SU1174554A1

SU1174554A1 - Arrangement for running pipes under pressure

Info

Publication number: SU1174554A1
Application number: SU843686400A
Authority: SU
Inventors: Альфред Владимирович Круткин; Виктор Иванович Павлов; Сергей Станиславович Коноплин
Original assignee: Азербайджанский Научно-Исследовательский Институт Нефтяного Машиностроения
Priority date: 1984-01-05
Filing date: 1984-01-05
Publication date: 1985-08-23

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СПУСКАПОДЪЕМА ТРУБ ПОД ДАВЛЕНИЕМ, содержащее гидроцилиндры, корпусы и штоки которых св заны между собой соответственно траверсами с захватами дл труб, гидросистему привода и управлени гидроцилиндрами, включающую гидронасосы, реверсивный распределитель, и .плотный распределитель , дроссели и клапаны, о тличающеес тем, что, с целью повышени производительности за счет сокращени времени на переключение распределител и предохранени элементов гидросистемы от резких перегрузок, на выходах камер гидроуправлени реверсивного распределител установлены дроссели осевого типа с подпружиненными золотниками, камеры гидроуправлес ни которых св заны соответственно с линией гидроуправлени и с рабочими полост ми гидроцилиндров. й СП сд JiibA DEVICE FOR PIPING FOR PRESSURE OF PIPES UNDER PRESSURE, containing hydraulic cylinders, the bodies and rods of which are interconnected according to traverses with pipe grippers, hydraulic system of hydraulic cylinders, including hydraulic pumps, reversing distributor, and a dense distributor, throttles and hearthins, hearthins, reversing distributor, and a dense distributor, throttles, and hearthinster, reversing distributor, and a dense distributor, throttles, and hearthins, reversing distributors, and a dense distributor, throttles, and hearthins, reversing distributors, and a dense dispenser, throttles, and hearthins, hearthins, reversing distributors, and a dense dispenser, throttles and valves, and hearthinster, reversing distributors, and a dense distributor, throttles, and hearthinster, reversing distributors, and a dense dispenser, throttles and valves, and hearthins. that, in order to increase productivity by reducing the time for switching the distributor and protecting the hydraulic system elements from sudden overloads, at the outlets of the hydraulic control chambers eversivnogo distributor installed axial spring loaded choke spools gidroupravles chamber audio which are associated respectively with the hydraulic control line and with the working cavities of hydraulic cylinders. st jd sd jiib

Description

II

Изобретение относитс к горной промышленности, в частности к нефтепромысловому оборудованию и пред назначено дл спуско-подъема колонны труб на нефт ных скважинах, наход щихс под давлением.The invention relates to the mining industry, in particular to oil-field equipment, and is intended for the launching and lifting of a string of pipe in oil wells under pressure.

Известно устройство, включающее гидроцилиндры де1й подъема и принудительного спуШа колонны, механиз IЫ захвата, объемны, гидропривод .дистанционног| фравлени механн мами захватили приводом гидроцилйндров У ,дщ IA device is known that includes hydraulic cylinders for lifting and forced discharge of the column, mechanical mechanisms for capturing, volumetric, hydraulic remote control | fraveny mehanna mami captured driven hydrocylinders U, ds I

Однако §,т,р .улфройство характеризуетс большими динамическими нагрузками , действующими на грузоподъемный механизм устройства в процессе пуска и торможени цилиндров, кроме этого затрачиваетс в процессе подъема-спуска колонны значительное врем на включение-выключение элементов гидропривода.However, §, t, p. Tunneling is characterized by large dynamic loads acting on the lifting mechanism of the device in the process of starting and braking cylinders, besides, during the lifting and lowering of the column, considerable time is spent on switching on and off the hydraulic drive elements.

Известно также устройство дл спуска-подъема труб под давлением, содержащее гидроцилиндры, корпусы и штоки которых св заны между собой соответственно траверсами с захватами дл труб, гидросистему привода и управлени гидроцилиндрами, включающую гидронасосы, реверсивный распределитель,-И плотный рас-. пределитель, дроссели и клапаны 2}.It is also known a device for launching and lifting pipes under pressure, containing hydraulic cylinders whose bodies and rods are interconnected, respectively, by traverses with pipe grips, a hydraulic system for driving and controlling hydraulic cylinders, including hydraulic pumps, a reversing distributor, - And a dense ras-. limit valve, throttles and valves 2}.

