СПУСКО-ПОДЪЕМНЫЙ КОМПЛЕКС БУРОВОЙ УСТАНОВКИ

Полезная модель относится к буровому оборудованию для бурения нефтяных и газовых скважин, предназначенному для спуска, подъема и удержания на весу бурильных и обсадных колонн и обеспечения технологически необходимых манипуляций с ними при проводке скважин.
Известен спуско-подъемный комплекс буровой установки, содержащий наголовник буровой вышки, включающий подкронблочную раму с площадкой и перилами, козлы, оснащенные обводным роликом, кронблок с рамой, которая закреплена на подкронблочной раме (А.с. СССР №794163, МПК Е21В 15/00, опубл. 07.01.81, Бюл. №1 «Наголовник буровой вышки»). Кронблок содержит секцию роликов (шкивов), установленных на оси. Ось с секцией шкивов закреплена в опорах с крышками. Рама кронблока включает балки, связанные разъемными поперечными связями, по разъему которых установлена винтовая пара. Опоры закреплены на балках рамы кронблока.
В известном спуско-подъемном комплексе буровой установки замена секции шкивов кронблока осуществляется путем освобождения цапф оси секции шкивов из опор, подъемом секции шкивов вспомогательной лебедкой над рамой кронблока, раздвижением балок рамы кронблока посредством винтовой пары до размера проема, обеспечивающего свободное прохождение и опускание секции шкивов с помощью вспомогательной лебедки буровой установки на буровую площадку. Монтаж секции шкивов производится в обратном порядке. В рабочем положении рама кронблока крепится к подкронблочной раме болтами.
Недостатками данного устройства является трудоемкость изготовления и металлоемкость конструкции, а также увеличение габаритов кронблока по высоте из-за наличия у кронблока опирающихся на подкронблочную раму раздвижных опорных балок.
Наиболее близким аналогом заявленной полезной модели является спуско-подъемный комплекс буровой установки по патенту РФ №2153056, МПК Е21В 19/02, опубл. 20.07.2000 г., который содержит вышку, оборудованную рамой наголовника (рама), кронблок, козлы, содержащие ригель с монтажным блоком, через который перекинут канат вспомогательной лебедки.
При этом рама выполнена из продольных и поперечных балок, снабженных площадками, и включает неподвижную и подвижную балки (опорные балки для кронблока). На неподвижной и подвижной опорных балках установлены разъемные опоры, содержащие крышки, закрепленные при помощи болтовых соединений. Кронблок включает набор рабочих шкивов (секцию шкивов), установленных на оси, цапфы которой закреплены в узлах разъемных опор. Продольные балки кронблока вместе с неподвижной и подвижной опорными балками образуют рабочий проем, в который установлена секция шкивов. Концы неподвижной опорной балки жестко закреплены на соответствующих продольных балках рамы. Подвижная опорная балка снабжена подпружиненными Катковыми устройствами и связана с рамой посредством пневмо- или гидроцилиндра, который соединен с вертикальной стойкой с помощью кронштейнов и шарнирных соединений, а на продольных балках выполнены направляющие элементы. Между поперечной балкой и подвижной опорной балкой установлен откидной щит. Перед опусканием секции шкивов для проведения ремонтных работ откидывают щит и подвижную опорную балку перемещают при помощи пневмо- или гидроцилиндра. Затем через расширенный рабочий проем опускают секцию шкивов с осью на буровую площадку.
Недостатком указанного устройства является сложность конструкции и трудоемкость изготовления. Применение пневмо- или гидроцилиндров усложняет конструкцию, так как требует подключения пневмо- или гидроцилиндров через разводку трубопроводов для подвода воздуха или гидравлической жидкости от компрессора или гидростанции. Кроме того, необходимость в перемещении подвижной опорной балки приводит к увеличению времени на образование необходимого рабочего проема, через который опускают секцию шкивов с осью на буровую площадку для проведения ремонтных работ. При перемещении подвижной балки возможен ее перекос и заклинивание, что снижает надежность устройства. После подъема секции шкивов перед опусканием ее через рабочий проем на буровую площадку возникает необходимость в отведении цапфы оси секции шкивов вручную от опоры неподвижной опорной балки, что создает неудобства для обслуживающего персонала.
