SU1093784A1

SU1093784A1 - Apparatus for performing double trips of pipes and deep pumping rods

Info

Publication number: SU1093784A1
Application number: SU802995575A
Authority: SU
Inventors: Альберт Семенович Шагинян; Алексей Георгиевич Асан-Джалалов; Анатолий Алексеевич Певнев; Александр Павлович Андросенко
Original assignee: Специальное Конструкторское Бюро Сейсмической Техники Министерства Нефтяной Промышленности Ссср
Priority date: 1980-10-17
Filing date: 1980-10-17
Publication date: 1984-05-23

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СПУСКОПОДЪЕМНЫХ ОПЕРАЦИЙ С ТРУБАМИ И ГЛУБИННО-НАСОСНЫМИ ШТАНГАМИ , содержащее подъемник, на котором установлена мачта с элеватором и приводом его перемещени , мостки, на которых установлены стеллажи дл труб и штанг, манипул тор с захватами и автоматический ключ, отличающеес тем, что, с целью повышени производительности спуско-подъемных операций путем исключени операций по подводу и отводу ключа, автоматический ключ шарнирно установлен на манипул торе соосно с его захватами, причем основание ключа подпружинено относительно манипул тора.DEVICE FOR tripping PIPES AND sucker rod comprising a lift on which a mast with an elevator and the drive of its displacement, walkways, which are installed racks for pipes and rods, the manipulator with grippers and automatic key, characterized in that, in order to improve the performance of launching operations by eliminating the operations of bringing in and withdrawing the key, the automatic key is pivotally mounted on the manipulator coaxially with its grippers, the key base being spring-loaded relative to the manipula torus.

