ВЫШЕЧНО-ЛЕБЕДОЧНЫЙ БЛОК МОБИЛЬНОЙ БУРОВОЙ УСТАНОВКИ ДЛЯ КУСТОВОГО БУРЕНИЯ СКВАЖИН

Вышечно-лебедочный блок относится к буровому оборудованию, а именно, к мобильным буровым установкам, предназначенным для кустового бурения разведочных и эксплуатационных скважин.
Известна мобильная блочно-модульная буровая установка (см. RU 2420646 C2, E21B 7/02, 10.06.2011), вышечно-лебедочный блок которой включает вышку с открытой передней гранью, складываемое основание, а также механизм перемещения вышечно-лебедочного блока буровой установки в зоне куста скважин с помощью электропривода грузовых тележек, движущихся по рельсовому пути.
Однако снабжение основания буровой установки грузовыми тележками, движущимися по рельсовому пути и опирающимися на рельсы восемью колесами для перемещения вышечно-лебедочного блока мобильной буровой установки в зоне куста скважин, не позволяет добиться равномерного распределения нагрузки на металлоконструкцию, а также требует дополнительных затрат времени на процедуры монтажа/демонтажа основания буровой установки, так как изделие с тележками не укладывается в транспортный габарит.
Наиболее близким аналогом, принятым за прототип, является мобильная буровая установка для кустового бурения скважин (см. RU 81516 U1, E21B 15/00, 20.03.2009 г.). Известная мобильная буровая установка содержит выполненный в виде модулей вышечно-лебедочный блок, включающий модуль с буровой площадкой (буровое основание), буровую вышку, мобильный модуль буровой лебедки, а также несущую конструкцию, выполненную из последовательно соединенных рам, содержащих продольные балки, - опорной (нижней) рамы и рамы-аппарели. Нижняя рама является элементом бурового основания и соединена с его опорными стойками. Мобильный модуль буровой лебедки установлен на раме-аппарели. Буровая вышка наклонно установлена на концевом участке рамы-аппарели между буровым основанием и мобильным модулем буровой лебедки или на мобильном модуле буровой лебедки или прямо установлена на буровом основании. Вышечно-лебедочный блок снабжен системой перемещения, содержащей три параллельные направляющие, каждая из которых выполнена по меньшей мере с одной поверхностью скольжения, и механизм перемещения, выполненный в виде гидроцилиндров, каждый из которых связан с гидроприводом и установлен вдоль соответствующей направляющей с возможностью фиксации и перемещения. При этом каждая направляющая может быть выполнена с двумя поверхностями скольжения. При этом вышечно-лебедочный блок установлен на направляющие так, что продольные балки нижней рамы и рамы-аппарели несущей конструкции расположены поперек направляющих, поверхности скольжения которых находятся под концевыми участками нижней рамы и под концевыми участками рамы-аппарели. Таким образом, концевые участки нижней рамы и рамы-аппарели имеют ответные поверхности скольжения. При этом каждый гидроцилиндр соединен с боковой частью несущей конструкции.
Известная мобильная буровая установка требует больших трудозатрат на процессы монтажа/демонтажа вышечно-лебедочного блока, кроме того, система перемещения мобильной буровой установки металлоемка, характеризуется сложной конструкцией и сложной системой синхронизации гидроцилиндров, так как требует установки трех параллельных направляющих, каждая из которых снабжена гидроцилиндрами. Кроме того, такая установка вышечно-лебедочного блока на направляющие, а именно, расположение продольных балок нижней рамы и рамы-аппарели несущей конструкции поперек направляющих, поверхность скольжения которых находится под концевыми участками нижней рамы и под концевыми участками рамы-аппарели, не обеспечивает равномерного распределения нагрузки на металлоконструкцию.
Задача, решаемая при использовании полезной модели, заключается в создании вышечно-лебедочного блока мобильной буровой установки с возможностью его перемещения в пределах кустовой площадки, конструкция которого позволяет сократить трудозатраты на процессы монтажа/демонтажа вышечно-лебедочного блока, снизить металлоемкость, равномерно распределить нагрузку, а также повысить надежность работы системы перемещения вышечно-лебедочного блока.