Технический результат предлагаемой полезной модели заключается в упрощении конструкции спуско-подъемного комплекса, обеспечивающего сокращение времени на монтаж/демонтаж узлов кронблока при их замене или ремонте, и снижение трудоемкости при изготовлении.
Указанный технический результат достигается тем, что в спуско-подъемном комплексе буровой установки, содержащем раму, закрепленную на элементах верхней секции вышки, кронблок, включающий ось с секцией шкивов, козлы, содержащие ригель с монтажным блоком, через который перекинут канат вспомогательной лебедки, причем рама выполнена из продольных и поперечных балок, снабженных площадками, опорных балок, при этом опорные и продольные балки образуют рабочий проем для секции шкивов, цапфы оси которой установлены в разъемных опорах, согласно полезной модели, концы опорных балок жестко закреплены на продольных балках, опорные балки снабжены консольными выступами, на которых закреплены разъемные опоры, консольные выступы обращены в сторону рабочего проема и образуют его среднюю часть, расположенную между консольными выступами, и две боковые части, при этом боковая часть проема со стороны продольной балки, расположенной на противоположной стороне вышки относительно стороны прохождения ветви каната вспомогательной лебедки, выполнена в виде монтажного участка рабочего проема, ширина которого между опорными балками больше длины оси секции шкивов, а длина монтажного участка от продольной балки до консольного выступа больше суммы радиуса цапфы оси секции шкивов и наружного радиуса шкива кронблока, причем монтажный блок смещен относительно вертикальной плоскости, проходящей через оси опор секции шкивов, в сторону монтажного участка на расстояние, обеспечивающее при монтаже/демонтаже свободное опускание и подъем секции шкивов с осью через рабочий проем, при этом на ригеле дополнительно установлен обводной блок, через который перекинута набегающая ветвь каната вспомогательной лебедки, и неподвижный блок, на который намотан дополнительный канат.
В частном случае продольная балка, установленная на противоположной стороне вышки относительно ветви каната вспомогательной лебедки, снабжена откидной площадкой, частично перекрывающей монтажный участок проема.
Жесткое закрепление концов опорных балок на продольных балках исключает необходимость применения устройств для перемещения опорной балки, возможность ее перекоса и заклинивания, позволяет упростить конструкцию и снизить трудоемкость при изготовлении.
Снабжение опорных балок рамы консольными выступами, на которых закреплены разъемные опоры, позволяет вынести места крепления цапф оси секции шкивов за продольные оси опорных балок.
Установка опорных балок с консольными выступами, обращенными в сторону рабочего проема с образованием средней части, расположенной между консольными выступами, и двух боковых частей, позволяет выполнить рабочий проем более узким в средней части и расширенным по боковым участкам, которые ограничены продольными балками.
При этом выполнение одной из боковых частей проема со стороны продольной балки, расположенной на противоположной стороне вышки относительно стороны прохождения ветви каната вспомогательной лебедки, в виде монтажного участка рабочего проема, ширина которого между опорными балками больше длины оси секции шкивов, а длина монтажного участка от продольной балки до консольного выступа больше суммы радиуса цапфы оси секции шкивов и наружного радиуса шкива кронблока, обеспечивает необходимые размеры рабочего проема для прохождения оси с секцией шкивов через рабочий проем, что позволило исключить устройства, обеспечивающие увеличение рабочего проема за счет перемещения опорной балки, упростить конструкцию спуско-подъемного комплекса буровой установки, снизить трудоемкость изготовления и сократить время на монтаж/демонтаж узлов кронблока при их замене или ремонте.
Установка монтажного блока со смещением относительно вертикальной плоскости, проходящей через оси опор секции шкивов, в сторону монтажного участка на расстояние, обеспечивающее при монтаже/демонтаже свободное опускание и подъем секции шкивов с осью через рабочий проем, позволяет при подъеме секции шкивов в верхнее положение сместить ось с секцией шкивов в сторону монтажного участка, размеры которого обеспечивают прохождение оси и расположенной в монтажном участке части секции шкивов через монтажный участок. При этом другая часть секции шкивов свободно проходит через среднюю часть рабочего участка. Таким образом, при монтаже/демонтаже обеспечивается свободное опускание и подъем секции шкивов с осью через рабочий проем без дополнительных операций, что приводит к сокращению времени.
