SU848566A1 - Плавуча бурова установка - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к буровой технике, в частности к плавучим буровым установкам, и может быть использовано дл  компенсации перемещени  кронблока при выполнении бурени  на акватори х морей.

Известна плавуча  бурова  установка , содержаща  подвижный кронблок, направл ющую раму., талевый блок, талевый канат, компенсационные гидроцилиндры и обводные шкивы 1.

Однако известна  установка не обеспечивает надежной нагрузки на. крюке буровой установки и сложна в эксплуатации и изготовлении.

Известна также плавуча  бурова  установка/содержаща  подвижный кронблок с подвеской, направл ющую раму, талевый блок, талевый канат с ходовой и неподвижными ветв ми, компенсационные гидроцилиндры и систему рычагов В виде четырехзвенника с правыми и левыми нат жными и обводными шкивами 2.

Недостатком известной установки  вл етс  мала  надежность поддержани  посто нной нагрузки на долоте при волнении мор  из-за неравномер- ности распределени  нагрузки в ком-, пенсационных гидроцилиндрах.

Цель изобретени  - повЕЛ11ение надежности поддержани  нагрузки на долоте. Цель достигаетс  тем, что четырех5 звенник выполнен ромбовидной формы, верхние концы которого шарнирно св заны с направл ющей рамой, а нижние концы шарнирно соединены с подвижным кронблоком и выше верхних

0 концов четырехзвенника установлены обводные шкивы, причем ходова  ветвь талевого каната огибает последовательно левый обводной и правый нат жной шкивы, а неподвижна  ветвь 15 правый обводной и левый нат жной шкивы.

На фиг. 1 изображен компенсатор перемещени  кронблока плавучей буровой установки, общий вид; на фиг.2 20 вид А на фиг. 1; на фиг. 3 - график отклонени  усили  на штоках ,гйдроцилиндров и усили , создаваемого рыЧсшным четырехзвенником дл  компенсации перемещени  талевого каната, в

25 зависимости от перемещени  кронблока и приведена суммарна  крива  от сложени  этих усилий.

