Устройство для забивки обсадных труб

Устройство для забивки обсадных труб

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАБИВКИ ОБСАДНЫХ ТРУБ, содержащее выполненный с возможностью перемещения вдоль на -1 I -. J ружной поверхности трубы кольцевой забивной снаряд, подвешенный при помощи тяг, пропущенных через уравновешивающую дугу к спуско-подъемному приспособлению, и наковальню с подпружиненными фиксаторами, отличающееся тем, что, с челью повышения производительности, наковальня выполнена в виде двух горизонтально расположенных и симметрично охватывающих трубу полукольцевых пластин, шарнирно соединенных с нижним торцом забивного сна-ряда, имеющего сквозные вертикальные каналы, расположенные симметрично его центральной оси, в которых установлены i пружины, связанные гибкой -связью с (Л пластинами.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

1783 А

09) (11) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCH0IVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3393311/29-,33 (22) 29. 01.82 (46) 15.04.83. Бюл. Н 14 (72) В.С. Владиславлев, С.С. Хворостовский и Н.Ф. Хворостовская (71) Московский ордена Трудового

Красного Знамени геологоразведочный институт им, Серго Орджоникидзе (53) 624. 155.15(088.8) (56) 1. Куличихин Н.И. и др. Разведочное бурение. И., "Недра", 1966, с ° 330 °

2. авторское свидетельство СССР по заявке Н 3006186/29 33. кл. Е 02 0 7/08, 1981 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАБИВКИ ОБ"

САДНЫХ ТРУБ, содержащее выполненный с- возможностью перемещения вдоль наъд) Е 02 0 7/08; Е 21 В 19/10 ружной поверхности трубы кольцевой забивной снаряд, подвешенный при помощи тяг, пропущенных через уравновешивающую дугу к спуско-подьемному приспособлению, и наковальню с подпружиненными Фиксаторами, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения производительности, наковальня выполнена в виде двух горизонтально расположенных и симметрично охватывающих трубу полукольцевых пластин, шарнирно соединенных с нижним торцом забивного снаряда, имеющего сквозные вертикальные,.каналы, расположенные симметрично его центральной оси, в которых установлены пружины, связанные гибкой вязью с пластинами.

1 10117

Изобретение относится к строительной и буровой технике, а именно к устройствам для забивки в грунт обсадных труб, полых и сплошных свай станками со свободным спуском инст5 румента, преимущественно на водных. акваториях.

Известно устройство для забивки обсадных труС, содержащее подвешенный на канате лебедки бурового станка забивной снаряд с хвостовиком и наковальню (наголовник), навернутую на верхний конец забиваемых труб(! 1, Недостатками данного устройства являются малая производительность забивки, низкий КПД удара и невозможность забивки труб больших диа" метров.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство для забивки обсадных труб, содержащее выполненный с возможностью перемещения вдоль наружной поверхности трубы кольцевой забивной снаряд, подвешенный при помощи тяг, пропущен- 5 ных через уравновешивающую дугу к спуско-подъемному приспособлению, и наковальню с подпружиненными фиксаторами (2).

Недостаток известного устройства заключается в необходимости подъема

30 его на поверхность при извлечении обсадных труб из скважины, поскольку устройство может перемещаться тогц ко в одном направлении вдоль колонны обсадных труб. Это увеличивает трудоем- З5 кость операций по перестановке устройства при забуривании каждой новой скважины и влияет на производительность и безопасность операций.

Целью изобретения является повыше- 40 ние производительности.

Цель достигается тем> что в устройстве для забивки обсадных труб, содержащем выполненный с возможностью перемещения вдоль наружной поверхнос- 45 ти трубы кольцевой забивной снаряд, подвешенный при помощи тяг, пропущенных через уравновешивающую дугу к спуско-подъемному приспособлению, и наковальню с подпружиненными фик- 50 саторами, наковальня выполнена в виде двух горизонтально расположенных и симмотрично охватывающих трубу полукольцевых пластин, шарнирно соединенных с нижним торцом забивного снаряда,,5 имеющего сквозные вертикальные каналы, расположенные симметрично его центральной оси, в которых установле83 2 ны пружины, связанные гибкой связью с пластинами.

На фиг. 1 изображено устройство для забивки обсадных труб на акваториях, разрез; на фиг. 2 — разрез А-А на фиг, 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - разрез В-В на фиг. 3; на фиг. 5, 6 и 7 — сечения

Г-Г, Д-Д и Е-Е на фиг. 3 соответственно; на фиг. 8 - общий вид и положение, устройства при спуске и извлечении обсадных труб; на фиг. 9 - то же, при. перестановке его через муфтовые соединения труб.

