СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБЛЕГЧЕНИЯ МОНТАЖА БУРОВОЙ УСТАНОВКИ
METHOD AND DEVICE FOR SIMPLIFYING DRILLING MACHINE INSTALLATION

Настоящее изобретение относится к способу и устройству для облегчения монтажа буровой установки и в частности, но не исключительно, к способу и устройству для облегчения сборки и подъема вышки мобильной наземной буровой установки.
Известны различные буровые установки, использующиеся в бурении и скважинных работах, и способы сборки буровых установок, например, но не для ограничения, буровые установки и способы сборки, описанные в патентах США 2,857,993; 3,340,938; 3,807,109; 3,922,825; 3,942,593; 4,021,978; 4,269,395; 4,290,495; 4,368,602; 4,489,526; 4,569,168; 4,821,816; 4,831,795; 4,837,992; 6,634,436; 6,523,319; 6,994,171; 7,306,055; 7,155,873; и 7,308,953, которые включены в данный документ путем ссылки.
Во многих буровых работах буровые установки и относящиеся к ним системы, оборудование и устройства доставляют на площадку проведения работ, собирают и затем разбирают. Важно, чтобы буровые установки и их компоненты легко транспортировались и собирались. Затраты, связанные с наземными буровыми установками и относящемуся к ним оборудованию, можно рассчитывать на основе часовой или дневной ставки, и поэтому необходимы эффективная сборка, разборка, транспортировка и пусконаладка.
Патент США 3,922,825 описывает буровую установку со стационарной платформой подвышечного основания и перемещающейся платформой подвышечного основания, соединенной со стационарной платформой подвышечного основания, и поднимающейся вверх в поднятое положение на ряде опор, соединенных со стационарной платформой вертлюжными соединениями на каждом конце. Перемещающаяся платформа, в остальном, является стационарной, поскольку стационарная платформа и перемещающаяся платформа не являются мобильными или перемещаемыми без использования вспомогательного крана или т.п. Перемещающуюся платформу подвышечного основания и буровой вышки поднимают передвижной вспомогательной лебедкой, установленной на грузовике.
Патент США 3,942,593 описывает устройство мобильной буровой установки, имеющей перевозимую на полуприцепе телескопическую вышку и отдельную, разбирающуюся на секции компоновку подвышечного основания c несущей конструкцией буровой установки, рабочим полом, и рельсовой конструкцией. Вышка перемещается на верх подвышечного основания по роликам и поднимается гидравлическим подъемным устройством в вертикальное положение. C такой системой компоновка вышки может являться относительно длинной для транспортировки, и вышка может быть неустойчивой во время подъема. Данная система использует канаты и лебедочное устройство для подъема вышки на рабочий пол.
Патент США 4,021,978 описывает компоновку телескопической вышки, выполненную для использования с буровыми установками и т.п. Компоновка вышки имеет несколько секций, выполненных телескопическими, прячущимися одна в другую при убирании, и каждая секция имеет сходящиеся элементы с угловыми стойками, которые, когда компоновка вышки выдвигается, формируют концентрические и последовательно соединенные устройства из элементов с угловыми стойками от платформы до кронблока вышки. Созданы средства соединения каждой секции вышки с соседней секцией вышки после их выдвижения. Кроме того, также созданы средства для пошагового перемещения средств соединения после выдвижения компоновки вышки из выдвинутого в убранное положение.
Патент США 4,821,816 описывает способы сборки модульного бурового станка, включающего в себя раму подвышечного основания, образующую два пространственных параллельных рамных полоза и платформу. Платформа несет буровую лебедку, установленную на своей раме, и трубная стрела установлена на своей раме, выполненной с размером для установки между полозьями рамы подвышечного основания. Рама подвышечного основания несет четыре стойки, которые, в свою очередь несут буровую платформу, на которой установлена нижняя секция вышки. Стойки шарнирно установлены как на платформе, так и на раме подвышечного основания, и оборудована пара гидроцилиндров на платформе для подъема и опускания бурильной платформы. Пара жестких, фиксированной длины раскосов проходит по диагонали между платформой и рамой подвышечного основания от платформы, так что раскосы не проходят под платформой и не препятствуют доступу в зону под платформой. На раме трубной стрелы установлена как стрела, так и ее механизмы, двигатель, и гидравлический насос для привода механизмов трубной стрелы. Раму подвышечного основания образуют верхняя и нижняя части, и созданы выравнивающие домкраты для выравнивания верхней части рамы относительно нижней части рамы. Механические установочные фиксаторы удерживают верхнюю раму в ее положении относительно нижней рамы. В одном аспекте такой способ сборки наземного бурового станка включает в себя следующие этапы: (a) создание модульного наземного бурового станка, содержащего раму подвышечного основания, раму буровой лебедки, раму трубной стрелы, раму буровой конструкции, имеющую складывающуюся платформу подвышечного основания и средство, принимающее раму буровой лебедки и раму трубной стрелы, рамы буровой лебедки с буровой лебедкой на ней, рамы трубной стрелы с трубной стрелой, шарнирно установленной на раме для вращения вокруг оси поворотного шарнира, по меньшей мере, один гидравлический цилиндр, соединенный между трубной стрелой и рамой трубной стрелы для поворота стрелы вокруг оси поворотного шарнира, гидравлический насос, установленный на раме трубной стрелы и соединенный с гидравлическим цилиндром замкнутым контуром гидравлической системы, и лебедку рамы трубной стрелы; рама трубной стрелы, трубная стрела, гидравлический цилиндр и гидравлический насос, образующие модульный блок, являются транспортабельными, как единый блок, без отсоединения напорных трубопроводов замкнутого гидравлического контура; (б) установка рамы подвышечного основания в необходимое положение для бурения; (в) использование лебедки на раме трубной стрелы для подтягивания рамы трубной стрелы в нужное положение относительно рамы подвышечного основания; (г) использование лебедки на раме трубной стрелы для подтягивания рамы буровой лебедки в необходимое положение относительно рамы подвышечного основания; и, в одном аспекте, способ дополнительно включает в себя подъем складывающейся конструкции платформы, включает в себя использование лебедки на раме трубной стрелы для подтягивания для подъема конструкции бурильной платформы во время, по меньшей мере, начальной стадии этапа подъема.
