книги из ГПНТБ / Механизация вспомогательных операций в разведочном бурении

После спуска свечи в скважину верхний ее конец устанавли­ вается на роликовый свечедержатель. При установке свечи на свече­ держатель (см. рис. 71) шайба 1 поворачивается на 60°, при этом ролики 2 получают возможность опускаться вниз по клиновой по­ верхности корпуса 3 и захватывают бурильную трубу. Элеватор спуска поворачивается роликом и в таком положении снимается со свечи.

Свеча снимается со свечедержателя при незначительном подъеме колонны бурильных труб. Шайба свечедержателя поворачивается до установки ее зубьев на верхний край упоров, а ролики отводятся

Рпс. 72. Схема работы комплекса механизмов в Щегловской ГРП.

в крайнее верхнее положение, свободно пропуская колонну буриль­ ных труб в скважину. Далее цикл повторяется.

Комплекс механизмов Щегловской ГРП. В Щегловской ГРП треста Артемгеология Министерства геологии УССР разработан комплекс механизмов (рис. 72), состоящий из отключателя элеватора 1, свече­ укладчпка 2, свечеприемника 3 ж элеватора.

Элеватор (рис. 73) предназначен для спуска и подъема буриль­ ных труб, имеющих специальный замок с кольцевой проточкой. Трубы могут быть оснащены протекторами любого диаметра. Элева-

P I I C . 73. Элеватор Алексеецко.

тор состоит из корпуса 3, трех подхватных кулачков 6, запорного кольца 7, трех подпружиненных рычагов 5, цилиндра 2, подвески 1 и ряда других деталей. Верхняя часть штока служит для соединения с вертлюжной скобой. Кулачки и рычаги насажены на оси в пазах корпуса элеватора. Кулачки сидят на осях свободно, а рычаги под-

пружинены* пружинами 4, поворачивающими их. Запорное кольцо фиксируется в поднятом положении рычагами, если его нижний торец оказывается выше уступа рычага.

п развинчиванию и для отвода верхних концов свечей на ось сква­ жины или в свечеприемник. Свечеукладчик состоит из манипулятора с фиксатором, копирующей площадки, повторной системы, редук­ тора и электродвигателя.

Свечеприемник служит для упорядоченного размещения верхних концов свечей. Он состоит из десяти приемных карманов, которые отделены друг от друга зубьями. Зубья свободно подвешены на валу, прикрепленном к траверсе, соединенной с винтом редуктора, который приводится во вращение электродвигателем. Вся система свечеприемника по мере заполнения карманов перемещается на один шаг.

Отключатель элеватора предназначен для подъема запорного кольца при освобождении верхнего конца свечи от элеватора. От­ ключатель элеватора состоит из рамки, шарнирно подвешенной на выходном валу редуктора, электродвигателя и механического отключателя электроэнергии.

Перед подъемом запорное кольцо 7 элеватора поднято вверх и удерживается буртами рычагов 5. Кулачки 6 не препятствуют надеванию элеватора на замок 8 свечи через нижнее отверстие в кор­ пусе. Когда кулачки попадают в кольцевую проточку замка, а эле­ ватор опустится вниз, торец замка приподнимет цилиндр 2, который поворачивает рычаги 5 и освобождает кольцо 7 от удержания в верх­ нем положении. Кольцо под собственным весом опускается вниз и фиксирует кулачки в кольцевой проточке замка. Колонна буриль­ ных труб поднимается на длину свечи и подвешивается на подкладной вилке механизма ПО-49А. К верхнему концу свечи подводится свече­ укладчик, который центрирует ее по оси скважины. Свеча отвинчи­ вается, приподнимается и нижний ее конец ставится иа подсвечник, после чего отключатель элеватора приподнимает кольцо, которое подхватывается рычагами. Освобожденный от элеватора верхний конец свечи заводится свечеукладчиком в карман свечеприемника. Центрирование и остановка свечеукладчика в крайнем рабочем положении осуществляются с помощью концевых выключателей. Рабочий с помощью тросика отключает фиксатор, удерживающий верхний конец свечи, и возвращает свечеукладчик в исходное поло­ жение. Элеватор опускается вниз. Далее цикл повторяется. При заполнении кармана свечами свечеприемник перемещается, освобо­ ждая место свободному карману.

