Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_12257
.pdf
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_394991.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=394991&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB394991A
[]
J:i2 U 7-J-,
ПАТЕНТНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ
Дата подачи заявки: январь. 4, 1932. № 171/32.
Полный левый угол: октябрь. 4, 1932.
__P Полная версия принята к публикации: 4 июля 1933 г.
ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Aln 1-riipioved Meieod of and foreans fol antomateca;:,eguiatifg the Dirill irnure Doep-bcvniilg M3%.i I, WILLIAM
WARiREx TRIGGS, a member of firmi of Marks & Clerk, of.7 & 58, inlrolll's Inn Fields, London, WT.C.2, a
Подданный Великобритании настоящим заявляет, что природа данного изобретения (сообщение, полученное
мной из-за рубежа от компании Ilaniel & Lue', C{.m.b.1., из Diisseldori-Grafenber, Германия, германская
компания) заключается в следующем: — Известные до настоящего времени способы защиты приводных
элементов глубоководных буровых установок от чрезмерных нагрузок зависят только от силы тока первичного
двигателя и срабатывают только тогда, когда эти части подвергаются чрезмерной нагрузке, вызывающей
подъем долота. Известные устройства не осуществляют автоматическую переналадку, если давление долота
слишком мало.
В отличие от этого, метод и средства согласно изобретению позволяют регулировать давление и крутящий
момент бурения в течение периодов определенной продолжительности, например, на протяжении всей длины
бурильных штанг, при этом вес бурильных штанг остается постоянным, так что давление бурения не падает
ниже значения, регулируемого вручную, и крутящий момент не превышает заданного максимального
значения.
С этой целью свободный конец троса, поддерживающего буровой инструмент, нагружается, в противовес
нагрузке, создаваемой буровым инструментом, соответствующим образом регулируемым грузом, устройством
сжатия или электромагнитным воздействием на устройство, соединенное с концом троса.
Кроме того, механические, электрические, гидравлические или пневматические средства означают, что конец
тягового троса косвенно или напрямую соединен с тормозными штоками на тяговом тросе, так что тормоз
освобождается или натягивается движением тягового троса в соответствии с изменениями давления бурения.
С другой стороны, основной привод или части, передающие приводную силу, оснащены устройствами,
которые в зависимости от сопротивления породы долоту автоматически вызывают изменение нагрузки на
конце тягового троса на -50 тонн или непосредственно регулируют её.
Например, когда увеличивается нагрузка на буровые штанги при бурении [цена 1/3] через твердую породу или
при чрезмерной подаче долота, и, следовательно, увеличенный крутящий момент превышает заранее
определенный и отрегулированный максимум, увеличивается натяжение на конце бурового троса, или на
поршень, прикрепленный к концу тягового троса, действует большее давление, или усиливается ток,
протекающий через катушки соленоида, в результате чего железный сердечник втягивается с большей силой,
и буровой инструмент поднимается на соответствующую величину. Для этой цели (65) также возможно
наматывать тяговый трос с помощью самого троса.
барабанить до тех пор, пока уровень шума снова не опустится ниже максимального значения. Эта операция
может быть выполнена либо с помощью муфты приводного вала 7Q? пусковое устройство, которое может
быть включено или выключено косвенно или непосредственно движением конца троса, или же его включение
или выключение может осуществляться косвенно или непосредственно тем же движением конца троса,
приводящим в действие пусковое устройство вспомогательного двигателя. Однако, когда давление бурения, а
следовательно, и крутящий момент, становятся меньше регулируемого давления и крутящего момента,
свободный конец тягового троса снова освобождается от нагрузки, и путем отпускания тормозов барабана
троса тяговый трос выдвигается до тех пор, пока в этом случае не будет достигнуто давление бурения,
необходимое для продолжения бурения. 3 При заданной длине буровых штанг и, следовательно, при
заданном весе буровых штанг это, как правило, будет возможно! Для поддержания постоянного давления
бурения, т.е. давления реакции бурового долота на дно скважины, ручная регулировка нагрузки, действующей
на конец тягового троса, необходима только при добавлении одной или нескольких новых секций буровой
штанги.
Величина крутящего момента в 95 Нм также требует корректировки, если вообще требуется, только при
замене одной детали на другую. Максимальные и минимальные пределы, однажды отрегулированные
вручную по желанию, будут поддерживаться полностью автоматически в соответствии с изобретением, при
этом буровое долото всегда будет работать на дне скважины с постоянным давлением и периодически
перемещаться вверх и вниз при встрече с сопротивлением, пока породы, вызывающие сопротивление, не
будут постепенно удалены.
На прилагаемых чертежах в качестве примеров показаны устройства, представляющие различные
конструкции, воплощающие изобретение.
На рис. 1 показана полностью гидравлически или пневматически управляемая установка регулирования,
работающая в сочетании с буровой установкой на буровой вышке.
