RU214473U1

RU214473U1 - DAMPERING DEVICE FOR MOUNTING AND DISMANTLING THE SUB

Info

Publication number: RU214473U1
Application number: RU2022116399U
Authority: RU
Inventors: Алексей Иванович Губачев; Екатерина Анатольевна Панфилова; Иван Сергеевич Николаев
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "ОБТЭК"; Общество с ограниченной ответственностью "Дриллинг Импрувмент Технолоджис"
Filing date: 2022-06-17
Publication date: 2022-10-28

Abstract

Полезная модель относится к бурению нефтяных и газовых скважин, а именно к устройствам для гашения динамических нагрузок в процессе монтажа и демонтажа переводников в системах верхнего привода буровых установок. Устройство содержит цилиндрический корпус, внутри которого размещена установочная труба, в нижней части которой закреплена установочная плита, в верхней – плита-основание, на которой установлены пружины, поджатые съемной разгрузочной плитой, являющейся частью корпуса. К установочной трубе прикреплены ролики, имеющие возможность осевого перемещения относительно корпуса. Предлагаемая полезная модель позволяет надежно компенсировать нагрузки, возникающие в системах верхнего привода буровых установок, и безопасна в работе.

The utility model relates to the drilling of oil and gas wells, namely to devices for damping dynamic loads during the installation and dismantling of subs in top drive systems of drilling rigs. The device contains a cylindrical body, inside of which there is an installation pipe, in the lower part of which the installation plate is fixed, in the upper part there is a base plate, on which springs are installed, pressed by a removable unloading plate, which is part of the body. Rollers are attached to the installation pipe, having the possibility of axial movement relative to the housing. The proposed utility model allows you to reliably compensate for the loads that occur in the top drive systems of drilling rigs, and is safe in operation.

Description

Полезная модель относится к бурению нефтяных и газовых скважин, а именно к устройствам для гашения динамических нагрузок в процессе монтажа и демонтажа переводников в системах верхнего привода (СВП) буровых установок. Может использоваться также для монтажа/демонтажа кранов шаровых цапфовых. The utility model relates to the drilling of oil and gas wells, namely to devices for damping dynamic loads during the installation and dismantling of subs in top drive systems (TDS) of drilling rigs. Can also be used for mounting/dismantling trunnion ball valves.

Переводники необходимы для соединения между собой частей бурильной колонны или присоединения к ней инструмента с различной по типу и размерам резьбой при проведении буровых, ремонтных и геологоразведочных работ на нефтегазовых месторождениях.Subs are necessary for connecting parts of the drill string or attaching to it a tool with threads of various types and sizes during drilling, repair and exploration work in oil and gas fields.

Известен переводник муфтовый, предназначенный для соединения насосно-компрессорных или бурильных труб при монтаже их в колонну. Переводник содержит резьбовые концевые участки и среднюю часть с наружной поверхностью, диаметральный размер d которой меньше диаметрального размера D концевых участков. Наружная поверхность средней части выполнена в виде поверхности вращения с выпуклой криволинейной образующей. При монтаже колонны обеспечивается центральное приложение нагрузки к плашкам клинового захвата механизма для монтажа-демонтажа, что позволяет оптимизировать распределение нагрузки на плашки клинового захвата за счет исключения кромочного давления на поверхность переводника (патент РФ на полезную модель 93129, МПК F16L 15/08, опубликовано 20.04.2010).Known sub coupling, designed to connect the tubing or drill pipe when installing them in the column. The sub contains threaded end sections and a middle part with an outer surface, the diametrical dimension d of which is less than the diametrical dimension D of the end sections. The outer surface of the middle part is made in the form of a surface of revolution with a convex curvilinear generatrix. During the installation of the column, the central application of the load to the slips of the wedge grip of the assembly-dismantling mechanism is ensured, which makes it possible to optimize the distribution of the load on the slips of the wedge grip due to the exclusion of edge pressure on the surface of the sub (RF patent for utility model 93129, IPC F16L 15/08, published on 20.04 .2010).

Известен демпфер продольных колебаний, в котором металлический демпфирующий элемент с заданной частотой собственных колебаний, которая определяется расчетным путем, соединен с переводниками и корпусом посредством муфт со шлицами с возможностью передачи крутящего момента. Демпфер обеспечивает повышение эффективности гашения колебаний (патент РФ на изобретение 2185493, МПК E21B 17/07, опубликовано 20.07.2002).A longitudinal vibration damper is known , in which a metal damping element with a given frequency of natural oscillations, which is determined by calculation, is connected to the subs and the housing by means of splined couplings with the possibility of transmitting torque. The damper provides an increase in the efficiency of vibration damping (RF patent for the invention 2185493, IPC E21B 17/07, published 20.07.2002).

