устройство для захвата труб

Формула изобретения

Устройство для захвата труб, включающее корпус с внутренней конусной опорной поверхностью и кронштейнами, расположенные в нем вкладыши с наружной конусной и боковыми поверхностями, клинья с подвесками, плашками и державками, соединенные с подъемной платформой, и несущие подвески, отличающееся тем, что, с целью улучшения условий работы путем дистанционного управления поворотом устройства с захватом труб, оно снабжено поворотным механизмом, выполненным в виде обоймы с крыльями и силовых цилиндров, связанных через шарнирные соединения с верхней частью несущих подвесок и с кронштейнами корпуса, размещенными на пальцах с одной стороны поперек консольных проушин, выполненных на корпусе, причем концы консольных проушин жестко соединены пальцами с крыльями обоймы, размещенной на корпусе, боковые поверхности вкладышей выполнены с пазами, параллельными опорным поверхностям клиньев, в которых размещены подвижные упоры, подъемная платформа выполнена с пазами, соосными с клиньями и вкладышами, в которых размещены державки клиньев с подпружиненными регулируемыми бойками с конусным наконечником и с подпружиненной перекладиной для перекрытия проходного отверстия устройства, причем подвеска клиньев выполнена с впадиной, соответствующей конусному наконечнику, нижние части клиньев и плашек выполнены с наклонными поверхностями, а подпружиненная перекладина размещена над клиньями.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, и в частности, к устройствам для захвата труб при бурении скважины.

Известен элеватор-спайдер, содержащий корпус с конической внутренней поверхностью, проушины подштропы для подъема и спуска элеватора, клинья с конической наружной поверхностью, образующие в центре круглое отверстие для захвата обсадных труб. Проход обсадных труб в центре элеватора-спайдера обеспечивается боковой задвижкой, которая вращается вокруг оси и запирается защелкой. Клинья с помощью хомута присоединены к штокам пары идентично действующих подъемных цилиндров [1]

Данная конструкция не обеспечивает дистанционного управления поворотом элеватора и характеризуется наличием трудоемких работ по регулярной смазке узлов и развинчиванию из-за отсутствия противозаклинивающего устройства.

За прототип принято трубозахватное устройство, являющееся наиболее близким решением по конструктивному выполнению и технической сущности к заявляемому устройству и содержащее корпус с установленными в нем вкладышами, приводными клиньями и плашками, платформу и подвески клиньев [2]

Указанное трубозахватное устройство так же, как и аналог - элеватор-спайдер [1] не обеспечивает дистанционного управления поворотом. К недостаткам следует отнести ограничение грузоподъемности и наличие трудоемких работ.

Целью данного изобретения является улучшение условий работы за счет дистанционного управления поворотом устройства с захватом труб.

Указанная цель достигается тем, что устройство для захвата труб, включающее корпус с внутренней конусной опорной поверхностью и кронштейнами, расположенные в нем вкладыши с наружной конусной поверхностью, приводные клинья с державками, соединенные с подъемной платформой, и подвески, снабжено поворотным механизмом, выполненным в виде силовых цилиндров, связывающих через круговые шарнирные соединения верхнюю часть несущих подвесок с выносными кронштейнами корпуса, размещенными на пальцах с одной стороны поперек проушины корпуса; вкладыши на боковых поверхностях имеют пазы, параллельные опорным поверхностям клиньев с подвижно установленными упорами клиньев и подпружиненными регулируемыми бойками с конусным наконечником и соответствующей впадиной в подвеске клиньев, размещенными внутри державок клиньев в пазах платформы, соосных клиньям и вкладышам устройства; нижние части клиньев и плашек, от зубчатой поверхности до проходного отверстия устройства, выполнены с наклонными поверхностями, а на подъемной платформе над клиньями установлена подпружиненная перекладина для перекрытия проходного отверстия устройства.

Сравнительный анализ с прототипом показывает, что заявляемое устройство для захвата труб отличается наличием поворотного механизма, выполненного в виде силовых цилиндров, связывающих через шарнирные соединения верхнюю часть несущих подвесок с выносными кронштейнами корпуса, размещенными на пальцах с одной стороны поперек проушины корпуса, концы которых жестко соединены пальцами с крыльями обоймы корпуса; вкладыши на боковых поверхностях имеют пазы, параллельные опорным поверхностям клиньев, с подвижно установленными упорами клиньев и подпружиненными регулируемыми бойками с конусным наконечником и соответствующей впадиной в подвеске клиньев, размещенными внутри державок клиньев в пазах платформы, соосных клиньям и вкладышам элеватора; нижние части клиньев и плашек выполнены с наклонными поверхностями, а на подъемной платформе над клиньями установлена подпружиненная перекладина для перекрытия проходного отверстия элеватора. Таким образом, заявляемое устройство соответствует критерию "новизна".