Патент США 4,831,795 описывает компоновки вышек буровых установок, предусматривающие подъем над уровнем земли бурового пола, несущего как вышку, так и буровую лебедку. Перед подъемом вышки в вертикальное положение, подъемный буровой пол опирается на несущее подвышечное основание, и вышка шарнирно соединена с подъемным полом в полулежачем положении. Когда компоновку вышки устанавливают вертикально, вышку поднимают с поворотом в шарнире и прикрепляют на месте работы, и можно проводить другие этапы монтажа. Посредством использования интегрально установленной компоновки и лебедки и стропов или, альтернативно, посредством работы талевого блока компоновки, весь буровой пол поднимают на необходимый уровень. В одном аспекте описана буровая конструкция, имеющая: подвышечное основание для несения буровых конструкций на поверхности, предназначенных для производства бурения, компоновку подъемного пола, опирающуюся на подвышечное основание в его опущенном положении, полулежащую вышку, соединенную поворотным шарниром с подъемным полом, компоновку монтажной мачты, установленную на компоновке подъемного пола сзади от точки шарнирного соединения вышки с подъемным полом и выполненную для приема каната для подъема вышки, при этом, вышку поднимают перед подъемом компоновки подъемного пола, складывающуюся компоновку вертикально стоящей рамы, установленную на подвышечном основании впереди вышки, когда она поднята, на переднем конце компоновки подъемного пола, лебедочное средство, поворотно установленное вплотную к переднему концу подвышечного основания, первое средство подъемного блока, установленное в подъемном полу сзади компоновки поднимающей рамы, второй подъемный блок, установленный на компоновке подъемной рамы на точке, по вертикали соответствующей уровню, на который поднимают подъемный пол, подъемный канат, проходящий от лебедочного средства и пропущенный вокруг подъемного блока так, что вращение лебедки в одном направлении обуславливает перемещение второго подъемного блока к первому подъемному блоку, с подъемом пола вертикально и вперед, и вращение лебедки в другом направлении, опускает подъемный пол вертикально и назад, и элемент крестовины на каждой стороне буровой конструкции, каждый элемент крестовины шарнирно соединенный по концам, соответственно, с подвышечным основанием и подъемным полом, элементы крестовины, расположенные парами, образующими параллельные стыки с использованием компоновки подъемного пола с подъемом с перемещением траектории в виде арки.
Патент США 6,994,171 описывает две секции вышки с автоматически совмещающимися соединениями и способами с автоматически совмещающимися соединениями для двух секций вышки. Способы включают в себя этапы транспортировки удлиненной нижней секции вышки к направляющей раме, находящейся рядом с буровой площадкой, нижней секции вышки, имеющей пару передних стоек и пару задних стоек. Удлиненную верхнюю секцию вышки транспортируют на буровую площадку, верхнюю секцию вышки, имеющую пару передних стоек и пару задних стоек. Стойки нижней секции вышки устанавливают немного ниже уровня стоек верхней секции вышки. Затем, нижнюю секцию вышки немного поднимают для сцепления с верхней секцией вышки, с одновременным совмещением секций вышки. Затем секции соединяют штифтами друг с другом. В одном способе с автоматически совмещающимися соединениями двух секций вышки способ включает в себя транспортировку удлиненной нижней секции вышки к направляющей, находящейся рядом с буровой площадкой, нижней секции вышки, имеющей пару передних стоек и пару задних стоек так, что нижняя секция вышки находится, по существу, в горизонтальном положении; затем, транспортировку удлиненной верхней секции вышки на буровую площадку, так что верхняя секция вышки находится, по существу, в горизонтальном положении и так, что секции вышки, по существу совмещены по продольной оси, верхнюю секции вышки, имеющую пару передних стоек и пару нижних стоек, установку стоек нижней секции вышки немного ниже уровня стоек верхней секции вышки и подъем нижней секции вышки; и одновременное сцепление и направление секций вышки вместе в конечное положение соединения.