На рис. 2 в качестве примера, частично схематично, показано продольное сечение цилиндра высокого
давления и нагрузочного поршня для гидравлического или пневматического регулирования.
На рис. 3 изображена установка, работающая за счет жидкости под давлением и подключенная к паровому
двигателю или двигателю внутреннего сгорания.
На рис. 4 представлен импульсный передатчик, расположенный на торце двигателя внутреннего сгорания.
На рис. 5 показан вид спереди регулятора диаплираглина, а на рис. 6 — разрез этого регулятора по линии А-В
на рис. 5.
На фиг. 7 и 8 показаны примеры концов тягового каната, подверженных воздействию жидкости под давлением
и нагруженных поршнем с электрической передачей импульсов и электрическим приводом тормоза барабана
тягового каната.
На фиг. 9 показано электрически управляемое регулирующее устройство, предназначенное для привода в
движение двигателем внутреннего сгорания или двигателем внутреннего сгорания.
На рисунках 10 и 11 частично схематично показано сочетание регулирующей установки с электрическим
приводом и электродвигателя.
На рис. 12 показана установка регулирования давления и крутящего момента бурения, которая осуществляет
электрическое регулирование жидкости под давлением и механическое управление муфтой.
На рис. 13 показана установка, изображенная на рис. 12, модифицированная для полностью электрического
регулирования. На рис. 14 представлен вид сверху на рис. 12, а на рис. 15 — вид сверху на рис. 13.
Свободный конец 11 тягового троса 1, обозначенный на чертеже пунктирной линией, в каждом из случаев,
показанных на фиг. 1, 3, 7, 8, 12 и 14, соединен посредством поршневого штока 2 с поршнем 3 регулирующего
цилиндра 4, тогда как на фиг. 9-11, 13 и 13 он соединен с железным сердечником 43 соленоида 42. Через
трубопровод 5, работающий под давлением, цилиндр 4 поддерживается под воздействием рабочей жидкости,
содержащейся в ресивере 6, и может регулироваться до нескольких ступеней переменного давления, так что
в соответствии с регулировкой известного регулирующего устройства, должно поддерживаться постоянное
нормальное давление и соответствующее давление верхнего предела, что позволяет использовать
инструмент для обработки материалов. к действию на поршень:3. Ini li'ues 1 2 3 поршневой стержень 2 iS - o
ioided -; i:70 cviaaliel 21, in whll i a dowlnl.i iv exteudinlg rod, is i uisel b- faA e, 7, so tllaf v ken the pictoll is 7:isin. tlh"
i- f 7 H be taken aonva by the stop 211 from a (ef'.ite oseitioi:
otherw-e 1, he out movemet it in the guiide when below tlis positimi the piston. Весна 8 раз сумасшедшая, как
только начинается питу.
идет (Лоунл. На другом конце ротора 1 заканчивается конус клапана 9, который, будучи поднятым, подает
жидкость под давлением из ресивера 6 через трубы 11 и 11 в цилиндр 12. Внутри этого цилиндра находится
поршень 7, соединенный через тягу 14 с тормозным рычагом 15, дополнительный вес которого затягивает
тормоз; полоса l.
Воздействуя на поршень 13, жидкость под давлением освобождает тормозную стойку. P-is 90 lbrake strap 17
can be lbe ieplaced by a brake device wvatsoofo of a clecicn known' in itself and munted on tile drlatwrope drum 18 in
aiin; knlollonn maintenance.
Перводвигатель, не показанный на рисунках.
1,
7, 8, 9 и 12, или любые другие детали силовой передачи, подходящие для регулирования давления бурения,
из которого может быть получен импульс для управления, или двигатель внутреннего сгорания V, как
показано в качестве примера на рис. 3, с топливным насосом P и (1) давлением c-v i'ider B, передающим
сигнал через соединение 19 с соответствующим IP (рис. 1 и 3) или непосредственно через проводники 20 и 21
или косвенно через проводники 20 и 211, передающие сигнал в сеть тока через проводники L и L внутри
соленоида 22 или 221 (рис. 7, 8, 9, 10, 12-15), при этом они снова передают сигнал косвенно (рис. 7) или
напрямую (Рис.
8, 12
и 14) с реле R. В случаях, показанных на рис. 9–11, 13 и 1.5, где управление осуществляется исключительно
электрическим или электромагнитным способом 115, реле можно не использовать. Здесь регулирование
действует непосредственно (рис.).