Плавуча  бурова  установка имеет компенсационные гидроцилиндры 1,

30 установленные на наголовнике вышки 2. Штоки 3 гидроцилиндров 1 шарнирно соединены с подвижным кронблоком 4, ролики 5 которого опираютс  на три или четыре вертикальные направл ющие балки рамы 6, установленной на наголовнике вышки 2. Гидроцилиндры 1 .цапфами 7 опираютс  через подшипники 8 на вышку 2. Четырехзвенник 9 подвешен шарнирно в верхней части напра л ющей рамы 6, выше кронблока 4, на оси 10, а в нижней части закреплен . шарнирно с узлом подвески подвижного кронблока 4. Четырехзвенник 9 имеет верхние 11 и нижние 12 рычаги. На ос х 13 шарнирных сочленений каждого верхнего 11 и нижнего 12 рычагов четырехзвенника 9 установлены нат жные шкивы 14 дл  ходовой 15 и неподвижной 16 ветвей талевого каната 17. В верх ней части 18 направл ющих балок рамы 6, выше оси 10, установлены на ос х обводные шкивы 19. Через один левый шкив 19 перекин та ходова  ветвь 15, а через другой правый обводной ролик 19 перекинута неподвижна  ветвь 16 талевого каната 17. При помощи гидравлических ветвей 20 гидроцилиндры 1 св заны с пневм гидроаккумул торами 21, воздушна  полость которых соединена пневмолинией 22 с воздушными баллонами 23 св занными с системой 24 управлени  Плавуча  бурова  установка при вертикальной качке на море работает следующим обра з ом. При перемещении плавучей буровой установки вместе с вышкой 2 вверх и вниз ПОД действием волн в процессе бурени  скважины происходит изменение нагрузки на крюке талевой системы и соответственно на подвижном кронблоке 4, соединенном с четырехзвенником 9 и опирающемс  шарнирно на два вертикально располо женные штока гидроцилиндра 1, которые также.опираютс  на вышку 2 и соединены с пневмогидроаккумул тора ми 21, При движении.плавучей буровой установки с вышкой 2 вверх нагрузка на крюке талевой системы соответственно на штоках гидроцилиндров 1 за счет сн ти  нагрузки с бурового долота увеличиваетс , а следователь но, увеличиваетс  давление в рабоче полости гидроцилиндров 1, вследстви чего рабоча  жидкость по гидролини м 20 вытесн етс  в пневмогидроаккумул торы 21. Поэтому штоки 3 гидроцилиндров 1 и кронблок 4 сохран ют свое первоначальное положение относительно дна мор  или забо  скважины. При движении плавучей буровой установки с вы 11кой 2 вниз нагрузка. на талевом блоке и соответственно на штоках 3 гидроцилиндров 1 уменьшаетс  и происходит обратный процесс. При компенсации вертикальной качки нат жные шкивы 14 четырехзвенника 9 компенсируют нат жение ходовой 15 и неподвижной 16 ветвей талевого каната 17, а благодар  установке обводных шкивов 19 выше кронблока 4 увеличиваетс  угол охвата на шкивах талевой системы и тем самым, уменьшаетс  износ шкивов талевого каната, т.е. повышаетс  долговечность. Во врем  бурени  в гидроцилиндрах 1 создаетс  усилие Gp G + Gq + G0 - G, где G0 - нагрузка от веса бурильной колонны; - вес подвижных частей (кронблОк , штоки гидроцилиндров, талевый канат, талевый блок и т.п.) ; вертикальна  равнодействующа  сила на узле кронблока 4, возникающа  от нат жени  в ходовой 15 и неподвижной 16 ветв х талевого каната 17 на узле четырехзвенника 9 ; Сд - нагрузка на буровое .долото. При заданном весе бурильной колонны вес подвижных частей Gy - величина посто нна , а вертикальна  составл юща  G  вл етс  величиной переменной, изменение которой св зано с изменением геометрической формы четырехзвенника 9 при движении кронблока 4 относительно вышки 2 во врем  качки плавучей буровой установки. При подъеме и опускании плавучей буровой установки относительно среднего положени  рабоча  жидкость по гидролини м 20 перемещаетс  между гидроцилиндрами 1 и пневмогидроаккумул торами 21 за счет сжати  и расширени  воздуха в пневмогидроаккумул торах 21 и воздушных баллонах 23. При этом увеличиваетс  или уменьшаетс  давление рабочей жидкости под поршн ми гидроцилиндров и их подъемна  сила на величину д GQ, что соответственно приводит к изменению нагрузки на долоте на величину Д G Изменение нагрузки на долоте тем больше, чём сильнее мен етс  давление воздуха в пневмогидроаккумул торах 21, Кинематику четырехзвенника 9 подбирают так, что при перемещении кронблока 4 от среднего положени  вверх усилие Gg может принимать также направление вверх, а при движении кронблока 4 вниз направление Gg вниз . Таким образом, при перемещенииплавучей буровой установки вверх на волне усилие G добавл етс  к уменьшающейс  за счет сжати  газа в

гидропневмоаккумул торах 21 и баллоне 23 на.грузке на долоте.

При перемещении плавучей буровой установки вниз давление в цилиндрах 1 понижаетс , нагрузка на долоте возрастает, но так как усилие G направлено вверх, то этим самым возрастание нагрузки на долоте компенсируетс  за счет того, что рычаги 12 выполн ютс  короче рычагов 1

Указанное изменение усили  GB в процеь тах от веса бурильной колонны приведено на графике фиг, 3 (крива  2) .

Таким образом, путем подбора длин рычагов 11 и 12 и их креплени  можно получить величину изменени  нагрузки на долоте в пределах ±1 - 1,5 % от веса бурильной колонны.

Сложением отклонений нагрузки на долоте,происход щих от воздействи компенсирующих цилиндров (крива  1 на фиг, 3) и изменени  нагрузки (крива  2), получаетс  результирующа  крива  отклонени  нагрузки на долоте (крива  3).

Изобретение упрощает конструкцию, компенсатора перемещени  кронблока, повышает точность поддержки нагрузки на долоте, долговечность и надежность талевого каната.

Claims (2)

1.Патент США 3469820, кл. 254-172, опублик. 1969.

2.Патент США 3791628, кл. 254-172, опублик. 1974.

V

23