Установка хранения, выдачи и приема труб при спуско-подъемных операциях

Изобретение относится к области бурения нефтяных, газовых и других скважин. Установка хранения, выдачи и приема труб при спуско-подъемных операциях содержит основание с центральной вертикальной стойкой, стеллажи, выполненные с возможностью вращения по вертикальной оси, привод для вращения стеллажей, размещенный внутри основания, устройство захвата труб, которое закреплено, например, на своей вертикальной стойке и размещено на линии подачи труб. Согласно изобретению стеллажи выполнены в виде единой жесткой кассеты и снабжены сменными опорными решетками, расположенными в верхней и нижней ее частях, сменные опорные решетки образованы стержневыми элементами, образующими ячейки различного размера и снабженными узлами соединения между собой и со стеллажами, а также установка снабжена вторым устройством захвата, размещенным на телескопически раздвигаемой стойке, содержащим поворотную в вертикальной плоскости консоль с рабочим органом, служащим для удержания труб. В результате повышается надежность работы установки за счет выполнения стеллажей в виде единой жесткой конструкции, элементы которой неподвижны друг относительно друга, сокращаются затраты на изготовление и эксплуатацию, расширяется номенклатура диаметров труб за счет формирования ячеек необходимого размера в виде сменных опорных решеток для хранения требуемых труб из сменных стержневых элементов, имеющих узлы соединения для соединения между собой и со стеллажами. 2 ил.

 

Изобретение относится к области бурения нефтяных, газовых и других скважин.

Установка хранения, выдачи и приема труб при спуско-подъемных операциях может быть использована при бурении наземных и морских скважин.

Известно техническое решение «Устройство для хранения и автоматической манипуляции буровыми штангами и соответствующая буровая установка» (патент на изобретение № RU 2576749 С2, МПК: Е21В 15/00, Е21В 19/14), содержащее карусельный накопитель для контейнеров с буровыми штангами и устройство манипуляции штангами, расположенное на буровой установке и содержащее манипуляционную консоль для перемещения указанных буровых штанг из указанного карусельного накопителя, причем карусельный накопитель определяет замкнутый контур, по которому расположены указанные контейнеры с буровыми штангами, и содержит внутреннюю конструкцию, поддерживающую указанные контейнеры, при этом контейнеры выполнены с возможностью перемещения и поворота по указанному замкнутому контуру относительно указанной внутренней конструкции. При этом указанный замкнутый контур имеет длину, равную по меньшей мере расстоянию между парой смежных буровых скважин, в которые вставляются указанные буровые штанги. Контейнеры проходят в радиальном направлении относительно указанного контура. Устройство содержит передаточный механизм для манипуляции контейнерами. Передаточный механизм содержит по меньшей мере цепь и пару зубчатых колес, приводимых в действие по меньшей мере электродвигателем. Устройство содержит опорные держатели для контейнеров, содержащие L-образную конструкцию для поддержания указанных контейнеров. Устройство содержит опорные держатели для контейнеров, содержащие L-образную конструкцию для поддержания указанных контейнеров, причем каждый держатель взаимодействует по меньшей мере с одной из указанных цепей. Карусельный накопитель содержит предотвращающие падение устройства, предназначенные для предотвращения выпадения буровых штанг из держателей, причем указанные предотвращающие падение устройства выполнены в количестве, при котором на каждый из указанных контейнеров приходится по меньшей мере одно указанное устройство. Каждый из указанных контейнеров содержит несколько рядов буровых штанг, при этом предотвращающие падение устройства выполнены в количестве, при котором на каждый ряд в каждом из указанных контейнеров приходится одно указанное устройство. Указанное предотвращающее падение устройство содержит поворотный рычаг, имеющий противовес и поворачивающийся вокруг горизонтальной оси, причем указанное предотвращающее падение устройство имеет первое открытое положение и второе закрытое положение, при этом оно переходит из второго положения в первое положение с помощью открывающей системы, когда указанный контейнер находится в соответствии с указанным манипуляционным устройством. Буровая установка закреплена и имеет головку, закрепленную с возможностью скольжения на буровой мачте, причем головка выполнена с возможностью перемещения между первым положением с остановкой над разрабатываемой скважиной и вторым положением с остановкой над вспомогательной скважиной, выполненной в грунте. Буровая установка выполнена с возможностью перемещения относительно грунта и содержит головку, закрепленную с возможностью скольжения на буровой мачте, причем указанная головка выполнена с возможностью перемещения между первым положением с подвешиванием над одной скважиной из нескольких последовательно расположенных скважин и вторым положением с подвешиванием над устройством ограничения буровой штанги, расположенным вне грунта.

Недостатками известного технического решения являются пониженная надежность работы данного устройства, вызванная большим количеством использованных в конструкции данного устройства элементов, в том числе подвижных элементов, а также ограничения по диаметрам хранимых буровых штанг, связанная с хранением буровых штанг в контейнерах.

