УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОЕДИНЕНИЯ БУРОВОЙ МАЧТЫ С ПОРТАЛОМ

Полезная модель относится к буровому оборудованию, в частности, к устройствам для соединения и центрирования мачтовых вышек буровых установок с порталом.
Известно устройство для соединения буровой мачты со стойкой (патент US №5794723 «Буровая установка», Е21В 15/00), включающее разъемную скобу, закрепленную на стойке; скоба в закрытом положении имеет сквозной проем. На мачте установлен стержень. Принцип работы известного устройства следующий: при поднятии буровой мачты с помощью гидроцилиндров, стержень заходит в проем скобы и происходит защелкивание скобы, тем самым, обеспечивается крепление мачты в вертикальном положении.
Недостатками данного устройства являются сложность осуществления соединения буровой мачты со стойкой из-за возможности преждевременного защелкивания скобы, отсутствие возможности центрирования при установке буровой мачты по оси скважины, т.к. не предусмотрено средство для центрирования.
Наиболее близким аналогом заявляемой полезной модели является устройство для соединения буровой мачты с порталом (авторское свидетельство №589359 «Устройство для соединения буровой мачты с порталом», Е21В 15/00), содержащее корпус с пазом, выполненным виде окна, проушины, предназначенные для шарнирного соединения с порталом ил с ногой буровой мачты. В данном устройстве ползун установлен в корпусе с возможностью перемещения. С одной стороны ползуна жестко установлен крюк со скосом, представляющий собой средство зацепления соответственно с установочным пальцем ноги буровой мачты или с установочным пальцем портала. Устройство содержит винтовую тягу с маховиком, расположенную в корпусе, соединяющую корпус и ползун.
При подъеме и подходе мачты к порталу установочный палец скользит по скосу крюка, вследствие чего установочный палец попадает в зев крюка, что обеспечивает автоматическое соединение мачты с порталом. Центрирование мачты по оси скважины выполняется с помощью вращения винтовой тяги с маховиком.
Средство зацепления вместе с ползуном из-за смещенного вверх центра масс способно произвольно поворачиваться вокруг оси винтовой тяги и занимать неопределенное положение в процессе подъема мачты. Данный отрицательный эффект появляется от действия нагрузок, в том числе вибрации, возникающих в портале при монтаже и демонтаже, затрудняющих тем самым соединение конструктивных элементов. При этом на завершающей стадии подъема при подходе мачты к порталу возникает
необходимость корректировать положение крюка вручную, что является опасной операцией.
Кроме того, в процессе монтажа и эксплуатации мачты под действием знакопеременной осевой нагрузки на винтовую тягу в сочетании с вибрацией мачты происходит непроизвольное вращение винтовой тяги, которое является причиной ее выхода из корпуса и/или ползуна устройства.
Технический результат, достигаемый при использовании полезной модели, заключается в упрощении монтажа буровой мачты и портала, а также в повышении безопасности при монтаже.
Технический результат достигается тем, что в устройстве для соединения буровой мачты с порталом, содержащем гильзообразный корпус, в котором размещен ползун, на ползуне жестко установлено средство зацепления, предназначенное для соединения с ногой мачты или с порталом, корпус выполнен с возможностью шарнирного соединения соответственно с порталом или с ногой буровой мачты, в полости корпуса расположена винтовая тяга с маховиком, соединяющая ползун и корпус, на цилиндрической части корпуса выполнено окно, при этом окно расположено над маховиком, установленным с возможностью перемещения в пределах окна, согласно полезной модели, ползун снабжен упором, на цилиндрической части корпуса выполнен сквозной продольный паз, при этом упор входит в паз.
В заявляемом устройстве винтовая тяга снабжена упорной шайбой, установленной с одного конца винтовой тяги.
Заявляемое устройство снабжено средством фиксации маховика относительно корпуса, установленным на маховике с помощью винтового соединения.
В заявляемом устройстве средство фиксации выполнено в виде скобы, установленной с возможностью упора в кромки окна.
Наличие на ползуне упора, установленного входящим в сквозной продольный паз, приводит к ограничению поворота относительно оси жестко соединенных между собой - ползуна и средства зацепления. В зависимости от значения угла отклонения ноги мачты от вертикали (в ту или иную сторону) рассчитывают ширину паза, в кромки которого происходит упор соответствующего средства.
В заявляемом устройстве в качестве средства зацепления используется крюк со скосом.
Поворот крюка, первоначально находящегося в нейтральном положении, на угол, равный углу отклоненной ноги мачты, обеспечивает его рабочее положение, благодаря которому происходит «автоматическое» соединение крюка и установочного пальца ноги
буровой мачты. Следовательно, при подходе мачты к порталу нет необходимости дополнительно корректировать положение крюка вручную, данное обстоятельство свидетельствует о достижении технического результата.
При подъеме буровой мачты, предваряющем ее соединение с порталом, наличие упора исключает непроизвольный поворот ползуна на величину большую, чем возможный угол отклонения ноги буровой мачты. При этом обеспечивается удобство монтажа за счет исключения действий по установке крюка в рабочее положение.
