Буровая телескопическая вышка для мобильной ремонтно-буровой установки

Авторы патента:

E21B7/02 - буровые станки, характеризующиеся средствами наземного передвижения, например смонтированные на салазках или колесах (передвижные буровые установки для использования на дне водоемов E21B 7/124)

Полезная модель относится к устройствам для бурения грунта или горных пород на месте их залегания, а именно к мобильным буровым установкам высокой проходимости, предназначенным для глубокого бурения, обслуживания и ремонта скважин. Основными задачами, на решение которых направлено заявленное техническое решение, являются значительное, по сравнению с аналогами, повышение проходимости мобильной ремонтно-буровой установки, а также сокращение времени, требуемое для установки буровой вышки. Указанная задача решена за счет того, что мобильная ремонтно-буровая установка содержит многоосное колесное шасси и расположенную на нем буровую вышку, устройство для подъема буровой вышки в вертикальное положение и опорные домкраты с тарелями для горизонтирования многоосного колесного шасси. При этом устройство для подъема вышки в вертикальное положение представляет собой телескопический гидроцилиндр и трехбарабанную лебедку, расположенные на раме колесного шасси, а сама буровая вышка, шарнирно закрепленная на раме колесного шасси с помощью опорного кронштейна, состоит из двух частей - нижней, выполненной в виде модернизированного транспортно-пускового контейнера, и верхней, выполненной в виде выдвижной мачты. Для обеспечения возможности установки выдвижной мачты в модернизированном транспортно-пусковом контейнере выполнен технологический вырез 1/3 его части, а в верхней и нижней частях оставлены пояски и установлены направляющие для роликов, механически закрепленных на выдвижной мачте, выполненные в виде швеллеров, расположенных под углом 120° относительно друг друга по периметру окружности упомянутого контейнера. В качестве многоосного колесного шасси мобильной ремонтно-буровой установки может быть использовано, например, шасси МЗКТ-79221 подвижного грунтового ракетного комплекса «Тополь-М». Телескопический гидроцилиндр может быть также заимствован у ракетного комплекса.

БУРОВАЯ ТЕЛЕСКОПИЧЕСКАЯ ВЫШКА ДЛЯ МОБИЛЬНОЙ РЕМОНТНО-БУРОВОЙ УСТАНОВКИ

Из уровня техники известен подъемный агрегат АзИНМАШ-43А (Справочная книга по текущему и капитальному ремонту нефтяных и газовых скважин / А.Д. Амиров, К.А. Карапетов, Ф.Д. Лемберанский и др.), смонтированный на болотоходном гидрофицированном тракторе, содержащий механизм отбора мощности и коробку перемены передач, размещенные в одном корпусе, который установлен непосредственно на задней стенке трактора, однобарабанную лебедку и механизмы управления, находящиеся в кабине тракториста [1].

Недостатком известного устройства является низкая скорость его движения, а также малая мощность барабана лебедки, что в целом увеличивает срок проведения ремонтных работ на скважине.

Наиболее близким по технической сущности к заявленному устройству является подъемный агрегат АзИНМАШ-37А (Справочная книга по текущему и капитальному ремонту нефтяных и газовых скважин / А.Д. Амиров, К.А. Карапетов, Ф.Д. Лемберанский и др.), предназначенный для проведения спуско-подъемных операций с укладкой труб и штанг на мостки при текущем ремонте скважин, представляющий собой самоходную подъемную установку, смонтированную на шасси автомобиля высокой проходимости. Агрегат содержит механизм отбора мощности, коробки передач, однобарабанной лебедки, вышки с задней и передней опорами, талевой системы и механизмов управления, расположенных в кабине машиниста [1].

Недостатком известного устройства является исполнение буровой вышки в виде цельной рамной конструкции, что значительно ограничивает высоту вышки длиной колесной базы транспортного средства, кроме этого применение однобарабанной лебедки и значительные габариты буровой вышки увеличивают время, требуемое для ее установки.

