on it in a vertical working position, an upper support and a lower support in the form of a nozzle with a slot, mounted on the mast with the possibility of rotation in a plane perpendicular to the longitudinal axis of the mast, and a device for mounting and dismounting the drilling rods in the form of interconnected upper and lower bases with the main pins facing each other, made with the possibility of attaching their upper base to a lifting means, characterized in that , in order to increase productivity by accelerating the mounting and dismounting of drill rods of various sizes, the upper support is made in the form of a hook with a replaceable embedded split sleeve, the nozzle with a slot is made replaceable in the form of a truncated cone and has a socket located below the slot, the upper and lower bases of the device made in the form of two-console brackets and have additional pins located on opposite consoles of the brackets, the connection of the upper and lower bases of the device is made in the form of a ball and with oppositely fixed intermediate V-shaped lodges, while the main and additional pins are mounted at different distances from the longitudinal axis of the beam, V-shaped lodges are made with the possibility of attachment to the load gripping means, and the lower base is installed with the possibility of moving along the beam and the interaction of one or the other another bracket console with nozzle socket.

2. The machine according to claim 1, characterized in that the lower base of the device is connected to the beam by a screw pair, the screw of which is hollow and has longitudinal grooves in its cavity, while a shaft with spaced lengthwise axial movement and rotation is placed in the screw cavity dowels for interaction with the grooves of the screw, one of the grooves being made through, and the helm is fixed on the lower end of the shaft.