Известно техническое решение «Система хранения и погрузки-разгрузки труб» (патент на изобретение № RU 2549634 С1, МПК: Е21В 19/14), взятое за прототип, содержащее основание с центральной вертикальной стойкой, стеллажи, выполненные с возможностью вращения по вертикальной оси и в каждом из которых выполнены щели для хранения труб в вертикальном положении, привод для вращения стеллажей и устройство захвата для труб. При этом все стеллажи выполнены с возможностью вращения вокруг одной центральной вертикальной стойки, габариты которых зависят от типоразмеров труб, причем первый стеллаж, размещенный у центральной вертикальной стойки, выполнен не разрезным, а последующие стеллажи выполнены разрезными на разных диаметрах. Каждый стеллаж состоит из кольцевых опор, размещенных на основании, и устройств удержания, соединенных между собой стойками, причем количество устройств удержания зависит от длины труб, а привод для вращения стеллажей размещен внутри основания, в каждом устройстве удержания выполнены щели под каждую трубу, где щели оборудованы захватами с приводом для удержания в вертикальном положении труб. Также на каждом устройстве удержания и центральной вертикальной стойки напротив устройства удержания размещены ролики, причем на каждом устройстве удержания ролики закреплены между щелями и расположены на внешнем диаметре, а роликовые направляющие расположены на внутреннем его диаметре, а устройство захвата труб закреплено, например, на своей вертикальной стойке и размещено на линии подачи труб напротив разрезных стеллажей.

Недостатками известного технического решения являются пониженная надежность работы данной системы хранения, вызванная наличием множества поворотных стеллажей, состоящих из кольцевых опор и конструктивно соединенных с ними и между собой открывающихся устройств удержания. Указанная техническая сложность влечет за собой снижение надежности работы данного технического устройства, а также повышенные затраты на его изготовление и эксплуатацию. Кроме того, в данном устройстве присутствует ограничение на количество типоразмеров хранимых труб, связанное с удержанием труб в щелях ограниченного размера.

Задачами предлагаемого изобретения являются:

- повышение надежности установки хранения, выдачи и приема труб (включающих буровые штанги и обсадные трубы) при спуско-подъемных операциях за счет выполнения стеллажей в виде единой жесткой конструкции, элементы которой неподвижны друг относительно друга;

- сокращение затрат на изготовление и эксплуатацию за счет выполнения стеллажей из неподвижных относительно друг друга элементов и повышения надежности установки;

- обеспечение хранения труб с расширенной номенклатурой диаметров.

Поставленные задачи достигаются тем, что установка хранения, выдачи и приема труб при спуско-подъемных операциях содержит основание с центральной вертикальной стойкой, стеллажи, выполненные с возможностью вращения по вертикальной оси, привод для вращения стеллажей, размещенный внутри основания, устройство захвата труб, которое закреплено, например, на своей вертикальной стойке и размещено на линии подачи труб. При этом стеллажи, выполнены в виде единой жесткой кассеты и снабжены сменными опорными решетками, расположенными в верхней и нижней ее частях, сменные опорные решетки образованы стержневыми элементами, образующими ячейки различного размера и снабженными узлами соединения между собой и со стеллажами, а также установка снабжена вторым устройством захвата, размещенным на телескопически раздвигаемой стойке, содержащим поворотную в вертикальной плоскости консоль с рабочим органом, служащим для удержания труб.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежами, где:

- на фиг. 1 показан изометрический вид установки;

- на фиг. 2 показан изометрический вид сменных опорных решеток.

Установка хранения, выдачи и приема труб при спуско-подъемных операциях содержит основание 1 с центральной вертикальной стойкой 2, стеллажи 3, выполненные с возможностью вращения по вертикальной оси, привод 4 для вращения стеллажей 3, размещенный внутри основания 1, устройство захвата труб 5, которое закреплено, например, на своей вертикальной стойке 6 и размещено на линии подачи труб. При этом стеллажи 3, выполнены в виде единой жесткой кассеты и снабжены сменными опорными решетками 7 и 8, расположенными в верхней и нижней ее частях соответственно, сменные опорные решетки 7 и 8 образованы стержневыми элементами 9, образующими ячейки различного размера и снабженными узлами соединения 10 между собой и со стеллажами 3, а также установка снабжена вторым устройством захвата 11, содержащим поворотную в вертикальной плоскости консоль 12 с рабочим органом 13, служащим для удержания труб 15, второе устройство захвата 11 размещено на телескопически раздвигаемой стойке 14.

Работа установки хранения, выдачи и приема труб при спуско-подъемных операциях при подаче труб 15 на ось скважины происходит следующим образом.

Перед началом спуско-подъемных операций в нижней части стеллажей 3 устанавливают нижние сменные опорные решетки 8, а в верхней части стеллажей 3 устанавливают верхние сменные опорные решетки 7. Стеллажи 3 загружают необходимыми трубами 15. Положение и типоразмеры верхних и нижних сменных опорных решеток 7 и 8 должны соответствовать типоразмерам труб 15, необходимым для текущих спуско-подъемных операций.

Для извлечения труб 15 стеллажи 3 поворачивают таким образом, чтобы извлекаемая труба 15 стала доступна второму устройству захвата 11 для фиксации на конце трубы 15 рабочего органа 13.

