SU1723298A1 - Устройство дл бурени скважин - Google Patents

Abstract

Использование: горное дело при бурении скважин с целью повышени  надежности работы. Сущность изобретени : устройство включает вертлюг, содержащий установленный в корпусе 1 на подшипниках 6-8 ствол 2, св занный с бурильной колонной , привод вращени  ствола вертлюга, подвеску с корпусом 20, св занную штропа- ми 21 с элеватором 22, гидроцилиндры 25 вертикального перемещени  подвески, гидроцилиндры 23 отклонени  штропов и меха

Description

низм поворота подвески, выполненный в виде установленных на корпусе 1 вертлюга гидроцилиндров 29 и вертикального патрубка 30, в полости которого размещен вал с закрепленными на его концах шестерней 39 и фрикционным диском 38 дл  взаимодействи  соответственно с зубчатым колесом 48, размещенным на корпусе 20, и стволом 2 вертлюга посредством закрепленного на последнем фрикционного диска 47. Штоки гидроцилиндров 29 св заны с вертикальным патрубком 30. Подвеска имеет гибкий ограничитель поворота, один конец которого закреплен на корпусе 1 вертлюга, а другой - на корпусе подвески. При наращивании бурильной колонны талева  система поднимает устройство на требуемую высоту . Включают привод вращени  и привод т во вращение ствол 2. Подачей рабочей жидкости в бесштоковые полости гидроцилиндров 29 ввод т механизм поворота подвески в зацепление с фрикционным диском 47 и зубчатым колесом 48. При этом фрикционный диск 47 приводит во вращение фрикционный диск 38, вал, шестерню 39, зубчатое колесо 48 и корпус 20 подвески, что обеспечивает упрощение конструкции. 1 з.п. ф-лы. Зил.

Изобретение относитс  к буровой технике , в частности к устройствам дл  бурени  скважин.

Известны устройства, в которых вращатели подвешивают на крюке талевой системы буровой установки, причем вращатели жестко св заны с вертлюгами и перемещаютс  по направл ющим по всей высоте вышки .

Однако известные устройства сложны по конструкции, требуют специальных направл ющих по всей высоте вышки.

Известна сборка, используема  дл  бурени  скважин , в которой роторное устройство подвешивают на крюке талевой системы буровой установки. Сборка содержит пустотелый вал (ствол), на нижнем конце которого имеетс  резьба дл  соединени  с верхним концом бурильной колонны. Ниже роторного устройства на двух звень х подвешен подъемник дл  колонны бурильных труб. На наружной стороне сборки, содержащей пустотелый вал, расположено подъемное устройство, установленное на двух звень х в виде подвески.

Недостатками известного устройства  вл ютс  неудовлетворительна  надежность ввиду его сложной конструкции, наличи  привода дл  вращени  бурильной колонны и дополнительного привода дл  поворота подвески, которые перемещаютс  по всей высоте вышки по направл ющим.

Цель изобретени  - повышение надежности работы за счет упрощени  конструкции устройства.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройстве дл  бурени  скважин, включающем вертлюг, ствол которого св зан с бурильной колонной, привод вращени  ствола

вертлюга, подвеску, соединенную -с элеватором , гидроцилиндры вертикального перемещени  подвески, гидроцилиндры отклонени  штропов и механизм поворота

подвески с зубчатой передачей, колесо которой установлено на корпусе подвески, механизм поворота подвески выполнен в виде установленных на корпусе вертлюга гидроцилиндров и вертикального патрубка, в полости которого размещен вал с закрепленными на его концах шестерней и фрикционным диском дл  взаимодействи  соответственно с зубчатым колесом и стволом вертлюга посредством закрепленного

на последнем фрикционного диска, при этом штоки гидроцилиндро.в св заны с вертикальным патрубком.

Подвеска имеет гибкий ограничитель поворота, один конец которого закреплен

на корпусе вертлюга, а второй - на корпусе подвески.

На фиг. 1 изображено устройство дл  бурени  скважин, общий вид; на фиг.2 - то же, вид слева; на фиг.З - механизм поворота

подвески.

Устройство дл  бурени  скважин включает вертлюг, подвеску и механизм поворота подвески.

Вертлюг содержит корпус 1, ствол 2 с

каналами 3 и 4, подшипники 5-8, подвод, состо щий из цилиндрической 9 и дуговой 10 частей с. каналами 11 и 12, уплотнение, состо щее из верхнего 13 и нижнего 14 узлов с гайкой 15,/ крышку 16, штропы 17,

установленные шарнирно на ос х 18, нижнюю крышку 19.