Именно выполнение устройства для захвата труб с поворотным механизмом позволяет дистанционно управлять поворотом устройства с захватом труб, исключается необходимость подвешивания труб на хомуте и ряд дополнительных операций, т.е. улучшаются условия работы и достигается указанная цель.

При изучении других известных технических решений в данной области техники признаки, отличающие заявляемое изобретение от прототипа, не были выявлены, и потому они обеспечивают заявляемому техническому решению соответствие критерию "существенные отличия".

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 вид спереди, на фиг.2 - вид по стрелке А, на фиг.3 разрезы Б-Б, В-В, на фиг.4 Д-Д, на фиг.5 Г-Г, Е-Е, Ж-Ж.

В корпусе 1 устройства, имеющего внутреннюю конусную опорную поверхность 2 и консольные проушины 3, за которые корпус 1 подвешен через несущие подвески 4 к талевой системе буровой установки (на чертеже не показана), установлены под каждый клин 5 вкладыши 6 с наружной конусной поверхностью 2 и внутренними наклонными опорными поверхностями 7, на которые опираются клинья 5, подвешенные на подъемной платформе 8 с направляющими 9, перемещающимися во втулках 10 корпуса 1. Привод клиньев включает силовые цилиндры 11, качающиеся на опорах 12 корпуса 1, со штоками 13, прикрепленными к подъемной платформе 8, шланги 14, соединяющие устройство для захвата труб с дистанционным пультом управления 15.

Силовые цилиндры 16 связывают через набор круговых шарнирных соединений 17 верхнюю часть несущих подвесок 4 с кронштейнами 18 корпуса 1, вынесенными в одну сторону поперек проушин 3, имеющих в месте установки несущих подвесок 4 на трех четвертях окружности круглую форму 19. Кронштейны 18 одеты на пальцы 20, жестко соединяющие концы проушин 3 с крыльями 21 обоймы 22 корпуса 1. Вкладыши 6 ограниченно подвижно установлены между опорным буртом 23 нижней части 1 на пальцах 25 и 26, параллельных образующим в плоскости I-I опорных конусных поверхностей 2 вкладышей 6. На боковых поверхностях вкладышей 6 выполнены продольные пазы 27, параллельные опорным поверхностям 7, а клинья 5 снабжены упорами 28, подвижно установленными в пазах 37. Подвески 29 клиньев 5 оборудованы подпружиненными бойками 30, размещенными внутри державок 31, в пазах 32 платформы 8, оси I-I которых параллельны осям клиньев 5 и вкладышей 6 и проходят через ось II-II.

На платформе 8 над клиньями 5 установлена подпружиненная перекладина 33, перекрывающая проходное отверстие элеватора-спайдера. В нижней части клиньев 5 и плашек 34 выполнены наклонные поверхности 35, по которым труба подается в клинья.

Работа устройства для захвата труб осуществляется следующим образом.

Для поворота через пульт управления 15, шланги 14 в силовые цилиндры 16 подается под давлением газообразный или жидкий реагент. Под его действием устройство поворачивается на проушинах 3 относительно несущих подвесок 4 до 90^o обоймой 22 в сторону мостков буровой установки. При этом устройство для захвата труб находится над ротором и колонной труб, захваченной роторными клиньями, а клинья 5 подняты силовыми цилиндрами 11. Спускаемая в скважину труба подается в проходное отверстие элеватора-спайдера до упора в перекладину 33. Затем включаются силовые цилиндры 11 на опускание клиньев 5. Одновременно с перемещением клиньев 5 перемещается труба под действием перекладины 33 до захвата клиньями трубы.

Поворот устройства для захвата труб до вертикального положения происходит при его подъеме на талевой системе вместе с захваченной трубой. Затем после соединения трубы с колонной, опускания колонны на длину одной трубы и посадки на роторные клинья включаются силовые цилиндры 11 на подъем клиньев 5, устройство для захвата труб поднимается над колонной труб и устанавливается в исходное положение.

Предлагаемое устройство обеспечивает удобное проведение работы при дистанционном управлении, исключает осложнения, связанные с заклиниванием. Повышается надежность и срок службы устройства с широким диапазоном захватываемых труб.