Кустовая буровая установка
CLUSTER DRILLING RIG

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к кустовым буровым установкам для эксплуатационного и разведочного бурения нефтяных и газовых скважин.
Перемещение кустовой буровой установки в пределах одного куста позволяет пробурить несколько скважин без демонтажа установки и приступить к освоению пробуренных скважин непосредственно после перемещения установки для бурения очередной скважины.
Известна кустовая буровая установка, включающая вышечно-лебедочный блок с основанием, связанный с модулями, расположенными эшелоном, опоры с рельсами и направляющими с пошагово расположенными опорными элементами, гидроцилиндры перемещения, соединенные с основанием и снабженные с устройством крепления, которое выполнено в виде корпуса с боковыми зацепами и снабжено двумя стопорами, установленными на горизонтальной оси с возможностью поворота и взаимодействия с опорными элементами и направляющими, нижняя часть стопоров в плане выполнен в виде треугольника, при этом вышечно-лебедочный блок и модули эшелона снабжены колесными опорами, взаимодействующими с рельсами (см. кн.: Колчерин В.Г. и др. Новое поколение буровых установок Волгоградского завода в Западной Сибири, ГУП ХМАО «Сургутская типография», 2000 г., с. 297-303).
Недостатками известного устройства являются трудоемкость переустановки упоров в отверстия корпуса в зависимости от работы гидроцилиндров в тянущем или толкающем вариантах, сложность конструкции устройства крепления гидроцилиндра в связи с его сопряжением по пяти поверхностям.
Известна кустовая буровая установка, включающая вышечно-лебедочный блок с основанием, связанный с модулями, расположенными эшелоном, опоры с рельсами и направляющими с пошагово расположенными отверстиями, гидроцилиндры перемещения, соединенные с основанием и снабженные с устройством крепления, которое выполнено в виде корпуса с боковыми зацепами и возможностью скольжения по направляющей, и снабжено стопором, при этом один конец стопора имеет возможность взаимодействовать с направляющими и отверстиями и выполнен под углом к направляющей поверхности, при этом установка снабжена колесными опорами, взаимодействующими с рельсами (см. Патент РФ №2378482, МПК Е21/В 15/00, Бюл. №1, 10.01.2010 г.).
Вертикальное расположение стопоров в отверстиях позволяет исключить ручную их перестановку при пошаговом перемещении установки.
Недостатками указанного устройства является сложность конструкции устройства крепления гидроцилиндра в связи с его сопряжением по пяти поверхностям, а также недостаточная надежность крепления гидроцилиндра в связи с возможностью засорения грязью или льдом ответно выполненных отверстий в направляющих опор. Кроме того, выполнение сквозных вертикальных отверстий в направляющих опор приводит к усложнению конструкции опоры.
Известна кустовая буровая установка, включающая вышечно-лебедочный блок с основанием, связанным с модулями, расположенными эшелоном, опоры с рельсами и направляющими, гидроцилиндры перемещения, соединенные с основанием и снабженные с устройством крепления, которое выполнено в виде П-образного элемента с боковыми зацепами и возможностью скольжения по направляющей, выполненной в виде прямоугольного выступа опор, и снабжено стопором, при этом один конец стопора имеет возможность взаимодействовать с направляющими и выполнен под углом к направляющей поверхности, при этом вышечно-лебедочный блок и модули эшелона снабжены колесными опорами, взаимодействующими с рельсами (см. Патент РФ №2525566, МПК Е21/В 15/00, Бюл. №23, 10.01.2014 г.), который принят за прототип.
Недостатками указанного устройства является сложность конструкции устройства крепления в связи с его сопряжением с осевым отверстием и недостаточные функциональные возможности в связи с возможностью крепления с опорой только в местах выполнения отверстий.
Целью предлагаемого технического решения является упрощение конструкции устройства крепления гидроцилиндра и расширение его функциональной возможности.