11) и косвенно (рис. 9, 10, 13, 14 и 15) путем усиления и ослабления электромагнита 429, который в случае
12C0 на рис. 11 снабжен специальными устройствами, чтобы не ослаблять чрезмерно притягивающую силу
магнита в случае, если крутящий момент упадет ниже заданного значения. Импульс, например, 125,
получаемый от первичного двигателя или частей силовой передачи для регулирования более высокого
давления, действующего на поршень 3 цилиндра высокого давления 4, или для регулирования более высокой
интенсивности 130 394,991 394,991 тока, воздействующего на железный сердечник 43 в tl.ie soleioi(l 42 и
veruliied для liltinhe Lo. d r cpieeei' cdl tLe буровой инструмент i- tlierey b oU,,5lt 1111 aection когда 'qi-o e
c-cee(led, wuile на рис. 12-1. il ali'.ion tlereto, thie coupling 41 Iru_' (w;'i5-o' n '.lv e ripe drai in is thrown iii.
T11'1e SIie-. lWL обеспечивается в тросе, соединяющем ji' l' плавников. 1 aiid 3 служит для fCor aelote fO' inv
'1m1all oscillations.
в Фи-. 1, E обозначает схемотехнику компрессора или устройства для создания избыточного давления. 11101
подает рабочую жидкость под давлением, имеющим требуемое давление во всех случаях, по трубопроводу D
в ресивер. c) Он соединяет цилиндр давления и продолжение трубопровода. Он фильтруется в ответвление
трубопровода. 24 Клапан регулирования давления 2.5 позволяет снизить давление подаваемой рабочей
жидкости в ресивере до заданного значения или поддерживать нормальное давление, установленное на
реле. Кроме того, в соединительном трубопроводе 206 установлен регулирующий клапан 27, за которым
следует трубопровод сброса давления 28. 29 представляет собой трехходовой кран. Это средство, с помощью
которого устройство сброса давления можно перекрыть вручную, и через него, когда клапан открыт, рабочая
жидкость может быть сброшена из трубопровода 203 через трубопровод 4 в цилиндр давления. Трубопровод
IX подает фактическое давление, существующее в цилиндре высокого давления -4; уровень избыточного
давления может быть измерен на выходе давления M и передан на реле 1R.
Вместо регулирующих клапанов давления 2.5 и 27 в пунктах 3, 7, 8, 12 и 14 предусмотрен регулирующий
клапан давления 0, работающий под нагрузкой рабочей жидкости.
Линия D представляет собой соединение A5 (соединения сосуда под давлением 6) с трубой, подающей
рабочую жидкость под давлением.
Однако этот насос можно заменить гидроаккумулятором; но будет удобно, если перед этим
гидроаккумулятором также будет установлен насос, позволяющий постоянно поддерживать его в нагретом
состоянии. Части, которые в рисунках 3, 7, 8, 12 и 14 схожи по действию и расположению, имеют одинаковые
порядковые номера и буквы, так что пояснения к рисунку 1 можно читать и в контексте других рисунков.
На рис. 7 показаны два сосуда под давлением 6 и 61, один из которых, сосуд 61, может непосредственно
приводиться в действие с определенным максимальным давлением, создаваемым насосом на поршне 3 в
цилиндре высокого давления -1 через трубопровод 31, тогда как другой сосуд под давлением сообщается
через регулирующий клапан давления, как описано здесь, с цилиндром высокого давления 4. Тормозной
ремень на рисунках 8 и с 9 по 15 затягивается соленоидом 32. Электрический ток, отбираемый от проводников
L и L2, подключенных к токовой сети, подается на соленоид 3J2 через соединительные проводники 33' и 34,
через регулирующее последовательное сопротивление 3a и через проводники 7c 36 и 3T. Удлинитель 38
штока поршня 2 поршня 3 или железного сердечника 43 в данном случае снабжен пазом 381, который
удерживает кривошип 351 последовательного сопротивления. После каждого вращательного движения
пружина 39 возвращает деталь 35-1 в исходное положение, соответствующее максимальному прохождению
тока.
При монтаже, показанном на фиг. 9-11, 13) и 15, конец троса 11, соединенный с железным сердечником 43,
подвергается электромагнитной нагрузке, создаваемой соленоидом 42. При превышении нормального
крутящего момента регулирующий рычаг 441, подверженный воздействию соленоида 22, действующего
вопреки натяжению пружины 51 (9G), пропускает больший ток к регулирующему сопротивлению 44, вызывая
втягивание или натяжение железного сердечника 43 и, следовательно, конца троса 11. При использовании
переменного тока или трехфазного двигателя El в качестве первичного двигателя, ток, необходимый для
электромагнита 22, также может быть получен путем индукции от питающих проводников L или 10(L) (рис. 10,
1-3 и 1.15). Для этой цели можно использовать известную саму по себе установку 40 с индукционной
катушкой, которая, как хорошо известно, будет подавать индуцированный ток, длительность которого
изменяется в соответствии с изменениями тока, потребляемого генератором из токовой сети. Магнит рано или
поздно приводится в действие в соответствии с отрегулированным числом витков индукционной катушки, так
что требуемый крутящий момент двигателя может быть точно отрегулирован.