Поставленная задача решается тем, что в вышечно-лебедочном блоке мобильной буровой установки для кустового бурения скважин, включающем буровое основание, буровую вышку, мобильный модуль буровой лебедки, несущую конструкцию, выполненную из последовательно соединенных рам, содержащих продольные балки, - нижней рамы и рамы-аппарели, при этом нижняя рама выполнена в виде элемента бурового основания и соединена с его опорными стойками, мобильный модуль буровой лебедки установлен на раме-аппарели, буровая вышка наклонно установлена на концевом участке рамы-аппарели между буровым основанием и мобильным модулем буровой лебедки или на мобильном модуле буровой лебедки или прямо установлена на буровом основании, вышечно-лебедочный блок снабжен системой перемещения, содержащей параллельные направляющие, каждая из которых выполнена по меньшей мере с одной поверхностью скольжения, и механизм перемещения, выполненный в виде гидроцилиндров, каждый из которых связан с гидроприводом и установлен вдоль соответствующей направляющей с возможностью фиксации и перемещения, при этом продольные балки нижней рамы и рамы-аппарели несущей конструкции установлены на направляющих и имеют ответные поверхности скольжения, согласно полезной модели, продольные балки нижней рамы и рамы-аппарели несущей конструкции установлены вдоль двух направляющих на их поверхностях скольжения и выполнены с ответными поверхностями скольжения, при этом каждый гидроцилиндр соединен с торцевой поверхностью нижней рамы.
В частном случае осуществления полезной модели каждая направляющая выполнена с двумя поверхностями скольжения.
Снабжение системы перемещения вышечно-лебедочного блока мобильной буровой установки двумя направляющими, а также соединение каждого гидроцилиндра с торцевой поверхностью нижней рамы бурового основания позволяет значительно сократить трудозатраты на процессы монтажа/демонтажа вышечно-лебедочного блока за счет уменьшения количества направляющих и, соответственно, гидроцилиндров, значительно снизить металлоемкость, упростить конструкцию вышечно-лебедочного блока, а также упростить систему синхронизации гидроцилиндров, то есть повысить надежность работы системы перемещения вышечно-лебедочного блока мобильной буровой установки в пределах куста скважин.
Установка продольных балок нижней рамы и рамы-аппарели несущей конструкции вдоль двух направляющих на их поверхности скольжения, а также их выполнение с ответными поверхностями скольжения, кроме того, что обеспечивают перемещение вышечно-лебедочного блока в пределах кустовой площадки, позволяют равномерно распределить нагрузку на металлоконструкцию, исключить возможность изгиба несущей конструкции в процессе работы буровой установки и в процессе перемещения вышечно-лебедочного блока в пределах куста скважин. Это обусловлено увеличением площади взаимодействия поверхностей скольжения направляющих и ответных поверхностей скольжения продольных балок нижней рамы и рамы-аппарели несущей конструкции вышечно-лебедочного блока.
Кроме того, выполнение каждой направляющей с двумя поверхностями скольжения позволяет дополнительно снизить металлоемкость системы перемещения мобильной буровой установки.
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 вышечно-лебедочного блока мобильной буровой установки для кустового бурения скважин.
Сущность полезной модели поясняется на примере выполнения вышечно-лебедочного блока мобильной буровой установки для кустового бурения скважин с буровой вышкой, наклонно установленной на конечном участке рамы-аппарели между буровым основанием и мобильным модулем буровой лебедки, направляющие для перемещения которого выполнены с двумя поверхностями скольжения.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где:
- на фигуре 1 показан вид сбоку вышечно-лебедочного блока мобильной буровой установки для кустового бурения скважин;
- на фигуре 2 показан вид сверху вышечно-лебедочного блока мобильной буровой установки для кустового бурения скважин;
- на фигуре 3 - вид А на фиг.2.