Подвеска снабжена корпусом 20, откло- нителем штропов 21 с элеватором 22, состо щим из гидроцилиндров 23 с гибкими

св з ми 24 (например, канатами), подъем- ником штропов 21, состо щим из гидроцилиндров 25 и кольцевой опоры 26.

Механизм поворота подвески (фиг.З) снабжен установленными на кронштейнах 27 с окнами 28 гидроцилиндрами 29 и вер- тикальным патрубком 30, внутри Которого размещен на подшипниках 31 и 32 вал 33 с закрепленными на его концах шпонками 34 и 35 и гайками 36 и 37 фрикционным диском 38 и шестерней 39, причем гидроцилиндр29 состоит из гильзы 40, поршн  41, штока 42t пружины 43 дл  посто нного поддержани  механизма поворота в отведенном положении , а вертикальный патрубок 30 снабжен установленными на ос х 44 роликами 45 и перемещаетс  вдоль окон 28 в горизонтальном направлении.

Вращение от ведущего вала (штанги) 46 с наружными гран ми передаетс  через ствол 2 с внутренними гран ми, фрикционный диск 47, механизм поворота, зубчатое колесо 48 к подвеске.

Ограничителем вращени  подвески служит гибкий ограничитель 49 (канат, цепь), концы которого закреплены на корпусе 1 вертлюга и на корпусе 20 подвески.

Вращение от ведущего вала (штанги) 46 к бурильной колонне 50 передаетс  через ствол 2.

Устройство работает следующим обра-

ЭОМ.

Перед началом бурени  скважины устройство подвешивают при помощи штропов 17 на та левой системе буровой установки, верхний конец ствола 2 соедин ют с веду- щим валом (штангой) 46, подвод вертлюга соедин ют с буровым рукавом от нагнетательной линии буровых насосов, нижний конец ствола 2 соедин ют с бурильной колонной 50, несущей на нижнем конце бу- ровое долото. Гидроцилиндрами 23 отклон ют штропы 21 и отвод т элеватор 22 от оси скважины (бурильной колонны 50).

Во врем  бурени  скважины буровой раствор, нагнетаемый буровыми насосами через буровой рукав, каналы 11 и 12 подвода , каналы 3 и 4 ствола 2, полость бурильной колонны 50, поступает к долоту на забое скважины. При этом ротор, установленный на верхней площадке буровой вышки, вра- щает ведущий вал (штангу) 46, ствол 2 и бурильную колонну 50 с долотом.

После окончани  бурени  скважины на длину свечи бурильную колонну сажают на специальные клинь  (типа пневмоклиньев ротора) с дистанционным управлением, установленные на буровой площадке по оси скважины (не показано). Подачей рабочей жидкости (масла) в вертикальные гидроцилиндры 25 создают давление над поршнем. При этом шток гидроцилиндра 25 опираетс  на кольцевую опору 26, а подвеска с отклоненными штропами 21 поднимаетс  и освобождает пространство вокруг нижнего конца ствола 2 и муфты бурильной колонны 50. Машинным ключом, установленным на рабочей площадке буровой установки (не показан), отвинчивают ствол 2 от бурильной колонны 50.

В цел х уменьшени  износа зажимных клиньев вращающейс  части машинного ключа отвинчиваний ствола 2 от бурильной колонны 50 можно осуществл ть ротором, установленным на верхней площадке вы- . шки(не показан), путем вращени  ведущего вала 46 и ствола 2. Дл  этого невращающа с  часть трубозажимного устройства машинного ключа зажимает муфту бурильной колонны 50.

После отвинчивани  ствола 2 от бурильной колонны 50 освобождают трубозажим- ное устройство машинного ключа от муфты бурильной колонны 50 и отвод т от оси скважины . Подают рабочую жидкость (масло) в штоковую полость вертикального гидроцилиндра 25, опускают подвеску до посадки на кольцевую опору 26. Талевой системой буровой установки приподнимают устройство дл  бурени  скважин и подачей рабочей жидкости в гидроцилиндры 23 опускают штропы 21 с элеватором 22 в исходное подвешенное состо ние. На этом процесс отсоединени  ствола 2 от бурильной колонны 50 заканчиваетс .

