RU2252999C2

RU2252999C2 - Device for transferring rotation to drilling column in rotor of drilling plant

Info

Publication number: RU2252999C2
Application number: RU2003118299/03A
Authority: RU
Inventors: А.А. Глух (RU); А.А. Глух; В.А. Демин (RU); В.А. Демин
Original assignee: ЗАО "Научно-производственная компания "НефтеГазБурМаш"
Priority date: 2003-06-21
Filing date: 2003-06-21
Publication date: 2005-05-27

Abstract

FIELD: mining industry.

SUBSTANCE: device has following components, serially placed in faceted aperture of rotor table: body, inserts, wedges with dies, connected to drive via supports with holders and guiding boards, leading pipe clamp and stops with locking gear enveloping guiding boards including latch and spring holder. Upper portion of guiding boards is made with head, which in longitudinal radial plane of device and plane perpendicular to it has, respectively, L and T - shaped shape. Outer surface of guiding boards along their length below the head has convex shape. Upper ends of stops are mounted with possible interaction with lower end of head of guiding boards, and lower ends thereof - with holder of leading pipe and rotor shaft, while inner side wall of stops and latch - to side walls of guiding boards.

EFFECT: higher reliability, higher personnel safety, higher serviceability.

3 cl, 9 dwg

Description

Настоящее изобретение относится к области глубокого бурения, а именно к устройствам для вращения колонны бурильных труб в роторе буровой установки.The present invention relates to the field of deep drilling, and in particular to devices for rotating a drill string in a rotor of a drilling rig.

Известно устройство для вращения труб в роторе буровой установки, содержащее корпус с внутренней конической поверхностью, установленные в его полости втулку и вкладыши с клиньями, выполненными с ответными опорными и направляющими поверхностями, привод клиньев и установленные между плашками и клиньями арочные пружины (1).A device for rotating pipes in the rotor of a drilling rig is known, comprising a housing with an internal conical surface, a sleeve and inserts with wedges installed in its cavity, made with mating support and guide surfaces, wedge drive and arched springs installed between the dies and wedges (1).

Недостатком данного устройства является громоздкость и сложность конструкции и малая надежность в работе. Кроме того, данное устройство может работать только с ограниченным диапазоном труб.The disadvantage of this device is the bulkiness and complexity of the design and low reliability. In addition, this device can only work with a limited range of pipes.

Наиболее близким к предложенному по технической сущности и достигаемому результату является устройство для передачи вращения бурильной колонне в роторе буровой установки, включающее последовательно размещенные в граненом отверстии стола ротора корпус, вкладыши, клинья с плашками, соединенные с приводом посредством подвесок с державками и направляющих планок, зажим ведущей трубы и упоры с охватывающим направляющие планки запорным механизмом со щеколдой и пружинным фиксатором (2).The closest to the proposed technical essence and the achieved result is a device for transmitting the rotation of the drill string in the rotor of the drilling rig, which includes a housing, inserts, wedges with dies, connected to the drive by means of suspensions with holders and guide rails, a clamp leading pipe and stops with a locking mechanism covering the guide rails with a latch and a spring clip (2).

К недостаткам прототипа следует отнести возможность повреждения ведущей трубы, а также клиньев и вкладышей из-за отсутствия фиксации зажима ведущей трубы в роторе и вероятности выхода его из зацепления с вкладышами. Это, кроме того, снижает надежность работы устройства и безопасность проведения спуско-подъемных операций.The disadvantages of the prototype include the possibility of damage to the lead pipe, as well as wedges and liners due to the lack of fixation of the clamp of the lead pipe in the rotor and the likelihood of it coming out of engagement with the liners. This, in addition, reduces the reliability of the device and the safety of the hoisting operations.

В связи с изложенным технической задачей изобретения является устранение указанных недостатков и создание устройства для передачи вращения бурильной колонне в роторе буровой установки, обеспечивающего надежность, безопасность и удобство его эксплуатации.In connection with the stated technical object of the invention is the elimination of these disadvantages and the creation of a device for transmitting rotation of the drill string in the rotor of the drilling rig, providing reliability, safety and ease of operation.

