RU2629185C2 - Drilling rig - Google Patents
Drilling rig Download PDFInfo
- Publication number
- RU2629185C2 RU2629185C2 RU2016115748A RU2016115748A RU2629185C2 RU 2629185 C2 RU2629185 C2 RU 2629185C2 RU 2016115748 A RU2016115748 A RU 2016115748A RU 2016115748 A RU2016115748 A RU 2016115748A RU 2629185 C2 RU2629185 C2 RU 2629185C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- drill
- axis
- candle
- pipe
- drilling rig
- Prior art date
Links
- 238000005553 drilling Methods 0.000 title claims abstract description 30
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 claims abstract description 6
- 230000003993 interaction Effects 0.000 claims abstract description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 7
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 6
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 claims 1
- 238000005065 mining Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000000829 suppository Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B7/00—Special methods or apparatus for drilling
- E21B7/02—Drilling rigs characterised by means for land transport with their own drive, e.g. skid mounting or wheel mounting
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B19/00—Handling rods, casings, tubes or the like outside the borehole, e.g. in the derrick; Apparatus for feeding the rods or cables
- E21B19/08—Apparatus for feeding the rods or cables; Apparatus for increasing or decreasing the pressure on the drilling tool; Apparatus for counterbalancing the weight of the rods
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B19/00—Handling rods, casings, tubes or the like outside the borehole, e.g. in the derrick; Apparatus for feeding the rods or cables
- E21B19/14—Racks, ramps, troughs or bins, for holding the lengths of rod singly or connected; Handling between storage place and borehole
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B19/00—Handling rods, casings, tubes or the like outside the borehole, e.g. in the derrick; Apparatus for feeding the rods or cables
- E21B19/20—Combined feeding from rack and connecting, e.g. automatically
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Earth Drilling (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к буровым установкам, преимущественно самоходным и передвижным, с подвижным вращателем, применяемым при бурении геолого-поисковых и разведочных скважин.The invention relates to drilling rigs, mainly self-propelled and mobile, with a movable rotator used in drilling geological prospecting and exploratory wells.
Известна буровая установка, которая является ближайшим аналогом предлагаемой и принята в качестве ее прототипа /1/. Эта установка обеспечивает автоматизацию спускоподъемных операций (СПО) с совмещением их во времени. В установке использованы: четырехгранная мачта с подвижным основанием, т.е. с возможностью ее поворота в первом варианте на 90° в одну и другую сторону, а во втором - на 180° в одну из сторон и обратно, причем в первом варианте исполнения мачты используются два барабанных магазина свечеприемника, устанавливаемых напротив боковых граней мачты, во втором - один барабанный магазин, два подъемника в виде подвижных вращателей, расположенных на противоположных гранях мачты. Это позволяет в автоматическом режиме производить одновременно с подъемом или спуском бурильной колонны отсоединение и присоединение бурильной свечи и перенос ее от оси скважины к месту их аккумуляции и обратно, а также обеспечивать работу загруженного бурильной колонной подъемника одновременно с холостымKnown drilling rig, which is the closest analogue of the proposed and adopted as its prototype / 1 /. This installation provides automation of hoisting operations (STR) with combining them in time. The installation used: a tetrahedral mast with a movable base, i.e. with the possibility of its rotation in the first embodiment by 90 ° in one or the other direction, and in the second - by 180 ° in one direction and vice versa, moreover, in the first embodiment of the mast, two drum magazines of the candle holder are used, which are installed opposite the side faces of the mast, in the second - one drum magazine, two elevators in the form of movable rotators located on opposite sides of the mast. This allows you to automatically disconnect and attach a drill plug and transfer it from the axis of the well to the place of their accumulation and vice versa, automatically and simultaneously with lifting or lowering the drill string, and also ensure that the loaded drill string is working simultaneously with idle
Однако недостатком такой установки, с одной стороны, является то, что вращающаяся мачта и наличие двух подвижных вращателей существенно усложняют установку.However, the disadvantage of such an installation, on the one hand, is that the rotating mast and the presence of two movable rotators significantly complicate the installation.
С другой стороны, емкость свечеприемника такой буровой установки позволяет бурить скважины с применением, например, наиболее востребованных бурильных труб диаметром 69,9 мм комплекса WL, глубиной не более 300 м, хотя фактические глубины скважин при поисковом и разведочном бурении с использованием таких труб достигают преимущественно 500 и более метров.On the other hand, the capacity of the candle holder of such a drilling rig allows one to drill wells using, for example, the most popular drill pipes with a diameter of 69.9 mm WL complex, with a depth of not more than 300 m, although the actual well depths during prospecting and exploratory drilling using such pipes reach mainly 500 and more meters.