Патент США 7,155,873 описывает структурные соединительные устройства для подвышечного основания буровой установки и способ и устройство для соединения секций подвышечного основания буровой установки, при этом в одном аспекте создано структурное соединительное устройство выполненное так, что секции подвышечного основания буровой установки могут соединяться друг с другом без использования штифтов или соединительных устройств со штифтами. Структурное соединительное устройство использует особой формы фиксированные элементы, соединенные с опорными пластинами и проходящие через пластины, прикрепленные к секциям подвышечного основания буровой установки, стыкующиеся с особой формы стыковыми проушинами, установленными на пластинах стыковых проушин, прикрепленных к отдельным секциям подвышечного основания буровой установки. Когда секции подвышечного основания буровой установки, подлежащие соединению, устанавливают вместе, особой формы стыковые проушины сцепляются с особой формы фиксированными элементами и образуют высокопрочное структурное соединение между секциями подвышечного основания буровой установки. В одном аспекте создано структурное соединительное устройство, имеющее множество опорных пластин, каждая из которых содержит множество фиксированных опорных элементов, проходящих сквозь них, и выступающих наружу с обеих сторон опорных пластин и имеющих боковые стенки и фигурные вершины, компоновку стыковой проушины, имеющую множество пластин стыковых проушин и множество стыковых проушин, прикрепленных к каждой пластине стыковых проушин, каждой стыковой проушине, имеющей опорное гнездо, при этом, опорное гнездо каждой стыковой проушины имеет конусные направляющие поверхности на месте входа в опорное гнездо, на боковых стенках, и фигурной вершине.
Согласно настоящему изобретению создан способ для облегчения сборки и монтажа буровой установки, содержащей конструкцию подвышечного основания и вышку, содержащую, по меньшей мере, первую секцию вышки и вторую секцию вышки, при этом способ содержит этапы соединения с подвышечным основанием первой секции вышки, имеющей первое соединительное устройство, перемещения вплотную к первой секции вышки с использованием транспортного средства второй секции вышки, имеющей второе соединительное устройство и перемещение первой секции так, что первое соединительное устройство входит в контакт со вторым соединительным устройством и сцепляется со вторым соединительным устройством для скрепления первой секции вышки со второй секцией вышки. Предпочтительно, способ применим к наземным буровым установкам с использованием грузовиков для осуществления сборки. Предпочтительно, вышка содержит третью секцию, которая может быть прикреплена ко второй секции согласно изобретению. Предпочтительно, вышка содержит четвертую или пятую секции.
Предпочтительно, этап перемещения первой секции вышки выполняют с использованием подъемного устройства подвышечного основания. Предпочтительно, подъемное устройство подвышечного основания содержит поршень и цилиндр. Предпочтительно, поршень и цилиндр приводятся в действие с использованием рабочей жидкости гидросистемы. Предпочтительно, поршень и цилиндр приводятся в действие с использованием сжатого воздуха пневмосистемы или комбинацией пневматики и гидравлики. Альтернативно или дополнительно, подъемное устройство конструкции содержит винтовой домкрат или реечно-шестеренчатый подъемник или любое другое подходящее подъемное устройство. Альтернативно или дополнительно, подъемное устройство конструкции содержит трос и лебедку.
Предпочтительно, этап перемещения первой секции вышки выполняют с использованием подъемного устройства вышки. Преимущественно, подъемное устройство вышки содержит поршень и цилиндр. Предпочтительно, поршень и цилиндр приводятся в действие с использованием рабочей жидкости гидросистемы. Предпочтительно, поршень и цилиндр приводятся в действие с использованием сжатого воздуха пневмосистемы или комбинацией пневматики и гидравлики. Альтернативно или дополнительно, подъемное устройство подвышечного основания содержит винтовой домкрат или реечно-шестеренчатый подъемник или любое другое подходящее подъемное устройство. Альтернативно или дополнительно, подъемное устройство конструкции вышки содержит трос и лебедку.
Предпочтительно, способ дополнительно содержит этап отсоединения второй секции от транспортного средства, и перемещение транспортного средства от второй секции вышки.
Предпочтительно, способ дополнительно содержит этап подъема первой секции вышки подъемным устройством вышки и подъема второй секции вышки. Предпочтительно, способ дополнительно содержит этап скрепления первого соединительного устройства со вторым соединительным устройством.
Предпочтительно, первое соединительное устройство содержит зажимной элемент, соединенный с первой секцией вышки, имеющий зев и паз, второе соединительное устройство содержит вставной элемент со стержнем, имеющий размеры для размещения в зеве зажимного элемента и стержень, имеющий размеры для размещения в пазе и способ дополнительно содержит этап перемещения первой секции вышки для перемещения вставного элемента в зев и стержня в паз.
Предпочтительно, зажимной элемент имеет две разнесенные пластины с распирающимися участками и зев, образованный между указанными участками, при этом способ дополнительно содержит этап перемещения вставного элемента в зев.