Вышечно-лебедочный блок мобильной буровой установки для кустового бурения скважин выполнен в виде модулей и включает буровое основание 1, буровую вышку 2 и мобильный модуль буровой лебедки 3 (см. фиг.1, 2).
Вышечно-лебедочный блок также содержит несущую конструкцию, выполненную из последовательно соединенных рам, содержащих продольные балки, - нижней рамы 4 и рамы-аппарели 5.
Мобильный модуль буровой лебедки 3 выполнен в виде рамы полуприцепа со встроенным транспортным устройством и технологическим оборудованием и установлен на раме-аппарели 5.
Буровая вышка 2 установлена наклонно на концевом участке рамы-аппарели 5 между буровым основанием 1 и мобильным модулем буровой лебедки 3. Возможна установка буровой вышки 2 на модуле буровой лебедки 3 или на буровом основании 1 в наклонном или в прямом положениях соответственно.
Нижняя рама 4 выполнена в виде элемента бурового основания 1 и соединена с его опорными стойками 6. Продольные балки нижней рамы 4 бурового основания 1 закреплены параллельно друг другу тягами 7 (см. фиг.3).
Рама-аппарель 5 представляет собой цельную сварную металлоконструкцию.
Элементом системы перемещения вышечно-лебедочного блока мобильной буровой установки являются направляющие 8, выполненные в виде двух рам, установленных, при необходимости, на фундаментные плиты параллельно друг другу. Каждая направляющая 8 выполнена с двумя поверхностями скольжения 9 (см. фиг.3). При этом возможно выполнение направляющей с одной поверхностью скольжения (на фигурах не показано). Балки 10, предназначенные для соединения направляющих 8 между собой, обеспечивают их параллельность.
Продольные балки нижней рамы 4 и рамы-аппарели 5 несущей конструкции вышечно-лебедочного блока установлены вдоль двух направляющих 8 на их поверхностях скольжения 9 и выполнены с ответными поверхностями скольжения.
Направляющие 8 совместно с механизмом перемещения образуют систему перемещения вышечно-лебедочного блока мобильной буровой установки.
Механизм перемещения вышечно-лебедочного блока выполнен в виде двух гидроцилиндров 11, каждый из которых установлен вдоль соответствующей направляющей 8, выполненной с двумя поверхностями скольжения 9 с возможностью фиксации на ней с помощью разъемного соединения и с возможностью перемещения. Возможна установка каждого из гидроцилиндров 11 вдоль соответствующей направляющей 8, выполненной с одной поверхностью скольжения.
Гидроцилиндры 11 связаны с гидроприводом (на чертеже не показан), обеспечивающим подачу рабочей жидкости в полости гидроцилиндров 11. Шток 12 гидроцилиндра 11 соединен с захватом 13, размещенным на двух поверхностях скольжения 9 соответствующей направляющей 8, а корпус каждого гидроцилиндра 11 соединен с торцевой поверхностью нижней рамы 4 бурового основания 1.
В случае выполнения направляющей 8 с одной поверхностью скольжения, захват 13 размещен на поверхности скольжения соответствующей направляющей 8.
Работа устройства осуществляется следующим образом.
На фундаментные плиты (при низкой несущей способности грунта) параллельно друг другу укладывают две направляющие 8, при этом для обеспечения заезда транспортных средств направляющие 8 с одного конца снабжают пандусом 14, по которому с помощью тягача и собственных колес на направляющие 8 завозят компактно сложенное буровое основание параллелограммного типа 1. С помощью съемного элемента отцепляют колеса бурового основания 1, устанавливая продольные балки нижней рамы 4 бурового основания 1 вдоль двух направляющих 8 на их поверхности скольжения 9, при этом каждая направляющая 8 выполнена с двумя поверхностями скольжения 9, которые взаимодействуют с ответными поверхностями скольжения продольных балок нижней рамы 4, для обеспечения возможности перемещения.
Затем крановой техникой вдоль двух направляющих 8 на их поверхности скольжения 9 устанавливают продольные балки рамы-аппарели 5, выполненные с ответными поверхностями скольжения.