Дл  наращивани  на бурильную колонну следующей бурильной свечи талевой системой буровой установки поднимают устройство дл  бурени  скважин на требуемую высоту. Включают ротор и привод т во вращение ведущий вал 46 со стволом 2. Подачей рабочей жидкости в бесштоковые полости гидроцилиндров 29 ввод т механизм поворота подвески (фиг.З) в зацепление с фрикционным диском 47 и зубчатым колесом 48. При этом фрикционный диск 47, за- крепленный на стволе 2, приводит во вращение фрикционный диск 38, вал 33, шестерню 39, зубчатое колесо 48. Ввиду жесткого креплени  зубчатого колеса 48, вертикальных гидроцилиндров 25 и шарнирного соединени  гидроцилиндров 23 к корпусу 20 подвески они будут вращатьс  с частотой вращени  зубчатого колеса 48. Дл  уменьшени  скорости вращени  подвески по кольцевой опоре 26 передача от ротора буровой установки до зубчатого колеса 48 имеет необходимое передаточное отношение . Нижние концы штоков вертикальных гидроцилиндров 25 при вращении корпуса

20 подвески и при отсутствии в полост х вертикальных гидроцилиндров 25 давлений будут скользить по поверхност м кольцевой опоры 26 (на нижних концах штоков гидроцилиндров 25 могут быть установлены ролики дл  перекатывани  по поверхности кольцевой опоры 26).

Поворот подвески в ту или другую сторону ограничиваетс  гибким ограничителем 49 дл  предотвращени  закручивани  и обрыва подвод щих рабочую жидкость к гидроцилиндрам шлангов, а см гчение ударов в крайних положени х подвески (нат жении ограничител  49) происходит за счет проскальзывани  между фрикционными дисками 47 и 38, а также выполнени  гибкого ограничител  49 с пружиной раст жени .

После поворота и установки подвески дл  соединени  элеватора 22 с бурильной свечой подают рабочую жидкость в гидроцилиндры 23 и направл ют элеватор 22 в сторону расположени  бурильной свечи. Подвешиваютсвечу на элеваторе 22, поднимают устройство со свечой, привод т штро- пы 21 в исходное вертикальное положение.

Дл  соединени  ствола 2 с бурильной свечой, а свечи с бурильной колонной 50 нижний конец свечи сажают на верхний конец бурильной колонны 50 и при помощи машинного ключа их свинчивают. Затем ствол 2 сажают на верхний конец свечи с бурильной колонной. При этом срабатывает амортизатор, установленный на верхних концах штропов 17 (не показан), чтобы см гчить посадку ствола 2 на резьбу свечи. Включением ротора привод т во вращение ведущий вал 46 и свинчивают ствол 2 с бурильной свечой (бурильной колонной). После свинчивани  открывают дверки элеватора 22 и подачей рабочей жидкости в гидроцилиндры 23 отклон ют штропы 21, а элеватор 22 отвод т в сторону от оси скважины (бурильной колонны).

На этом процесс наращивани  бурильной колонны заканчиваетс . В дальнейшем

цикл бурени  скважины на длину свечи и наращивани  бурильной колонны повтор етс .

При проведении спуско-подъемных операций посадка бурильной колонны осуществл етс  на специальные клинь  (типа пневмоклиньев ротора), а соединение или отсоединение бурильных свечей производитс  машинным ключом, установленным

на рабочей площадке буровой установки. Спуско-подьем устройства дл  бурени  скважин с подвешенной на его элеваторе

бурильной колонной осуществл етс  талевой системой. Ведущий вал 46 перемещаетс  вверх-вниз совместно с устройством.

Применение изобретени  позвол ет повысить надежность устройства. Формул а изо бретени  

Claims (2)

1.Устройство дл  бурени  скважин, включающее вертлюг, ствол которого св зан с бурильной колонной, привод вращени  ствола вертлюга, подвеску, соединенную штропами с элеватором, гидроцилиндры вертикального перемещени 

подвески, гидроцилиндры отклонени  штропов и механизм поворота подвески с зубчатой передачей, колесо которой установлено на корпусе подвески, отличающеес  тем, что, с целью повышени  надежности работы, механизм поворота подвески выполнен в виде установленных на корпусе вертлюга гидроцилиндров и вертикального патрубка, в полости которого размещен вал с закрепленными на его концах шестерней

и фрикционным диском дл  взаимодействи  соответственно зубчатым колесом и стволом вертлюга посредством закрепленного на последнем фрикционного диска, при этом штоки гидроцилиндров св заны с вертикальным патрубком.

2.Устройство по п. 1,отличающее- с   тем, что подвеска имеет гибкий ограничитель поворота, один конец которого закреплен на корпусе вертлюга, а другой - на

корпусе подвески.