Предпочтительно, первое и второе соединительные устройства содержат запорное устройство для скрепления первой секции вышки со второй секцией вышки. Предпочтительно, первая секция вышки дополнительно содержит четыре стойки, первое соединительное устройство дополнительно содержит принимающий элемент, две стойки имеют зажимной элемент, и две стойки имеют принимающий элемент, вторая секция вышки дополнительно содержит четыре стойки, второе соединительное устройство дополнительно содержит соответствующий принимающий элемент, две стойки имеют стержень, и две стойки имеют соответствующий принимающий элемент, при этом способ дополнительно содержит этап перемещения первой секции вышки для перемещения стержня в зажимной элемент и соединения принимающего элемента с соответствующим принимающим элементом. Предпочтительно, принимающий элемент соединяется с соответствующим принимающим элементом штифтом.
Предпочтительно, первая секция вышки содержит, по меньшей мере, один конструктивный опорный элемент, проходящий под углом от первой секции вышки.
Предпочтительно, A-образная рама расположена между конструкцией подвышечного основания и первой секцией вышки, и способ содержит этап соединения A-образной рамы с конструкцией подвышечного основания и/или первой секцией вышки. Предпочтительно, конструкция содержит буровой пол, и A-образная рама расположена между конструкцией и первой секцией вышки.
Настоящим изобретением также создана буровая установка, содержащая конструкцию подвышечного основания и вышку, содержащую, по меньшей мере, первую секцию вышки и вторую секцию вышки, при этом первая секция вышки имеет первое соединительное устройство, вторая секция вышки имеет второе соединительное устройство, и устройство перемещения для перемещения первой секции так, что первое соединительное устройство входит в контакт со вторым соединительным устройством и зацепляет второе соединительное устройство для скрепления первой секции вышки со второй секцией вышки. Предпочтительно, вторая секция вышки имеет площадку верхового. Предпочтительно, вторая секция вышки имеет третью секцию вышки, которая предпочтительно телескопически выдвигается из второй секции вышки для завершения монтажа вышки. Предпочтительно, третья секция вышки имеет кронблок. В некоторых аспектах настоящее изобретение предполагает нижнюю секцию вышки, соединяющуюся со средней секцией посредством перемещения транспортного средства, например, комбинации грузовик/полуприцеп для размещения двух секций вплотную друг к другу, соединение нижней секции с опорой, например, но без ограничения этим, подвышечным основанием буровой установки, подъем, если необходимо, опоры или подвышечного основания буровой установки с которым нижняя секция вышки соединена, и перемещение транспортного средства для зацепления соединений и, в одном аспекте, для совмещения соединений нижней секции вышки и средней секции. После сцепления соединений, грузовик может отъезжать и можно использовать штифты, как дополнительное закрепление для скрепления двух секций друг с другом, перед отъездом грузовика.
Настоящее изобретение создает, в некоторых аспектах, способ соединения двух частей вышки буровой установки включает в себя соединение с опорой нижней секции вышки, имеющей нижнее соединительное устройство, перемещение вплотную к нижней секции вышки, второй секции вышки, съемно соединенной с транспортным средством, и перемещение, выполняемое транспортным средством, второй секции вышки, имеющей второе соединительное устройство, перемещение нижней секции вышки так, что нижнее соединительное устройство входит в контакт со вторым соединительным устройством и сцепляется со вторым соединительным устройством для скрепления нижней секции вышки со второй секцией вышки, и, в некоторых аспектах, осуществление стыковки и совмещения секций вышки при подъеме одной секции вышки.
Настоящее изобретение предполагает, в некоторых аспектах, вышечную систему для выполнения работ буровой установки, включающую в себя опору, нижнюю секцию вышки, соединенную с опорой; нижнюю секцию вышки, имеющую нижнее соединительное устройство; вторую секцию вышки, примыкающую к нижней секции вышки и соединяющуюся с ней; вторую секцию вышки, съемно соединенную с транспортным средством для перемещения второй секции вышки; вторую секцию вышки, имеющую второе соединительное устройство; нижнюю секцию вышки, перемещающуюся на опоре так, что нижнее соединительное устройство может входить в контакт со вторым соединительным устройством и сцепляться со вторым соединительным устройством для скрепления нижней секции вышки со второй секцией вышки.
В таких системах соединения на первой секции вышки сцепляются с соответствующими соединениями на второй секции вышки и удерживаются ими для скрепления двух секций друг с другом.
Для лучшего понимания настоящего изобретения даются ссылки, в качестве примера, на прилагаемые чертежи, на которых показано следующее:
На фиг. 1A показан вид сбоку части буровой установки, подлежащей сборке с подъемом вышки в вертикальное положение.
На фиг. 1B показан вид сверху части, показанной на фиг. 1A.
На фиг. 1C показан вид сбоку устройства на первом этапе последовательности операций способа сборки и подъема в вертикальное положение вышки буровой установки.
