SU1740615A1 - Устройство дл перемещени труб в штангоприемник буровой вышки - Google Patents

Abstract

Изобретение расшир ет эксплуатационные возможности за счет обеспечени  подвески в штангоприемнике труб малого диаметра и глубиннонасосных штанг на передвижных агрегатах дл  ремонта скважины . Сущность изобретени : устройство включает гидроприводной рычаг, имеющий возможность поворота в вертикальной и горизонтальной плоскост х и вертикальное поступательное перемещение, оснащенный трубозахватом (штангозахватом) на свободном конце в виде корпуса с боковой прорезью и опорных роликов, взаимодействующих с раструбом штанги,, при производстве свинчивани -развинчивани  труб и переносе их от центра скважины к месту их установки и наоборот. Вертикальное поступательное перемещение производитс  канатом, перекинутым через подвесной блочек. Дл  приподъема глубин- нонасосной штанги за тело в штангезахвате предусмотрен подвижной относительно корпуса штангозахвата клиновой захват: клинь  и основание, пружина, служаща  дл  опускани  основани  в нижнее положение. Подъем корпуса в верхнее положение производитс  пружиной через канат по вертикальным направл ющим, верхний конец которого перекинут через ролики и крепитс  к основанию. При подъеме колонны глубиннонасосных штанг из скважины при подземном ремонте подвод т гидроприводной рычаг к подн той из скважины штанге колонны штанг, посаженной на устье скважины на шайбу с клиновыми вкладышами. Приподнимают штангозахват до соприкасани  опорных роликов с раструбом штанг и производ т развинчивание резьбового соединени . После чего производ т перехват штанги за тело клиновым захватом и при- подъем ее раструба над опорными роликами путем опережающего подъема основани  28 над подъемом гидроприводного рычага. Благодар  этому освобождаетс  раструб штанги дл  подвески за него штанги в штангоприемник. Спуск колонны штанг производитс  в обратном пор дке. 22 ил. ч Ј Ч| О О ел

Description

Изобретение относитс  к нефт ной промышленности , в частности к технике подвески в вышке труб малого диаметра и глубиннонасосных штанг при спуско-подъ- емных Операци х, производимых передвижными агрегатами ремонта.эксплуатационных скважин.

Известна система АСП-3, устанавливаема  на стационарных скважинах предназначенна  дл  установки бурильных труб в магазин и на подсвечник, включающа  также механизм захвата и подъема свечи, центратора , автоматического элеватора, кронб- лока и раздвоенного талевого блока. Принцип работы этой системы заключаетс  в том. что бурильна  свеча, удерживаема  механизмом захвата, при свободном обхвате ее по периметру, вращаетс  при свинчивании - развинчивании, после чего спускаетс  в скважину или переноситс  к месту ее установки или устанавливаетс  на подсвечник и в магазин.

Недостатком такой системы  вл етс  то, что она не предусматривает частичного удержани , веса бурильной свечи при ее свинчивании - развинчивании, ввиду того возможен износ резьбы. Кроме того, эта система не предназначена дл  установки длинномерных штанг, а также труб малого диаметра, имеющих малое поперечное сечение . Больший вес системы не представл ет возможным установить ее на передвижном подъемном агрегате.

Известно устройство дл  размещени  труб, включающее в себ  магазин дл  установки труб, гидроприводной рычаг дл  перемещени  труб и установки их в магазин, монтируемый на передвижном агрегате. Однако последнее не предусматривает подвески глубиннонасосных штанг в штангоп- риемник того же агрегата.

Известно устройство дл  переноса бурильных труб в штангоприемник буровой вышки, включающее в себ  гидроприводной рычаг с возможностью поворота в вертикальной и горизонтальной плоскост х и вертикального поступательного перемещени  с трубозахватом на свободном конце в виде корпуса с боковой прорезью и опорных роликов дл  взаимодействи  с опорным буртом трубы, при производстве свинчивани  - развинчивани  труб и переноса их от центра скважины к месту их установки и наоборот. Вертикальное поступательное перемещение производитс  канатом, перекинутым через ролик, установленный на верху вышки.

Однако устройство не предназначено дл  подвески глубиннонасосных штанг.

Целью изобретени   вл етс  расширение эксплуатационных возможностей за счет обеспечени  подвески в штангоприемник труб малого диаметра и глубиннонасосных штанг.