В известном устройстве дл производительной работы осуществл етс быстрое переключение распределител , а дл снижени динамических нагрузок - медленное. Однако переключение .распределител , вли ющего на работу гидросистемы, осуществл етс ручным управлением.In a known device for productive work, the distributor is quickly switched and slowed to reduce dynamic loads. However, switching the distributor, which affects the operation of the hydraulic system, is carried out manually.

Оператор, управл ющий устройством , в зависимости от величины нагрузки, действующей на грузоподъемный механизм, производит переключение распределител с необходимой скоростью: чем меньше нагрузки, тем быстрее производ т переключени распределител и наоборот. Таким образом , больша динамическа составл юща меньшей нагрузки не превышает допустимого нагружени на подъемный механизм и одновременно позвол ет экономить врем спуска-подъема колонн. Однако такое управление возможно только в идеальном случае. На практике характер управлени , будучи ручным, зависит от квалификации оператора.The operator controlling the device, depending on the magnitude of the load acting on the load-lifting mechanism, switches the distributor at the required speed: the smaller the load, the faster the switch is switched and vice versa. Thus, a large dynamic component of a smaller load does not exceed the allowable load on the lifting mechanism and at the same time saves the time of descent and lifting of the columns. However, such control is possible only in the ideal case. In practice, the nature of control, being manual, depends on the skill of the operator.

74554. 274554. 2

. Цель изобретени - повьпиение производительности за счет сокращени времени на переключение распределител и предохранение зле5 ментов гидросистемы от резких перегрузок .. The purpose of the invention is to show the performance by reducing the time for switching the distributor and protecting the hydraulic elements of the hydraulic system from abrupt overloads.

Поставленна цель достигаетс тем, что в устройстве дл спускаподъема труб под давлением, содержащем гидроцилиндры, корпусы и штоки которых св заны между собой соответственно траверсами с захватами дл труб, гидросистему привода и управлени гидроцилиндрами, включающую гидронасосы, реверсивный распределитель и плотный распределитель , дроссели и клапаны, на выходах камер гидроуправлени реверсивного распределител установлены дроссели осевого типа с подпружиненными золотниками, камеры управлени которых св заны соответственно с линией гидроупрйвлени и с рабочими полост ми гидроцилиндров.The goal is achieved by the fact that in a device for launching pipes under pressure containing hydraulic cylinders, the bodies and rods of which are interconnected according to traverses with pipe grips, hydraulic system of hydraulic cylinders, including hydraulic pumps, reversing distributor and tight distributor, throttles and valves , at the outlets of the reversing valve hydraulic control chambers, axial-type throttles with spring-loaded spools are installed, the control chambers of which are connected respectively gidroupryvleni with the line and with the working cavities of hydraulic cylinders.

На фиг, 1 приведена конструктивна схема устройства; на фиг. 2 схема гидросистемы привода и управлени устройством; на фиг, 3 дроссель осевого типа.Fig, 1 shows the structural diagram of the device; in fig. 2 diagram of the drive hydraulic system and device control; Fig, 3 throttle axial type.

Устройство включает гидроцилиндры 1,корпусы которых соединены нижней 2 и верхней 3 неподвижными траверсами, и штоки 4 - подвижной траверсой 5. На траверсах 3 и 5 установлены соответственно неподвижные 6 и подвижные -7 захваты (спайдеры ) дл труб. Устройство установлено на устье скважины, концентрично колонне-труб, переводником 8, соединенным с нижней траверсой 2.The device includes hydraulic cylinders 1, the bodies of which are connected to the lower 2 and upper 3 by fixed cross-beams, and rods 4 by movable cross-head 5. Fixed 6 and fixed -7 grippers (spiders) for pipes are installed on cross-beams 3 and 5, respectively. The device is installed at the wellhead, concentric with a tubing string, a sub 8 connected to the bottom crosshead 2.

Гидросистема привода и управлени устройством включает насос 9, предохран емый клапаном 10, насос 11 системы управлени с клапаном 12, трехпозиционный реверсивный распределитель 13 с гидроуправлением , плотный распределитель 14 (трехпозиционный реверсивный распределитель ), а также установленные на линии управлени распределителем 13 обратные клапаны 15, регулируемые дроссели 16 и дроссели 17 осевого типа.The drive and control hydraulic system includes a pump 9, a valve 10 protected, a control system pump 11 with a valve 12, a three-position reversing valve 13 with hydraulic control, a tight valve 14 (three-position reversing valve), and check valves 15 installed on the control valve of the valve 13 adjustable throttles 16 and throttles 17 axial type.