Description

QO ОдQO od

||

0000

Изобретение относитс к бурению, освоению и ремонту скважин, а именно к устройствам дл спуско-подъемных операций с трубами и глубинно-насосными штангами. Известно устройство дл спуско-подъемных операций с трубами и глубинно-насосными штангами, содержашее подъемник, на котором установлена мачта с элеватором, манипул тор с захватами и автоматический ключ с основанием 1. Недостатком этого устройства вл етс невысока скорость проведени спуско-подъемных операций вследствие того, что в процессе работы требуетс врем на выполнение операций по подводу, и отводу ключа. Наиболее близким техническим решением к изобретению вл етс устройство дл спуско-подъемных операций с трубами и глубинно-насосными штангами, содержащее подъемник , на котором установлена мачта с элеватором и приводом его перемещени , мостки , на которых .установлены стеллажи дл труб и штанг, манипул тор с захватами и автоматический ключ 2. Однако в известном механизме манипул тор и автоматический ключ установлены отдельно, что требует дополнительных затрат времени на подвод и отвод ключа и, следовательно, не позвол ет ускорить процесс проведени спуско-подъемных операций Целью изобретени вл етс повышение производительности спуско-подъемных операций путем исключени операций по подводу и отводу ключа. Указанна цель достигаетс тем, что автоматический ключ шарнирно установлен на манипул торе соосно с его захватами с возможностью самоустановки по оси колонны щтанг, наход щихс в скважине, причем основани ключа подпружинено относительно манипул тора.На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство , общий вид;.на фиг. 2 - автоматический ключ, общий вид; на фиг. 3 - вид А на фиг. 2; на фиг. 4 - разрез Б-Б на фиг. 2. Устройство состоит из подъемника 1 и мостков 2. На подъемнике 1 установлена мачта 3, снабженна гидроцилиндром 4, на штоке 5 которого установлена каретка 6 с блоками 7 и 8, направл ющими 9, по которым вертикально перемещаетс элеватор 10, содержащий кулачки 11 и их привод 12. Элеватор 10 соединен со свободным концом каната 13, противоположный конец которого закреплен на подъемнике 1. На устье скважины 14 установлен спайдер 15, содержащий клинь 16 и их привод 17. На муфте 18 насосно-компрессорной трубы 19 установлен щтанговый спайдер 20 с кулачками 21 и их приводом 22, удерживающий штангу 23 с муфтой 24. На мостках 2 наход тс манипул тор 25. дл выдачи и приема штанг 26 и стеллаж 27 дл накапливани штанг 26. Манипул тор 25 имеет привод 28 дл перемещени из горизонтального в вертикальное положение и обратно, захваты 29, установленные с возможностью их перемещен вдоль манипул тора 25 с помощью привода 30 и автоматический штанговый ключ 31, состо щий из разрезного редуктора 32 с приводом 33 и ведомой шестерней 34, на которой установлен автоматический захват 35. Разрезной редуктор 32 св зан с основанием ключа 36 механизмом 37 его регулировани по высоте. На основании ключа 36 установлен контрключ 38 с челюст ми 39, с которыми через стойки 40 св зан центратор 41, выполненный в виде двух рычагов ;42, св занных осью 43, в одном из плеч которых установлены центрирующие элементы 44 (например, ролики). Челюсти 39 контрключа 38 осью 45 св заны с основанием ключа 36 и через т ги 46 с приводом 47. Основание ключа 36 ос ми 48 шарнирно соединено с проушинами 49, противополож|Ные концы которых расположены в опорах 50 манипул тора 25 и подпружинены относи|тельно них упругими элементами 51. Регулировка положени автоматического ключа 31 осуществл етс с помощью гаек 2. Штанги 26 имеют высаженные головки 53, квадратные шейки 54 и резьбовые концы 55. Устройство работает следующим образом . Спуск колонны штанг происходит при следующем исходном положении основных механизмов: колонна насосно-компрессорных труб 19 удерживаетс в спайдере 15, колонна глубинно-насосных штанг 23 удерживаетс штанговым спайдером 20, манипул тор 25 находитс в горизонтальном положении , при этом автоматический ключ 31 раскрыт, челюсти 39 контрключа 38 вместе с центратором 41, разведены, ведома шестерн 34 своим разрезом совмещена с разрезом редуктора 32, а автоматический захват 35 отведен в нижнее положение, элеватор 10 находитс в нижнем положении. Рабоча жидкость подаетс в гидроцилиндр 4, его шток 5 перемещаетс вверх, при этом через каретку 6, блоки 7 и 8 и канат 13 поднимает элеватор 10 в верхнее положение. Одновременно с подъемом элеватора 10 механизмом переноса (не показан) штанга 26 со стеллажа 27 укладываетс в раскрытые захваты 29 манипул тора 25 таким образом, что ее резьбовой конец 55 устанавливаетс в разрез редукторе 32 ключа 31. Захваты 29 закрываютс в манипул тор 25 приводом устанавливаетс в вертикальное по-, ложение , при этом ось штанги 26 совпадает с осью усть скважины 14. За врем подъема манипул тора 25 элеватор 10 поднимаетс в верхнее положение и после установки штанги 26 на ось скважины 14 кулачки 11 элеватоpa 10 раскрываютс и он опускаетс до положени , когда кулачки 11 расположатс ниже высаженной головки 53 штаиги 26, после чего кулачки 11 элеватора 10 приводом 12 закрываютс . Приводом 30 штанга 26, зажата в захватах 29, опускаетс и ее резьбовой конец 55 устанавливаетс в муфту 24 колонны штанг 23, удерживаемой штанговым спайдером 20. После опускани штанги 26 приводом 47 челюсти 39 закрываютс и стопор т колонну штанг 23. Одновременно с закрытием челюстей 39 закрепл етс центратор 41, который