Второе устройство захвата 11 перемещают с помощью телескопически раздвигаемой стойки 14 для занятия положения по высоте, достаточного, чтобы достать из стеллажей 3 необходимую трубу 15. Поворачивая поворотную в вертикальной плоскости консоль 12 второе устройство захвата 11 опускает рабочий орган 13 к верхнему концу трубы 15 и фиксирует рабочий орган 13 на нем. Второе устройство захвата 11 путем перемещения вверх с помощью телескопически раздвигаемой стойки 14 извлекает трубу 15 из стеллажей 3 и путем дополнительного поворота поворотной в вертикальной плоскости консоли 12 (если требуется) и перемещения с помощью телескопически раздвигаемой стойки 14 (если требуется) перемещает трубу 15 в зону работы устройства захвата труб 5. Устройство захвата труб 5 разворачивается в сторону извлеченной трубы 15, захватывает ее и перемещает на ось скважины.

При приеме труб 15 от оси скважины для хранения в стеллажи 3 установка хранения, выдачи и приема труб при спуско-подъемных операциях работает в обратном порядке.

Предлагаемое изобретение позволит достичь:

- повышения надежности работы установки путем выполнения стеллажей в виде единой жесткой конструкции, элементы которой неподвижны друг относительно друга;

- сокращения затрат на изготовление и эксплуатацию путем выполнения стеллажей из неподвижных относительно друг друга элементов и повышения надежности установки;

- обеспечения хранения труб с расширенной номенклатурой диаметров путем формирования ячеек необходимого размера в виде сменных опорных решеток для хранения требуемых труб из сменных стержневых элементов, имеющих узлы соединения для соединения между собой и со стеллажами.

Установка хранения, выдачи и приема труб при спуско-подъемных операциях, содержащая основание с центральной вертикальной стойкой, стеллажи, выполненные с возможностью вращения по вертикальной оси, привод для вращения стеллажей, размещенный внутри основания, устройство захвата труб, которое закреплено, например, на своей вертикальной стойке и размещено на линии подачи труб, отличающаяся тем, что стеллажи выполнены в виде единой жесткой кассеты и снабжены сменными опорными решетками, расположенными в верхней и нижней ее частях, сменные опорные решетки образованы стержневыми элементами, образующими ячейки различного размера и снабженными узлами соединения между собой и со стеллажами, а также установка снабжена вторым устройством захвата, размещенным на телескопически раздвигаемой стойке, содержащим поворотную в вертикальной плоскости консоль с рабочим органом, служащим для удержания труб.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть использовано для текущего и капитального ремонта скважин. Технический результат – увеличение производительности выполнения операций при текущем и капитальном ремонте скважин.

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть использовано для текущего и капитального ремонта скважин. Технический результат - увеличение производительности выполнения операций при текущем и капитальном ремонте скважин.

Группа изобретений относится к стеллажным модулям для обсадных труб. Технический результат заключается в контроле позиционирования нижнего конца свечей обсадных труб таким образом, при котором обеспечивается точность и защита резьбы обсадных труб.

Группа изобретений относится к манипулятору для установки расходных деталей бурового оборудования на буровую головку подземной буровой установки, установочному устройству для установки расходных деталей бурового оборудования на буровую головку подземной буровой установки, подземной буровой установке, подземной горнодобывающей машине.

Группа изобретений относится к системе для перемещения предметов на буровом полу. Система содержит множество модульных оснований и сеть рельсов для направления множества модульных оснований.

Группа изобретений относится к системе для перемещения предметов на буровом полу. Система содержит множество модульных оснований и сеть рельсов для направления множества модульных оснований.

Изобретение относится к буровым установкам, преимущественно самоходным и передвижным, применяемым при геолого-поисковом и разведочном бурении. Буровая установка содержит буровую мачту, подвижный проходной вращатель, выполняющий спуск и подъем бурильной колонны, манипулятор бурильных свечей с возможностью перемещения его захвата к месту аккумуляции и обратно, расположенный с противоположной стороны от подвижного вращателя карусельный свечеприемник барабанного типа, обеспечивающий выдвижение вверх свечи из очередной ячейки магазина при спуске бурильной колонны или опускание свечи на его подсвечник при ее подъеме, причем прием, удержание и освобождение верхних концов свечей в ячейках магазина осуществляется автоматически в результате силового взаимодействия перемещаемой свечи с пружинными захватами ячеек, а также стационарный труборазворот.

Группа изобретений относится к способу управления буровыми штангами, буровым инструментом, обсадными трубами для крепления буровой скважины при бурении, а также к применению автоматической складской системы.

Группа изобретений относится к устройствам для хранения и автоматической манипуляции буровыми штангами и буровым установкам, содержащим указанное устройство. Технический результат заключается в оптимальном извлечении буровых штанг из карусельного накопителя.

Изобретение относится к области оборудования для бурения и может быть использовано в подводном бурении. Система хранения и погрузки-разгрузки труб состоит из основания, размещенного в нем привода для вращения стеллажей и центральной вертикальной стойки, вокруг которой вращаются стеллажи.
Наверх