На фиг. 1D на виде сбоку устройства фиг. 1C, показан второй этап последовательности операций способа сборки и подъема в вертикальное положение вышки буровой установки фиг. 1C.
На фиг. 1E показан вид сверху части устройства, показанного на Фиг. 1D.
На фиг. 1F на виде сбоку устройства фиг. 1C показан третий этап последовательности операций способа сборки и подъема в вертикальное положение вышки буровой установки фиг. 1C.
На фиг. 1G на виде сбоку устройства фиг. 1C показан четвертый этап последовательности операций способа сборки и подъема в вертикальное положение вышки буровой установки фиг. 1С.
На фиг. 1H на виде сбоку устройства на фиг. 1C показан пятый этап последовательности операций способа сборки и подъема в вертикальное положение вышки буровой установки фиг. 1C.
На фиг. 1I показан вид сверху нижней секции вышки буровой установки, показанной на фиг. 1C-1H.
На фиг. 1J показан вид сбоку нижней секции, показанной на фиг. 1I.
На фиг. 1K показан вид снизу нижней секции, показанной на фиг. 1I.
На фиг. 1L показан вид с торца на нижнюю секцию, показанную на фиг. 1I.
На фиг. 1M показан вид сбоку нижней средней секции вышки буровой установки, показанной в сборе на фиг. 1F.
На фиг. 1N показан вид сбоку нижней средней секции, показанной на фиг. 1M.
На фиг. 1О показан вид снизу нижней средней секции, показанной на фиг. 1M.
На фиг. 1P показан вид с торца на нижнюю секцию фиг. 1N.
На фиг. 2 показан изометрический вид нижней секции вышки буровой установки, согласно настоящему изобретению, соединенной с подвышечным основанием буровой установки (показано частично).
На фиг. 3 показан изометрический вид средней секции вышки буровой установки согласно настоящему изобретению.
На фиг. 4A на изометрическом виде нижней секции, показанной на фиг. 2, и средней секции, показанной на фиг. 3, показан этап последовательности операций способа согласно настоящему изобретению.
На фиг. 4B показана нижняя секция фиг. 4A, соединенная со средней секцией фиг. 4A.
На фиг. 4C на изометрическом виде показан дополнительный этап последовательности операций способа соединения секций фиг. 4A.
На фиг. 4D на виде сбоку показан дополнительный этап последовательности операций способа соединения секций фиг. 4A.
На фиг. 4E показан изометрический вид дополнительного этапа последовательности операций способа соединения секций фиг. 4A.
На фиг. 4F показан вид сбоку этапа фиг. 4E.
На фиг. 4G на изометрическом виде показан дополнительный этап последовательности операций способа соединения секций фиг. 4A.
На фиг. 4H показан вид сбоку этапа, показанного на фиг. 4G.
На фиг. 1A показано подвышечное основание 11 буровой установки, несущее буровой пол 12 с буровой лебедкой 14, установленной на буровом полу 12. Подвышечное основание 11 находится в сложенном положении, готовое к подъему в вертикальное положение. Подвышечное основание 11 и буровой пол 12 имеют открытую область A (фиг. 1B), в которую можно подавать безбортовую платформу грузовика.
Как показано на фиг. 1C, грузовик T имеет полуприцеп FB с нижней секцией 20 вышки на нем. Грузовик T показан, подающим задним ходом, полуприцеп FB в область A. A-образная рама 13 соединена с нижней секцией 20 вышки. Гидроцилиндры 22 подъема вышки показаны в первом положении.
Как показано на фиг. 1D, грузовик T уже остановился. Нижняя секция 20 уже размещена в области A, с A-образной рамой 13 на буровом полу 12. A-образную раму 13 соединяют с нижней секцией 20 вышки и прикрепляют к буровому полу 12. Гидроцилиндры 22 подъема вышки поворачиваются на оси шарнира P. Нижнюю секцию 20 затем соединяют с гидроцилиндрами 22 подъема вышки (расположенными с каждой стороны области A). Цилиндры 18 подъема подвышечного основания выставляют и A-образную раму 13 соединяют с буровым полом 12.
Как показано на фиг. 1E, верхние конструктивные элементы 21 нижней секции 20 вышки распахивают для крепления болтами к опорным башмакам 23 вышки на буровом полу 12. Гидроцилиндры 22 подъема вышки затем выдвигают на небольшое расстояние и грузовик T отъезжает. Гидроцилиндры 22 подъема вышки затем втягиваются, опуская нижнюю секцию 20.
Как показано на фиг. 1F, грузовик R переместил среднюю секцию 30 вышки согласно настоящему изобретению к нижней секции 20. На фиг. 1G показан грузовик R, остановленный после перемещения средней секции 30 вплотную к выступающему концу нижней секции 20. Гидроцилиндр 18 подъема подвышечного основания и гидроцилиндр 22 подъема вышки выдвигаются на небольшое расстояние для подъема зажимных элементов, согласно настоящему изобретению, нижней секции 20 вплотную к соответствующим соединительным элементам 32 согласно настоящему изобретению средней секции 30.