Что касается средства фиксации маховика относительно корпуса, то наличие данного средства привносит дополнительный результат, а именно: исключается непроизвольное вращение винтовой тяги как при сборке устройства, так и в процессе его эксплуатации. Это происходит по следующим причинам.
Средство фиксации возможно выполнять в виде скобы, устанавливаемой на цилиндрическую поверхность маховика. Ввиду того, что над маховиком расположено окно, то для обеспечения фиксации маховика относительно корпуса скобу устанавливают с возможностью упора в кромки окна. Соединение скобы с маховиком с помощью винтового соединения также обеспечивает надежность фиксации.
Фиксация маховика относительно корпуса при сборке устройства препятствует нежелательному вращению винтовой тяги при соединении ползуна с винтовым стержнем тяги.
При эксплуатации заявляемого устройства средство фиксации также препятствует повороту винтовой тяги при неизбежном воздействии нагрузок.
Упорная шайба, установленная на винтовой тяге с одной стороны, например, со стороны торцевой части корпуса, предотвращает выход винтового стержня тяги из корпуса, что положительно сказывается на надежности работы устройства.
Заявляемая полезная модель поясняется чертежами.
На фигуре 1 - изображен общий вид заявляемого устройства;
на фигуре 2 - вид снизу;
на фигуре 3 - разрез А-А на фиг.1, изображена винтовая тяга с маховиком и с элементом фиксации;
на фигуре 4 - вид Б на фиг.1, на котором изображен упор, взаимодействующий с кромкой паза.
Устройство для соединения буровой мачты с порталом содержит гильзообразный корпус 1, ползун 2, установленный в корпусе 1 со стороны его открытой части (фиг.1 и 2).
Торцевая часть корпуса 1 выполнена с проушинами 3, предназначенными для шарнирного соединения корпуса 1 с порталом 4 с помощью пальца 5.
С противоположной стороны относительно торцевой части корпуса 1 на ползуне 2 жестко установлен крюк 6, предназначенный для зацепления с установочным пальцем 7 ноги 8 буровой мачты; для удобства соединения крюк 6 выполнен со скосом 9.
В полости корпуса 1 расположена винтовая тяга, выполненная в виде винтового стержня 10 с установленным на нем маховиком 11, при этом стержень 10 соединяет обращенные друг к другу торцевые части корпуса 1 и ползуна 2 и проходит через них насквозь.
На цилиндрической части корпуса 1 выполнено окно 12, расположенное над маховиком 11, через окно 12 осуществляется воздействие на маховик 11, обеспечивающее необходимое центрирование ноги 8 буровой мачты посредством винтовой тяги с маховиком 11. При этом в продольном направлении обеспечивается перемещение маховика 11 в пределах окна 12.
В нижней части цилиндрической части корпуса 1 выполнен сквозной продольный паз 13. На ползуне 2 установлен упор, например, в виде винта 14, который входит в паз 13.
Длина паза 13 определяется возможностью беспрепятственного перемещения ползуна 4 на заданное расстояние при центрировании мачты.
Ширина паза 13 определяется максимально возможным отклонением винта 14 от вертикального положения, что соответствует заданному углу α отклонения ноги 8 мачты (см. фиг.4).
При расположении окна 12 в верхней части корпуса с точки зрения обеспечения прочности корпуса рационально располагать паз 13 в нижней части корпуса 1.
На маховике 11 установлена скоба 15 (фиг.3), которая крепится винтовым соединением 16, при этом торцы скобы 15 упираются в кромки окна 12. Для удобства монтажа скоба 15 находится в зацеплении с маховиком 11 посредством упора 18, принадлежащего данной скобе.
Конец винтового стержня 10 снабжен упорной шайбой 17.
Конструкция устройства для соединения буровой мачты с порталом предполагает, что ползун 2 соединен с проушинами 3 для шарнирного соединения с порталом, а торцевая часть корпуса 1 жестко соединена с крюком 6 для зацепления с установочным пальцем ноги буровой мачты.
Заявляемое устройство работает следующим образом.
Перед подъемом мачты заявляемое устройство соединяют с порталом 4 и располагают его в горизонтальном положении, при этом скоба 15 фиксирует маховик 11.
Крюк 6 с ползуном 2 поворачивают относительно винтовой тяги с маховиком 11 на угол (на фиг.4 угол обозначен α), соответствующий углу наклона ноги 8 буровой мачты, при этом винт 14 упирается в кромки паза 13, препятствуя повороту крюка 6.
При подходе ноги 8 буровой мачты к порталу 4 соединительный палец 7 скользит по скосу 9 крюка 6, поднимает его до положения, при котором под действием силы тяжести устройства, шарнирно соединенного с порталом, происходит зацепление крюка 6 с пальцем 7 ноги 8 мачты.
Для возможности центрирования буровой мачты относительно вертикали скобу 15 снимают и поворачивают маховик 11, тем самым изменяя расстояние (увеличивая или уменьшая) между пальцем 5 и установочным пальцем 7. После выполнения операции центрирования мачты скобу 15 снова устанавливают и скрепляют с маховиком 11 с помощью винтового соединения 16.