Основными задачами, на решение которых направлено заявленное техническое решение, являются значительное, по сравнению с аналогами, повышение проходимости мобильной ремонтно-буровой установки, а также сокращение времени, требуемое для установки буровой вышки.

Указанная задача решена за счет того, что буровая телескопическая вышка, предназначенная для установки на шасси транспортного средства, содержит две части, нижняя из которых выполнена с возможностью закрепления на раме транспортного средства, а верхняя - с возможностью выдвижения из нижней, при этом в транспортном положении вышка имеет возможность горизонтальной установки на опорах, а перевод в вертикальное положение осуществляется при помощи подъемного устройства. При этом нижняя часть вышки выполнена в виде контейнера с технологическим вырезом 1/3 его части, а верхняя часть вышки - в виде выдвижной мачты, представляющей собой ферму треугольного сечения, выполненную из труб, в верхней и нижней частях вышки выполнены пояски и установлены направляющие для роликов, механически закрепленных на выдвижной мачте, выполненные в виде швеллеров, расположенных под углом 120° относительно друг друга по периметру окружности упомянутого контейнера.

В качестве многоосного колесного шасси мобильной ремонтно-буровой установки может быть использовано, например, шасси МЗКТ-79221 подвижного грунтового ракетного комплекса «Тополь-М».

Положительным техническим результатом, обеспечиваемым указанной совокупностью конструктивных признаков, является уменьшение времени, необходимого для установки буровой вышки в вертикальное положение за счет использования выдвижной мачты, что в целом повышает технологичность ремонтно-буровой установки.

Полезная модель поясняется чертежами, где на фиг. 1 приведен общий вид мобильной ремонтно-буровой установки; на фиг. 2 - буровая телескопическая вышка в рабочем вертикальном положении; на фиг. 3 - разрез по А-А на фиг. 2; на фиг. 4 - механизм фиксации выдвижной мачты; фиг. 5 - устройство направляющей, выполненной в виде швеллера для ролика, механически закрепленного на выдвижной мачте.

Мобильная ремонтно-буровая установка содержит многоосное колесное шасси 1 и установленную на нем буровую телескопическую вышку 2, устройство для подъема вышки в вертикальное положение и опорные домкраты с тарелями для горизонтирования 3 многоосного колесного шасси 1, а также упоры 4 для поддержания вышки в горизонтальном положении и опорный кронштейн 5. При этом устройство для подъема вышки в вертикальное положение представляет собой телескопический гидроцилиндр 6 и трехбарабанную лебедку 7, расположенные на раме многоосного колесного шасси, а сама буровая телескопическая вышка, шарнирно закрепленная на раме колесного шасси с помощью опорного кронштейна 5, состоит из двух частей - нижней, выполненной в виде контейнера 8, и верхней, выполненной в виде выдвижной мачты 9. Мачта представляет собой ферму треугольного сечения, выполненную из труб. Для обеспечения возможности установки выдвижной мачты в контейнере выполнен технологический вырез 1/3 его части, а в верхней и нижней частях выполнены пояски 10 и установлены направляющие 11 для роликов 12, механически закрепленных на выдвижной мачте, выполненные в виде швеллеров, расположенных под углом 120° относительно друг друга по периметру окружности упомянутого контейнера.

Устройство для спуска и подъема выдвижной мачты представляет собой механизм, включающий в себя трехбарабанную лебедку 7 и шкивы 13. Трехбарабанная лебедка установлена на шасси 1. Нижний ряд шкивов 13 установлен в нижней части контейнера, а верхний ряд - на кольце 14 в верхней части контейнера 8. Свободный конец стальных канатов жестко закреплен внизу мачты 9 (фиг. 2).