На фиг. 1I-1L показана нижняя секция 20, и на фиг. 1M-1P показана часть средней секции 30. Нижняя секция 20 имеет два верхних конструктивных элемента 21, каждый с зажимным элементом 29. Каждый зажимной элемент 29 содержит две разнесенные пластины 24, каждую с пазом 23. Две разнесенные пластины могут представлять собой стальные пластины, приваренные к конструктивным элементам, или могут быть выполнены, как их продолжение. Между концами пластин 24 образовано пространство 25. Зев 25a образован между расходящимися участками 25b пластин 24 (или используются отдельные части 25b, соединенные с пластинами). Каждый из двух нижних конструктивных элементов 20r имеет соединительный элемент 26, содержащий две разнесенные пластины 27 и отверстия 28. Зев 27a образован между расходящимися участками 27b пластин 27. Зев 27c образован между расходящимися участками 27d пластин 27. В некоторых аспектах настоящего изобретения, любой или два зева, описанные выше, можно исключить, или они все могут быть исключены.
Как показано на фиг. 1M-1P, средняя секция 30 имеет два верхних конструктивных элемента 31, каждый с соединительным элементом 32, имеющим поперечный стержень 33. Каждый из двух нижних конструктивных элементов 31а имеет соединительный элемент 35 с отверстиями 38, для совмещения после соединения секции с отверстиями 28 соединительных элементов 26.
Концы соединительных элементов 32 имеют размеры для перемещения в пространства 25 зажимных элементов 29, и поперечные стержни 33 имеют размеры для приема в пазы 23. Соединительные элементы 35 имеют размеры для приема между пластинами 27 соединительных элементов 26 и пластины выполнены вставляющимися в отверстия 28, 38 для скрепления секций вышки друг с другом. Если один зажимной элемент соединяется с одним соединительным элементом и другое соединение зажимного элемента/соединительного элемента не полностью осуществляется, подъем нижней секции должен заставлять другой соединительный элемент входить в контакт и соединяться с другим зажимным элементом, облегчая совмещение двух секций и их соединение.
Грузовик R перемещает среднюю секцию 30 вплотную к нижней секции 20 так, что концы соединительных элементов 32 перемещаются в пространства 25 зажимных элементов 29 и стержни 33 затем перемещаются в пазы 23. Соединительные элементы 35 перемещаются через зевы 27a между пластинами 27 и штифты вставляют в отверстия 28, 38 для скрепления двух секций друг с другом.
В объеме данного изобретения возможно исключение одного из зажимных элементов 29 и разъемное соединение двух секций вышки друг с другом на месте исключенного зажимного элемента 29 любым подходящим способом (например, но без ограничения этим) скрепление болтом (болтами) двух секций друг с другом.
После взаимного сцепления соединительных элементов секций 20, 30, как показано на фиг. 1H, и вставления закрепляющих штифтов через отверстия 28, 38 гидроцилиндры 22 подъема вышки частично выдвигают так, что грузовик R может отъезжать. Площадку верхового B раскрывают, и гидроцилиндры 22 подъема вышки затем дополнительно выдвигают так, что нижняя секция 20 и средняя секция 30 принимают вертикальное положение на буровом полу. Верхняя секция затем телескопически выдвигается из средней секции 30.
На фиг. 2 показана нижняя секция 120 вышки согласно настоящему изобретению (аналогичная нижней секции 20), и на фиг. 3 показана средняя секция 130 вышки согласно настоящему изобретению (аналогичная средней секции 30).
Как показано на фиг. 2, нижняя секция 120 имеет четыре конструктивных элемента 122 и ряд соединительных раскосов 121. Труба 123 квадратного сечения перекрывает два конструктивных элемента 122. Каждый из двух конструктивных элементов 122 имеет зажимной элемент 126, аналогичный зажимным элементам 29 фиг. 1F и две противоположные стойки 122 имеют концевые соединительные элементы 127 (аналогичные соединительным элементам 27 фиг. 1F).
Зажимной элемент 126 имеет корпус 126a, включающий в себя две разнесенные пластины 126p прикрепленные к стойке 122, паз 126b, вертикальный выступ 126c, и зев 126d (аналогичный зеву 25a на фиг. 1L) между двумя расходящимися частями, который уменьшается по ширине от внешнего конца к внутреннему концу.
Концевой соединительный элемент 127 имеет корпус 127a с двумя разнесенными пластинами 127p, каждую с расходящимся концом 127e, так что пластины 127p вместе образуют открытый зев 127t, уменьшающийся по ширине от внешнего конца к внутреннему концу. Каждая пластина 127p имеет отверстие 127h для приема съемного закрепляющего штифта. Зев 127x образован между частями 127y. Зев 127t является аналогичным зеву 27c фиг. 1L, и зев 127x является аналогичным зеву 27a фиг. 1L.
Как показано на фиг. 3, средняя секция 30 имеет четыре конструктивных элемента 132 и ряд распорок 131. Каждый из двух конструктивных элементов 132 имеет соединительный элемент 136, и две противоположные стойки имеют соединительный элемент 137.