При выполнении каждой направляющей 8 с одной поверхностью скольжения обеспечивают взаимодействие поверхности скольжения направляющей с ответными поверхностями продольных балок нижней рамы 4 и рамы-аппарели 5, выполненными с поверхностями скольжения, для обеспечения возможности перемещения.
Последовательно соединяют нижнюю раму 4 бурового основания 1 и раму-аппарель 5, образуя несущую конструкцию вышечно-лебедочного блока. Другой конец рамы-аппарели 5 снабжают пандусом 15, по которому с помощью седельного тягача и устройства транспортировки, например тележки, на раму-аппарель 5 закатывают буровую вышку 2, после чего приводят ее в рабочее положение, наклонно устанавливая на опорные поверхности рамы-аппарели 5. Затем с помощью тягача на раму-аппарель 5 завозят мобильный модуль буровой лебедки 3.
Следующим этапом монтажа вышечно-лебедочного блока является подъем бурового основания 1 в рабочее положение с помощью талевой системы.
Затем к буровому основанию 1 с помощью тягача подвозят приемный мост 16, выполненный в виде рамы полуприцепа со встроенным транспортным устройством, устанавливают наклонный желоб 17 и стеллажи для труб 18. При этом приемный мост 16 и наклонный желоб 17 размещают под углом 90° к несущей конструкции вышечно-лебедочного блока, для чего буровое основание 1 снабжают технологическим проемом для установки в нем наклонного желоба 17.
Установка приемного моста 16 и наклонного желоба 17 под углом 90° к несущей конструкции вышечно-лебедочного блока позволяет осваивать скважину непосредственно после окончания бурения и перемещения вышечно-лебедочного блока, а затем и приемного моста 16 с наклонным желобом 17, на другую точку, так как не требует демонтажа оборудования пробуренной скважины.
Для осуществления перемещения вышечно-лебедочного блока по направляющим 8 пандус 15 отсоединяют от рамы-аппарели 5, а с выносного пульта подают команду, в результате чего с помощью гидропривода рабочая жидкость воздействует на поршень штока 12 каждого из гидроцилиндров 11, установленных вдоль соответствующей направляющей 8, выполненной с двумя поверхностями скольжения 9, обеспечивая синхронное выдвижение штоков 12 на полный шаг. Усилие от выдвижения штоков 12 через корпусы гидроцилиндров 11 передается торцевой поверхности нижней рамы 4 бурового основания 1 для осуществления скольжения ответных поверхностей нижней рамы 4 и рамы-аппарели 5 несущей конструкции вышечно-лебедочного блока по направляющим 8.
Таким образом, вышечно-лебедочный блок перемещается на один шаг, соответствующий длине выдвижения штоков 12 гидроцилиндров 11. После чего при помощи разъемного соединения захваты 13 освобождают от фиксации на поверхностях скольжения 9 соответствующих направляющих 8 и переустанавливают на новое место вдоль направляющих вместе с гидроцилиндрами 11 для перемещения вышечно-лебедочного блока по направляющим 8 на следующий шаг.
При выполнении каждой направляющей 8 с одной поверхностью скольжения, каждый гидроцилиндр 11 устанавливают вдоль соответствующей направляющей 8, а захваты 13 - на поверхности скольжения соответствующей направляющей 8.
Перемещение вышечно-лебедочного блока мобильной буровой установки в пределах куста скважин в случаях, когда буровую вышку 2 наклонно устанавливают на мобильном модуле буровой лебедки 3 или прямо устанавливают на буровом основании, осуществляют таким же способом.
Таким образом, заявляемая полезная модель обеспечивает достижение технического результата, заключающегося в сокращении трудозатрат на процессы монтажа/демонтажа вышечно-лебедочного блока, что приводит к сокращению цикла передвижки вышечно-лебедочного блока на новую скважину в пределах куста скважин; а также в сокращении металлоемкости, обеспечении равномерного распределения нагрузки на металлоконструкцию, повышении надежности работы системы перемещения вышечно-лебедочного блока при упрощении конструкции вышечно-лебедочного блока.