Устройство для забивки обсадных труб состоит из кольцевого забивного снаряда и двух полукольцевых пластин 2, симметрично охватывающих обсадную трубу. Выпуклые вершины полукольцевых йластин 2 при помощи шарниров 3 соединены с нижним торцом забивного снаряда 1 в его диаметрально противоположных сторонах, а концы посредством гибкой связи 4 .(тросиков), закрепленной на пластинах болтами 5, подвешены на двух пружинах 6 растяжения. Верхний конец каждой пружины

6 жестко соединен с втулкой 7, выпол-, ненной с центральным проходным фигурным (3-х, 4-х или Ь-гранным) отверстием, в котором установлен с возможностью поступательного перемещения шток 8 соответствующего фигурного профиля, имеющий на верхнем конце кольцо 9, а на нижнем - упорную шайбу 10.

На внешней цилиндрической поверхности втулки 7 в ее диаметральной плоскости выполнено два симметричных прилива 11. Каждая иа пружин 6 с втулкой

7 и штоком 8 установлены в сквозных вертикальных каналах !2, выполненных в корпусе забивного снаряда 1 симметрично и параллельно его центральной оси. Диаметр канала 12 на 2-3 мм меньше диаметра кольца 9 с целью предотвращения опускания кольца 9 от верхнего торца забивного снаряда

1 в его канал 12.

В верхнем конце каналов 12 выполнено по два симметрично выступающих вовнутрь прилива l3 с пазами 14, а в нижнем выполнен цилиндрический упор 15. На верхнем торце забивного снаряда 1 симметрично его вертикальной оси жестко укреплены два конца цепи 16 произвольной длины, соединенные между собой тросовой петлей 17, пропущенной через подъемную уравновешивающую дугу 18.

3 1011 783 ф

Устроиство выполнено таким обРа- тяжению пруж поворачивают штоки зом, что диаметР центРального отвеРс- 8 на 90 совмещения их приливов тия, образуемого полукольцевыми плас- с пазами 14 и опускают 8. П

» опускают штоки 8. При тинами 2 в их закрытом положении, этом приливы 11 втулок 7 втулок 7 зафиксируютвсего на 1-2 мм больше диметра заби- ся в пазах 14, а пластины 2 - в своваемых обсадных труб 19 и соответ- ем верхнем закрытом . С крытом положении. Сила ственно меньше наружного диаметра сое- притяжения пластин 2 тин к нижнему торцу динительных муфт 20 и башмака 21 забивного снаряда мож снаряда может регулироколонны, а диаметр центрального от- ваться длиной гибкой связи 4 или верстия забивного снаряда 1 на 2- 10 пружин 6, т.е. силой натяжения послед5 мм больше наружного диаметра муфт них, 20 и башмака 21. Теперь на тросе 22 буровой лебедУстройство для забивки обсадных ки, присоединенном к дуге 18 yt-Tтруб в грунт на акваториях работает ройство сначала приподнимают на 5следующим образом., 15 10 см и вынимают из звеньев цепей 16

В собранном виде с открытыми плас- патрубки 24, а затем устройство опустинами 2 его опускают на тросе 22 бу- кают до установки его пластин 2 на ровой лебедки в проем плавучего ос- муфту 20 обсадных труб 19. Трубы !9 нования на 10-20 см ниже его палубы поочередно наращивают и опускают те23 и подвешивают на двух патрубках 2о перь уже вместе с устройством для их

24, вставляемых в соответствуюи!ие забивки до упора башмака 21 в дно, звенья цепей 16. При этом втулки 7 акватории. При этом соединенная с устпропущены в каналы 12 ниже их прили- ройством цепями 16 и тросовой и тросовой петлеи вов 13„ поэтому пружины 6 покоятся в 17 дуга 18 должна оставаться на пасвободном состоянии на упорах 15» 25 лубе 23 основания. Для этого предваригибкие связи 4 провисают и пластины тельно промеряют глубину акватории

2 под действием собственного веса находятся в откинутом на шарнирах 3 димую длину ветвей.,тросовой петли 17. положении, т.е. открыты настолько, Следует стремиться чтоб я, что ы длина этих что не мешают свободному продвижению Зв ветвей была близкой к глубине акваобсадных труб 19 с муфтами 20 и башма- тории в месте бурения. Изменение дликом 21 через центральное отверстие ны петли 17 осущест"вл ю щес вляют удалением устройства. В таком положении уст- или добавлением отдельн х тдельных кусков церойства тросом 22 буровой лебедки пей или тросов между со между соединяемыми осуществляют спуск обсадных труб 19 концами цепей 16 и тросов 17 Дл эз росов . Длины до набора необходимой длины. ветвей выравниваются автоматически

2 ст ойств вают, Для этого захватывают кольца 9 ги и д весом забивного снаряда l. меньше как диаметР каналов Теперь поочередным поднятием устньше диаметра колец 9, то последние ройства (на величину, не превышающую постоянно находятся у верхнего торца длину одной трубы, во избежание пезабивного снаряда 1 и свободно могут ремещения пластин 2 на находящуюся быть захвачены крючком или рукой) выше муфт 20) б

ыше муфту ) и с расыванием его на и поднимают их. По мере подъема што- находящуюся ниже него муфту 20 колонков их шайбы 10 упираются в нижние ну труб 19 забивают в грунт на необу, фиксируемую замером торцы втулок 7, поднимаются пружи- . ходимую величин ф ны 6, натягиваются гибкие связи 4 и величины превышения колонны труб 19 пластины 2 повоРачиваютсЯ на шаРни- . на б - 3 над палубои 23 основания. При этом