Каждый соединительный элемент 136 имеет корпус 136a, выполненный из двух пластин 136p. Стержень 136b удерживается пластиной 136p и незначительно из нее выступает.
Каждый соединительный элемент 137 имеет корпус 137a, выполненный из двух пластин 137p. Каждая пластина 137p имеет отверстие 137h для приема съемного закрепляющего штифта.
Как показано на фиг. 4A-4C, средняя секция 130 подана на грузовике в положение вплотную к нижней секции 120 (то есть как на фиг. 1F и до положения фиг. 1G). Грузовик перемещает среднюю секцию 130 в положение непосредственно над нижней секцией 120 (фиг. 4C). Подъемные гидроцилиндры 18 поднимают подвышечное основание (например, аналогичное подвышечному основанию 11), которое поднимает нижнюю секцию 120. Для стыковки верхней секции вышки вначале с нижней секцией вышки, обе секции ориентируют так, что они наклонены вниз в направлении друг к другу для обеспечения установки верхних зажимов 126 в положение стыковки перед противоположными соединениями. Зажимы 126 затем приводят в контакт со стыковочными стержнями 136b нижних соединительных элементов подъемом нижней секции 120 вышки с использованием подъемного цилиндра, который может являться гидроцилиндром.
Продолжающийся подъем заставляет состыкованные концы секций вышки перемещаться вверх, поворачивая их так, что зазор между нижними соединениями закрывается. Расходящаяся конструкция на нижних соединениях заставляет их совмещаться при закрытии. Как показано на фиг. 4F и 4G, гидравлические цилиндры (гидроцилиндры подъема подвышечного основания и гидроцилиндры подъема вышки) подняты для подъема нижней секции 120 на один уровень со средней секцией 130, с перемещением соединительного элемента 137 полностью в соединительный элемент 127. Штифты 129 еще не вставлены в отверстия 127h, 137h. Стержни 136b находятся в пазах 126s. Две стороны вышки можно смещать вначале исполнения способа соединения, что может приводить к натяжению зажимов и стержней на одной стороне и плавающему состоянию зажимов и стержней на другой стороне, но такое состояние саморегулируется по ходу процесса подъема, и вышка в целом начинает подниматься.
Как показано на фиг. 4G и 4H, цилиндры 18 подъема подвышечного основания и гидроцилиндры 22 подъема вышки выдвинуты для вставления штифтов 129, пропускаемых через соединительные элементы 127, 137. Штифты 139 еще не вставлены в пазы 126b. Каждый штифт 139 имеет корпус 139a с нижним выступом 139c с размером и формой для установки в пространстве 131, образованном поверхностями соединительного элемента 126 и стержней 136b.
После того как штифты 139 вставлены и две секции 120 и 130 вышки соединены вышка готова к подъему.
Настоящим изобретением, таким образом, создан в некоторых, но необязательно во всех вариантах осуществления, способ соединения двух частей вышки буровой установки, включающий в себя: соединение нижней секции вышки с опорой нижней секции вышки, имеющей нижнее соединительное устройство; перемещение второй секции вышки вплотную к нижней секции вышки, второй секции вышки, съемно соединенной с транспортным средством, и перемещение выполняется перемещением транспортного средства, второй секции вышки, имеющей второе соединительное устройство; перемещение нижней секции вышки так, что нижнее соединительное устройство входит в контакт со вторым соединительным устройство и сцепляется со вторым соединительным устройством для скрепления нижней секции вышки со второй секцией вышки. Такой способ может иметь одно или несколько, в любых возможных комбинациях, из следующего: освобождение второй секции вышки от транспортного средства, и отъезд транспортного средства от второй секции вышки; подъем подъемным устройством вышки, содержащей нижнюю секцию вышки, скрепленную со второй секцией вышки; при этом, опорой является подвышечное основание с подъемным устройством, способ дополнительно включает в себя подъем подвышечного основания подъемным устройством для перемещения нижней секции вышки относительно второй секции вышки для осуществления сцепления нижнего соединительного устройства со вторым соединительным устройством; скрепление нижнего соединительного устройства и второго соединительного устройства друг с другом; нижняя секция вышки содержит зажимной элемент, соединенный с нижней секцией вышки с зевом и пазом, второе соединительное устройство содержит вставной элемент со стержнем, вставной элемент, имеющий размеры и размещенный для приема его конца в зев зажимных элементов, и стержень, имеющий размеры и размещенный для приема в паз, способ дополнительно включает в себя перемещение нижней секции вышки для перемещения конца вставного элемента в зев и перемещения стержня в паз; зажимной элемент имеет две разнесенные пластины, каждую с расходящимся участком и зевом, образованным между расходящимися участками, способ дополнительно включает в себя перемещение конца вставного элемента в зев; нижняя секция вышки имеет две стойки, каждую с зажимным элементом, соединенным с ней, каждый с зевом и пазом, второе соединительное устройство содержит вставной элемент со стержнем, вставной элемент, имеющий размеры и размещенный для приема конца в зев зажимного элемента и стержень, имеющий размеры и размещенный для приема в паз, способ дополнительно включает в себя перемещение нижней секции вышки для перемещения концов вставных элементов