Дроссель осевого типа I7 состоит из корпуса 18, в oceisoM канале которого размещены золотник 19, пружина 20 и крышки 2I. Камеры управлени золотником 19 прунлтавл ют со- .Axial choke type I7 consists of body 18, in the oceisoM channel of which spool 19, spring 20 and cover 2I are placed. The spool control cameras 19 are co-op.

33

;бой ПОЛОСТИ 22 и 23 между торцами золотника и крышками 21. Поток управлени распределителем 13 подводитс через дроссель -16 к дросселю 17 осевого типа через отверстие 24 и сливаетс из него через отверстие 25. Камера 22 управлени золотником сдобщена с рабочей полостью гидро1щлиндра 1 подъёмника, а камера 23 управлени - с линией управлени . При отсутствии давлени в камерах 22 и 23 управлени или при равенстве этих давлений пружина 20 удерживает золотник в крайнем левом положении, в котором между осевым каналом корпуса 18 и конусными проточками золотника остаетс зазор, представл ющий минимальную площадь, через которую проходит поток управлени распределителем 13; the battle of CAVITY 22 and 23 between the ends of the spool and the lids 21. The flow of the control valve 13 is supplied through the throttle -16 to the throttle 17 of the axial type through the hole 24 and is discharged from it through the hole 25. The control chamber 22 of the spool is connected to the working cavity of the hydraulic cylinder 1 of the elevator, and the control camera 23 with a control line. In the absence of pressure in the control chambers 22 and 23, or when these pressures are equal, the spring 20 holds the spool in the extreme left position, in which there is a gap between the axial channel of the housing 18 and the tapered grooves of the spool representing the minimum area through which the distributor flow 13 passes

Предлагаемое устройство работает следзпощим образом.The proposed device works as follows.

Дл хода цилиндров вверх распределитель 14 включаетс в левое (по схеме ) положение. При этом лева камера управлени распределител 13 сообщаетс с насосом 11, а права - со сливом системы. Скорость переключени распределител 13 в левую рабочую позицию определ етс тем, что насколько быстро будет вытеснена жидкость из правой камеры управлени распределител через дроссель 16 (l ) и дроссель 17 (1 J осевого типа, так как обратный клапан 15 (1 ) в направлении от распределител 13 к распределителю 14 закрыт .For the cylinder stroke upward, the distributor 14 is included in the left (according to the diagram) position. In this case, the left control chamber of the distributor 13 communicates with the pump 11, and the right - with the drain of the system. The speed of switching of the distributor 13 to the left working position is determined by the fact that the fluid from the right control chamber of the distributor through the throttle 16 (l) and throttle 17 (1 J of the axial type) is displaced quickly, since the check valve 15 (1) in the direction from the distributor 13 to the distributor 14 is closed.

В начальный момент пропускна спсобность дроссел осевого типа минимальна , а следовательно,минимальна и скорость переключени основног распределител , золотник которого, получив небольшое смещение,сообщает с насосом 9 рабочие полости гидроцилиндров , в которых начинает повьшатьс давление. Это давление передаетс в камеру 22 управлени дроссел 1 7 (. 1 ) осевого типа, а в противоположную камеру 23 управлени золотником подаетс давление вытесн емой из правой камеры управлени распределител 13 жидкос ти. Дроссель 16 Cl), через который проходит поток управлени , отрегулирован таким образом, что(.давление в камере 23 управлени дроссел осевого типа нарастает одновременно сAt the initial moment, the throughput capacity of axial-type throttles is minimal, and therefore the switching speed of the main distributor is also minimal, the spool of which, having received a slight displacement, communicates with the pump 9 the working cavities of the hydraulic cylinders in which the pressure begins to rise. This pressure is transmitted to the throttle control chamber 1 7 (. 1) of the axial type, and the liquid displaced from the right control chamber of the distributor 13 is pressurized to the opposite valve control chamber 23. The choke 16 Cl), through which the control flow passes, is adjusted so that (the pressure in the control chamber 23 of the throttle of the axial type increases simultaneously with

745544745544

давлением в камере 22 управлени . ;В результате золотник 19 остаетс в крайнем левом положении и, следовательно , расход потока управле5 НИН и скорость переключени распределител 13 минимальны.pressure in control chamber 22. As a result, the spool 19 remains in the extreme left position and, consequently, the flow rate of the control valve and the switching speed of the distributor 13 are minimal.