Установка на ригеле обводного блока, через который перекинута набегающая ветвь каната вспомогательной лебедки, позволила отвести ветвь каната от поверхности шкивов.
Установка на ригеле неподвижного блока, на который намотан дополнительный канат, обеспечивает при монтаже/демонтаже секции шкивов строповку одновременно двумя канатами: канатом вспомогательной лебедки и дополнительным канатом, что при подъеме секции шкивов в верхнее положение позволяет произвести плавное перемещение оси с секцией шкивов в сторону монтажного участка рабочего проема, размеры которого больше размеров оси секции шкивов, и исключить трудоемкое ручное смещение цапф оси от разъемных опор. Кроме того, строповка одновременно канатом вспомогательной лебедки и дополнительным канатом обеспечивает смещение секции шкивов в сторону разъемных опор при опускании секции шкивов из верхнего положения в рабочее.
Снабжение продольной балки, расположенной на противоположной стороне вышки относительно ветви каната вспомогательной лебедки, откидной площадкой позволяет перекрыть часть рабочего проема для улучшения условий обслуживания при работе кронблока.
Технических решений, совпадающих с совокупностью существенных признаков полезной модели, не выявлено, что позволяет сделать вывод о соответствии полезной модели условию патентоспособности «новизна».
Условие патентоспособности «промышленная применимость» подтверждено на примере конкретного выполнения спуско-подъемного комплекса буровой установки.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где:
на фиг.1 - общий вид спуско-подъемного комплекса буровой установки до подъема секции шкивов;
на фиг.2 - вид по стрелке А на фиг.1;
на фиг.3 - общий вид спуско-подъемного комплекса буровой установки при подъеме секции шкивов;
на фиг.4 - вид по стрелке Б на фиг.3.
Спуско-подъемный комплекс буровой установки содержит раму 1, которая закреплена на элементах верхней секции вышки 2, кронблок 3, козлы 4, вспомогательную лебедку 5 с канатом 6. Кронблок 3 включает секцию шкивов 7 (фиг.2), установленную на неподвижной оси 8.
1
2
Каркас рамы 1 образован продольными балками 9, 10 и поперечными балками 11 (фиг.2). Рама 1 содержит опорные балки 12, расположенные параллельно относительно друг друга, концы которых жестко (при помощи сварки) закреплены на продольных балках 9, 10. Опорные балки 12 и продольные балки 9, 10 образуют рабочий проем. На опорных балках 12 выполнены симметрично расположенные относительно поперечной оси рабочего проема консольные выступы 13, которые обращены в сторону рабочего проема с образованием средней части между выступами 13 и двух боковых частей. Одна из боковых частей, со стороны продольной балки 9, расположенной на противоположной стороне вышки относительно стороны прохождения ветви каната 6 вспомогательной лебедки 5, выполнена в виде монтажного участка «В» рабочего проема. При этом ширина монтажного участка определяется расстоянием между опорными балками 12, которое больше чем длина оси 8 секции шкивов 7. Длина монтажного участка рабочего проема между продольной балкой 9 и консольным выступом 13 больше суммы радиуса цапфы оси 8 (R) и наружного радиуса шкива 7 (R) (фиг.3).
На консольных выступах 13 установлены разъемные опоры 14, снабженные болтовыми соединениями 15 и крышками 16. В разъемных опорах 14 закреплены цапфы оси 8 секции шкивов 7.
На ригеле 17 козел 4 закреплен монтажный блок 18, обводной блок 19 и неподвижный блок 20. Через монтажный блок 18 и обводной блок 19 перекинут канат 6 вспомогательной лебедки 5. При этом на неподвижный блок 20 намотан несколькими витками дополнительный канат 21, один конец которого свисает свободным, а другой закреплен в узле крепления 22, размещенном на козлах 4.
Монтажный блок 18 смещен относительно вертикальной плоскости, проходящей через оси опор секции шкивов, в сторону монтажного участка «В» на расстояние «Г», обеспечивающее свободное опускание и подъем оси с секцией шкивов в рабочий проем. При этом расстояние «Г», на которое смещен дополнительный монтажный блок, в каждом конкретном случае зависит от размера консольного выступа 13, радиуса монтажного блока 18 и радиуса цапфы оси 8. При работе спуско-подъемного комплекса буровой установки конец каната 6 свободно свисает над секцией шкивов 7, установленной в рабочем проеме.