Поставленная задача решается тем, что в устройстве для передачи вращения бурильной колонне в роторе буровой установки, включающем последовательно размещенные в граненом отверстии стола ротора корпус, вкладыши, клинья с плашками, соединенные с приводом посредством подвесок с державками, и направляющих планок, зажим ведущей трубы и упоры с охватывающим направляющие планки запорным механизмом со щеколдой и пружинным фиксатором, согласно изобретению верхняя часть направляющих планок выполнена с головкой, которая в продольной радиальной плоскости устройства и перпендикулярной к ней плоскости имеет, соответственно, Г- и Т-образную форму, причем наружная поверхность направляющих планок по всей длине ниже головки имеет выпуклую форму, при этом верхние торцы упоров установлены с возможностью взаимодействия с нижним торцом головки направляющих планок, нижние их торцы - с зажимом ведущей трубы и со столом ротора, а боковая внутренняя стенка упоров и щеколда - с боковыми стенками направляющих планок.The problem is solved in that in the device for transmitting rotation of the drill string in the rotor of the drilling rig, comprising a housing, inserts, wedges with dies, connected to the drive by means of suspensions with holders, and guide rails, clamping the lead pipe and sequentially in the faceted hole of the rotor table stops with a locking mechanism enclosing the guide strips with a latch and a spring clip, according to the invention, the upper part of the guide strips is made with a head, which is in the longitudinal radial the flatness of the device and the plane perpendicular to it has, respectively, a G- and T-shape, and the outer surface of the guide bars along the entire length below the head has a convex shape, while the upper ends of the stops are installed with the possibility of interaction with the lower end of the head of the guide bars, lower their ends are with the clamp of the lead pipe and with the rotor table, and the side inner wall of the stops and the heck are with the side walls of the guide rails.

Решению поставленной задачи способствует также и то, что щеколда запорного механизма расположена параллельно оси симметрии направляющей планки и выполнена Г-образной формы с коническими отверстиями под пружинный фиксатор.The task is also facilitated by the fact that the latch of the locking mechanism is parallel to the axis of symmetry of the guide bar and is L-shaped with conical holes for the spring clip.

Дополнительным признаком изобретения, способствующим достижению поставленного технического результата, является крепление пружинного фиксатора посредством двух проушин, жестко соединенных с наружной стенкой упора, при этом одна проушина выполнена с диаметрально противоположными боковыми наклонными прорезями на стенках канала, причем глубина наклонных прорезей соответствует выходу пружинного фиксатора из другой проушины,An additional feature of the invention, contributing to the achievement of the technical result, is the fastening of the spring clip by means of two eyes rigidly connected to the outer wall of the stop, while one eye is made with diametrically opposite lateral inclined slots on the channel walls, and the depth of the inclined slots corresponds to the exit of the spring clip from the other eyes

Изобретение поясняется чертежом, на котором фиг.1 изображает общий вид устройства в разрезе по линии I-I на фиг.2; фиг.2 - разрез II-II на фиг.1; фиг.3 - узел А на фиг.2 в увеличенном масштабе; фиг.4 - разрез III-III на фиг.3; фиг.5 - вид Б на фиг.1; фиг.6 - разрез IV-IV на фиг.5; фиг.7 - разрез V-V на фиг.1; фиг.8 - разрез VI-VI на фиг.2 и 9 - разрез VII-VII на фиг.7.The invention is illustrated by the drawing, in which figure 1 depicts a General view of the device in section along the line I-I in figure 2; figure 2 - section II-II in figure 1; figure 3 - node a in figure 2 on an enlarged scale; figure 4 - section III-III in figure 3; 5 is a view B in figure 1; 6 is a section IV-IV in figure 5; Fig.7 is a section V-V in Fig.1; Fig.8 is a section VI-VI in Fig.2 and 9 is a section VII-VII in Fig.7.