Задача изобретения заключается в том, чтобы буровая установка, выполняющая автоматизированный процесс СПО с совмещением их во времени, с одной стороны, была более проста по конструкции в сравнении с прототипом и, следовательно, более надежна, а с другой, емкость ее свечеприемного устройства была бы максимальна из условий, заданных габаритами и минимальными рабочими проходами, установленными для самоходной и передвижной буровой установки.The objective of the invention is that a drilling rig that performs an automated STR process with combining them in time, on the one hand, is simpler in design than the prototype and, therefore, more reliable, and on the other hand, the capacity of its candle-receiving device would be the maximum of the conditions specified by the dimensions and minimum working passages established for self-propelled and mobile drilling rig.
Для решения поставленной задачи в буровой установке, содержащей буровую мачту, подвижный проходной вращатель, манипулятор бурильных свечей с возможностью перемещения его захвата к месту аккумуляции и обратно, расположенный с противоположной стороны от подвижного вращателя карусельный свечеприемник барабанного типа, обеспечивающий выдвижение вверх свечи из очередной ячейки магазина при спуске бурильной колонны, или опускание свечи на его подсвечник при ее подъеме, причем прием удержание и освобождение верхних концов свечей в ячейках магазина осуществляется автоматически в результате силового взаимодействия перемещаемой свечи с пружинными захватами ячеек, а также стационарный труборазворот, манипулятор свечей расположен в верхней части мачты с возможностью вращения вокруг своей оси на 180°, а также выполнения операций по установке свечи на бурильную колонну при свинчивании с колонной и отсоединения ее от последней при развинчивании, в то время как проходной вращатель, в процессе свинчивания и развинчивания свечи труборазворотом, выполняет свой холостой ход подъема и спуска соответственно при спуске и подъеме колонны, причем карусельный свечеприемник содержит два вращающихся барабанных магазина, расположенных на общем основании, имеющем возможность вращения вокруг своей оси, благодаря чему в рабочем положении буровой установки вертикальная плоскость, проходящая через оси этих магазинов, располагается на ее продольной оси, а в транспортном - перпендикулярно этой оси.To solve the problem in a drilling rig containing a drill mast, a movable through-feed rotator, a drill stick manipulator with the ability to move its grip to the accumulation site and vice versa, a drum-type carousel located on the opposite side of the movable rotator allows the candles to extend upward from the next store cell when lowering the drill string, or lowering the candle on its candlestick when lifting it, moreover, the reception of holding and releasing the upper ends of the candles in the cells the store is carried out automatically as a result of the force interaction of the moving candle with spring grips of the cells, as well as stationary pipe rotation, the candle manipulator is located in the upper part of the mast with the possibility of rotation around its axis by 180 °, as well as the operations of installing the candle on the drill string when screwing with the string and disconnecting it from the latter when unscrewing, while the through-rotator, in the process of screwing and unscrewing the candle with a pipe-turn, performs its idle lift and descent, respectively, during the descent and ascent of the column, and the roundabout candle holder contains two rotating drum magazines located on a common base that can rotate around its axis, so that in the working position of the rig, a vertical plane passing through the axis of these magazines is located on its longitudinal axis, and in the transport - perpendicular to this axis.
На фиг. 1 схематично иллюстрируется самоходная буровая установка, которая может быть реализована при длине свечи (трубы) 3,0; 4,5 и 6,0 м. Общая длина установки в транспортном положении согласно указанным длинам свечи соответственно равна 7800; 9300 и 10800 мм, ширина 2550 мм, а высота 3700 мм, что не выходит за пределы установленных требований к габаритам транспортных средств.In FIG. 1 schematically illustrates a self-propelled drilling rig, which can be implemented with a candle (pipe) length of 3.0; 4.5 and 6.0 m. The total length of the installation in the transport position according to the indicated candle lengths, respectively, is 7800; 9300 and 10800 mm, width 2550 mm, and height 3700 mm, which does not go beyond the established requirements for the dimensions of vehicles.
