Устройство для рекуперации энергии при выполнении спускоподъемных операций с бурильной колонной

Устройство для рекуперации энергии при выполнении спускоподъемных операций с бурильной колонной

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к технике бурения. Цель - упрощение конструкции и повышение компактности устройства. Для этого муфта включения выполнена шиннопневматической в виде жестко насаженной на входной вал 3 ступицы 5 с наружным ободом 5 и свободно насаженного также на входной вал 3 бандажа с внутренним зубчатым венцом 8 и внешней рабочей поверхностью 9. Последняя предназначена для взаимодействия с ободом 5 при включении муфты. Устройство имеет маховик 4, выполненный дифференциальным, аэродинамическим из набора дисков 11, размещенных на полом валу 12. Он обхватывает с возможностью свободного вращения входной вал 3 и имеет внешний зубчатый венец 13. Вал 3 связан с механизмом реверса, выполненным в виде кинематически связанных между собой обгонной роликовой муфты 14, зубчатых валов 15 и жестко закрепленных на них зубчатых колес 16. Обгонная роликовая муфта 14 жестко закреплена на валу 3. Валы 15 установлены в корпус 1 и входят в зацепление с внутренним зубчатым венцом 8 бандажа 7. Валы 15 также входят в зацепление с венцом 13 посредством колес 16. После спуска бурильную колонну разгружают на клинья ротора. При этом вал 3 останавливается, обоймы обгонной роликовой муфты 14 автоматически выходят из зацепления, а маховик продолжает вращать валы 15 и бандаж 7. Маховик через колеса 16, валы 15 и венец передает вращение валу 3, но в обратном направлении. Вал 3, вращая барабан буровой лебедки и наматывая талевый канат, будет поднимать талевый блок с порожним элеватором. 3 ил.

союз советсних социАлистических

РЕСПУБЛИК (19) (11) (51)5 Е 21 В 19/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

19

12

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ по изоБРетениям и отнРытиям пРИ Гннт сссР (21) 4320301/23-03 (22) 22.10.87

:(46) 23,08,90. Бюл. Р 31 (75) МоВ.Овчинников и А.E.филиппов (53) 622.242.3(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

И - 552446„ кл. F 16 61/00, 1975.

Авторское свидетельство СССР

Ф 95514, кл .Е 21 В 3/02, 1951.

2 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕКУПЕРАЦИИ ЭНЕРГИИ ПРИ ВЫПОЛНЕНИИ СПУСКОПОДЬЕМНЫХ

ОПЕРАЦИЙ С БУРИЛЬНОЙ КОЛОННОЙ (57) Изобретение относится к технике бурения. Цель — упрощение конструкции и повышение компактности устр-ва, Для этого муфта включения выполнена шиннопневматической в виде жестко посаженной на входной вал 3 ступицы

77 7а

1587168

50 с наружным ободом 5 и свободно посаженного также на входной вал 3 банажа с внутренним зубчатым ненцом 8 внешней рабочей поверхностью 9. IIoедняя предназначена для взаимодействия с ободом 5 при включении муфты.

Устр-во имеет маховик 4, выполненный дифференциальным, аэродинамическим из набора дисков 11, размещенных на полом валу 12. Он обхватывает с возожностью свободного вращения входной ал 3 и имеет внешний зубчатый венец

13о Вал 3 связан с механизмом реверса, выполненным в виде кинематически связанных между собой обгонной роликоой муфты 14, зубчатых валов 15 и естко закрепленных на них зубчатых колес 16 Обгонная роликовая муфта

Ф! !

Изобретение относится к технике 25 бурения скважин и может быть исполь1 овано в оборудовании, применяемом 1ля осуществления спускоподъемных операций с бурильной колонной.

Цель изобретения — упрощение конЗО

gòðóêöèH и повышение компактности устройства.

На фиг.1 показайа принципиальая схема расположения спускоподьмного бурового оборудования и устройства для рекуперации энергии с отметками высот подъема элеватора йосле выполнения определенной операции по наращиванию бурильной колонны бурильными. свечами: на фиг.2 — уст" ройство для рекуперации энергии, раз ез; на фиг,3 — диаграмма накопления

И использования энергии.

Устройство содержит установлений в корпусе 1 с возможностью взаимо- 45

Действия с приводным валом 2 барабаНа лебедки входной вал 3, кинематиЧески связанный с механизмом реверса, 1ккумулятором .энергии в виде маховика 4 и шиннопневматической муфтой включения, выполненной в виде жестко посаженной на входной вал 3 ступицы с наружным ободом 6 и свободно посаженного также на входной вал 3 банДажа 7 с внутренним зубчатым венцом

8 и внешней рабочей поверхностью 9, г1редназначенной для взаимодействия

С наружным ободом 6 при включении муфты (подаче воздуха в пневмати-, 14 жестко закреплена на валу 3. Валы

15 установлены н корпусе 1 и входят в зацепление с внутренним зубчатым венцом 8 бандажа 7. Валы 15 также входят в зацепление с венцом 13 посредством колес 16. После спуска бурильную ко— лонну разгружают на клинья ротора.