Вместо магнита 22 можно использовать любую другую коммутационную установку для изменения силы тока
на магните 5 net 42. На рис. 11 показано, как ток отводится непосредственно тяговым магнитом 42, поскольку
обмотка соединена последовательно с электродвигателем E от питающих проводников 12C L1, L2, L3, L3, так
что с увеличением крутящего момента, т.е. с увеличением потребления тока, обмотки соленоида 42 также
будут получать более сильный ток. В этом случае также возможно разместить электромагнит в параллельной
или замкнутой цепи приводного двигателя или снабдить его обмотками нескольких цепей, одна из которых,
например, питается непосредственно от токовой сети с поддержанием постоянного тока, а другая — от
питающих проводников двигателя путем последовательного подключения генератора. Для этой цели
подходят электромагниты, которые срабатывают только при превышении заданного значения силы тока на
двигателе.
В этом случае, когда давление бурения уменьшается, железный сердечник 43 вытягивается из
электромагнита 42, в результате чего 1) после определенной точки рычаг переключателя 31 перемещается за
счет защелки 38' против натяжения пружины 39, тем самым постепенно отключая ток, протекающий к
электромагниту 32, в резисторном регуляторе 35. В результате этой операции тормозной рычаг 15 барабана
18 для тягового троса поднимается, и тяговый трос выскальзывает до тех пор, пока не будет восстановлено
необходимое давление бурения.
На фиг. 12–1–5 показаны дополнительные устройства, которые не только позволяют регулировать длину
конца тягового троса 11 в зависимости от хода поршня 3 или железного сердечника 25 43, тем самым
поднимая буровой инструмент на соответствующую высоту, но и позволяют дополнительно поднимать
буровой инструмент барабаном 18, когда крутящий момент двигателя A (фиг. 12 и 14) или двигателя E (фиг.
13 и 13), приводящего в движение вращающийся стол, или давление, с которым буровое долото работает на
дне бурового отверстия, превышает регулируемое крепление. Для этой цели предусмотрена специальная
муфта 41, которая запускается автономно и приводит в действие приводной двигатель, вращающий барабан
18, с помощью которого наматывается тяговый трос 1 до тех пор, пока крутящий момент, передаваемый
буровым долотом 40 на буровые штанги, не превысит нормальную величину. Муфта 41 также может привести
в действие второй двигатель А, который, в зависимости от обстоятельств, может одновременно
использоваться для других целей, например, для привода промывочного насоса F и т. д., для работы вала
барабана.
Вместо того чтобы запускать уже работающий двигатель, регулятор давления или крутящего момента
бурения может запустить второй двигатель, или же заставить другие цилиндры или силовые цепи, на которые
не влияет обычный регулятор двигателя, взаимодействовать с работающим двигателем и использоваться для
помощи ведущему двигателю в подъеме бурового инструмента. Для запуска в муфту 41 или для обеспечения
работы вспомогательного двигателя A2 конец троса 11 или часть, непосредственно соединенная с ним,
соединяется механическим, электрическим или иным способом с соответствующим выключателем или
муфтой, которые, посредством движений конца троса, перерезают или запускают трос.
На фиг. 12 и 14 схематически показано механическое соединение конца веревки 11 с контактным элементом,
которое обеспечивает действие вбрасывания или выбрасывания посредством веревки или троса.50 На фиг.
11 и 15 представлено электрическое соединение 47 и 48, в котором наконечник 431 смазывает внешний
сердечник 70 железного сердечника 431, замыкая цепь выключателя 45 и приводя его в действие. весной, -
46. При этом соленоид 49 перемещается, и купирлинг c ulu ill.
Как только крутящий момент, передаваемый буровым долотом на буровые штанги, опускается ниже своего
максимального значения, после чего буровой долото поднимается, регулятор давления бурового долота
отключает двигатель или выключает его, автоматически останавливая работу бурового инструмента. Кроме
того, на рисунках S обозначает поворотный стол. T — это стержни dfillilig, V — сверло, а X — шестерня
g.earinLi, приводящие в движение поворотный стол, барабан для троса и т. д. 8 Устройство работает
следующим образом:
(1) Когда «h» встречает возрастающее сопротивление, и трос превышает заданную регулируемую величину,
импульс передается через стержень или тросовое соединение 19 (см. рис.). 3) или с помощью электрических
проводников 20 и 21 (рис. 8, 9, 12 и 14) или 20 и 211 (рис. 10, 13 и 15) к регулируемому вручную реле R19 или к
другому устройству, например, соленоиду 229 или 22 (рис. 7, 9, 10, 13 и 16), благодаря чему на поршень 3 в
цилиндре 4 (рис. 10, 3, 7, 8, 12 и 14) воздействует более высокое давление, чем нормальное, или на железный
сердечник 43 соленоида 42 (рис. 9, 11, 13 и 15) воздействует более высокая сила тока. При этом на конец
троса 11 оказывается более сильное натяжение, что приводит к подъему бурильных штанг и уменьшению
давления, с которым долото работает на дне скважины. Что касается устройств, показанных на фиг. 12-15, то
одновременно тяговый трос 1 автоматически наматывается на барабан 18, при этом подъем троса 1
становится независимым от высоты подъема тягового устройства 3 или 4.3.