Поставленна  цепь достигаетс  тем, что устройство, включающее установленный в верхней части буровой (эксплуатационной) вышки передвижного агрегата с возможностью поворота в вертикальной и горизонтальной плоскост х и вертикального поступательного перемещени  гидроприводной рычаг с трубозахватом на свободном конце в виде корпуса с боковой прорезью и опорных роликов дл  взаимодействи  с опорным буртом трубы, снабжено клиновым

захватом с боковой прорезью, на корпусе трубозахвата симметрично прорези установлены на горизонтальных ос х боковые ролики, а в нижней его части жестко закреплены вертикальные направл ющие, нижние

0 концы которых св заны между собой поперечиной , корпус клинового захвата подпружинен относительно корпуса трубозахвата и установлен с возможностью перемещени  по направл ющим и взаимодействи  ниж5 них торцов клиньев с поперечиной в нижнем своем положении, при этом корпус клинового захвата св зан гибкими звень ми , перекинутыми через боковые ролики, с пружинными элементами,, закрепленными в

0 нижней части вышки, а его бокова  прорезь сориентирована с боковой прорезью трубозахвата .

Таким образом, штанга, посаженна  своим раструбом на опорные ролики, вы5 полненные по профилю последних, перекатываетс  по ним при свинчивании - развинчивании, а после развинчивани  при подъеме штанг из скважины рычагом будет приподн та клиновым захватом за тело

0 штанги и перемещена рыиагом к штангоп- риемнику (люстре), заведена в прорезь последнего и при опускании рычага клиновой захват, опуска сь и опережа  его, посадит штангу раструбом на грани прорези штан5 гоприемника (люстры) и наоборот при спуске колонны штанг в скважину.

На фиг. 1 изображена установка устройства на вышке (мачте) передвижного агрегата ремонта скважин (механизм складывани 

0 в процессе последнего показан дополнительно штрихпунктиром), общий вид; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1 (магазин дл  установки труб и подвески труб малого диаметра и штанг); на фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг.

5 1; на фиг. 4 - сменный клиновой захват штанги, когда раструб последней находитс  на опорных роликах дл  свинчивани  - развинчивачи  (вид спереди со стороны боковой прорези); на фиг. 5 - то же, вид сбоку,

0 когда штанга подн та клиновым захватом, а раструб штанги освободилс  дл  установки последней в штангоприемник вышки; на фиг. 6 - то же, вид сверху; на фиг. 7 - автоматический штанговый элеватор, вид сбоку;

5 на фиг.8 - то же. вид сверху; на фиг.9 и 10 - аксонометри  синхронно сход щихс  клиньев элеватора: на фиг. 11 - центратор, вид сбоку; на фиг. 12 - то же, вид сверху; на фиг. 13-22 - последовательность нового технологического процесса на примере установки и сн ти  штанги (колена штанг) в штангоприемник и из него при подъеме колонны штанг из скважины и при спуске ее в скважину.

Устройство дл  перемещени  труб (глу- биннонасосных штанг) в штангоприемник буровой (эксплуатационной) вышки содержит правый 1 и левый 2 штангоприемники. вышки 3 передвижного агрегата, подвесной блочек 4, упор 5, тележку б, монорельс 7, канат 8, левый 9 и правый 10 магазины дл  труб трубный 11 и штанговый 12 элеваторы, направл ющий канат 13 тележки 6, привод 14 клинового захвата штанг, руко тку 15 управлени , катушки-лебедки 16, приспособление дл  установки низа труб 17, трубо- захват(штангозахват) 18, т говые канаты 19 дл  складывани  системы на передвижном агрегате, гидроприводной рычаг 20 с возможностью поворота в вертикальной и горизонтальной плоскост х и вертикального поступательного перемещени , последнее осуществл етс  с помощью катушки-лебедки , раздвоенный та/.еаый блок 21, центратор дл  труб и штанг 22, ключ дл  свинчивани  - развинчивани  труб и штанг 23.

Трубозахват (штангозахват) 18 содержит корпус 24 с выступами 25, рассто ние между которыми больше, чем диаметр тела трубы малого диаметра (штанги) и меньше, чем диаметр муфты трубы (бурта раструба штанги). Последнее предотвращает выпадение трубы (штанги) из трубозахвата(штанго- захвата). Корпус 24 по периметру снабжен роликами 26, которые служат дл  перемещени  по ним торца муфты трубы (раструба штанги). Дл  приподьема трубы (штанги) за тело предусмотрен клиновой захват, клинь  27 и подвижное в вертикальном положении основание 28 с внутренними наклонными поверхност ми под наружные поверхности клиньев 27. Пружины 29 служат дл  опускани  основани  28 в нижнее положение. Подъем корпуса 24 в верхнее производитс  пружиной 30 через канат 31 по вертикальным направл ющим 32, верхний конец которого перекинут через ролики 33 и крепитс  в ушках основани  28.