Указанная цель достигается тем, что в кустовой буровой установке, включающей вышечно-лебедочный блок с основанием, связанным с модулями, расположенными эшелоном, опоры с рельсами и направляющими, выполненными в виде прямоугольного выступа опор, гидроцилиндры перемещения, соединенные с основанием и снабженные с устройством крепления, которое выполнено в виде П-образного элемента с боковыми зацепами и возможностью скольжения по направляющей и стопором, выполненным под углом к направляющей поверхности, при этом вышечно-лебедочный блок и модули эшелона снабжены колесными опорами, взаимодействующими с рельсами, согласно техническому решению, со стороны боковых поверхностей направляющих выполнены горизонтальные пазы прямоугольного сечения, а с внутренней стороны вертикальных направляющих П-образного элемента, оппозитно пазам, выполнены канавки с образованием открытых с торцов отверстий прямоугольного сечения и острого угла между вертикальными стенками пазов и канавок, в которых установлены ответно выполненные плашки прямоугольного сечения с возможностью ограниченного осевого перемещения и взаимодействия с боковой поверхностью пазов и канавок, при этом по торцам П-образного элемента установлены неподвижно крышки, а плашки подпружинены относительно крышек.
В П-образном элементе симметрично пазам выполнены дополнительные пазы с установленными плашками, крышкой и пружинами.
В крышках соосно пружинам выполнены сквозные отверстия с установленными тягами, снабженными по концам нерегулируемым и регулируемым упорами с возможностью ограниченного осевого перемещения и взаимодействия нерегулируемого упора с торцом плашек, пружина насажена на тяги с возможностью взаимодействия с нерегулируемым упором, при этом регулируемый упор выполнен с возможностью изменения расстояния от нерегулируемого упора до крышек.
Предлагаемое техническое решение поясняется чертежом.
На фиг. 1 представлена общая схема кустовой буровой установки (вид со стороны приемных мостов);
на фиг. 2 - вид сбоку (вид А на фиг. 1);
на фиг. 3 - продольный разрез устройства крепления гидроцилиндра (разрез Б-Б на фиг. 2);
на фиг. 4 - поперечный разрез устройства крепления гидроцилиндра (разрез В-В на фиг 3);
На фиг. 5 - вид Г на фиг. 3.
Кустовая буровая установка содержит вышечно-лебедочный блок (ВЛБ) 1 (фиг. 1) с основанием 2, связанный с модулями 3, например, при помощи тяг 4, расположенными эшелоном, опоры 5 (фиг. 2) с направляющими рельсами 6. Направляющие рельсы 6 выполнены в виде прямоугольного выступа над опорами 5. Гидроцилиндры 7 перемещения, соединены с основанием 2, например, посредством шарнира 8 (фиг. 2) и снабжены устройством крепления 9, которое выполнено в виде П-образного элемента (фиг. 3, 4) ответно направляющим рельсам 6 с возможностью скольжения по ним. Устройство крепления 9 с гидроцилиндром соединено, например, посредством шарнирного соединения (на фиг. не указано) посредством оси 10.
С обеих сторон боковых поверхностей в направляющих рельсах 5 выполнены горизонтальные прямоугольные пазы 11 и 12, а с внутренней стороны боковых поверхностей в вертикальных направляющих 13 П-образного элемента 9, оппозитно пазам 11 и 12 рельсов 5, выполнены горизонтальные прямоугольные канавки 14 и 15 с образованием открытых с торцов отверстий 16 и 17 прямоугольного сечения. Канавки 14 и 15 выполнены с увеличением их глубины от середины элемента 9 к краям с образованием острого угла между вертикальными стенками 18, 19 и 20, 21 соответственно пазов 11, 12 и канавок 14, 15. Угол α между вертикальными стенками 18, 19 и 20, 21 соответственно выбирается, например, в пределах от 7° до 10°, т.е. меньше угла трения.
В прямоугольные отверстия 16 и 17 с обеих сторон установлены ответно выполненные пара плашек 22 прямоугольного сечения с возможностью взаимодействия с боковой поверхностью пазов 11 и 12.
По торцам П-образного элемента 9 неподвижно установлены крышки 23 и 24, например, П-образного сечения. Крышки 23 и 24 закреплены, например, посредством болтов (на фиг. не указаны).