Перед спуском колонны в скважину на нижний конец элеватора устанавливается воронка, служащая для быстрого надевания эле­ ватора на верхний конец свечи. Элеватор поднимается в верхнее положение. Свечеукладчиком выводят верхний конец свечи из кар­ мана на ось скважины. На свечу сверху надевается элеватор. Про­ цесс надевания элеватора на свечу аналогичен процессу надевания

при подъеме. Свеча поднимается с подсвечника и соединяется со снарядом, подвешенным на подкладной вилке. После навинчивания и спуска свечи в скважину запорное кольцо поднимается и элеватор занимает верхнее положение. Далее цикл повторяется.

КОМПЛЕКСЫ МЕХАНИЗМОВ, ОБЕСПЕЧИВАЮЩИЕ СОВМЕЩЕНИЕ СПУСКО-ПОДЪЕМНЫХ ОПЕРАЦИЙ

Комплекс «СПС-Воркута». Ухтинским геологическим управле­ нием разработан комплекс механизмов для спуско-подъемных опера­ ций на буровых работах. Комплекс состоит из семи узлов, взаимно дополняющих друг друга (рис. 74).

Манипулятор 1 предназначен для пере­ мещения свечей бурильных труб от устья скважины па подсвечник и об­ ратно. Кроме этого, он выполняет

и выводит свечи из наклонного поло­ жения в вертикальное. Манипулятор состоит из монтажной стойки, на кото­ рой подвешена на шарнирах склады­ вающаяся стрела, состоящая из двух звеньев. Центратор 2 предназначен для выведения верхнего конца свечи на линию движения элеватора, соеди­ няющегося с ней автоматически. Цен­ тратор состоит из двух шарнирно под­ вешенных рамок прямоугольной фор­ мы. Рамки выводятся в горизонталь­ ное положение с помощью винтовой пары, соединенной с электродвигате­ лем. Центратор устанавливается на уровне верхних полатей бурового копра и включается только при спуске ин­ струмента в скважину.

Элеватор 3 предназначен для подъ­ ема и спуска бурильной колонны.

Вкомплекте применяется полуавто­

матический элеватор типа «Воркутинец», работающий на принципе захвата свечи за кольцевую проточку па зам­

ковом соединении. Элеватор со свечой соединяется при опускании его на замковое соединение сверху. При подъеме снаряда из скважины движение элеватора на замковое соединение напра­ вляется старшим буровым рабочим, при спуске для этих целей применяется направляющая рамка, расположенная над центратором.

Направляющая рамка 4 изготовлена из уголков с отверстиями для талевого и направляющего тросов. Последние натянуты между кроиблоком и верхними полатями.

Подсвечник 5 служит для размещения поднятых из скважины свечей и представляет собой постамент, разделенный на секции, шириной несколько больше диаметра замковых соединений. Мага­ зин 6 состоит из ряда секций шириной несколько больше диаметра труб и устанавливается на уровне второго пояса бурового копра.

Указатель движения элеватора 7 имитирует в уменьшенном мас­ штабе движение элеватора и дает представление о его местонахожде­ нии. Стрелка указателя перемещается на шкале с помощью пере­ даточного механизма, приводимого в действие от барабана подъемной лебедки. Для свинчивания и развинчивания бурильных свечей используется механизм типа ПО.

После соединения элеватора с замком бурильная колонна при­ поднимается на длину свечи и подвешивается на подкладной вилке. Манипулятор подводится к извлеченной свече и соединяется с ней вилками, которые перекрываются затворами. Одновременно с раз­ винчиванием свечи спускается элеватор, который во время своего движения отсоединяется от свечи. Отвинченная свеча подхватывается свечедержателем, отделяется от остальной колонны и отводится в сторону, чтобы дать возможность соединения опустившегося эле­ ватора с колонной. Во время очередного подъема свеча, находя­ щаяся в манипуляторе, наклоняется и устанавливается на подсвеч­ ник. После установки свечи па подсвечник манипулятор отсоеди­ няется, выводится в вертикальное положение и цикл повторяется.