Буровая установка включает буровую мачту 2, проходной подвижный вращатель 3, манипулятор 4 с выдвигающимся гидравлическим захватом и устройством для перемещения его в вертикальной плоскости при манипуляциях со свечой (не показано), два расположенных с противоположной стороны от подвижного вращателя вращающихся барабанных магазина 5 свечеприемника, установленных на их общем основании 1 с устройством поворота на 180°, устройство 6 для выдвижения из магазина свечеприемника или опускания в него свечи, труборазворот стационарный 7. Применение последнего при наличии подвижного вращателя обеспечивает возможность использования свечей, составленных из нескольких труб.The drilling rig includes a
Заявляемая буровая установка позволяет решить поставленную задачу, первая часть которой заключается в обеспечении автоматизации СПО с совмещением их во времени, но при более простой и, следовательно, более надежной ее конструкции.The inventive drilling rig allows you to solve the problem, the first part of which is to ensure automation of STR with combining them in time, but with a simpler and, therefore, more reliable design.
Действительно, из представленной циклограммы (фиг. 2) следует, что, например, в процессе спуска бурильной колонны (фиг. 1 а, в) производится поворот манипулятора 4 на 180°, выдвигается его захват на ось свечи, находящейся в магазине 5, шток устройства 6 магазина перемещает свечу вверх до вхождения ее верхнего конца в захват манипулятора, и последний, захватив свечу, с заданной силой извлекает ее из пружинного захвата магазина и начинает перемещение ее на ось скважины. К моменту окончания спуска колонны и постановки ее в труборазвороте 7 свеча оказывается на оси скважины, и манипулятор 4 опускает ее на верх колонны, выполняя роль центратора свечи в процессе последующего за этим свинчивания ее с колонной посредством труборазвоторота 7. Одновременно с моментом окончания переноса свечи на ось скважины (фиг. 1, г) проходной вращатель 3 освобождается от колонны, в процессе свинчивания ее со свечой производит холостой подъем до верхнего конца свечи, захватывая колонну в момент окончания свинчивания, и после освобождения ее от труборазворота 7 производит очередной цикл ее спуска.Indeed, from the presented cyclogram (Fig. 2) it follows that, for example, during the descent of the drill string (Fig. 1 a, c), the
Из циклограммы следует, что операция подъема производится аналогично и затраты времени на один спуск и подъем 6-метровой свечи составляют в целом 48 с, что близко к аналогичному показателю прототипа. По отношению к обычной технологии последовательного выполнения СПО при работе с такой же свечой «на вынос» затрачиваемое время почти вдвое меньше, что объясняется автоматизацией операций, совмещением их во времени и полным отсутствием ручного труда.From the cyclogram it follows that the lifting operation is performed similarly and the time spent on one descent and lifting a 6-meter candle is 48 seconds in total, which is close to the similar indicator of the prototype. In relation to the conventional technology of sequential execution of STRs when working with the same take-away candle, the time spent is almost half that due to the automation of operations, combining them in time and the complete absence of manual labor.
Замена вращающейся мачты и второго подвижного вращателя на более простой по конструкции манипулятор существенно удешевляет и повышает надежность предлагаемой буровой установки.Replacing the rotating mast and the second movable rotator with a simpler in design manipulator significantly reduces the cost and increases the reliability of the proposed drilling rig.
Вторая часть поставленной задачи, заключающаяся в обеспечении максимально возможной емкостью свечеприемника, обусловленной требованиями к предельным габаритам самоходной или передвижной буровой установки и минимальными рабочими проходами в соответствии с правилами техники безопасности, тоже может быть решена заявляемой буровой установкойThe second part of the task, which consists in providing the maximum possible capacity of the candle, due to the requirements for the maximum dimensions of a self-propelled or mobile drilling rig and minimum working passages in accordance with safety regulations, can also be solved by the claimed drilling rig
Действительно, в рабочем положении буровой установки вертикальная плоскость, проходящая через оси барабанных магазинов свечеприемника, поворотом его основания располагается на ее продольной оси, в результате чего один из магазинов устанавливается у мачты для выполнения функций свечеприемника в процессе СПО, а другой - в положении ожидания. После опорожнения магазина (при спуске колонны) или его наполнения (при подъеме) свечами процесс СПО на несколько секунд останавливается, поворотом основания 1 свечеприемника на 180° магазины меняются местами, и процесс автоматического выполнения СПО продолжается (фиг. 1, а, в, г).Indeed, in the working position of the drilling rig, the vertical plane passing through the axis of the drum stores of the candle holder, by turning its base, is located on its longitudinal axis, as a result of which one of the stores is installed at the mast to perform the functions of the candle holder in the STR, and the other in the standby position. After emptying the store (when lowering the column) or filling it (when lifting) with candles, the STR process stops for a few seconds, the base 1 of the candle holder is rotated 180 °, the shops change places, and the process of automatically completing the STR continues (Fig. 1, a, c, d )
Для перевода буровой установки в транспортное положение поворотом основания 1 свечеприемника на 90° вертикальная плоскость, проходящая через оси магазинов, принимает перпендикулярное положение по отношению к продольной оси платформы установки и мачта вместе со свечеприемником опускаются (фиг. 1, б, д).To translate the rig into transport position by turning the base 1 of the candle holder 90 °, the vertical plane passing through the axis of the magazines takes a perpendicular position with respect to the longitudinal axis of the rig platform and the mast with the candle holder are lowered (Fig. 1, b, e).
