Мобильная буровая установка
MOBILE DRILLING RIG

Изобретение относится к буровой технике, в частности к мобильным буровым установкам, и может быть использована для глубокого бурения, обслуживания и ремонта нефтяных, газовых, водозаборных и других скважин различного назначения.
Известна мобильная буровая установка, содержащая многоосное транспортное средство, горизонтально расположенную на раме в транспортном положении буровую вышку с талевой системой, буровая лебедка, механический привод основных механизмов, гидравлический привод вспомогательных механизмов, аутригеры, смонтированную на транспортной базе дополнительную регулировочную платформу, закрепленную на задних аутригерах и состоящую из двух подвижно соединенных между собой и расположенных друг над другом частей, причем верхняя часть ее соединена с задними аутригерами и опирается на ролики, смонтированные на нижней части на осях, параллельных продольной оси агрегата, с возможностью ограниченного перемещения поперек этой оси с помощью гидроцилиндров (см. патент РФ №2162133, МПК Е21В 7/02, опубл. 20.01.2001 г.).
Конструктивное выполнение агрегата обеспечивает глубокое бурение, однако не позволяет одновременно устанавливать несколько буровых вышек, используя одну транспортную базу, так как буровая вышка закреплена на шасси, а также не позволяет осуществлять бурение под углами при бурении боковых стволов. Использование известного бурового агрегата увеличивает время освоения месторождений в условиях кустового расположения скважин, что обусловлено сложным монтажом и демонтажем буровой вышки.
Наиболее близкой по технической сущности является мобильная буровая установка, содержащая многоосное транспортное средство, горизонтально расположенную на раме в транспортном положении буровую вышку, состоящую из нижней опорной секции и верхней стволовой секции цельной конструкции, на которой расположен силовой привод с вращателем, устройство для подъема вышки с подъемными гидрадилиндрами подъемные гидроцилиндры, аутригеры, гидравлический привод вспомогательных механизмов, дополнительную самоходную платформу, на которой расположены трубный манипулятор, кабина бурильщика и рабочая площадка, Устройство для подъема буровой вышки снабжено консольной платформой, шарнирно закрепленной на раме, при этом буровая вышка выполнена съемной и соединена с консольной платформой как минимум тремя взаимоответными ловителями типа крюк-петля для ориентации и фиксаций вышки, саморазъемными в вертикальном положении буровой вышки при установке ее на грунт, причем два крюка расположены на свободном конце консольной платформы, симметрично продольной оси вышки, третий - со стороны крепления консольной платформы к раме, а основание буровой вышки снабжено как минимум четырьмя опорами, закрепленными с возможностью поворота и фиксации в рабочем и транспортном положениях, а трубный манипулятор выполнен в виде содержащего захватный механизм гидравлического подъемника с четырьмя звеньями, взаимодействующими с тремя гидроцилиндрами (см. патент РФ №2190076 по МПК Е21В 7/02, опубл. 27.09.2002).
Недостатками известного аналога является отсутствие возможности наклонного бурения, значительная высота мобильной буровой установки в транспортном положении, сложность конструкции и монтажа для приведения установки в рабочее состояние. Значительная высота обусловлена тем, что опора для верхней стволовой секции в транспортном положении расположена над кабиной, увеличивая высоту мобильной буровой установки в транспортном положении, что затрудняет проезд под путепроводами и под другими дорожными конструкциями, проезд под которыми возможен только лишь с проведением демонтажных работ. Известная установка имеет значительное количеством опорных и фиксаторных устройств с применением взаимоответных ловителей типа крюк-петля для ориентации и фиксации буровой вышки, что усложняет конструкцию установки, а также сложную конструкцию многозвенного трубного манипулятора, монтируемого непосредственно на рабочей площадке буровой вышки.
Техническим результатом является создание мобильной буровой установки с возможностью вертикального и наклонного бурения, которая имеет уменьшенные габариты по высоте в транспортном положении, более простую конструкцию с упрошенным монтажом, позволяющую сократить время монтажных работ.