В камере 22 управлени устанавливаетс давление, соответствующее весу поднимаемой из скважины колонны труб, а так как поток управлени отрегулирован на наибольшее давление гидропривода подъемника, то с этого момента давление в камере 23 управлени превышает давление вIn the control chamber 22, a pressure is established corresponding to the weight of the tubing string lifted from the well, and since the control flow is adjusted to the greatest pressure of the hydraulic actuator of the lift, then from this moment the pressure in the control chamber 23 exceeds the pressure in

5 камере 22 управлени и золотник 19, под действием указанного перепада давлений начинает перемещатьс вправо, увеличива расход потока управлени и, следовательно, скорость перемещени золотника основного распределител 13. В случае максимального веса поднимаемой из скважины колонны труб давление в рабочих полост х гидроцилиндров достигает5, the control chamber 22 and the spool 19, under the action of said pressure differential, begin to move to the right, increasing the flow rate of the control and, consequently, the speed of movement of the spool of the main distributor 13. In the case of the maximum weight of the tubing string being lifted from the well, the pressure in the working cavities of the hydraulic cylinders

5 наибольшего значени , а так как такое же давление имеет поток управлени , то золотник 19 остаетс в крайнем левом положении, и, следовательно расход потока управлени и скоQ рость переключени распределител 13 минимальны в течение всего времени переключени .5 is the highest value, and since the control flow has the same pressure, the spool 19 remains in the extreme left position, and therefore the flow rate of the control and the switching speed of the distributor 13 are minimal during the entire switching time.

Дл хода гидроцилиндров вниз процесс переключени распределител 13 протекает аналогичным образом, только теперь расход потока управлени и скорость переключени распределител определ ютс дроссел ми осевого типа.For the down stroke of the hydraulic cylinders, the process of switching of the distributor 13 proceeds in a similar way, only now the flow rate of control and the switching speed of the distributor are determined by axial-type throttles.

Дроссель осевого типа регулиру- ет расход потока управлени , тем самым определ скорость переключе-, ни основного распределител . В начальньшГмомент переключени дроссель осевого типа оставл ет расход потока управлени минимальным до достижени в рабочих полост х цилиндров номинальной величины давлени . После этого расход потока управлени начинает увеличиватьс , и, следовательно, ускор ет переключение основного распределител .An axial-type choke adjusts the flow rate of the control, thereby determining the speed of the switch or the main distributor. At the beginning of the switching time, the throttle of the axial type keeps the control flow rate minimal until the nominal pressure value is reached in the working cavities of the cylinders. Thereafter, the control flow rate begins to increase, and, consequently, accelerates the switching of the main distributor.

Таким образом, гидрооборудование предохран етс от резких нагрузок по давлению и одновременно сокращаетс врем переключени распреS .I 174554 .. 6In this way, the hydraulic equipment is prevented from abrupt pressure loads and at the same time the switching time of the I-section .I 174554 is reduced. 6

делител . Выигрыш времени при одном i лодъем колонны бурильных труб, попереключеиии , учитыва большое коли- звол ет в результате повысить проиэчество переключений за весь спуск- водителвность работ.divider The gain in time with one i drill string of drill pipe, across the board, taking into account the large number as a result, to increase the number of switches for the entire work performance.

J712)J712)

mmmm

Claims

DEVICE FOR RELAXING PIPES UNDER PRESSURE, containing hydraulic cylinders, cases and rods of which are connected by traverses with grippers for pipes, hydraulic drive and control of hydraulic cylinders, including hydraulic pumps, a reversible distributor, and a tight distributor, throttles and valves, characterized in that in order to increase productivity by reducing the time spent on switching the distributor and protecting the hydraulic system elements from sudden overloads, at the outputs of the reversing hydraulic control chambers Nogo distributor installed axial spring loaded choke spools, hydraulic control chambers are connected respectively to the hydraulic control line and with the working cavities of hydraulic cylinders.

SU. „1174554