Как только давление бурения на буровой платформе, стреле и, следовательно, крутящий момент
возвращаются к своим нормальным значениям, избыточное давление на поршнях 3 сбрасывается через
трубопровод 28, чтобы восстановить его скорректированное нормальное значение, путем открытия клапана
27 120 или соответствующего перемещения клапана 0 (рис. 1, 3, 7, 8, 12 и 14), или восстанавливается
нормальная сила тока (рис. 9, 10, 11, 13 и 15). На рис. 3, например, показан вариант исполнения 125.
Изобретение показано в сочетании с дизельным двигателем V. Желаемый крутящий момент регулируется
винтом, установленным на рычаге 65, который приводится в действие поршнем или его штоком 10' 101 '51
3,=,ij 9, которые снова оттягиваются вниз пружиной 8, и трубопровод 10 перекрывается от трубопровода 11 и
цилиндра 12, тем самым позволяя тормозному грузу 16 снова натянуть тормозной ремень. 70 На фиг. 7, 8 и с
9 по 13, кроме того, показано устройство, позволяющее затягивать тормоз с помощью соленоида 32, при этом
цепь 33, 34, 30, 37 прерывается для освобождения тормоза 75 путем отключения последовательного
сопротивления 3,5 шаг за шагом с помощью рычага 351i. Выдвижение 38 поршня 3 или железного сердечника
43, снабженного пазом 381S', теперь приводит в действие рычаг переключения 351 80 регулирующего
сопротивления 35, когда давление сверления падает ниже отрегулированного значения, и шаг за шагом
отключает ток для электромагнита 32, вызывая освобождение тормозного рычага 15) барабана 18 тягового
троса 85 и освобождение тягового троса (который вращается под действием веса инструмента).
По мере увеличения давления бурения из-за опускания бурового инструмента, натяжение пружины 39,
вызванное движением поршня 3 или железного сердечника 43 вниз, приводит к постепенному увеличению
тока на регулирующем сопротивлении 3,5, заставляя электромагнит снова натягивать тормозной ремень и
предотвращая дальнейшее разматывание троса 95 с барабана.
Реолитические устройства, показанные на рисунках.
9 и 10 работают аналогичным образом.
Регулирующее устройство, изображенное на рис. 11 (100), будет работать аналогичным образом.
Из приведенных примеров очевидно, что метод регулирования давления бурения согласно изобретению
позволяет осуществлять бурение с очень большим разнообразием модификаций.
Например, в случае, если расточный инструмент приводится в движение дизельным или паровым
двигателем, регулирующее устройство может управляться трехходовым краном посредством соленоида 22 и
пружины 51. Ток для привода соленоида 22, как показано на рисунке, подается не от электрической сети, а от
малогабаритного динамо-машины, приводимой в движение первичным двигателем, и которая, как только
нагрузка на первичный двигатель превышает установленный максимум, с помощью управляющего устройства
активирует реле, которое приводит динамо-машину в возбуждение 120 для подачи тока и возбуждения
соленоида 22 или 221, железный сердечник которого поворачивает пробку трехходового крана с помощью
рычага против действия пружины. Электромагнит может быть заменен другими подходящими устройствами,
такими как цилиндр, в котором жидкость под давлением, управляемая регулятором приводного механизма,
создает поршень. Кроме того, конец тяги 130 можно загружать любой связанной с ней частью.
Как только топливный насос, из-за большей нагрузки на двигатель, впрыскивает большее количество топлива,
винт a входит в контакт с небольшим распределительным золотником c, поднимая его до тех пор, пока
углубление d в распределительном золотнике c не пройдет мимо воздушного цилиндра e и не обеспечит
сообщение с цилиндром q через соединительную трубу f. Таким образом, к поршню l1 подается давление,
заставляющее его посредством штока или троса 19 приводить в действие регулирующее устройство реле R
или, аналогично, электропроводящие устройства (рис. 7, 8, 12 и 14).
Регулировка для поддержания желаемого постоянного давления сверления отключается до тех пор, пока
двигатель создает постоянный крутящий момент. В течение этого периода реле R через клапан 0 подает в
цилиндр высокого давления 4 давление более высокого уровня, которое должно быть достаточным для
подъема бурового инструмента. В электрическом регулирующем устройстве (рис. 9. 10 и 13) аналогичным
образом в соленоид 22 или 221 подается более высокий ток, который посредством регулирующего резистора
44 постепенно увеличивает ток, подаваемый на соленоид 42, тем самым поднимая буровой инструмент. На
установке, изображенной на рис. 11, соленоид 4-2 подключен параллельно или последовательно к одной из
токовых линий электропитания электродвигателя, благодаря чему на него напрямую подается больший ток в
случае возникновения большего крутящего момента.