Выдвижная мачта 9 содержит ролики 12, направляющими для которых служат швеллеры 11. Мачта 9 удерживается в верхнем положении с помощью выдвижных штырей 15. Ролики 12 конструктивно представляют собой вал 16, подшипники качения 17 и непосредственно сам ролик (фиг. 5). Швеллеры 11 приварены к кольцу 14. Сбоку к швеллерам приварены короткие уголки 18 в шахматном порядке, которые закреплены на контейнере 8 с помощью болтов 19. Кольцо 14 выполнено из прокатного уголка и устанавливается сверху на торец контейнера (фиг. 3). Выдвижной штырь 15 состоит из корпуса 20, пружины 21, электромагнитной катушки 22 (фиг. 4).

Для ускорения монтажа буровой телескопической вышки 2 роторный стол 23 выполнен складным. Для обеспечения возможности складывания рама стола закреплена на шарнирах 24, а сам ротор 25 установлен в нижней части контейнера. Основное технологическое оборудование 26 установлено на раме шасси 1.

Работа мобильной буровой установки осуществляется следующим образом.

Мобильная ремонтно-буровая установка подъезжает к намеченному месту задним ходом, вывешивается и горизонтируется с помощью опорных домкратов с тарелями. Далее производится монтаж буровой телескопической вышки 2. С помощью телескопического гидроцилиндра 6 контейнер 8 поднимается из горизонтального положения в вертикальное. На шарнирах 24 раскладывается роторный стол, под который устанавливаются опоры и устанавливается балкон верхового рабочего. Далее производится оснастка талевой системы. Из контейнера 8, с помощью механизма подъема, состоящего из трехбарабанной лебедки 7, имеющей привод от ходового двигателя, и талевой системы, поднимается выдвижная мачта 9. При подъеме мачты на электромагнитную катушку 22 подается напряжение, в результате чего штыри 15 втягиваются. Мачта поднимается на роликах 12 по направляющим - швеллерам 11. При достижении мачтой верхней точки срабатывает флажковый выключатель, в результате чего рассоединяется муфта привода трехбарабанной лебедки 7 и выдвигаются штыри 15, удерживающие мачту 9 в верхнем положении. Во время буровых работ спускоподъемный механизм отключается. Далее производится проверка всего оборудования и механизмов на целостность конструкции. К ротору 25 монтируется карданная передача, которая при транспортировке снимается. После монтажа буровой вышки и всего оборудования проводят подготовительные работы. Далее выполняют непосредственно сам процесс бурения скважины.

По окончании бурения или эксплуатации скважины, буровую вышку 2 демонтируют.Выдвижная мачта 9 после включения трехбарабанной лебедки 7 поднимается выше на 10-20 см, выдвижные штыри 15 убираются подачей на электромагнитные катушки напряжения, после чего выдвижная мачта под собственным весом опускается в контейнер, для чего на трехбарабанной лебедке 7 предусмотрен ленточный тормоз. Снимается вся оснастка, складывается роторный стол 23 и контейнер 8 опускается в горизонтальное положение на упоры 4.

Список использованных источников:

1. Справочная книга по текущему и капитальному ремонту нефтяных и газовых скважин / А.Д. Амиров, К.А. Карапетов, Ф.Д. Лемберанский, А.С. Яшин, А.А. Джафаров. М.: Недра, 1979. 309 с.

Буровая телескопическая вышка для мобильной ремонтно-буровой установки, предназначенная для установки на шасси транспортного средства, содержащая две части, нижняя из которых выполнена с возможностью закрепления на раме транспортного средства, а верхняя - с возможностью выдвижения из нижней, при этом в транспортном положении вышка имеет возможность горизонтальной установки на опорах, а перевод в вертикальное положение осуществляется при помощи подъемного устройства, отличающаяся тем, что нижняя часть вышки выполнена в виде контейнера с технологическим вырезом 1/3 его части, а верхняя часть вышки - в виде выдвижной мачты, представляющей собой ферму треугольного сечения, выполненную из труб, в верхней и нижней частях вышки выполнены пояски и установлены направляющие для роликов, механически закрепленных на выдвижной мачте, выполненные в виде швеллеров, расположенных под углом 120° относительно друг друга по периметру окружности упомянутого контейнера.