Рах 3 до УпоРа своими плоскостЯми пластины 2 ус устройства постоянно нав плоскость нижнего торца забивного 56 ходятся в закрытом положении, т,е. снаряда 1, т.е. пластины 2 принимают плотно прижаты к торцу забивного сна-:

:горизонтальное положение. Затем, по- ряда силой натяга пружин 6. Перемеворачивая штоки 8 в любом направлении щение устройства вверх и вниз в препо кругу в пределах 90о, приливы 11 делах одной трубы осуществляется бесвтулок 7 совмещают с проемами между 55 пре препятственно, так как диаметр отприливами 13 каналов 12, втулки 7 верстия, образуемого пластинами 2 в приподнимают над приливами 13 пре-.

» их закрытом положении, на 1-2 мм одолевая некоторое сопротивление рас- боль ольше диаметра забиваемых труб.

5 10

Опуститься же ниже муфты 20 устройство не может, так как ее диаметр больше диаметра отверстия, образуемого пластинами 2 (диаметр муфт 20 в среднем на 25 мм больше диаметра обсадных труб 19). Таким образом, удар забивного снаряда 1 по муфтам 19 осуществляют через пластины 2 без применения для этой цели специальной наковальни.

После забивки колонны труб 19 на величину, когда ударяемая муфта 20 дойдет до дна акватории или -когда превышение дуги 18 над палубой 23 основания достигнет своего минимально допустимого значения, буровой лебедкой .устройство перемещают по трубам вверх до положения, при котором пластины 2 установятся выше следующей муфты 20. Процесс перестановки устройства на вышележащую муфту 20 осуществляется автоматически. При подъеме устройства на величину, большую длины одной трубы, забивной снаряд.1 беспрепятственно проходит муфту 20, так как ее наружный диаметр на 2мм меньше диаметра проходного отверстия забивного снаряда 1, Плас" тины же 2 устройства своей верхней плоскостью упираются в нижний торец муфты 20. Однако под действием тягового усилия буровой лебедки пружины

6 растягиваются и пластины 2, отклоняясь от гОризонтальной плоскости на шарнире 3, раскрь1ваются на величину, необходимую для пропуска муфты 20. После прохождения через муфту 20 пластины 2 мгновенно закрываются (захлопываются) силой межвиткового давления пружин 6. Необходимую высоту подъема устройства для перестановки пластин 2 на верхнюю . муфту 20 контролируют по расстоянию дуги 18 от кран-блока мачты буровой установки или по уменьшению тягового усилия на тросе 22 буровой лебедки после прохождения пластинами 2 муфты 20.

После перестановки устройства на вышележащую муфту поочередным его поднятием и сбрасыванием забивки обсадной колонны продолжают снова на длину одной трубы 19, и затем уст11783 6 ройство снова поднимают на вышележащую муфту по описанной выше схеме.

По окончании бурения скважины устройство для забивки обсадных труб лебедкой бурового станка поднимают к палубе 23 основания и подвешивают

1о

15 го

25 зо

50 на патрубках 24. При подъеме устройства по колонне .труб оно проходит через множество муфт и во всех случаях пластины 2 автоматически раскрываются и закрываются по описанной выше схеме. Так как чаще всего высота мачты буровой установки меньше длины тросовой петли 17, то по мере подъема устройства отдельные ее куски удаляют. Во время их удаления устройство находится на соответствующей муфте.

После того, как устройство для забивки обсадных труб подвешено под палубой 23 основания, открывают пластины 2..Для этого захватывают кольца

9 штоков 8, приподнимают их настолько, чтобы приливы 11 втулок 7 вышли из пазов 14, поворачивают в любую сторону на 90 до совмещения приливов

11 с проемами между приливами 13, и штоки 8 опускают. При этом приливы

11 втулок 7 опускаются в каналы 12 ниже их приливов 13, ниже концы пружин 6 садятся на цилиндрические упоры 15, натяжение гибкой связи 4 ослабевает и пластины 2 под действием собственного веса, поворачиваясь на шарнирах 3, открываются настолько, что не мешают свободному продвижению обсадных труб 19 с муфтами 20 и башмаком 21, В таком положении устройства производят извлечение обсадных труб из скважины, транспортировку буровой установки на новую точку и спуск необходимого количества обсадных труб для бурения новой скважины по описанной выше схеме.

1

Устройство позволяет производить спуск и подъем обсадных труб без подъема самого устройства на палубу основания. Это,значительно снижает затраты на выполнение вспомогательных операцйй, уменьшает их трудоемкость, повышает безопасность проведения спуско-подъемных работ и производительность. а поз

10 б

72 ф

to> i У8З б- b

1011783

tnii183

1011783

Составитель О. 8оронова

ТехредИ.Гергель . Корректор Л. Бокшан

Редактор И. Дылын

«««» ««««««

Тираж 67l Подписное

ВНИИХИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 2707/37

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