своими центрирующими элементами 44 точно устанавливает штангу 26 от носительно оси муфты 24. Штанговый ключ 31 установлен на манипул торе таким образом , что после опускани штанги- 26 в муфту 24 квадратна шейка 54 штанги 26 располагаетс против автоматического захвата 35. В случае неточной установки мостков 2 относительно усть скважины 14, автоматический штанговый ключ 31 при закрытии челюстей 39 контр ключа 38, за счет возможности перемещени проушин 49 относительно опор 50 манипул тора 25, самоустанавливаетс пЪ оси колонны 23 и при этом устанавливает штангу 26. После за крыти челюстей 39 контрключа 38 захваты 29 раскрываютс , подаетс рабоча жидкость в привод 33, который начинает вращатьс , вместе с ним начинает вращатьс ведома шестерн 34, при этом автоматический захват 35 захватывает штангу 26 за ее квадратную шейку 54 и заворачивает штангу 26 в муфту 24. При заворачивании штанга 26 перемещаетс вниз, вместе с ней перемещаетс вниз разрезной редуктор 32 с механизмом 37 регулировани его по высоте.. После достижени при заворачивании штанги 26 требуемого крут ш,его момента системой управлени (не показана) автоматическим штанговым ключом 31 враш .ение прекращаетс , после чего включаетс привод 33 на врашение в обрат ную сторону, при этом автоматический захват 35 перемешаетс в крайнее положение .и освобождает штангу 26. После освобождени штанги 26 врашение прекращаетс , челюсти 39 и вместе с ними центрирующие элементы 44 раскрываютс , манипул тор 25 перемешаетс и горизонтальное положение за следующей штангой. Одновременно с раскрытием челюстей 39 элеватор 10 приподнимаетс вверх, своими кулачками 11 захватывает за высаженную головку 53 штангу 26 и вместе с ней колонну 23, приподнимает их, при этом приводом 22 раскрываютс кулачки 21 штангового спайдера 20. После раскрыти штангового спайдера 20 штанга 26 вместе с колонной 23 опускаетс элеватором 10 вниз на длину штанги 26, элеватор 10 останавливаетс , штанговый спайдер 20 закрываетс , и цикл повтор етс Подъем колонны штанг 23 производитс в обратной последовательности. Благодар тому, что исключаютс операции по подводу и отводу автоматического штангового ключа, а также обеспечиваетс самоустановка ключа по оси скважины, сокращаютс затраты времени на процессе спуска и подъема штанг и тем самым повышаетс производительность труда. 55 Д1 I. П 1 JO / 2 Q Фиг,.г 25 52 51 I./W,iThe invention relates to the drilling, development and repair of wells, and in particular to devices for tripping operations with pipes and pumping rods. A device for tripping operations with pipes and pumping rods is known, comprising a lift on which a mast with an elevator is installed, a manipulator with grippers and an automatic key with a base 1. The disadvantage of this device is the low speed of carrying out tripping operations due to the fact that that in the process of work it takes time to perform operations on the supply and removal of the key. The closest technical solution to the invention is a device for tripping operations with pipes and pumping rods, comprising a lift, on which a mast with an elevator and its movement is installed, walkways with racks for pipes and rods, manipulator with grippers and automatic key 2. However, in a known mechanism, the manipulator and the automatic key are installed separately, which requires additional time for entering and withdrawing the key and, therefore, does not allow speeding up ess performing tripping operation object of the invention is to increase the performance lowering and lifting operations by omitting operations for supplying and removing the key. This goal is achieved by the fact that the automatic key is pivotally mounted on the manipulator coaxially with its grippers with the possibility of self-alignment of the axes of the shaft in the well, and the base of the key is spring-loaded relative to the manipulator. FIG. 1 shows the proposed device, a general view; FIG. 2 - automatic key, general view; in fig. 3 is a view A of FIG. 2; in fig. 4 shows a section BB in FIG. 2. The device consists of lift 1 and gangways 2. On lift 1, a mast 3 is installed, equipped with a hydraulic cylinder 4, on the rod 5 of which a carriage 6 is installed with blocks 7 and 8, guides 9 along which an elevator 10 vertically moves containing cams 11 and their drive 12. The Elevator 10 is connected to the free end of the rope 13, the opposite end of which is fixed on the lift 1. At the wellhead 14 a spider 15 is installed containing a wedge 16 and their drive 17. A shtangovy spider is installed on the coupling 18 of the tubing pipe 19 cams 21 and their the actuator 22 holding the rod 23 with the clutch 24. Manipulator 25 is located on the gangways 2 for issuing and receiving the rods 26 and the rack 27 for accumulating the rods 26. The manipulator 25 has an actuator 28 for moving from the horizontal to the vertical position and back, grips 29, mounted so as to be moved along the manipulator 25 by means of the actuator 30 and an automatic rod wrench 31 consisting of a split gear 32 with a drive 33 and a driven gear 34 on which the automatic gripper 35 is mounted. The split gear 32 is connected to the base of the cell Ucha 36 its height adjustment mechanism 37. Based on the key 36, a counter key 38 with jaws 39 is installed, with which a centralizer 41, made in the form of two levers, is connected