Устройство для намотки длинномерной стальной трубы

Устройство для намотки длинномерной стальной трубы относится к области эксплуатации и подземного ремонта нефтяных и газовых скважин, а более конкретно к устройствам для наматывания длинномерных стальных труб на барабан и подачи их к устью скважины в составе установок для проведения технологических ремонтных и исследовательских работ с применением длинномерных стальных труб. Устройство для намотки длинномерной стальной трубы содержит барабан, закрепленный на раме, привод барабана, механизм укладки витков трубы, включающий ходовой винт, привод ходового винта, каретку, выполненную с возможностью перемещения по ходовому винту и направляющую с корпусом и двумя парами горизонтально расположенных роликов охвата трубы, установленную на каретке с возможностью вертикального перемещения, устройство для регулировки положения механизма укладки витков трубы по высоте. Корпус снабжен системой смазки трубы и механическим счетчиком длины трубы. Устройство содержит систему трубопроводов, включающую внутренний манифольд, наружный манифольд с двумя входами и двумя кранами и вертлюг. На вал барабана установлено устройство для передачи сигнала с геофизического оборудования, расположенного на конце длинномерной стальной трубы. Привод барабана выполнен гидравлическим с гидромотором и редуктором с тормозом. Барабан и механизм укладки витков трубы в транспортном положении прикреплены к раме с помощью талрепов. На раме барабана установлена система смазки, к которой подключены все смазочные точки узлов устройства, требующие периодического технического обслуживания.

Полезная модель относится к области эксплуатации и подземного ремонта нефтяных и газовых скважин, а более конкретно к устройствам для наматывания длинномерных стальных труб на барабан и подачи их к устью скважины в составе установок для проведения технологических ремонтных и исследовательских работ с применением длинномерных стальных труб.

Известен укладчик для намотки длинномерных стальных труб на барабан, содержащий барабан, привод барабана, ходовой винт, каретку укладчика длинномерных стальных труб на барабан, ролики охвата трубы, устройство для регулировки положения укладчика по высоте относительно барабана и привод ходового винта /1/. Каретка укладчика оборудована двумя парами роликов, одна из которых расположена горизонтально, а другая - вертикально. Расстояние между роликами каждой пары в зоне охвата трубы больше, чем наружный диаметр трубы.

Недостатком известного устройства является отсутствие на барабане устройства измерения глубины скважины и смазки длинномерной стальной трубы, что снижает надежность и технологические возможности использования устройства. Кроме того, недостаточная высота подъема длинномерной стальной трубы ограничивает область его использования.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому является устройство для намотки длинномерной стальной трубы, содержащее барабан, закрепленный на раме, привод барабана, укладчик витков трубы (механизм укладки витков трубы), включающий ходовой винт, привод ходового винта, каретку, выполненную с возможностью перемещения по ходовому винту, ролики охвата трубы, установленные на каретке, устройство для регулировки положения укладчика витков трубы по высоте относительно барабана. Устройство для намотки длинномерной стальной трубы содержит систему трубопроводов, включающую наружный и внутренний манифольды. Привод барабана выполнен в виде гидравлического регулятора скорости, связанного с электродвигателем и цилиндрическим редуктором, и звездочки, установленной с возможностью взаимодействия с барабаном.

Недостатком известного устройства является малая высота подъема длинномерной стальной трубы, ограничивающая его технологические возможности, например, использование его для высоких скважин. Отсутствие на барабане устройства для передачи сигналов с оборудования, установленного на конце длинномерной трубы, устройства измерения длины трубы (глубины скважины) и ее смазки снижают надежность и технологические возможности использования устройства. Использование в приводе барабана электродвигателя требует дополнительного синхронизирующего устройства при подаче и спуске трубы в скважину, что усложняет конструкцию устройства и снижает его надежность. Кроме того, сложность доступа к точкам смазки некоторых узлов устройства затрудняет их периодическое техническое обслуживание.

Задачей полезной модели является повышение надежности и расширение технологических возможностей устройства.