Рассмотрим вместимость свечеприемника самоходной буровой установки, принятой за прототип, заявляемой. Согласно правилам техники безопасности при геолого-разведочных работах (п. 5.3.2.) для подвижных и самоходных буровых установок рабочий проход должен быть не менее 700 мм /2/. С учетом этой величины рабочих проходов диаметр каждого из двух магазинов в первом варианте аккумуляции свечей (при повороте мачты на 90° в одну и другую сторону) равен 275 мм и одного магазина во втором варианте (при повороте мачты на 180° в одну из сторон и обратно) - 1140 мм. За базу сравнения принимаем второй вариант аккумуляции, так как он обеспечивает вдвое большую емкость свечей, чем первый (1140/275⋅2=2,07). Один магазин диаметром 1140 мм вмещает 48 бурильных труб диаметром 69,9 мм.Consider the capacity of the candle holder self-propelled drilling rig, adopted for the prototype of the claimed. According to the safety regulations for geological exploration (clause 5.3.2.) For mobile and self-propelled drilling rigs, the working passage must be at least 700 mm / 2 /. Given this magnitude of the working aisles, the diameter of each of the two magazines in the first variant of the accumulation of candles (when the mast is rotated 90 ° to one side and the other) is 275 mm and one magazine in the second version (when the mast is rotated 180 ° to one side and back) - 1140 mm. For the comparison base, we take the second option of accumulation, since it provides twice the capacity of the candles than the first (1140 / 275⋅2 = 2.07). One magazine with a diameter of 1140 mm accommodates 48 drill pipes with a diameter of 69.9 mm.
Учитывая, что в предлагаемой буровой установке используется два магазина 5 диаметром 1140 мм (см. фиг. 1), то число аккумулируемых свечей (труб) удваивается, т.е. становится равным 96 шт., а достигаемая глубина скважины с использованием бурильных труб диаметром 69.9 мм и длиной 6 м увеличивается с 288 до 576 м.Given that the proposed drilling rig uses two
В табл. 1 приведены возможные глубины бурения самоходной буровой установкой с автоматизацией СПО в зависимости от диаметра и длины свечи (трубы).In the table. Table 1 shows the possible drilling depths of a self-propelled drilling rig with automated STR, depending on the diameter and length of the candle (pipe).
Таблица 1Table 1
Из приведенной табл. 1 следует, что емкость свечеприемника предлагаемой буровой установки позволяет вдвое увеличить возможные глубины бурения геолого-поисковых и разведочных скважин. Глубины скважин с автоматизацией СПО при традиционном бурении и комплексом WL достигают более 700 м.From the above table. 1 it follows that the capacity of the candle holder of the proposed drilling rig allows to double the possible depths of drilling of geological prospecting and exploratory wells. Depths of wells with automatic shutdown automation during conventional drilling and the WL complex reach more than 700 m.