Технический результат достигается тем, что в мобильной буровой установке, содержащей многоосное транспортное средство, горизонтально расположенную на раме в транспортном положении буровую вышку, состоящую из верхней стволовой секции и нижней опорной секции, рабочую площадку, кабину бурильщика, устройство для подъема вышки, опорные устройства вышки, гидравлический привод вспомогательных механизмов, силовой привод с вращателем, трубный манипулятор, согласно изобретению вращатель закреплен посредством шарнирного соединения на каретке, установленной на верхней стволовой секции с возможностью продольного перемещения посредством зубчато-реечного механизма, встроенного в верхнюю стволовую секцию, на нижней опорной секции размещен рабочий силовой стол с комплектом приспособлений для монтажа труб, трубный манипулятор выполнен в виде телескопической стрелы, шарнирно закрепленной на торцевой части горизонтального основания, причем телескопическая стрела выполнена в виде неподвижной и выдвижной секций с гидроприводом, состоящих из объемных конструкций ферм. Горизонтальное основание выполнено в виде решетчато-рамной конструкции. Верхняя стволовая секция расположена в транспортном положении сбоку от кабины многоосного транспортного средства. Рабочая площадка снабжена параллелограммным подъемником. Вращатель закреплен на каретке с возможностью отклонения относительно оси верхней стволовой секции посредством гидроцилиндров гидравлического привода.
Мобильная буровая установка иллюстрируется чертежами, где на фиг. 1 изображен общий вид установки в транспортном положении; на фиг. 2 - установка в положении крепления буровой трубы с вращателем при вертикальном бурении; на фиг. 3 - установка в положении при бурении; на фиг. 4 - установка в положении перед подачей буровой трубы при наклонном бурении; на фиг. 5 - установка в положений для наклонного бурения; на фиг. 6 - установка в транспортном положении, фрагмент вида спереди (силовой привод не показан).
Мобильная буровая установка содержит многоосное транспортное средство 1 с кабиной водителя 2, шарнирно закрепленную на раме транспортного средства буровую вышку, состоящую из нижней опорной секции 3 и верхней стволовой секции 4 цельной конструкции, подъемные гидроцилиндры 5 для подъема буровой вышки в рабочее положение, аутригеры 6 для вывешивания и горизонтирования шасси многоосного транспортного средства 1, аппарель 7, трубный манипулятор 8, состоящий из телескопической стрелы 9, шарнирно закрепленной на горизонтальном основании 10, и гидравлического механизма подъема стрелы 11. Буровая вышка снабжена рабочей площадкой 12 с кабиной бурильщика 13 и лестницей 14. На нижней опорной секции 3 закреплен имеющий несколько рабочих положений рабочий силовой стол 15 с комплектом монтажных приспособлений, предназначенных для монтажа буровых труб 16.
Рабочий силовой стол 15 с комплектом монтажных приспособлений установлен на нижней опорной секций 3, независимо от расположения рабочей площадки 12.
На верхней стволовой секции 4 закреплена рейка 17 зубчато-реечного механизма для перемещения силового привода 18, содержащего вращатель 19, шарнирно закрепленного на каретке 20. На верхнем конце верхней стволовой секции 4 закреплен гусек 21 для блока вспомогательной лебедки (не показано).
Вращатель 19 верхнего силового привода 18 имеет возможность отклоняться от оси скважины для приема и подачи буровой трубы 16 посредством гидроцилиндров силового привода (не показаны).
Рабочая площадка 12 снабжена параллелограммным подъемником 22. Буровая вышка снабжена телескопической опорой 23 для дополнительной жестко фиксированной опоры буровой вышки во время работы установки.
В транспортном положении верхняя стволовая секция 4 располагается над двигателем транспортного средства 1 на опоре 24 сбоку от кабины.
Мобильная буровая установка работает следующим образом.