through racks 40; 42, connected by an axis 43, in which one of the arms are fitted with centering elements 44 (for example, rollers). The jaws 39 of the counter key 38 are connected to the base of the key 36 by means of the axle 45 and through the 47 with the 47 drive. The key of the key 36 of the axle 48 is hingedly connected to the lugs 49, the opposite ends of which are located in the supports 50 of the manipulator 25 and are spring-loaded them with elastic elements 51. The adjustment of the position of the automatic key 31 is carried out with the help of nuts 2. The rods 26 have planted heads 53, square necks 54 and threaded ends 55. The device operates as follows. The rod string is descended at the following initial position of the main mechanisms: the tubing string 19 is held in the spider 15, the depth of the pump rod 23 is held by the boom spider 20, the manipulator 25 is horizontal, the automatic key 31 is open, the jaw 39 the counter key 38, together with the centralizer 41, is divorced, driven by the gear 34 in its slit, is aligned with the slit of the gearbox 32, and the automatic gripper 35 is retracted to the lower position, the elevator 10 is in the lower position. The working fluid is supplied to the hydraulic cylinder 4, its rod 5 moves upwards, at the same time through the carriage 6, the blocks 7 and 8 and the rope 13 lifts the elevator 10 to the upper position. Simultaneously with the lifting of the elevator 10 by a transfer mechanism (not shown), the rod 26 from the rack 27 fits into the opened grippers 29 of the manipulator 25 so that its threaded end 55 is installed into the cut gear 32 of the key 31. The grippers 29 are closed in the manipulator 25 by the drive installed in vertical position, with the axis of the rod 26 coinciding with the axis of the wellhead 14. During the lifting of the manipulator 25, the elevator 10 rises to the upper position and after installing the rod 26 on the axis of the well 14, the cams 11 of the elevator 10 open and it lowers to the position when the cams 11 are located below the upset head 53 of the stage 26, after which the cams 11 of the elevator 10 are driven by a drive 12. The actuator 30, the rod 26, is clamped in the grippers 29, and its threaded end 55 is lowered into the sleeve 24 of the column of the rods 23 held by the rod spider 20. the centralizer 41 is fixed, which with its centering elements 44 precisely sets the rod 26 relative to the axis of the sleeve 24. The key bar 31 is mounted on the manipulator in such a way that after lowering the rod-26 into the sleeve 24, the square neck 54 of the rod 26 is positioned After automatic capture 35. In case of inaccurate installation of bridges 2 relative to the wellhead 14, the automatic sucker key 31 when closing the jaws 39 of the counter key 38, due to the possibility of moving the lugs 49 relative to the supports 50 of the manipulator 25, the column axis 23 is self-installed rod 26. After closing the jaws 39 of the counter-key 38, the claws 29 open, the working fluid is supplied to the actuator 33, which begins to rotate, with it the gear 34 begins to rotate, while the automatic gripping 35 The rod 26 is pulled by its square neck 54 and the rod 26 is wrapped in the sleeve 24. When the rod is wrapped, the rod 26 moves downwards, the split gearbox 32 with the height adjustment mechanism 37 moves down along with it. of its momentum by the control system (not shown) with the automatic sucker-key wrench 31, the cutting is stopped, after which the drive 33 is turned on the back in the reverse direction, while the automatic grip 35 is mixed to the extreme position. and releases the barbell 26. Pos When the rod 26 is released, the damage is stopped, the jaws 39 and with them the centering elements 44 are opened, the manipulator 25 is mixed and the horizontal position follows the next rod. Simultaneously with the opening of the jaws 39, the elevator 10 is lifted upward, with its cams 11 it seizes the planted head 53 and the column 23 and the column 23, lifts them, while the cams 21 of the spider spade 20 open up with the drive 22 column 23 is lowered down by the elevator 10 by the length of the rod 26, the elevator 10 is stopped, the rod spider 20 is closed, and the cycle is repeated. The column 23 is raised in the reverse order. Due to the fact that operations for the supply and removal of an automatic rod key are eliminated, as well as the key is set to self-alignment along the axis of the well, the time spent on the process of lowering and lifting the rods is reduced and thereby increasing labor productivity. 55 D1 I. P 1 JO / 2 Q FIG. Y 25 52 51 I./W,i

52 V/ 50 5252 V / 50 52

Фиг.З 5251 50 52FIGS. 5251 50 52

5- В S ifg5- In S ifg

CJCJ

5353

ФигМFigm

I II I

Claims

DEVICE FOR LIFTING OPERATIONS WITH PIPES AND DEPTH PUMP BARS, containing a hoist on which a mast with an elevator and a drive for moving it is mounted, bridges on which racks for pipes and rods are mounted, a manipulator with grippers and an automatic key, characterized in that, with In order to increase the productivity of hoisting operations by eliminating the operations of approaching and withdrawing the key, the automatic key is pivotally mounted on the manipulator coaxially with its grippers, and the base of the key is spring-loaded relative to tionary manipulator.