В крышках 23 и 24 выполнены, например, сквозные отверстия (на фиг. не указаны), в которых установлены возможностью ограниченного осевого перемещения тяги 25, выполненные, например, в виде круглых стержней. Тяги 25 по концам оснащены нерегулируемым 26 и регулируемым 27 упорами с возможностью взаимодействия нерегулируемого упора 26, выполненного, например, в виде пластины круглой формы, с торцами плашек 22. На тяги 25 с возможностью взаимодействия с торцами крышек 23, 24 и неподвижным упором 26 насажены пружины 28.
Регулируемые упоры 27 выполнены с возможностью регулирования расстояния между нерегулируемым упором 26 и торцом крышек 23 и 24.
На внутренних боковых поверхностях плашек 22 выполнены, например, насечки (на фиг. не показаны).
Регулируемый упор 27 тяги 25 может быть выполнен в виде кулачка 29 (фиг. 5) с ручкой 30, соединенного с тягой 25 шарнирным соединением (на фиг. не указано).
Устройство работает следующим образом.
Перед операцией передвижения буровой установки гидроцилиндры 7 (фиг. 1, 2) соединяются с основанием 2 и устройством 9 для крепления гидроцилиндров посредством шарнирного соединения 8 и оси 10 фиг. 4).
Пусть установка передвигается влево, при втягивании штока (на фиг. не указан) гидроцилиндра 7. При этом тяги 25 (фиг. 3) с правой стороны, например, посредством кулачка 29 (фиг. 5), передвигаются в правое крайнее положение с обеспечением гарантированного зазора (на фиг. не указан) между плашками 22 и направляющим рельсом 6. Плашки 22, установленные с левой стороны, прижаты пружинами 28 к боковым поверхностям вертикальных направляющих 13 и рельса 6. При этом между регулируемым упором 27 и крышкой 23 образуется гарантированный зазор (на фиг. не указан).
При втягивании штока гидроцилиндров 7 боковые направляющие 13 П-образного элемента прижимают плашки 22, установленные с левой стороны, прижимают плашки 22 к боковым поверхностям рельсов 6. Учитывая, что угол α не превышает угла трения, сила трения между плашками 22 и рельсом 6 приблизительно равна нагрузке гидроцилиндра. Под действием силы трения между плашками 22 и рельсами 6 ВЛБ 1 с эшелоном 3 перемещается в сторону устройства крепления 9.
После осуществления полного хода, гидроцилиндры 7 переключаются в режим возврата в исходное положение, т.е. шток гидроцилиндра 7 начинает выталкиваться. Наклоненные под острым углом к боковым поверхностям плашек 22 направляющие 13 устройства крепления 9 отходят от них. Далее П-образный элемент, соединенный с гидроцилиндром 7, начинает скользить по рельсу 6. В конце хода гидроцилиндра 7 плашки 22 с левой стороны под действием пружины 28 прижимаются к боковым поверхностям П-образного элемента 9 и рельса 6.
Далее цикл повторяется.
Для осуществления передвижения буровой установки вправо, тяги 25, расположенные с правой стороны, кулачком 29 перемещаются в крайнее левое положение. При этом упор 26 под действием усилия пружины 28 взаимодействует с плашками 22, передвигая их влево.
Тяги 25, расположенные с левой стороны, также посредством кулачка 29 передвигаются влево, отодвигая упор 26 от торцов плашек 22.
Передвижение буровой установки осуществляется аналогичным образом. При этом под действием сил трения между плашками 22 с правой стороны и рельсом 6 буровая установка перемещается в сторону устройства крепления 9.
Таким образом, передвижение буровой установки может осуществляться при любом положении гидроцилиндра, а также не требуется выполнение сквозных горизонтальных отверстий в направляющих рельсах.
Выполнение устройства крепления 9 с парой оппозитно расположенными плашками 22 позволяет равномерно и симметрично нагрузить опоры 5, направляющие рельсы 6 и само устройство 10, упростить конструкцию.