(2)
Когда давление бурения долота IT становится меньше величины давления, установленного для конца
тягового троса 11 в соответствии с величиной веса или давлением на поршне 3, буровые долота, с их
соответственно большим весом, растягивают конец тягового троса, тем самым поднимая поршень 3 вверх в
цилиндре высокого давления 4 или железный сердечник 43 в соленоиде 42. В этом случае удлинитель 7
поршня 3 может беспрепятственно перемещаться внутри канала 21 поршня 2 на определенное расстояние.
Как только поршень 3 поднимается вверх за заданную верхнюю точку, стопорное кольцо 2Al захватывает
фланец 71 штока 7, а вместе с ним и вал клапана 9, втягивая их вверх против действия пружины 8. Давление
жидкости из сосуда под давлением 6, протекающей по трубопроводу 10, которая теперь воздействует через
трубопровод 11 в цилиндре 12 на поршень 1'3, соединенный с тормозным рычагом 15, тем самым оказывает
противодействие тормозному грузу 3t.
Под действием веса бурового инструмента барабан с тросом 18 продевается в тормозной ремень 17 до
возврата поршня 3, и вместе с ним вал клапана 394,991 трос 1 с помощью грузов или любым другим
способом.
Автоматическое устройство ослабления в соответствии с изобретением не только контролирует давление
сверления, но теперь также зависит от крутящего момента приводного двигателя.
Таким образом, подача бурового долота может быть точно отрегулирована для любых пород любого
характера и для любого типа долота (рыбьехвостовые долота, долота для бурения горных пород, дисковые
долота и т. д.).
В отличие от этого, регулирующие устройства, зависящие только от крутящего момента, например, при
бурении роликовыми долотами, сопряжены с риском перегрузки роликовых штифтов этих долот, поскольку
сопротивление, испытываемое этими долотами, мало по сравнению с сопротивлением при бурении долотами
типа «рыбий хвост». Кроме того, устройства ослабления, работа которых зависит только от регулирования
давления бурения, работают неудовлетворительно, поскольку долото при спуске может заклинить или
соскользнуть в трещину в породе, в результате чего главный буровой механизм остается неконтролируемым,
развивая максимальный крутящий момент и скручивая буровые штанги до тех пор, пока они не сломаются.
Кроме того, цилиндр 4, приводимый в действие сжатым воздухом или паром, может использоваться для
снижения давления ускорения при подъеме буровых штанг или обсадных труб; этот цилиндр действует как
упругое средство и увеличивает время, необходимое для достижения скорости, тем самым уменьшая
ускорение.
Это особенно полезно при использовании полных муфт с когтями P1 (например, 41), которые 35 вынуждены
резко поднимать груз, а также при использовании муфт с фрикционной муфтой (например, 41), которые будут
иметь более длительный срок службы и меньшую нагрузку, поскольку они менее склонны к проскальзыванию
40 при резком нажатии. По этой причине для привода могут использоваться двигатели внутреннего сгорания
значительно меньшего размера, что также относится к трехфазным электродвигателям в случае
электропривода, поскольку отпадает необходимость в создании большого пускового момента.
По той же причине подъемное устройство и все промежуточные части могут иметь гораздо меньшие размеры,
поскольку нагрузки, при которых они работают, значительно меньше.
Однако я не желаю ограничивать свое изобретение, заключающееся в регулировании подачи и извлечения
долота, как описано выше, с одной стороны, крутящим моментом, а с другой — давлением бурения,
примерами, приведенными здесь, и пояснениями к ним, поскольку, не выходя за рамки сущности и объема
изобретения, можно внести различные изменения в указанную регулировку, метод и устройство, которые в
зависимости от местных условий могут быть более удобными.
Составлено 4-го числа этого дня. Январь 1932 года.
МАРКС И КЛЕРК.
КТИФИКАЦИЯ.
Усовершенствованный метод и средство автоматического регулирования давления бурения в глубокобуровых
установках.
Я, Витталлай Раннс Туиггс, член фирмы Marks & Clerk, расположенной по адресу: Линкольнс-Инн Филиалс, 57
и 58, Лондон, W.C.2, подданный Великобритании, настоящим заявляю о характере данного изобретения
(сообщение, полученное мной из-за границы от Haniel & Lueg, G.m.b.). Г. (из Дтиссельдорф-Графенберга,
Германия, немецкая компания), а способ выполнения этого действия должен быть подробно описан и
установлен в следующем заявлении:
Данное изобретение относится к способу и средствам регулирования давления бурения в буровых установках
глубокого бурения, что позволяет защитить приводные элементы установки от чрезмерных нагрузок.