Известен виброгаситель, содержащий корпус, вал, в котором выполнены продольные пазы с размещенными в них демпфирующими элементами в виде стержней, расположенными коаксиально валу. Виброгаситель посредством переводника связан с корпусом забойного двигателя. Демпфирующие элементы установлены с возможностью изменения зазора между ними и валом виброгасителя, который, в свою очередь, связан переводником с валом забойного двигателя. В результате повышается эффективность гашения крутильных колебаний (патент РФ на изобретение 2237793, МПК E21B 17/07, опубликовано 10.10.2004).Known vibration damper containing a housing, a shaft in which longitudinal grooves are made with damping elements placed in them in the form of rods located coaxially to the shaft. The vibration damper is connected to the downhole motor housing by means of a sub. The damping elements are installed with the possibility of changing the gap between them and the vibration damper shaft, which, in turn, is connected by a sub to the downhole motor shaft. As a result, the efficiency of damping torsional vibrations is increased (RF patent for the invention 2237793, IPC E21B 17/07, published 10.10.2004).

Известные устройства не содержат решений, которые могли бы быть применены для монтажа/демонтажа рабочих переводников и кранов шаровых входящих в состав ведущего вала системы верхнего привода и компенсации нагрузок в системах верхнего привода буровых установок.Known devices do not contain solutions that could be used for mounting / dismounting working subs and ball valves included in the drive shaft of the top drive system and load compensation in top drive systems of drilling rigs.

Задачей настоящей полезной модели является создание надежной и безопасной конструкции, используемой как при монтаже/демонтаже рабочего переводника СВП, крана шарового цапфового с ручным управлением, крана шарового цапфового с гидравлическим управлением (КШЦ).The objective of this utility model is to create a reliable and safe design used both during installation / dismantling of the working sub of the SVP, manually operated trunnion ball valve, hydraulically controlled trunnion ball valve (KShTs).

Эта задача решается тем, что демпфирующее устройство для монтажа и демонтажа переводника содержит цилиндрический корпус, внутри которого размещена установочная труба, в нижней части которой закреплена установочная плита, в верхней - плита-основание, на которой установлены пружины, поджатые съемной разгрузочной плитой, являющейся частью корпуса, при этом к установочной трубе прикреплены ролики, имеющие возможность осевого перемещения относительно корпуса. К разгрузочной плите прикреплен направляющий стержень, пружины установлены в стаканах, а между съемной разгрузочной плитой и ее направляющей размещена амортизационная подложка.This problem is solved by the fact that the damping device for mounting and dismounting the sub contains a cylindrical body, inside which is placed the installation pipe, in the lower part of which the mounting plate is fixed, in the upper part - the base plate, on which the springs are installed, preloaded by a removable unloading plate, which is part of the housing, while rollers are attached to the installation pipe, having the possibility of axial movement relative to the housing. A guide rod is attached to the unloading plate, the springs are installed in the cups, and a shock-absorbing substrate is placed between the removable unloading plate and its guide.

Конструкция демпфирующего устройства изображена на чертежах, где на фиг. 1 представлен общий вид устройства, на фиг. 2 представлен вид устройства спереди, на фиг. 3 - то же, в разрезе, на фиг. 4 то же, вид сверху, на фиг. 5 - устройство в разрезе, в нормальном состоянии, на фиг. 6 - то же, в сжатом состоянии, на фиг. 7 - сборка СВП и устройства, на фиг. 8 - вид А на фиг. 7.The design of the damping device is shown in the drawings, where in Fig. 1 shows a general view of the device, Fig. 2 is a front view of the device, FIG. 3 - the same, in section, in Fig. 4 the same, top view, in Fig. 5 is a sectional view of the device in its normal state; in FIG. 6 - the same, in a compressed state, in Fig. 7 - assembly of the SVP and the device, in Fig. 8 - view A in Fig. 7.

Демфирующее устройство содержит цилиндрический корпус 1, внутри которого размещена установочная труба 2 в нижней части которой приварена установочная плита 3, в верхней - плита-основание 4. К установочной трубе 2 приварены ролики 5, имеющие возможность осевого перемещения относительно корпуса 1 по направляющим 6. В верхней части корпус 1 представляет собой съемную разгрузочную плиту 7, которая устанавливается по направляющей 8 и крепится к корпусу 1 винтами 9. Корпус имеет ручки 10. На разгрузочной плите 7 закреплен направляющий стержень 11. На плите-основании 4 установлены пружины 12, поджатые съемной разгрузочной плитой 7. Пружины 12 имеют стаканы 13 для предотвращения их смещения. Для защиты резьбы от повреждения на переводнике между съемной разгрузочной плитой 7 и ее направляющей 8 размещена амортизационная подложка 14. Внутренняя полость переводника защищена кожухом 15.The damping device comprises a cylindrical body 1, inside which is placed a mounting pipe 2 in the lower part of which the mounting plate 3 is welded, in the upper part - the base plate 4. Rollers 5 are welded to the mounting tube 2, having the possibility of axial movement relative to the housing 1 along the guides 6. the upper part of the body 1 is a removable unloading plate 7, which is installed along the guide 8 and fastened to the body 1 with screws 9. The body has handles 10. A guide rod 11 is fixed on the unloading plate 7. Springs 12 are installed on the base plate 4, preloaded by a removable unloading plate 7. Springs 12 have cups 13 to prevent their displacement. To protect the thread from damage on the sub, between the removable unloading plate 7 and its guide 8, a shock-absorbing substrate 14 is placed. The internal cavity of the sub is protected by a casing 15.

