Буровая установка

Буровая установка

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Рес убл

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (

t$g) Кп 3

Е 21 В 19/00 с присоединением заявки М9—

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет— (И) УДК 622.242 (088. 8) Опубликовано.070383. Бюллетень М9

Дата опубликования описания 0703.83

/,.

Н.П. Уманчик, A.Ï. Захаров и Б.Н. Богомаэбв, -. Г. :

Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-кЬнструКторский институт нефтяного машиностроения (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) БУРОВАЯ УСТАНОВКА

Изобретение относится к бур илъйой технике, а именно к буровым установкам.

Известна буровая установка, вклю.чающая .буровую вышку, лебедку, тале:вый блок и блок изменения скорости спуска-подъема колонны труб (1).

Однако в этом устройстве не обеспечена регулировка скорости подъема на участке разгона, перехода на предостановочную скорость и точного останова в верхнем положении.

Наиболее близкой к предлагаемой является буровая установка, включающая буровую вышку, лебедку, талевый блок, кронблок и блок изменения скорости спуска-подъема колонны труб с дроссельным клапаном и гидроцилиндром, корпус которого связан с буро-. вой вышкой 2).

Однако это устройство не обеспечивает регулировки скорости подъема колонны, вследствие чего при подъеме колонны труб буровая вышка нарушается динамически, что снижает надежность устройства.

Цель изобретения - повышение надежности установки путем исключения динамических нагрузок на буровую вышку при подъеме колонны труб.

Поставленная, цель достигается тем, что в буровой установке, включающей буровую вышку, лебедку, талевый блок, кронблок и блок изменения скорости спуска-подъема колонны труб с дроссельным клапаном и гидроцилиндром, корпус которого связан с буровой вышкой, буровая вышка снабжена направляющими, а блок изменения скорости спуска-подъема колонны труб — емкостью и насосом, причем кронблок размещен с возможностью взаимодействия с направляющими буровой вышки и жестко связан со штоком гидроцилиндра, полости которого связаны между собой через дроссельный клапан, поршневая полость связана с полостью емкости, а штоковая полость — с выходом насоса, вход ко2Q торого связан с полостью емкости.

На фиг. 1 изображена буровая установка, общий вид; на фиг. 2 диаграмма скорости спуска;.на фиг.

3 - то же, скорости подъема.

Буровая установка состоит из буровой вышки 1, лебедки 2, талевого блока 3, кронблока 4, и блока изме нения скорости спуска-подъема колонны труб 5 в который входят гидро30 цилиндр б, емкость 7, дроссельный клапан 8 с электромагнитным управ1002508

25 торм

65 лением и насос 9 регулируемой производительности .

Буровая вышка 1 снабжена направляющими 10, а крон блок 4 ра змещен с возможностью взаимодействия с этими направляющими и жестко связан со штоком гидроцилиндра 6, корпус которого связан с буровой вышкой 1.

Емкость 7 образована корпусом гидроцилиндра б и стаканом 11. Полости гидроцилиндра б, штоковая и поршневая, связаны между собой через дроссельный клапан 8, поршневая полость связана с полостью емкости 7 за счет выполнения корпуса гидроцилиндра б открытым со стороны поршневой полости, а штоковая полость магистралью 12 — с выходом насоса 9, вход которого магистралью 13 связан с полостью емкости 7.

Управление дроссельным клапаном

8 и насосом 9 осуществляется от блока управления 14 по команде от концевых выключателей 15 и 16. Талевый блок 3 взаимодействует с колонной труб 17 через элеватор 18.

Установка работает следующим образом.

При спуске колонны труб в скважину одновременно с выключением лебедки 2 включается блок управления

14, который дает команду на включение в работу насоса 9 переменной производительности, который, отбирая рабочую жидкость из полости емкости, 7, закачивает ее в штоковую полость гидроцилиндра б, заставляя тем самым шток совместно с кронблоком 4 двигаться вверх, в сторону, противоположную движению спускаемого талевого блока 3 с колонной труб.

При этом дроссельный клапан 8 закрыт. По мере движения штока вверх рабочая жидкость, вытесняемая из поршневой полости гидроцилиндра б, поступает в полость емкости 7.

Таким образом, результирующая (истинная) скорость спуска на участке разгона (V »q< ) складывается из двух составляющих: собственно спуска с установившейся скоростью (V> ) в соответствии с заданным значением и противоположной по направлению ей скорости передвижения штока с кронблоком 4 (Чц т ).