в зевы и перемещения стержней в пазы; зажимной элемент имеет две разнесенные пластины, каждую с расходящимся участком и зевом, образованным между расходящимися участками, способ дополнительно включает в себя перемещение конца вставного элемента в зев; при этом, нижняя секция вышки имеет основной соединительный элемент, соединенный с ней, и разнесенный с зажимным элементом, вторая секция вышки имеет вспомогательный соединительный элемент, соединенный с ней, способ дополнительно включает в себя скрепление вспомогательного соединительного элемента с основным соединительным элементом; основной соединительный элемент имеет две разнесенные пластины с расходящимися участками и включает в себя зев между расходящимися участками двух разнесенных пластин для облегчения входа части вспомогательного соединительного устройства между двумя разнесенными пластинами; нижняя секция вышки имеет две стойки, каждую с основным соединительным элементом, соединенным с ней и разнесенным с зажимным элементом, вторая секция вышки имеет две стойки, каждую со вспомогательным соединительным элементом, соединенным с ней, способ дополнительно включает в себя скрепление вспомогательных соединительных элементов с основными соединительными элементами; основные соединительные элементы каждый имеет две разнесенные пластины с расходящимися участками, и включают в себя зев между расходящимися участками двух разнесенных пластин для облегчения входа части вспомогательных соединительных устройств между двумя разнесенными пластинами; и/или при этом, опорой является подвышечное основание с подъемным устройством, способ дополнительно включает в себя подъем подвышечного основания подъемным устройством для перемещения нижней секции вышки относительно второй секции вышки для сцепления нижнего соединительного устройства со вспомогательным соединительным устройством, и подъем для совмещения нижней секции вышки со второй секцией вышки при подъеме подвышечного основания.
Настоящим изобретением, таким образом, создано в некоторых, но не обязательно во всех вариантах осуществления, вышечная система для буровой установки, включающая в себя опору, нижнюю секцию вышки, соединенную с опорой; нижнюю секцию вышки, имеющую нижнее соединительное устройство; вторую секцию вышки, примыкающую к нижней секции вышки и соединяющуюся с ней, вторую секцию вышки, разъемно соединяющуюся с транспортным средством для перемещения второй секции вышки; вторую секцию вышки, имеющую второе соединительное устройство; нижнюю секцию вышки, перемещающуюся на опоре так, что нижнее соединительное устройство может входить в контакт со вторым соединительным устройством и сцепляться со вторым соединительным устройством для скрепления нижней секции вышки со второй секцией вышки. Такая вышечная система может иметь одно или несколько, в любых возможных комбинациях, из следующего: где опора является подвышечным основанием с подъемным устройством, подвышечное основание с подъемным устройством, способным поднимать нижнюю секцию вышки относительно второй секции вышки перед осуществлением сцепления нижнего соединительного устройства со вторым соединительным устройством; закрепляющее устройство для скрепления нижнего соединительного устройства со вторым соединительным устройством; нижней секции вышки с зажимным элементом, соединенным с нижней секцией вышки, зажимным элементом с зевом и пазом, второго соединительного устройства, содержащего вставной элемент со стержнем, вставной элемент с размерами для размещения его конца в зев зажимного элемента и стержнем, с размерами для размещения в пазе, и нижней секции вышки, с возможностью перемещения конца вставного элемента в зев и перемещения стержня в паз; зажимной элемент имеет две разнесенные пластины, с расходящимися участками и зевом, выполненным между расходящимися участками, зев для приема в него конца вставного элемента; нижней секции вышки, имеющей две стойки, каждую с зажимным элементом, соединенным со стойкой и каждым с зевом и пазом, второй секции вышки, имеющей две стойки, каждую со вторым соединительным устройством, содержащим вставной элемент со стержнем, вставной элемент с размерами и размещенный для приема его конца в зев зажимных элементов и стержня, имеющего размеры и размещенного для приема в паз зажимных элементов, и нижнюю секцию вышки, с возможностью перемещения концов вставных элементов в зев и перемещения стержней в паз; нижней секции вышки, имеющей основной соединительный элемент, соединенный с ней и разнесенный с зажимным элементом второй секции вышки, имеющей вспомогательный соединительный элемент, соединенный с ней, и вспомогательный соединительный элемент, скрепляющийся с основным соединительным элементом; и/или нижняя секция вышки имеет две стойки, каждую с основным соединительным элементом, соединенным с ней и разнесенным с зажимным элементом, вторая секция вышки имеет две стойки, каждую со вспомогательным соединительным элементом, соединенным с ней, и каждого вспомогательного соединительного элемента, скрепляющегося с примыкающим основным соединительным элементом; основной соединительный элемент имеет две разнесенные пластины, расходящиеся и включающие в себя зев, образованный между двумя разнесенными пластинами для облегчения входа части второго соединительного устройства между двумя разнесенными пластинами.