При спуске бурильной колонны в скважину порожний элеватор поднимается вверх свободно до уровня, несколько превышающего высоту свечи. Положение элеватора определяется с помощью ука­ зателя. Во время подъема элеватора очередная свеча извлекается манипулятором из магазина, выводится в вертикальное положение, перемещается к устью скважины и устанавливается на колонну, подвешенную на подкладной вилке. После установки свечи на ко­ лонну от нее отсоединяется свечедержатель и включается центратор с механизмом свинчивания. Во время навинчивания элеватор соеди­ няется со свечой, а затем манипулятор отводится в сторону, колонна снимается с подкладной вилки и спускается в скважину. Далее цикл повторяется.

Комплекс механизмов для автоматизации спуско-подъемных опе­ раций при бурении нефтяных и газовых скважин АСП-ІІІ. В Гипроиефтемаше разработана установка типа АСП-ІІІ для комплексной механизации и частичной автоматизации основных и вспомогательпых операций при спуско-подъемных работах, а также для совмеще­ ния во времени подъема — спуска колонны бурильных труб или незагруженного автоматического элеватора с операциями навинчи­ вания — отвинчивания свечи, установки ее на подсвечник-и выноса с подсвечника. Дистанционное управление механизмами произ­ водится посредством пультов, расположенных на полу буровой.

Рис. 7о. Схима работы А С П - Ш .

дугообразные направляющие пластины 9, которые открывают пли закрывают центратор.

Автоматический элеватор (см. рис. 76) подвешивается к талевому блоку на стропах 10. Корпус элеватора 11 имеет замкнутую кольце­ образную форму с внутренней конусной поверхностью. В корпусе помещены четыре клина 12, соединенные с втулкой 13, которая может перемещаться вдоль направляющего патрубка 14, снабженного четырьмя проушинами 15 с угловыми прорезями. К втулке 13 шарнирно прикреплены четыре рычага 16 с роликами 17 и штифтами 18, входящими в угловые прорези проушин 15. Рычаги стремятся сбли­ зиться между собой под действием пружины 19. Захват колонны

рис. 76) ролики 17 упираются в муфту трубы, а вся система рыча­ гов 16, втулки 13 и клиньев 12 приподнимается относительно корпуса таким образом, что образуется свободный проход для соединительной муфты труб. Как только ролики сходят с крайней муфты, они под действием пружин сближаются между собой и вся система рычагов с клиньями опускается относительно корпуса элеватора, а клинья захватывают муфту трубы.

В качестве пневматического применяется серийно выпускаемый клиновой захват типа ПКР, состоящий в основном из встроенных в ротор втулки двух вкладышей и четырех клиньев. Клинья под­ нимаются (освобождение труб) и опускаются (зажим труб) пневма­ тическим цилиндром через рычажную систему.

Автоматический ключ типа АКБ устанавливается на колонне возле ротора.

Технологическая схема проведения спуско-подъемных операций с совмещением их по времени изображена на рис. 75. Слева направо показана последовательность выполнения операций подъема, справа налево — спуска (талевый блок, кронблок и центратор условно повернуты на 90°).

Колонна поднимается на длину свечи, трубы закрепляются клиньями у устья скважины и свеча отвинчивается. Одновременно с этим автоматический элеватор с талевым блоком опускается вниз по отвинчиваемой свече, поддерживаемой в вертикальном положении центратором. Когда талевый блок с элеватором достигает крайнего нижнего положения, отвинченная свеча с помощью механизмов захвата, подъема и переноса устанавливается на подсвечник. Одно­ временно производится освобождение труб в клиновых захватах и их подъем.

Трубы в скважину спускаются аналогичным образом. При этом операции подъема незагруженного элеватора и свинчивания совме­ щаются по времени. Операции спуска колонны труб и переноса свечи с подсвечника на ось скважины также совмещены.

Применение механизмов АСП-ІІІ сокращает продолжительность спуска и подъема каждой свечи на 60 с в сравнении с лучшими пока-