Устройство для передачи вращения бурильной колонне в роторе буровой установки включает корпус 1 (см. фиг.1), размещенный в граненом осевом отверстии 2 стола 3 ротора 4, вкладыши 5, клинья 6 с плашками 7, подвесками 8 и державками 9, установленными на направляющих планках 10, зажим 11 ведущей трубы 12, упоры 13 с запорным механизмом 14, содержащим щеколду 15 и пружинный фиксатор 16, и привод 17 для клиньев 6. Направляющие планки 10 в верхней части выполнены с головкой 18, которая в продольной радиальной плоскости устройства и перпендикулярной к ней плоскости имеет, соответственно, Г- и Т-образную форму и образует опорную поверхность для упоров 13. В поперечном сечении направляющие планки 10 имеют круглую выпуклую поверхность 19 и три плоские грани 20, 21 и 22, взаимодействующие, соответственно, с вогнутой 23 и плоской гранями 24 упоров 13 и боковыми стенками ограничителя 25 перемещения и щеколды 15. При этом плоская грань 20 направляющей планки 10, расположенная со стороны оси устройства, установлена относительно щеколды 15 и ограничителя 25 перемещения с определенным зазором в гарантирующим свободную установку упоров 13 и перемещение планок 10 при подъеме и опускании клиньев 6. Упоры 13, охватывающие направляющие планки 10, упираются своим верхним торцом 26 в нижний торец головки 18, а нижним торцом - в стол 3 ротора 4 и одновременно в зажим 11 ведущей трубы 12. Щеколда 15 запорного механизма 14 выполнена Г-образной формы и расположена между клином 6 и направляющей планкой 10, причем ось симметрии последней параллельна боковым граням щеколды. Дополнительный выступ 27 щеколды 15 расположен в одной плоскости с основным выступом щеколды 15 и смещен относительно него на 90°. Щеколда выполнена с конусными отверстиями 28 и 29 под пружинный фиксатор 16, установленный на наружной выпуклой поверхности упора 13 посредством двух проушин 30 и 31. Проушина 31, расположенная со стороны хвостовика пружинного фиксатора 16, выполнена с двумя боковыми наклонными прорезями 32 и 33, расположенными с противоположных сторон канала 34 проушины 31 и служащими для монтажа и демонтажа фиксатора 16. Щеколда 15 запорного механизма 14 в рабочем положении установлена в открытом пазу 35, выполненном на торце боковой стенки 36 упора 13, и закреплена там пружинным фиксатором 16. При этом Г-образный выступ 27 щеколды 15 автоматически устанавливается вдоль направляющей планки 10 и не создает травмоопасных ситуаций для обслуживающего персонала.A device for transmitting rotation of a drill string in a rotor of a drilling rig includes a housing 1 (see FIG. 1) located in a faceted axial hole 2 of a table 3 of a rotor 4, inserts 5, wedges 6 with dies 7, suspensions 8 and holders 9 mounted on rails the strips 10, the clamp 11 of the driving pipe 12, the stops 13 with the locking mechanism 14 containing the latch 15 and the spring clip 16, and the drive 17 for the wedges 6. The guide strips 10 in the upper part are made with a head 18, which is in the longitudinal radial plane of the device and perpendicular to her plane them it has a T- and T-shape, respectively, and forms a supporting surface for the stops 13. In the cross section, the guide bars 10 have a round convex surface 19 and three flat faces 20, 21 and 22, interacting, respectively, with a concave 23 and flat faces 24 stops 13 and the side walls of the limiter 25 of the movement and the heck 15. In this case, the flat face 20 of the guide bar 10, located on the axis of the device, is installed relative to the heck 15 and the limiter 25 of the movement with a certain gap in guaranteeing free installation the stops 13 and the movement of the strips 10 when raising and lowering the wedges 6. The stops 13, covering the guide strips 10, abut their upper end 26 against the lower end of the head 18, and the lower end - on the table 3 of the rotor 4 and simultaneously in the clamp 11 of the driving pipe 12. The heck 15 of the locking mechanism 14 is L-shaped and is located between the wedge 6 and the guide bar 10, the axis of symmetry of the latter being parallel to the side faces of the heck. The additional protrusion 27 of the heck 15 is located in the same plane as the main protrusion of the heck 15 and is offset by 90 ° relative to it. The heck is made with conical holes 28 and 29 for the spring clip 16 mounted on the outer convex surface of the stop 13 by two eyes 30 and 31. The eye 31, located on the shank side of the spring clip 16, is made with two lateral inclined slots 32 and 33 located with opposite sides of the channel 34 of the eyelet 31 and serving for mounting and disassembling the latch 16. The latch 15 of the locking mechanism 14 is installed in the open position in the open groove 35, made at the end of the side wall 36 of the stop 13, and fixed there Dinner retainer 16. In this case, the L-shaped projection 27 of handle 15 is automatically installed along the guide bar 10 and does not create a traumatic situation for staff.