Нижний конец каната 31 неподвижно укреплен к полу скважины или к какому-либо другому неподвижному упору, при котором канат не мешает движению талевой системы. Поперечина 34 дл  упора клиньев 27 св зывает вертикальные направл ющие 32.

Конструкцию элеватора рассмотрим на примере штангового элеватора 12.

При спуско-подъемных операци х с глу- биннонэсосными штангами при установке

их в штангоприемники 1 или 2 необходимо опускание элеватора 12 вниз по штанге при подъеме и подн тие элеватора по штанге вверх при спуске колонны штанг.

При работе с коленами штанг необходимо , чтобы элеватор проходил промежуточное муфтовое соединение. Элеватор 12 предусматривает это.

Корпус 35, посто нно подвешенный на

0 талевой системе, и шайба 36, устанавливаема  на устье скважины, имеют пазы с двум  клиновыми вкладышами 37-39 в каждом. Внутренний профиль вкладышей соответствует раструбу штанги. Плоскости аа и бб

5 с возможностью попарного синхронного движени  вкладышей благодар  св з м 40 взаимно перпендикул рны (показано в аксонометрии ), а по ширине вкладыша не мешают друг другу при подхвате колонны

0 штанг под раструб. Аналогична  система 41 (аа) дл  синхронного схождени  предусмотрена дл  клиновых вкладышей 38 и 39. Ролики 42 корпуса 35, св занные с вкладышами 37, под действием веса и пружин 43

5 рычажно-штырьевой системы 44 и 45 могут сходитьс  к центру. При опускании элеватора ролики 42 раздвинуты, контактиру сь с телом штанги, и рычажно-штырьева  система подн ла клиновые вкладыши, благода0 р  чему сечение корпуса увеличено дл  прохождени  муфтового соединени . Клиновые вкладыши 38 и 39 шайбы 36 при спуске колонны штанг в скважину пружиной 46 подн ты.

5

Дл  захвата раструба колонны штанг при их спуске на корпусе 35 имеетс  упор 47, который сжимает через бобышку 48 пружину 46 и вкладыши 38 и 39 сведены дл 

0 посадки раструба на них. При подъеме колонны , когда пружина сжата, вкладыши соб- ственным весом имеют возможность сойтись к центру. Раздвижение вкладышей 38 и 39 дл  беспреп тственного прохожде5 ни  муфты снизу вверх может произойти самой же муфтой штанги. Центратор 22, прикрепленный к верхней раме дл  установки труб, состоит из поворотного рычага 49, имеющего на конце зев с защелкой 50 и

0 пружину 51. Защелка 50 св зана с канатиком 52, прикрепленным другим концом- к раме. В горизонтальном положении зев закрыт защелкой 50 действием пружины 53. В повернутом положении центратора (поло5 жение И) канат нат нут и защелка 50 повернута по часовой стрелке: вход в щев открыт. В горизонтальное положение рычаг может поворачиватьс  автоматически после прохождени  талевого блока действием пружины 51 или же собственного веса.

Описание принципа действи  производитс  на примере работы со штангами.

При спуско-подьеме глубиннонасосных штанг после посадки штанг на нижний элеватор верхний элеватор нужно приспустить с тем, чтобы освободить верхний раструб штанги дл  захвата за него рычагом переноса . Ввиду большей гибкости колена штанг последние без промежуточных опор могут прогнутьс . Дл  предотвращени  продольного изгиба необходимы центрирующие устройства , поддерживающие колено штанг и предотвращающие продольный изгиб.

Принцип работы заключаетс  в следующем . Подн тую штангу из скважины, после того как элеватор опустилс  по штанге вниз и освободилс  раструб штанги, подхватывают рычагом 20 переноса. Раструб верхней штанги при этом садитс  на ролики 26. Таким образом, в процессе свинчивани  - раз- винчивани  штанги (колена штанг) последн   своим раструбом перекатываетс  по роликам, благодар  чему обеспечиваетс  свободное вращение штанги.

После того, как штанга отвинчена штан- гозахват с помощью рычага переноса отвод т от центра скважины и подвод т к гребенке дл  подвески. Так как на роликах штангозахвата штанга сидит своим раструбом , а дл  подвески на гребенки требуетс , чтобы раструб был свободный, предусмотрен при подъеме штанги в штангозахвате.