Поставленная задача достигается тем, что в устройстве для намотки длинномерной стальной трубы содержащем барабан, закрепленный на раме, привод барабана, механизм укладки витков трубы, включающий ходовой винт, привод ходового винта, каретку, выполненную с возможностью перемещения по ходовому винту, ролики охвата трубы, устройство для регулировки положения механизма укладки витков трубы по высоте, наружный и внутренний манифольды, механизм укладки витков трубы дополнительно содержит направляющую с корпусом и двумя парами горизонтально расположенных роликов охвата трубы, установленную на каретке с возможностью вертикального перемещения. При этом корпус снабжен системой смазки трубы и механическим счетчиком длины трубы, а на вал барабана установлено устройство для передачи сигнала с геофизического оборудования, расположенного на конце длинномерной стальной трубы, наружный манифольд имеет два входа с кранами, а на конце вала барабана установлен вертлюг. Привод барабана выполнен гидравлическим с гидромотором и редуктором с тормозом. Барабан и механизм укладки витков трубы в транспортном положении прикреплены к раме с помощью талрепов.

Выполнение механизма укладки витков трубы дополнительно содержащим направляющую с корпусом, выполненную с возможностью вертикального перемещения относительно каретки, позволяет увеличить высоту поднятия трубы и тем самым расширить комплекс технологических операций. Наличие системы смазки трубы позволяет уменьшить трение вращения и повысить надежность работы устройства, а использование механического счетчика длины трубы - осуществлять контроль за выполнением спускоподъемных операций, что также повышает надежность. Наличие двух входов с кранами на наружном манифольде позволяет прокачивать одновременно различные технологические жидкости. Выполнение привода барабана гидравлическим, включающим гидромотор и редуктор со встроенным тормозом, позволяет синхронизировать процесс намотки с механизмом подъема и спуска трубы (инжектором) в скважину без синхронизирующего устройства, что упрощает конструкцию устройства и повышает его надежность. Наличие на раме траверсы и талрепов для крепления укладчика витков трубы и барабана позволяет проводить транспортирование устройства и, соответственно, расширить область его использования.

Сущность полезной модели поясняется чертежами, где

на фиг.1 изображен общий вид устройства (вид слева);

на фиг.2 - тоже вид сбоку;

на фиг.3 - вид А фиг.2;

на фиг.4 - разрез Б-Б фиг.1;

на фиг.5 - общий вид механизм укладки трубы;

на фиг.6 - вид сбоку механизма укладки трубы.

Устройство для намотки длинномерной стальной трубы содержит барабан 10, закрепленный на раме 7, к верхним кронштейнам которой прикреплен механизм укладки витков трубы 4. Барабан 10 для намотки длинномерной стальной трубы представляет собой катушку с ребордами и имеет привод 15, расположенный в непосредственной близости от оси барабана 10 и, связанный при помощи цепного механизма или зубчатой передачи с внешним диаметром барабана. Привод 15 выполнен гидравлическим и включает в себя гидромотор и редуктор со встроенным тормозом. Использование такого привода позволяет создавать и регулировать (поддерживать) необходимое натяжение длинномерной стальной трубы при наматывании и разматывании за счет вращения барабана 10. Регулирование усилия натяжения трубы осуществляют дистанционно из кабины оператора. При проведении ремонтных работ на скважине на вал барабана 10 устанавливают устройство 16, служащее для и передачи сигнала с геофизического оборудования, установленного на конце длинномерной стальной трубы на систему сбора и обработки данных. Механизм укладки витков трубы 4 синхронизирован с вращением барабана 10 посредством цепной передачи 11 с ручной коррекцией от гидромотора через регулируемую фрикционную муфту. Механизм укладки витков трубы 4 поднимается в рабочее положение гидроцилиндром 1, закрепленного на раме 7 и оснащенного гидрозамками для удержания заданного положения. Механизм укладки витков трубы 4 содержит ходовой винт 17, приводимый в действие от гидропривода 21. На ходовом винте 17 с возможностью перемещения установлена каретка 18, на которой во втулке установлена вертикально расположенная направляющая 19 с корпусом 20. Корпус 20 оборудован двумя парами горизонтально расположенных роликов охвата трубы между которыми проходит длинномерная стальная труба. Корпус 20 вместе с направляющей 19 свободно перемещается по вертикали относительно каретки 18, и обеспечивает дополнительную высоту механизма укладки витков трубы 4 в пределах длины направляющей 19. В корпусе 20 между двумя парами роликов расположен также механический счетчик длины трубы 2, мерное колесо которого вращается за счет трения о проходящую мимо него трубу. Кроме того, корпус 20 снабжен системой смазки 3, представляющей собой набор прокладок пропитанных ингибитором, который подводится к системе смазки 3 через рукав высокого давления. Устройство для намотки длинномерной стальной трубы включает в себя систему трубопроводов: внутренний 5 и наружный 6 манифольды. Длинномерная стальная труба соединена одним концом с внутренним манифольдом 5, смонтированным в сердечнике барабана 10 и выходящим на его вал. Для одновременного подключения двух реагентов (жидкостей или газов) наружный манифольд 6 имеет два входа с кранами. Для обеспечения циркуляции жидкостей и газов в трубах внутреннего 5 и наружного 6 манифольдов при разматывании или наматывании труб на барабан 10 на конце вала барабана 10 установлен вертлюг 9. Для удобства выполнения погрузочно-разгрузочных работ в конструкции устройства для намотки длинномерной стальной трубы предусмотрена траверса 8 (представляющая собой балку со скобами для подъема устройства за две точки) прикрепленная к раме 7, и талрепы 12 и 13, с помощью которых барабан 1 и механизм укладки витков трубы 4 в транспортном положении прикреплены к раме 7. На раме 7 установлена система смазки 14, к которой подключены все смазочные точки узлов устройства, требующие периодического технического обслуживания.