Дополнительный канат 21 предназначен для удержания от раскачивания секции шкивов 7 при подъеме ее канатом 6 вспомогательной лебедки 5 из рабочего положения в верхнее положение над рабочим проемом, а также для смещения секции шкивов 7 в сторону разъемных опор 14 при опускании ее канатом 6 вспомогательной лебедки 5 из верхнего положения в рабочее (фиг.3).
Для обеспечения работы обслуживающего персонала рама 1 снабжена площадками 23. При этом продольная балка 9 снабжена откидной площадкой 24, частично перекрывающей рабочий проем.
Устройство работает следующим образом.
Для проведения ремонтных работ узлов кронблока 3 или замены секции шкивов 7 при различных видах поломки, например, износ шкивов 7 или поломка подшипника (на черт. не показано), цапфы оси 8 освобождают из разъемных опор 14, для чего демонтируют болтовые соединения 15, снимают крышки 16. Затем с одной стороны секция шкивов 7 стропится канатом 6 вспомогательной лебедки 5, с другой стороны - свободным концом дополнительного каната 21, при этом канат 21 натянут, а другой конец дополнительного каната 21 неподвижно закреплен в узле 22 на козлах 4. Поворотная площадка 24, частично перекрывающая рабочий проем, откидывается.
1
2
При включении привода вспомогательной лебедки 5 движение от барабана (на чертеже не показан) передается канату 6, который поднимает секцию шкивов 7 с осью 8 вверх до момента выхода оси 8 секции шкивов 7 из разъемных опор 14. При дальнейшем подъеме вверх происходит отклонение секции шкивов 7 с осью 8 от разъемных опор 14 в сторону продольной балки 9. Благодаря строплению секции шкивов 7 дополнительным канатом 21 исключаются ее резкие колебания и раскачивания. После подъема секции шкивов 7 с осью 8 в верхнее положение конец дополнительного каната ослабляют и канат 21 стравливают до момента совпадения вертикальной оси секции шкивов с вертикальной осью каната 6. Секция шкивов 7 на канате 6 «подвисает» над рабочим проемом, при этом ось 8 располагается над монтажным участком рабочего проема, ширина которого больше длины оси 8, а длина - больше суммы радиуса цапфы оси 8 (R) и наружного радиуса шкива 7 (R) кронблока 3.
Дополнительный канат 21 отсоединяют от секции шкивов 7 и канатом 6 вспомогательной лебедки 5 секцию шкивов 7 с осью 8 опускают через рабочий проем вниз на рабочую площадку (на черт. не показана) буровой установки для ремонта или замены узлов, при этом ось 8 с частью секции шкивов 7 проходит через монтажный участок «В» рабочего проема, а другая часть секции шкивов - через среднюю часть рабочего проема (фиг.4)
Подъем секции шкивов 7, установленной на оси 8, осуществляется в обратном порядке. Для увеличения рабочего проем откидывается площадка 24. При включении вспомогательной лебедки 5 застропованная канатом 6 секция шкивов 7 поднимается через рабочий проем, проходя через монтажный участок «В» рабочего проема и его среднюю часть до верхнего положения, при котором ось 8 секции шкивов 7 находится выше рабочего проема. После подъема секции шкивов в верхнее положение над рабочим проемом секция шкивов 7 стропится дополнительным канатом 21. Канат 6 вспомогательной лебедки 5 стравливают до момента пока цапфы оси 8 секции шкивов 7 не окажутся над разъемными опорами 14. Затем стравливают одновременно дополнительный канат 21 и канат 6 вспомогательной лебедки 5 до момента установки цапф оси 8 в разъемные опоры 14. После чего закрепляют крышки 16 болтовыми соединениями 15. Для обеспечения доступа обслуживающего персонала к оборудованию кронблока 3 опускают поворотную площадку 24, перекрывая часть рабочего проема.
Таким образом, жесткое крепление опорных балок на продольных балках, снабжение опорных балок консольными выступами, обращенными в сторону рабочего проема, на которых закреплены разъемные опоры для цапф оси секции шкивов, образование монтажного участка рабочего проема и смещение монтажного блока в сторону монтажного участка позволяет упростить конструкцию спуско-подъемного комплекса, снизить трудоемкость ее изготовления и время на монтаж/демонтаж его узлов.