При этом вал 3 останавливается, обоймы обгонной роликовой муфты 14 автоматически выходят из зацепления, а маховик продолжает вращать валы 1 и бандаж 7 ° Маховик через колеса 16, валы 15 и венец передает вращение валу 3, но в обратном направлении, Вал

3, вращая барабан буровой лебедки и наматывая талевый канат, будет поднимать талевый блок с порожним элеватором. 3 ил. ческий баллон 10). Маховик 4 выполнен дифференциальным, аэродинамическим из набора дисков 11, размещенных на полом валу 12, охватывающем

= возможностью свободного вращения входной нал 3 и имеющем внешний зубчатый венец 13. Механизм реверса выполнен в виде кинематически связанных между собой обгонной роликовой муфты

14, зубчатых валов 15 и жестко закрепленных на них зубчатых колес 16, при этом обгонная роликовая муфта 14 жестко закреплена на входном валу 3, зубчатые валы 15 установлены н корпусе 1 и входят в зацепление с внутренним зубчатым венцом 8 бандажа 7, а посредством зубчатых колес 16 - с внешним зубчатым венцом 13 полого вала 12 ° Жесткое закрепление ступицы 5 и ббгонной роликовой муфты 14 на входном валу 3 выполнено посредством шпонок 17 и 18 соответственно, На обгонную роликовую муфту 14 насажена зубчатая обойма 19, которая находится в зацеплении с зубчатыми валами

На диаграмме накопления и использования энергии (фиг.3) приняты следующие обозначения: А ВВ ДЕКАА

Ь-1 теоретическая (идеальная)диаграмма", A> < ВВ ЛЕКПО„- расчетная диаграмма;

Ъ

А,1ВЗВ)ДЕКЛА в — оптим ьная диагр ма; АС - спуск бурильной колонны;АВнакопление рекуператинним тормозом;

ВС вЂ” торможение ручным тормозом;

1587!бй

В Д вЂ” подъем порожш. го элеватора;

ДŠ— установка свечи н элеватор; ЕК— подъем и установка свечи на колонну;

К! — свинчивание свечи с колонной;

Л΄— освобождение колонны из клиньев ротора; О„Л „— остаток кинетичес— кой энер гии в р еку пер ативном тормозе;

ВЗ вЂ” экстренное торможение рекуперативным тормозом.

Устройство работает следующим об1О

20 р аз ом.

При спуске бурильной колонны усилие от ее веса преобразуется в момент через талевую систему и барабан лебедки, который воспринимается входным валом 3. При вращении входного вала 3 происходит посредством обгонной роликовой муфты 14 автоматическое включение на передачу вращения через зубчатую обойму 19, зубчатые валы 15 и зубчатые колеса 16 дифференциальному аэродинамическому маховику 4, который плавно накопляет механическую энергию. После спуска бурильную колонну разгружают на клинья ротора, при этом входной вал 3 останавливается, обоймы обгонной роликовой муфты 14 автоматически выходят из зацепления, а дифференциальный аэро- 30 динамический маховик 4 продолжает вращать зубчатые валы 15 и бандаж 7.

Дпя подъема порожнего элеватора бу- . рильщик включает на пульте пневматический кРан распределитель, тем самым подавая воздух в резиновый баллон 10, который соединяется с бандажом 7. При этом дифференциальный аэродинамический маховик 4 через зубчатые колеса

16, зубчатые валы !5 и зубчатый внут- 40 ренний венец 8 передает вращение входному валу 3, но уже в обратном направлении. Входной вал 3, вращая барабан буровой лебедки и наматывая талевый канат, поднимает талевый блок с 45 порожним элеватором После установки бурильной свечи в элеватор бурильщик, включая устройство, приподнимает бу-..:. рильную свечу, устанавливает и свинчивает ее с муфтой верхней трубы бу- 50 рильной колонны. После этого бурильщик опять кратковременным включением приподнимает бурильную колонну для освобождения ее из клиньев ротора и спускает бурильную колонну в скважину, При этом устройство посредством обгонной роликовой муфты 14 автоматически включается на торможение и накопление механической энергии.

Дня ручного управления моментом в процессе торможения и в процессе подьема достаточно внести небольшие дополнения в конструкцию устройства,,Для этого в стенках полого вала 12 диф- . ференциального аэродинамического маховика 4 между подшипниками дисков (дискотурбин) II просверлить отверстия, а по оси входного вала 3 с выходом в полый вал 12 маховика 4 просверлить каналы (не показаны), по которым с дистанционного пульта можно регулировать подачу сжатого воздуха (или аэрозоля) в полость компрессии (полость вращения лопаток) дифференциального аэродинамического маховика 4 от поршневой компрессорной установки.

Устройство с накопленной энергией при спуске бурильной колонны можно использовать для экстренного тормо- жения, Формул а и з о б р е т ения

Устройство для рекуперации энергии при выполнении спускоподъемных операций с бурильной колонной,содержащее установленный в корпусе с возможностью взаимодействия с приводным валом барабана лебедки входной вал, кинематически связанный с механизмом реверса, аккумулятором энергии в виде маховика и муфтой включения, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения компактности устройства, муфта включения выполнена шиннопневматической в виде жестко посаженной на входной вал ступицы с наружным ободом и свободно посаженного также на входной вал бандажа с внутренним зубчатым венцом и внешней рабочей поверхностью, предназначенной для взаимодействия с наружным ободом при включении муфты, маховик выполнен дифференциальным аэродинамическим из набора дисков, Размещенных на полом валу, охватывающем с возможностью свободного вращения входной вал и имеющем внешний зубчатый венец, механизм реверса выполнен в виде кинематически связанных между собой обгонной роликовой муфты, зубчатых валов и жестко закрепленных на них зубчатых колес, при этом обгонная роликовая муфта жестко закреплена на входном валу, зубчатые валы установлены в корпусе и входят в зацепление с внутренним зубчатым венцом андах:а,а посредством зубчатых колес-с внешним зубчатым венцом полого вала, An-p

Ар

Составитель А.Меньшиков

Техред А.Кравчук Корректор А,Осауленко

Редактор О, Головач

Заказ 2404 Тираж 470 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101

1587168 фЫиюк!

«Змии