В транспортном положении буровая вышка находится в горизонтальном положении. На намеченной для бурения скважине укладывают и собирают аппарель 7. Многоосное транспортное средство 1 заезжает на аппарель 7 задним ходом до упора на аппарели 7.
Далее буровая вышка подключается к общей маслостанции. С помощью аутригеров 6 установка вывешивается и горизонтируется.
Рама многоосного транспортного средства 1 в местах установки аутригеров 6 фиксируется посредством талрепов к аппарели 7.
Подъемными гидроцилиндрами 5 буровая вышка поднимается до соприкосновения нижней опорной секции 3 с аппарелью 7, к которой закрепляются телескопические опоры 23 и нижняя опорная секция 3 с ее последующим отсоединением от рамы многоосного транспортного средства 1. Далее буровая вышка поднимается до рабочего положения с жесткой фиксацией положения телескопических опор 23, после чего со стороны скважины устанавливается кабина бурильщика 13 с рабочей площадкой 12, параллелограммный подъемник 22 которой крепится к аппарели 7.
Для подачи буровых труб 16 устанавливается трубный манипулятор 8, горизонтальное основание 10 которого крепится к аппарели 7. Выполнение трубного манипулятора простой конструкции, состоящей из двух шарнирно связанных между собой частей, не связанных с конструктивными частями буровой вышки, позволяет упростить монтаж установки.
Сбоку трубного манипулятора 8 вдоль горизонтального основания 10 монтируют площадку для буровых труб (не показана), на которую укладывают пакет буровых труб 16.
На телескопическую стрелу 9 посредством вспомогательного подъемного устройства (не показано) укладывается буровая труба 16. Затем включается гидравлический привод трубного манипулятора 8, который подает буровую трубу 16, вставляя ее в резьбовую часть шпинделя вращателя 19 для закрепления посредством резьбового соединения.
После закрепления буровой трубы 16 каретку 20 с вращателем 19 перемещают посредством гидравлического привода (не показан) вверх вдоль верхней стволовой секции 4 до выхода буровой трубы 16 из телескопической стрелы 9.
Буровая труба 16 посредством поворота вращателя 19 устанавливается параллельно верхней стволовой секции 4 с последующим закреплением к буровой колонне с помощью монтажных приспособлений с клиновым захватом и трубным ключом, размещенных на рабочем силовом столе 15.
Далее выполняется непосредственно сам процесс бурения скважины.
Нижняя опорная секция 3 используется для обеспечения необходимого расстояния под рабочий силовой стол 15 для размещения противовыбросового оборудования.
При наклонном бурении буровую вышку наклоняют посредством подъемных гидроцилиндров 5 с жесткой фиксацией посредством телескопической опоры 23. Подача буровых труб и последующий процесс бурения осуществляется аналогично вертикальному бурению.
Мобильная буровая установка позволяет осуществлять бурение под углами от 90 до 45°. Крепление рабочего силового стола 15 на нижней опорной секции 3 отдельно от рабочей площадки 12 позволяет поворачивать установленные на рабочем силовом столе 15 приспособления для монтажа буровых труб 16 вместе с вышкой независимо от рабочей площадки 12.
Рабочая площадка 12 с помощью параллелограммного подъемника 22 следует за буровой вышкой при ее наклоне, оставаясь в горизонтальной плоскости на одном уровне с рабочим силовым столом 15.
После завершения работ на скважине производят демонтаж установки в транспортное положение в обратной последовательности.
В транспортном положении верхняя стволовая секция 4 располагается над двигателем многоосного транспортного средства 1 на опоре 24 сбоку от кабины водителя 2, которая рассчитана на одного водителя, тем самым уменьшая высоту установки в транспортном положении.
Предлагаемая мобильная буровая установка с возможностью вертикального или наклонного бурения имеет по сравнению с известными аналогами уменьшенные габариты по высоте в транспортном положении, более простую конструкцию с упрошенным монтажом, позволяющую сократить время монтажных работ.