Способ и средства, предусмотренные настоящим изобретением, позволяют автоматически поддерживать
давление и крутящий момент бурения в определенных, но переменных пределах независимо друг от друга в
течение периодов определенной длины, например, до тех пор, пока длина и, следовательно, вес бурильных
штанг остаются постоянными, таким образом, что при достижении вручную регулируемого максимального
крутящего момента автоматически прикладывается подъем к верхнему концу бурильных штанг, растяжение
бурильных штанг, тем самым уменьшая давление, оказываемое долотом на дно скважины, при этом долото
либо остается в контакте со дном, либо полностью отходит, и, кроме того, таким образом, что при падении
давления бурения ниже отрегулированного минимального предела подъем, действующий на верхний конец
бурильных штанг, ослабляется, так что давление долота на дно скважины восстанавливается, это действие
осуществляется путем отпускания тормоза на барабане бурильного троса до тех пор, пока снова не будет
достигнуто требуемое давление бурения.
С этой целью свободный конец троса, поддерживающего буровой инструмент, нагружается, 110,
противодействующим нагрузке, создаваемой буровым инструментом, соответствующим образом
регулируемым грузом, с помощью устройства давления или электромагнитным воздействием на устройство,
соединенное с концом троса, и таким образом вызывает автоматическое натяжение или ослабление троса.
Кроме того, механическим, электрическим, гидравлическим или пневматическим способом конец тягового
троса косвенно или напрямую соединен с тормозными штоками на тяговом барабане, так что тормоз
освобождается или затягивается движением тягового троса в соответствии с изменениями давления бурения.
С другой стороны, первичный двигатель или части, передающие приводную мощность (215), оснащены
устройствами, которые, в зависимости от сопротивления породы долоту, автоматически вызывают косвенное
или направленное изменение нагрузки на конце тягового троса. Помимо этого, могут быть предусмотрены
средства для наматывания глухого конца бурового кабеля на вспомогательный барабан и размещения штока
поршня механизма регулирования натяжения кабеля (поршень соединен с червяком, который сначала
передает движения поршня, подобно зубчатой рейке, на червяк, приводя в движение вспомогательный
барабан).
Кроме того, для этой цели на регуляторе натяжения кабеля, в двух крайних положениях хода поршня,
предусмотрены устройства, способные с помощью рабочей среды или электрического тока либо
разблокировать тормоз главного кабельного барабана, либо привести во вращение червячный механизм для
привода вспомогательного барабана в направлении намотки бурового кабеля.
Например, когда увеличивается нагрузка на буровые штанги, когда буровая установка достигает твердой
породы или когда подача долота чрезмерна, и, следовательно, увеличенный крутящий момент превышает
заданный максимум, регулируемый независимо от давления бурения, то усилие на конце бурового троса
увеличивается, например, за счет воздействия более высокого давления на поршень, прикрепленный к концу
тягового троса, или за счет усиления тока, протекающего через катушки соленоида. Для этой цели также
возможно наматывать тяговый трос с помощью тросового барабана или вспомогательного барабана,
соединенного с устройством намотки, до тех пор, пока крутящий момент не упадет ниже максимального
значения. Эта операция может осуществляться либо с помощью муфты приводного вала, которая может
включаться или выключаться косвенно или непосредственно движением конца троса, либо косвенно или
непосредственно движением конца троса, приводящим в действие привод вспомогательного двигателя.
Однако, когда давление бурения, а следовательно, и крутящий момент, становятся меньше
скорректированного давления и крутящего момента, свободный конец тягового троса снова освобождается от
нагрузки, и путем отпускания тормозов барабана троса тяговый трос выдвигается до тех пор, пока в этом
случае не будет достигнуто давление бурения, необходимое для продолжения буровых работ.
При заданной длине буровых штанг 70 и, следовательно, при заданном весе буровых штанг, как правило, при
условии сохранения неизменности свойств породы, можно поддерживать постоянное давление бурения, т.е.
реактивное давление бурового долота 75 на дно скважины; ручная регулировка нагрузки, действующей на
конец тягового троса, необходима только при добавлении одной или нескольких новых секций буровых штанг.
Величина крутящего момента в 80 Нм также требует лишь небольшой корректировки, если вообще
потребуется, при замене одной детали на другую. Максимальные и минимальные пределы, которые были
отрегулированы вручную независимо друг от друга, будут поддерживаться полностью автоматически в
соответствии с изобретением, при этом долото всегда будет работать на дне скважины с постоянным
давлением бурения и периодически перемещаться вверх и вниз при встрече с сопротивлением, пока породы,
вызывающие сопротивление, не будут постепенно удалены.
Чертежи, прилагаемые к предварительной спецификации (рисунки 1–15), 95 и сопутствующие чертежи
(рисунки 16 и 17), в качестве примеров демонстрируют устройства, представляющие различные конструкции,
воплощающие изобретение.
На рис. 1 показана полностью гидравлическая или пневматическая регулирующая установка в сочетании с
буровой установкой на буровой вышке.