Для общего случая скорость спуска колонны труб на участке разгона (фиг. 2, уч. Т) может быть найдена из выражения рсог ст шт

При этом скорость передвижения штока (7" ) в зависимости от подачи развиваемой насосом 9 на заданном промежутке времени t. д принимает значения от максимума до нуля. По

60 достижении скорости (Чщт ), близкой по значению установившейся скорости (Ч ), блок управления 14 дает команду на отключение насоса 7. Движение штока и кронблока 4 прекращается.

С этого момента спуск колонны труб проиэводится с установившейся скоростью (фиг. 2, уч. 1I) .

Плавный переход на предостановочную скорость, т.е. процесс торможения (фиг. 2, уч. М), начинается с момента срабатывания концевого выключателя 16 от соприкосновения с талевым блоком 3. При этом блок управления 14 вновь включает насос 9 .

Под действием закачиваемой жидкости в штоковую полость гидроцилиндра б шток совместно с кронблоком 4 двигается в крайнее верхнее положение, выбирая при этом полный ход гидроцилиндра 6.

Движение штока как и при режиме разгона противоположно направлению движения спускаемой колонны труб.

Pезультирующая скорость спуска на участке торможения находится из выражения аналогичному (1) с той лишь разницей, что скорость штока -(Ч,„- ) изменяется наоборот от нуля до максимума.

B момент соприкосновения нагруженного элеватора 18 со столом ротора

V = Ч, т, и тогда в соответствии с выражением (2) скорость спуска будет равна нулю. При этом выключаются насос 9 и лебедка 2.

При.подъеме колонны труб в момент отрыва нагруженного элеватора 18 от стола ротора включается на подъем лебедка 2. Одновременно блок управления 14 дает команду на включение дроссельного клапана, который перепускает рабочую жидкость из поршневой полости гидроцилиндра б в егоштоковую плость через емкость 7. С мо мента включения клапана 8 талевый блок 3 участвует в сложном движении.

При этом талевый блок 3 совместно с элеватором 18 и колонной труб

17 двигается вверх, в то время как шток гидроцилиндра б с кронблоком 4 двигается вниз, т,е. в сторону, противоположную движению талевого бло-. ка 3.

Результирующая cKopocTL на участке при подъеме и разгоне (Урд ) при подъеме колонны труб находится из выражения

Ранг абадан шт

При этом скорость передвижения штока (Ч ц т ) путем дросселирования

1002508

20 рабочей жидкости на промежутке времени tea>r изменяется от максимума до нуля (фиг. 3, уч. Т).

Таким образом, при Ч„, = О, т.е. в момент закрытия дросселя, скорость подъема достигает заданной величины.

После подъема колонны труб с заданной скоростью на промежутке времени t д„ (фиr. 3, уч . П) переход на предостановочную скорость осуществляется с момента срабатывания 10 концевого выключателя 15 от соприкосновения с талевым блоком 3. При этом блок управления 14 вновь включает дроссельный электромагнитный клапан 8, в результате чего шток совместно с кронблоком 4 продолжает двигаться в крайнее нижнее положение.

Результирующая скорость спуска на участке торможения торм Задан ат

При Чцд. = V ää достигается остановка колонны труб, включается лебедка 2 и клапан 8.. 25

Буровая установка обеспечивает проведение спуска-подъема колонны труб по заданному закону изменения скорости в автоматическом режиме, что исключает динамические нагрузки на элементы установки, повышая ее надежность. формула изобретения

Буровая установка, включающая буровую вышку, лебедку, тале"..ый блок, кронблок и блок изменения скорости спуска-подъема колонны труб с.дроссельным клапаном и гидроцилиндром, корпус которого связан с буровой выш ° кой, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности установки путем исключения динамических нагрузок на буровую вышку при подъеме колонны труб, буровая вышка снабжена направляющими, а блок изме» нения скорости спуска„-.подъема колонны труб - емкостью и йасосом, причем кронблок размещен с возможностью взаимодействия с направляющими буровой вышки и жестко связан со штоком гидроцилиндра, полости которого связаны между собой через дроссельнйй клапан, поршневая полость связана с полостью емкости, а штоковая полостьс выходом насоса, вход которого свя зан с полостью емкости.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 848574, кл. Е 21 В 19/00, 1979.

2. Авторское свидетельство (ЖСР

М 819299, кл. Е 21 Ь 19/00, 1979 (прототип).

1002508

Закаэ 1484/3 Тираж 601

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель A. Симецкая

Редактор Е. Лаэуренко Техред М.Тепер Корректор С. Шекмар