При подъеме рычага переноса вверх к гребенке канат 31 нат гиваетс  и пружина 30. преодолева  сопротивление пружины 29. приподнимает основание 28, клинь  27 опускаютс  по направл ющим основани  28 и хватают штангу за тело. При дальнейшем приподъеме штанга своим освободившимс  раструбом высосываетс  из корпуса штангозахвата, ее рычагом переноса завод т в прорезь гребенки и опускают с тем, чтобы она села своим раструбом на гребенку . Аналогичным способом завод т следующую штангу. При спуске колонны глубиннонасосных штанг в скважину производ т операции в обратном пор дке: освобождают гребенку штангозахвата.

/

Аналогична  установка может быть использована дл  подвески труб малого диаметра .

Дл  работы с трубами малого диаметра используетс  тот же гидроприводной рычаг 20. что и со Штангами. Воронкообразный захват штанг на конце его замен етс  на трубозахват 18.

Описание кинематики процесса движени  точки подвеса штанг (труб) узлов механизма .

Подъем колонны штанг (слева направо) (фиг. 13-22). Фиг. 13 - штангозахват 18 роликами 26 удерживает штангу за верхний раструб муфты над устьем скважины ниже

штангоприемника 2. Производ т развинчивание . Талевый блок 21 опускаетс . Колонна штанг посажена на шайбу штангового элеватора 18. Фиг. 14 - развинчивание закончено . Ключ 23 отведен от усть  скважины.

Талевый блок 21 опустилс  вниз полностью. Колено штанги штангозахватом 18 приподн то из муфты колонны штанг. Фиг. 15 - колено отведено от усть  скважины. Талевый блок 21 двигаетс  вверх. Фиг. 16 - колено отодвигаетс  в сторону (влево) к штангоприемнику 2. Талевой блок продолжает двигатьс  вверх. Фиг. 17 - приподнимают рычаг 20, канат 21, нат гивают и поднимают клиновый подъемникк 27,28, который перехватывает колено за тело и приподнимает раструб штанги выше уровн  штангоприемника 2. Фиг. 18 - то же самое колено штанг заведено в прорезь штангоприемника 2. Фиг. 19 - то же самое. Рычаг 20

опускаетс , опускаетс  также при этом штангозахват 18, штанга раструбом посажена в прорезь штангоприемника 2. Фиг. 20 - тальблок 21 достиг своего крайнего верхнего положени . Штангозахват 18 отведен от

штанги в положение начала прорези штангоприемника 2. Фиг. 21 - штангозахват 18 переведен на середину штангоприемника 2. Тальблок 21 пошел вниз, колонна штанг посажена на стаканчик 35 элеватора 12, Фиг.

22 - то же, штангозахват 18 подошел к колену штанг на центре скважины, ключ 23 наведен на муфтовое соединение.

Спуск штанг в скважину производитс  в обратном пор дке (см. указательную стрелку справа налево). Заполнение второй половины производитс  аналогично.

При прохождении талевого блока 21 центратор 22 действием талевой системы отклон етс , зев 54 рычага 40 при этом открываетс .

Claims (1)

1. Формула изобретени  Устройство дл  перемещени  труб в штангоприемник буровой вышки, включающее установленный в верхней части буровой вышки с возможностью поворота в вертикальной и горизонтальной плоскост х и вертикального поступательного перемещени  гидроприводной рычаг с трубозахватом на свободном конце в виде корпуса с боковой прорезью и опорных роликов дл  взаимодействи  с опорным буртом трубы, отличающеес  тем, что. с целью расширений эксплуатационных возможностей за счет обеспечени  подвески в штамгоприемник труб малого диаметра и глубин- нонасосных штанг, оно снабжено клиновым захватом с боковой прорезью, на корпусе трубозахвата симметрично прорези установлены на горизонтальных ос х боковые ролики, а в нижней его части жестко закреплены вертикальные направл ющие, нижние концы которых св заны между собой поперечиной , корпус клинового захвата подпружинен относительно корпуса трубозахвата

   0

   и установлен с возможностью перемещени  по направл ющим и взаимодействи  нижних торцов клиньев с поперечиной в нижнем своем положении, при этом корпус клинового захвата св зан гибкими звень ми , перекинутыми через боковые ррлики, с пружинными элементами, закрепленными в нижней части буровой вышки, а его бокова  прорезь сориентирована с боковой прорезью трубозахвата.

   /

   фаг.1

   If )

   Ґ

   S

   Фиг. 6

   4/

   Фиг. в

   39

   I

   Фиг iO

   г/ 

   91- жф

   W Мф

   Ј1- гл&

   9t90fra

   фиг. 16

   Фаг. 17

   If)

   (О

   о

   ч-

   Фаг. 21

   Фиг. 22