Устройство для передачи вращения колонне бурильных труб работает следующим образом. При подготовке к работе собранный на ведущей трубе 12 зажим 11 подают на ось скважины и опускают в проходное отверстие устройства при поднятых посредством привода 17 клиньях 6. Затем под головки 18 направляющих планок 10 по меньшей мере с двух противоположных сторон устанавливают упоры 13, При этом упоры 13 устанавливают на направляющие планки 10 сбоку с колебаниями в пределах установочного зазора в между ограничителем 25 перемещения и плоской гранью 20 планки 10. После установки упоров 13 закрывают боковые щеколды 15 в пазах 35 и фиксируют их пружинными фиксаторами 16. Затем направляющие планки 10 головками 18 опускают на упоры 13 и прижимают массой подвижных узлов устройства, включая клинья 6, направляющие планки 10, зажим 11 ведущей трубы 12 и подроторное кольцо 37. При этом клинья 6 с плашками 7 устанавливаются с гарантированным зазором а и б относительно зажима 11 ведущей трубы 12.A device for transmitting rotation of a drill string is as follows. In preparation for operation, the clamp 11 assembled on the lead pipe 12 is fed to the axis of the well and lowered into the bore of the device when the wedges 6 are raised by means of the drive 17. Then, stops 13 are mounted under the heads of the guide rails 10 on at least two opposite sides. 13 are installed on the guide strips 10 on the side with fluctuations within the installation gap between the travel stop 25 and the flat face 20 of the bar 10. After the stops are installed 13, the lateral lugs 15 are closed in the grooves 35 and fixed with a spring and latches 16. Then the guide strips 10 with the heads 18 are lowered onto the stops 13 and pressed with the mass of the movable units of the device, including the wedges 6, the guide strips 10, the clamp 11 of the driving pipe 12 and the rotor ring 37. In this case, the wedges 6 with dies 7 are installed with a guaranteed clearance a and b relative to the clamp 11 of the lead pipe 12.

В этом положении осуществляется длительное вращение труб при бурении. После завершения процесса бурения Г-образный выступ 27 щеколдs 15 поворачивают наружу, а основной выступ щеколды 15 автоматически занимает вертикальное положение, освобождая боковой проход е с фиксацией этого положения пружинным конусным фиксатором 16. Перед снятием упоров поднимают клинья 6 и освобождают проходное отверстие вкладышей 5 для подъема зажима 11.In this position, a long rotation of the pipes during drilling is carried out. After the drilling process is completed, the L-shaped protrusion 27 of the heck-pieces 15 are turned outward, and the main protrusion of the heck-pieces 15 automatically takes up a vertical position, freeing the side passage and fixing this position with a spring conical lock 16. Before removing the stops, raise the wedges 6 and release the passage through the inserts 5 lifting clamp 11.