Литература:Literature:
1. Буровая установка. Патент на изобретение №2549650. «Бюллетень изобретений» 2015, №12;1. The drilling rig. Patent for invention No. 2549650. “Bulletin of inventions” 2015, No. 12;
2. Правила безопасности при геолого-разведочных работах. ПБ08-37-2005.2. Safety rules for exploration. PB08-37-2005.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016115748A RU2629185C2 (en) | 2016-04-22 | 2016-04-22 | Drilling rig |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016115748A RU2629185C2 (en) | 2016-04-22 | 2016-04-22 | Drilling rig |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2016115748A RU2016115748A (en) | 2016-08-10 |
RU2629185C2 true RU2629185C2 (en) | 2017-08-25 |
Family
ID=56612713
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016115748A RU2629185C2 (en) | 2016-04-22 | 2016-04-22 | Drilling rig |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2629185C2 (en) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU423917A2 (en) * | 1972-06-26 | 1974-04-15 | Л. Н. Макашов | DEVICE FOR STORAGE OF RODS ON DRILLING INSTALLATIONS |
SU945361A1 (en) * | 1979-12-27 | 1982-07-23 | Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Методики И Техники Разведки | Apparatus for storing and handling tubes in well operation |
SU973821A1 (en) * | 1980-11-05 | 1982-11-15 | Всесоюзный Ордена Ленина Проектно-Изыскательский И Научно-Исследовательский Институт "Гидропроект" Им.С.Я.Жука | Drill unit |
SU1046467A1 (en) * | 1982-06-18 | 1983-10-07 | Казахский политехнический институт им.В.И.Ленина | Drilling rig |
US20090185883A1 (en) * | 2004-11-29 | 2009-07-23 | Monte Neil Wright | Vertical offline stand building and manipulating system |
RU2549650C2 (en) * | 2013-06-03 | 2015-04-27 | Открытое акционерное общество "Завод бурового оборудования" | Drill rig |
-
2016
- 2016-04-22 RU RU2016115748A patent/RU2629185C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU423917A2 (en) * | 1972-06-26 | 1974-04-15 | Л. Н. Макашов | DEVICE FOR STORAGE OF RODS ON DRILLING INSTALLATIONS |
SU945361A1 (en) * | 1979-12-27 | 1982-07-23 | Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Методики И Техники Разведки | Apparatus for storing and handling tubes in well operation |
SU973821A1 (en) * | 1980-11-05 | 1982-11-15 | Всесоюзный Ордена Ленина Проектно-Изыскательский И Научно-Исследовательский Институт "Гидропроект" Им.С.Я.Жука | Drill unit |
SU1046467A1 (en) * | 1982-06-18 | 1983-10-07 | Казахский политехнический институт им.В.И.Ленина | Drilling rig |
US20090185883A1 (en) * | 2004-11-29 | 2009-07-23 | Monte Neil Wright | Vertical offline stand building and manipulating system |
RU2549650C2 (en) * | 2013-06-03 | 2015-04-27 | Открытое акционерное общество "Завод бурового оборудования" | Drill rig |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2016115748A (en) | 2016-08-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11236556B2 (en) | Vertical pipe handling | |
CN102913162B (en) | Deep-sea sediment continuous pressure maintaining coring submarine drilling machine and operation method | |
US10794126B2 (en) | Dual-activity mast | |
NO322116B1 (en) | Device for building up and down rudder sections | |
CN104453743B (en) | The conveyer of the drilling pipe of deep hole rig | |
RU2746984C2 (en) | Method and system for transporting drill pipes | |
WO2006118597A3 (en) | Pipe racking system | |
GB2442430A (en) | Device for storing tubulars and devices for handling of tubulars | |
EP3191679B1 (en) | Rod magazine system and method | |
RU2013125389A (en) | DRILLING RIG | |
CN206035417U (en) | Lever apparatus about all -hydraulic colliery rig is automatic | |
RU2576749C2 (en) | Device for drilling hoses storage and automatic handling and appropriate drilling rig | |
US3158212A (en) | Earth drilling rigs | |
US10214975B2 (en) | Vertical pipe handling system and method for its use | |
RU2629185C2 (en) | Drilling rig | |
CN205532385U (en) | A roof -bolter for mining | |
CN104358531B (en) | The two rod drilling rod library of a kind of top hammer churn | |
CN112814584A (en) | Automatic processing device suitable for petroleum drilling pipe column and working method thereof | |
NO20131601A1 (en) | pipe handling apparatus | |
EP3234300B1 (en) | Pipe storage and handling | |
RU2549650C2 (en) | Drill rig | |
CN202689931U (en) | Novel deep sea automatic extension rod pressure maintaining sampling drill | |
RU2444608C2 (en) | Mechanisation system for lifting and lowering operations during overhaul and routine maintenance of wells | |
RU2659930C2 (en) | Drill rod handler improvements | |
RU2737304C1 (en) | Installation of storage, dispensing and reception of pipes during lowering and raising operations |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
HE9A | Changing address for correspondence with an applicant | ||
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190423 |