Верхний силовой привод для буровых установок

Полезная модель "Верхний силовой привод для буровых установок" относится к области машиностроения, преимущественно к области подъемной и буровой техники, а более конкретно - к мобильным установкам для ремонта нефтяных и газовых скважин. Верхний силовой привод предназначен для бурения нефтяных и газовых скважин, содержит силовой вертлюг с кареткой. установленной на направляющей, выполнен на базе высокомоментного гидромотора с проходным отверстием в роторе. Корпус гидромотора верхнего силового привода является несущим элементом, а ротор гидромотора обеспечивает непосредственный привод вращения колонны труб; гидротормоз, встроенный в гидромотор, обеспечивает раскрутку пружины колонны труб при остановке. Подача бурового раствора происходит через полый вал ротора гидромотора. В верхней части верхнего силового привода имеются штропы для подвески его на крюкоблоке установки для бурения и гусак для подвода промывочного раствора при бурении, в нижней части на корпусе верхнего силового привода установлены штропы с элеватором

для "захвата трубы с рабочей площадки и балкона, штропа имеют систему отклонения с помощью гидроцилиндров для удобства -захвата трубы.

1. - Область техники, к которой относится полезная модель. Заявляемая модель относится к области машиностроения. преимущественно к области подъемной и буровой техники, а более конкретно - к мобильным установкам для ремонта нефтяных и газовых скважин.

2. - Уровень техники.

Конструкции верхних силовых приводов (ВСП) зависят от требований на создаваемый момент и необходимую грузоподъемность. Сведения о различных конструкциях и технических характеристиках приводятся в каталогах, справочниках и специализированных печатных изданиях.

Существуют различные конструкции верхних силовых приводов.

Одним из аналогов является верхний силовой привод (патент на полезную модель № 29551 заявка № 2003103536, приоритет от 13.02.2003), в состав которого входят: редуктор, встроенный в корпус верхнего силового привода, дисковый тормоз и два гидромотора. имеющие переменный рабочий объём. За счёт изменения рабочего объёма обеспечивается скорость вращения колонны буровых труб. Недостатком данной конструкции является:

- наличие зубчатого редуктора. Это сложный в изготовлении узел и наиболее дорогой, он является основной частью верхнего силового привода и увеличивает его вес.

- 2 гидромотора, что усложняет систему управления гидромоторами (нужны дополнительные элементы управления : гидравлические и электрические).

3. Сущность заявляемой полезной модели

Сущность заявляемой полезной модели "Верхний силовой привод для буровых установок" заключается в том. что гидромотор с проходным отверстием в роторе приводит во вращение колонну труб непосредственно от полого вала установленного в шлицы ротора, подача раствора происходит через полый вал. Питание гидромотора происходит от регулируемого насоса через гядрораспределитель. Регулирование подачи рабочей жидкости насосом дает возможность плавного изменения скорости на всех режимах.

Установка гидромотора на колонну буровых труб даёт возможность исключить из конструкции редукторную часть, что позволяет снизить массу верхнего силового привода и увеличить надежность. В гидромоторе предусмотрен пружинный тормоз для регулируемого снятия с колонны труб реактивного крутящего момента при бурении.

4. 0писание полезной модели

В сварном корпусе установлен высокомоментный гидромотор 7 с гидротормозом 6 и набором трех подшипников 9. Подшипники 9 воспринимают осевые и радиальные нагрузки и позволяют обеспечивать вращение вала 8 силового привода при проведении буровых работ. ("верху на корпус 5 устанавливается гусак 11 с узлом уплотнения для передачи бурового раствора к вращающемуся полому валу 8.

Вращающийся вал 8 привода оборудован двумя отсечными клапанами 10, дублирующими Друг друга. Один клапан управляется дистанционно- гидравлически, второй имеет ручное управление на случаи отказа первого. На корпусе 5 верхнего силового привода имеется система крепления верхних и нижних штропов 2, 3. Верхними штропами 2 силовой привод крепится к крюкоблоку. Нижними штропами 3 имеющими гидравлическую систему отклонения с помощью гидроцилиндров 12 и снабженных элеватором 4 происходит захват колонны труб 16 при их подаче с мостков или с балкона. Корпус верхнего силового привода соединен шарнирно с кареткой 13, которая перемещается по направляющей 19, закрепленной на мачте установки для бурения.

Описание работы полезной модели

Работа верхнего силового привода (ВСП) показана на Фиг.3.

При нахождении колонны труб 16 на спайдере 17 верхний силовой привод 20 с помощью лебедки опускается на рабочую площадку 18, по слипу которой с помощью вспомогательной лебедки подается труба, отклоняет штропа 3 с элеватором 4, захватывает элеватором поданную трубу. Верхний силовой привод 20 поднимается на высоту балкона. Трубя 15 устанавливается в муфту колонны труб 16. находящихся на спайдере I⁷ и свинчивается с ней с помощью ключа. Затем труба 15 освобождается от захвата элеватора 4 и верхней частью свинчивается с ведущей трубой верхнего силового привода 20. После этого колонна освобождается от зажима в спайдере и начинается процесс бурения. После завершения процесса бурения на глубину, равную длине трубы (свечи) колонна труб устанавливается на спайдер. Верхний силовой привод обратным вращением гидромотора отвинчивается от трубы (свечи? и цикл работы повторяется.

5. Использование полезной модели

Верхний силовой привод (ВСП) используется для вращения бурового инструмента, поддержания на весу колонны труб. выполнения спуско-подъемных операций и подачи бурового раствора в скважину в составе установок для ремонта скважин с приводом от штатной гидроснстемы установки. По сравнению с роторным бурением верхний силовой привод снижает трудоемкость при наращивании колонны в процессе бурения и повышает производительность труда. При управлении также используют линии управления гидромотором.

Верхний силовой привод используется:

при бурении скважин.

при вскрытии пласта с ожидаемым содержанием в пластовом флюиде сероводорода свыше 6 (объемных) процентов.

при наборе угла с радиусом кривизны менее 30 м в наклонно-направленных скважинах,

при бурении горизонтального участка ствола скважины длиной более 300 м в скважинах глубиной более 3000 м.

6. Возможность реализации заявляемой полезной модели

Па верхний силовой привод (ВСП) разработана конструкторская документация.

В 2003 году будет изготовлен опытный образец. Запуск в серийное производство планируется в 2004 году. Верхний силовой привод (ВСП) будет применяться в установках по ремонту нефтянных я газовых скважин грузоподъемностью 127, 160 тонн.

1. Верхний силовой привод, отличающийся тем, что в нем использован один высокомоментный гидромотор, который через шлицы соединен с полым валом и ведущей трубой.

2. Верхний силовой привод по п.1, отличающийся тем, что полый вал расположен внутри ротора гидромотора.

3. Верхний силовой привод по п.1, отличающийся тем, что имеет встроенный в гидромотор гидротормоз, управляющий закрученной колонной труб.