Устройство работает следующим образом.

Длинномерная стальная труба, намотанная на барабан 10, через механизм укладки витков трубы 4 подается к инжектору (на чертеже не показан) для спуска в скважину. Механизм укладки витков трубы 4 устанавливается в рабочее положение в соответствии с направлением движения длинномерной стальной трубы с помощью гидроцилиндра 1. При разматывании трубы (спуске трубы в скважину) привод 15 действует как тормоз, крутящий момент которого регулируют путем изменения давления на гидромоторе, обеспечивая тем самым натяжение трубы на барабане 10 при спуске в скважину. При намотке длинномерной стальной трубы на барабан 10 при подъеме ее из скважины гидромотор вращает барабан быстрее, чем происходит подъем трубы из скважины, увеличивая тем самым натяжение трубы при наматывании ее на барабан 10. Укладка витков длинномерной стальной трубы на барабан 10 производится механизмом укладки витков трубы 4, синхронизированным с вращением барабана 1. Длинномерная стальная труба проходит через ролики обхвата трубы корпуса 20 и в процессе работы (наматывания или разматывания трубы) самостоятельно регулирует высоту подъема в пределах длины направляющей 19. Соответственно увеличивается или уменьшается высота подъема трубы, что позволяет за счет длины направляющей 19 и гидроцилиндра 1 увеличить максимальную высоту подъема механизма укладки витков трубы 4.

Наличие двух входов на наружном манифольде 6 позволяет использовать две рабочие жидкости одновременно, а вертлюг 9 позволяет прокачивать любую жидкость или газ, применяющиеся при ремонтных операциях, например, кислоту или азот под давлением до 70 МПа.

Источники информации, принятые во внимание при рассмотрении заявки:

1. Свидетельство на полезную модель РФ 13231, МПК Е21В 19/00, опубл. 27.03.2000 г.)

2. Авторское свидетельство 832038, МПК Е21В 19/00, опубл. 23.05.81 г., бюлл.19 - прототип

1. Устройство для намотки длинномерной стальной трубы, содержащее барабан, закрепленный на раме, привод барабана, механизм укладки витков трубы, включающий ходовой винт, привод ходового винта, каретку, выполненную с возможностью перемещения по ходовому винту, ролики охвата трубы, устройство для регулировки положения механизма укладки витков трубы по высоте, наружный и внутренний манифольды, отличающееся тем, что механизм укладки витков трубы дополнительно содержит направляющую с корпусом и двумя парами горизонтально расположенных роликов охвата трубы, установленную на каретке с возможностью вертикального перемещения, при этом корпус снабжен системой смазки трубы и механическим счетчиком длины трубы, а на вал барабана установлено устройство для передачи сигнала с геофизического оборудования, расположеннного на конце длинномерной стальной трубы, наружный манифольд имеет два входа с кранами, а на конце вала барабана установлен вертлюг.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что привод барабана выполнен гидравлическим с гидромотором и редуктором с тормозом.

3. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что барабан и механизм укладки витков трубы в транспортном положении прикреплены к раме с помощью талрепов.