Применение предложенного устройства для передачи вращения бурильной колонне в роторе буровой установки обеспечивает фиксацию зажима 11 ведущей трубы 12 в роторе с возможностью ограниченного покачивания и тем самым уменьшает износ, повреждение и заклинивание силовых элементов устройства и, как следствие, этого повышает надежность, ремонтопригодность и безопасность его использования. При этом одновременно решается задача вращения колонны бурильных труб без проведения вручную предварительно заключительных трудоемких и травмоопасных операций по снятию и установке клиньев и переносу их по скользким подмосткам.The use of the proposed device for transmitting rotation of the drill string in the rotor of the drilling rig provides a fixation of the clamp 11 of the lead pipe 12 in the rotor with the possibility of limited swaying and thereby reduces wear, damage and jamming of the power elements of the device and, as a result, this increases its reliability, maintainability and safety use. At the same time, the problem of rotation of the drill pipe string is solved simultaneously without manually pre-closing labor-intensive and traumatic operations to remove and install wedges and transfer them along slippery scaffolds.

Источники информации:Sources of information:

1. Патент РФ 2041336, кл. Е 21 В 19/10,1993 г.1. RF patent 2041336, cl. E 21 B 19/10/1993

2. Патент РФ 2142551, кл. Е 21 В 19/10, 1997 г.2. RF patent 2142551, cl. E 21 B 19/10, 1997

Claims

1. Устройство для передачи вращения бурильной колонне в роторе буровой установки, включающее последовательно размещенные в граненом отверстии стола ротора корпус, вкладыши, клинья с плашками, соединенные с приводом посредством подвесок с державками и направляющих планок, зажим ведущей трубы и упоры с охватывающим направляющие планки запорным механизмом со щеколдой и пружинным фиксатором, отличающееся тем, что верхняя часть направляющих планок выполнена с головкой, которая в продольной радиальной плоскости устройства и перпендикулярной к ней плоскости имеет, соответственно, Г и Т-образную форму, причем наружная поверхность направляющих планок по всей длине ниже головки имеет выпуклую форму, при этом верхние торцы упоров установлены с возможностью взаимодействия с нижним торцом головки направляющих планок, нижние их торцы - с зажимом ведущей трубы и со столом ротора, а боковая внутренняя стенка упоров и щеколда - с боковыми стенками направляющих планок.1. A device for transmitting rotation of a drill string in a rotor of a drilling rig, comprising a housing, inserts, wedges with dies, connected to the drive by means of suspensions with holders and guide rails, a clamp of the lead pipe and stoppers with a locking guide covering the guide rails, sequentially placed in the faceted hole of the rotor table a mechanism with a latch and a spring clip, characterized in that the upper part of the guide strips is made with a head, which is perpendicular to the longitudinal radial plane of the device the plane to it has, respectively, a T and T-shape, the outer surface of the guide strips along the entire length below the head has a convex shape, while the upper ends of the stops are installed with the possibility of interaction with the lower end of the head of the guide strips, their lower ends with the clamp of the lead pipe and with the rotor table, and the side inner wall of the stops and the latch with the side walls of the guide rails.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что щеколда запорного механизма выполнена Г-образной формы с коническими отверстиями под пружинный фиксатор.2. The device according to claim 1, characterized in that the latch of the locking mechanism is L-shaped with conical holes for the spring clip.

3. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что пружинный фиксатор запорного механизма закреплен посредством двух проушин, жестко соединенных с наружной стенкой упора, при этом одна из проушин выполнена с диаметрально противоположными боковыми наклонными прорезями на стенках канала, причем глубина наклонных прорезей соответствует выходу пружинного фиксатора из другой проушины.3. The device according to claim 1 or 2, characterized in that the spring lock of the locking mechanism is fixed by means of two eyes rigidly connected to the outer wall of the stop, while one of the eyes is made with diametrically opposite side inclined slots on the channel walls, the depth of the inclined slots corresponds to the exit of the spring clip from another eye.