На рис. 2 в качестве примера, частично в диаграмматическом виде, показано продольное сечение цилиндра
высокого давления и нагрузочного поршня для гидравлического или пневматического регулирования.
Фикс. 53 представляет собой установку, работающую за счет жидкости под давлением и 110, оснащенную
приводом от двигателя внутреннего сгорания.
На рис. 4 в увеличенном масштабе изображен импульсный передатчик, показанный на рис. 3, установленный
на топливном насосе двигателя внутреннего сгорания.
На рис. 5 показан вид спереди диафрагменного регулятора, а на рис. 6 — разрез этого регулятора по линии
А-В на рис. 1. 5.
На рис. 7 и S показаны примеры 120 концов тягового каната, подверженных воздействию жидкости под
давлением и нагруженных поршнем, а также с электрической импульсной передачей и электрическим
приводом тормоза барабана тягового каната. 125 На рис. 9 показано электрически управляемое
регулирующее устройство, предназначенное для привода в движение паровым двигателем или двигателем
внутреннего сгорания.
На рисунках 1, 0 и 11 частично грамматически показано сочетание регулирующей установки с электрическим
приводом и электродвигателя.
На рис. 12 показана установка регулирования давления и крутящего момента буровой колонны, которая
осуществляет электрическое регулирование жидкости под давлением и механически приводит в действие
муфту.
На рис. 1.3 показана установка с полностью электрическим регулированием.
На рис. 14 представлен общий вид, аналогичный рис. 12 и рис. 1.5 (На рисунке 13 представлен вид сверху).
На рис. 16 показана регулирующая установка с гидродинамическим и механическим управлением и приводом,
а на рис. 1.7 показана установка с электрическим управлением, а также с гидродинамическим и электрическим
приводом.
Свободный конец 11 тягового троса 1, обозначенный на чертеже пунктирной линией, соединен, в случае,
показанном на фиг. 1, посредством поршневого штока 2 с поршнем 3 в цилиндре регулирования давления 4.
Через трубопровод 5, по которому проходит рабочая жидкость под давлением, часть цилиндра 4,
расположенная над поршнем 3, удерживается под воздействием рабочей жидкости, содержащейся в
резервуаре 6 и регулируемой по различным давлениям, по меньшей мере, двух, так что в соответствии с
пунктом 20 регулировки регулирующего устройства известного типа, подробно описанного ниже, на поршень 3
может воздействовать постоянное нормальное давление и, соответственно, более высокое давление, которое
должно быть достаточно высоким, чтобы поднять вес расточного инструмента. Как показано на рисунке 2,
поршневой шток 2 снабжен отверстием или каналом 21, в котором направлен вниз шток 7, перемещающийся с
помощью фланца 71, так что, когда поршень поднимается выше заданного положения, шток 7 поднимается
кольцевым упором 211 на штоке 2, тогда как, когда поршень перемещается ниже указанного положения, шток
7 остается неподвижным.
Пружина -45 8 всегда тянет шток 7 вниз, как только поршень опускается. В нижней части шток 7 заканчивается
конусом клапана 9, который при подъеме подает давление fSuid из резервуара высокого давления 6 через
трубы 10 и 11 в цилиндр 12. В этом цилиндре находится поршень 13, который соединен звеном 14 с
тормозным рычагом 15, несущим дополнительный груз 16, который обычно натягивает тормозной ремень 17,
охватывающий барабан тягового троса 18.
Воздействуя на поршень 13, рабочая жидкость ослабляет тормозной ремень.
Этот тормозной ремень 17 может быть заменен любым тормозным устройством любой известной
конструкции, установленным на тяговом барабане 18 любым известным способом. Первичный двигатель (не
показан) или любое другое средство передачи мощности, подходящее для регулирования давления бурения,
от которого может быть получен импульс управления, передает через стержень или трос 19 реле R. Импульс,
получаемый от первичного двигателя или от средства передачи мощности, регулирует более высокое
давление, воздействующее на поршень 13 цилиндра высокого давления и необходимое для подъема груза,
представленного буровым инструментом, который приводится в действие при возникновении крутящего
момента.
Пружина 191, расположенная в 19-м конце троса, служит для компенсации любых небольших колебаний. 1K
схематически обозначает компрессор или насос высокого давления, который подает рабочую жидкость под
давлением в ресивер 6 по трубопроводу D при требуемом во всех случаях давлении 80 мА.
Между сосудом высокого давления 6 и цилиндром высокого давления 4, в соединении с трубопроводом 23,
установлен регулирующий клапан 23 (рис. 1), который позволяет снизить давление подаваемой из ресивера
высокого давления 6 до заданного значения для подачи в цилиндр 4 и на диафрагму реле 90. Кроме того, в
соединительном трубопроводе 26 установлен регулирующий клапан 27 (рис. 1), за которым следует
Соседние файлы в папке патенты