Устройство 16 может быть использовано как при наличии бурильных труб в скважине 17, так и без них. Устройство 16 перемещается на место выполнения работ с помощью вспомогательной лебедки буровой установки и других механизированных средств и устанавливается на роторной площадке непосредственно под СВП 18 на клинья ротора или во вкладыши ротора в зависимости от процесса выполнения работ на скважине.The device 16 can be used both with and without drill pipes in the well 17. The device 16 is moved to the place of work using an auxiliary winch of the drilling rig and other mechanized means and is installed on the rotor platform directly under the SVP 18 on the wedges of the rotor or in the rotor liners, depending on the process of performing work on the well.

В процессе выполнения работ по замене переводника при взаимодействии гидравлического зажима (ключа) 19 СВП и переводника в результате сил трения между гидравлическим зажимом 19 и балкой гашения момента 20 (она же подвесная балка гидравлического зажима) могут возникнуть нежелательные нагрузки на гидравлический зажим. Эти нагрузки компенсируются демпфирующей системой устройства за счет сжатия пружин 12 при движении роликов по направляющим 6 корпуса 1. Кроме того, при подъеме СВП 19 направляющий стержень 11 предотвращает опрокидывание переводника.In the process of replacing the sub during the interaction of the hydraulic clamp (key) 19 of the SVP and the sub, as a result of friction forces between the hydraulic clamp 19 and the moment damping beam 20 (aka the suspension beam of the hydraulic clamp), undesirable loads on the hydraulic clamp may occur. These loads are compensated by the damping system of the device due to the compression of the springs 12 when the rollers move along the guides 6 of the housing 1. In addition, when the SVP 19 is raised, the guide rod 11 prevents the sub from tipping over.

Предлагаемая полезная модель позволяет надежно компенсировать нагрузки, возникающие в системах верхнего привода буровых установок и безопасна в работе.The proposed utility model allows you to reliably compensate for the loads that occur in the top drive systems of drilling rigs and is safe in operation.

Дополнительными положительными свойствами устройства являются:Additional positive properties of the device are:

1. Предотвращает падение в скважину посторонних предметов;1. Prevents foreign objects from falling into the well;

2. Поднимает гидравлический зажим системы верхнего привода вдоль ведущего вала при движении СВП вниз, позволяя разместить гидравлический ключ в нужном диапазоне;2. Raises the hydraulic clamp of the top drive system along the drive shaft when the top is moving down, allowing the hydraulic tong to be placed in the desired range;

3. Компенсирует нагрузку на резьбу рабочего переводника или КШЦ при раскреплении и отвороте, предотвращая повреждение резьбы;3. Compensates for the load on the thread of the working sub or KSHZ during unfastening and lapel, preventing damage to the thread;

4. Предотвращает падение рабочего переводника или КШЦ;4. Prevents the working sub or KSHZ from falling;

5. Предотвращает воздействие критических нагрузок на сухари гидравлического зажима системы верхнего привода;5. Prevents the impact of critical loads on the crackers of the hydraulic clamp of the top drive system;

6. Предотвращает резьбу и упоры от повреждения.6. Prevents threads and stops from being damaged.

Прототип устройства был испытан на буровой установке Салымского месторождения скважине № 1754, где в процессе выполнения работ возникла потребность в демонтаже/монтаже рабочего переводника. Работы были выполнены безопасно, эффективно с сокращением времени на 50% от технологической операции, которая никем нигде не стандартизирована и проводится на каждой буровой установке на свое усмотрение. Участие сотрудников в процессе выполнения работ по монтажу/демонтажу рабочего переводника и КШЦ сведено к минимуму и теперь составляет 10% по отношению к тем процедурам, которые существуют и применяются.The prototype of the device was tested on the drilling rig of the Salymskoye field, well No. 1754, where, in the course of the work, a need arose for the dismantling/mounting of a working sub. The work was carried out safely, efficiently, with a 50% reduction in time from the technological operation, which is not standardized by anyone anywhere and is carried out at each drilling rig at its own discretion. The participation of employees in the process of mounting/dismantling the working sub and the CSC has been reduced to a minimum and now amounts to 10% in relation to those procedures that exist and are applied.

Claims

1. A damping device for mounting and dismounting the sub, characterized in that it contains a cylindrical body, inside of which there is an installation pipe, in the lower part of which the mounting plate is fixed, in the upper part there is a base plate, on which springs are installed, preloaded by a removable unloading plate, which is part of the body, while rollers are attached to the installation pipe, having the possibility of axial movement relative to the body.

2. Damping device according to claim 1, characterized in that a guide rod is attached to the unloading plate.

3. Damping device according to claim 1, characterized in that the springs are installed in the glasses.

4. The damping device according to claim 1, characterized in that a shock-absorbing substrate is placed between the removable unloading plate and its guide.