МЕХАНИЗМ ФИКСАЦИИ И ЦЕНТРИРОВАНИЯ ПРИ СВИНЧИВАНИИ И РАЗВИНЧИВАНИИ БУРИЛЬНЫХ ТРУБ ДЛЯ УСТАНОВКИ ГОРИЗОНТАЛЬНОГО БУРЕНИЯ
MECHANISM FOR FIXING AND ALIGNING WHEN COUPLING AND UNCOUPLING DRILL PIPES FOR HORIZONTAL DRILLING INSTALLATION

Изобретение относится к буровой технике, а именно к устройствам для свинчивания и развинчивания труб бурильной колонны при горизонтальном бурении.
Известно устройство для свинчивания и развинчивания бурильных труб фирмы «Грундодрилл», содержащее гидроцилиндр, тягу, соединенную с подвижной губкой, которая прижимает трубу к неподвижной губке (ложементу). (1). Проспект «Управляемые буровые системы с ударным механизмом - основная идея Тракто-Техник» фирмы «Грундодрилл», с.6-7.
Недостатком данной конструкции является наличие неподвижно закрепленного ложемента (губки зажимного устройства), при этом зажим муфты бурильной трубы при свинчивании и развинчивании обеспечивается подвижным прихватом (губкой) данного устройства. Данная конструкция накладывает повышенные требования к базированию (соосности) неподвижного элемента относительно оси трубы бурильной колонны в процессе свинчивания-развинчивания муфтового соединения. В результате вышеупомянутого конструкция оказывается жестко связной с типоразмерами применяемых бурильных труб и зависимой от разброса параметров данного размера. Учитывая, что при бурении, расширении и протаскивании плети газопровода часто используются бурильные трубы разного диаметра (меньший - при бурении, больший - при протаскивании), применение данной конструкции может вызвать определенные затруднения.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому устройству является устройство для свинчивания-развинчивания бурильных труб с попарной установкой гидроцилиндров встречного действия, включающее два гидроцилиндра, две тяги, две подвижные зажимные губки, приводимые в движение непосредственно штоками гидроцилиндров. (2). Проспект «Управляемые буровые системы с ударным механизмом - основная идея Тракто-Техник» фирмы «Грундодрилл», с.8-9.
Недостатками устройства являются:
- необходимость использования в двойном количестве дорогостоящего исполнительного гидравлического оборудования (гидроцилиндров и управляющей аппаратуры), что значительно удорожает стоимость данного устройства и снижает его надежность,
- устройство становится неработоспособным при выходе из строя хотя бы одного из исполнительных гидравлических устройств (гидроцилиндров),
- нерациональное использование мощности гидроцилиндров, что обуславливает необходимость применения более мощного гидравлического оборудования,
- зависимость от схемы обвязки гидроцилиндров, необходимость синхронизации рабочего движения парных гидроцилиндров и развиваемых ими усилий.
Конструкция, выполненная по данной схеме, получается довольно громоздкой и не позволяет значительно уменьшить габаритные размеры в случае рациональной компоновки.
Задачей настоящего изобретения является уменьшение габаритов, количества применяемой гидроаппаратуры, снижение стоимости, повышение надежности, улучшение рабочих характеристик.
Сущность настоящего изобретения заключается в том, что известный механизм фиксации и центрирования при свинчивании и развинчивании бурильных труб для установки горизонтального бурения, содержащий пару зажимных губок, соединенные с ними тяги и гидроцилиндр в качестве привода, согласно изобретению дополнительно содержит рычаг, установленный на оси в с возможностью его поворота, продольную тягу и обратный рычаг, установленный на оси с возможностью поворота, при этом гидроцилиндр соединен с рычагом, который одним концом соединен с тягой, соединенной с зажимной губкой, а вторым посредством продольной тяги соединен с обратным рычагом, соединенным посредством тяги с зажимной губкой.
На фиг.1 представлен общий вид механизма фиксации.
На фиг.2 представлен продольный разрез заявляемого механизма фиксации.
Механизм фиксации и центрирования при свинчивании и развинчивании труб для установки горизонтального бурения состоит из рабочего гидроцилиндра 1, рычага 2, продольной тяги 3, обратного рычага 4, тяг 5, первой и второй зажимных губок 6, рычага 2, установленного на оси 7 с возможностью поворота, и обратного рычага 4, установленного на оси 8 с возможностью поворота, при этом гидроцилиндр соединен с рычагом 2, один из концов которого соединен с одной из тяг 5, а другой посредством продольной тяги 3 соединен с обратным рычагом 4, соединенным второй тягой 5 со второй губкой 6.
Заявляемый механизм работает следующим образом. При выдвижении штока гидроцилиндра 1, рычаг 2, поворачиваясь на оси 7, толкает тягу 5, одновременно посредством связанной с ним тяги 3 вызывает поворот обратного рычага 4, относительно оси 8, который, в свою очередь, посредством парной тяги 5 вызывает перемещение губки 6 в сторону трубы 9.
Таким образом, при соответствующем подборе плеч силового рычага 2, обратного рычага 4 и длины тяги 3 задается синхронное перемещение губок 6, вызывающее зажим бурильной трубы усилием гидроцилиндра 1.
Заявляемое устройство по сравнению с устройством-прототипом позволяет сократить количество примененяемых для зажима гидроцилиндров, избежать необходимость синхронизации их движения, позволяет значительно сократить габариты узла и упрощает обслуживание применяемого гидрооборудования (гидроцилиндров).