Патент на изобретение №2301877

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДАЧИ ГИБКИХ ТРУБ

(57) Реферат:

Изобретение относится к оборудованию для ремонта и эксплуатации скважин, точнее – к устройствам для подачи гибких труб, необходимых для выполнения внутрискважинных работ – промывки скважин, удаления гидратных и парафиновых пробок и т.п. Устройство для подачи гибких труб содержит мачту 1, установленную на мачте 1 каретку с транспортером, привод каретки и механизм стопорения каретки в различных положениях, имеющий силовые цилиндры 5. Рабочие полости силовых цилиндров 5 соединены с напорной магистралью 6, а их штоки 7 соединены с упорами 8, взаимодействующими с опорными элементами 9, выполненными на мачте 1. На каретке установлен кран 10 для перекрытия напорной магистрали 6 силовых цилиндров 5, рукоятка 11 которого имеет ролик 12, взаимодействующий с копирами 13, установленными на мачте 1 на расстоянии друг от друга, превышающем диаметр ролика 12, с интервалом, соответствующим расстоянию между положениями стопорения каретки. Технический результат заключается в обеспечении срабатывания механизма стопорения в момент достижения кареткой заданного положения и обеспечении надежного стопорения каретки в этом положении. 2 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к оборудованию для ремонта и эксплуатации скважин, точнее – к устройствам для подачи гибких труб, необходимых для выполнения внутрискважинных работ – промывки скважин, удаления гидратных и парафиновых пробок и т.п. Указанные устройства могут использоваться в составе установок для ремонта скважин как самоходных, так и смонтированных на отдельных платформах.

Известно устройство для подачи гибких труб, содержащее мачту, установленную на мачте каретку с транспортером, и привод каретки, в качестве которого используется канатная лебедка (патент US №6003598, МПК Е21В 19/22). В зависимости от вида выполняемых работ и применяемого оборудования каретка занимает на мачте различные (по высоте) положения и удерживается посредством канатной лебедки, которая не может обеспечить надежного стопорения каретки в заданных положениях.

Известно также устройство для подачи гибких труб, содержащее мачту, установленную на мачте каретку с транспортером, привод каретки, в качестве которого используются гидроцилиндры, и механизм стопорения каретки, имеющий два силовых цилиндра, шток каждого из которых соединен с соответствующим упором, взаимодействующим с опорными элементами, установленными на мачте (патент US №4249600, МПК Е21В 19/22). В этом устройстве силовые цилиндры механизма стопорения установлены под острым углом к мачте, упоры выполнены в виде поворотных рычагов, шарнирно соединенных со штоками силовых цилиндров, а опорные элементы выполнены в виде поперечных балок, смонтированных на мачте. По совокупности существенных признаков и достигаемому результату это устройство является наиболее близким к заявляемому и принято за прототип.

Недостатком устройства-прототипа является то, что в нем возможно срабатывание силовых цилиндров механизма стопорения в момент, когда каретка еще не достигла или уже прошла заданное положение. Это может привести либо к поломке механизма стопорения, либо к дополнительным затратам времени, необходимого для стопорения каретки в заданном положении.

Кроме того, конструкция механизма стопорения в устройстве-прототипе не позволяет удерживать каретку от несанкционированного перемещения вверх под действием силы сопротивления продвижению гибкой трубы.

Задачей настоящего изобретения является обеспечение срабатывания механизма стопорения в момент достижения кареткой заданного положения и обеспечение надежного стопорения каретки в заданном положении.

Поставленная задача решается за счет того, что в известном устройстве для подачи гибких труб, содержащем мачту, установленную на мачте каретку с транспортером, привод каретки и механизм стопорения каретки в различных положениях, имеющий силовые цилиндры, рабочие полости которых соединены с напорной магистралью, а штоки соединены с упорами, взаимодействующими с опорными элементами, выполненными на мачте, на каретке установлен кран для перекрытия напорной магистрали силовых цилиндров, рукоятка которого имеет ролик, взаимодействующий с копирами, установленными на мачте на расстоянии друг от друга, превышающем диаметр ролика, с интервалом, соответствующим расстоянию между положениями стопорения каретки, при этом рукоятка крана снабжена механизмом возврата в положение “открыто”.

Механизм возврата рукоятки крана в положение “открыто” может быть выполнен в виде подпружиненных толкателей, взаимодействующих с коромыслом, установленным на одной оси с рукояткой крана.

Силовые цилиндры могут быть установлены перпендикулярно мачте, при этом упоры выполнены на штоках силовых цилиндров в виде цилиндрических наконечников, а опорные элементы на мачте имеют отверстия для упоров.

Установка на каретке крана для перекрытия напорной магистрали силовых цилиндров, рукоятка которого имеет ролик, взаимодействующий с копирами, размещение копиров на мачте на расстоянии друг от друга, превышающем диаметр ролика, с интервалом, соответствующим расстоянию между положениями стопорения каретки, и снабжение рукоятки крана механизмом возврата в положение “открыто” позволяют перекрывать напорную магистраль силовых цилиндров при движении каретки от одного положения до другого и обеспечивать срабатывание механизма стопорения каретки в нужный момент.

Выполнение механизма возврата рукоятки крана в положение “открыто” в виде подпружиненных толкателей, взаимодействующих с коромыслом, установленным на одной оси с рукояткой, обеспечивает надежное поджатие ролика к поверхности копира на всем пути перемещения каретки как вверх, так и вниз, и надежное удержание крана в положении “открыто” при нахождении ролика между копирами.

Установка силовых цилиндров перпендикулярно мачте, выполнение упоров на штоках силовых цилиндров в виде цилиндрических наконечников и выполнение на опорных элементах мачты отверстий для упоров обеспечивают надежное стопорение каретки в заданном положении как при перемещении вниз, так и при перемещении вверх.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен общий вид устройства для подачи гибких труб, используемого в составе агрегата для ремонта скважин; на фиг.2 – выносной элемент А фиг.1; на фиг.3 – вид Б на фиг.2; на фиг.4 – вид Б на фиг.2 (каретка не показана); на фиг.5 – положения деталей крана при перемещении каретки (а – положение при движении каретки вниз, б – положение при застопоренной каретке, в – положение при движении каретки вверх); на фиг.6 – механизм возврата рукоятки крана в положение “открыто”.

Устройство для подачи гибких труб содержит мачту 1 (фиг.1), установленную на мачте каретку 2 с транспортером 3, привод 4 и механизм стопорения каретки в заданных положениях, имеющий четыре (в интересах читаемости чертежей на фиг.3, 4 показан только один) силовых цилиндра 5, рабочие полости которых соединены с напорной магистралью 6, а штоки 7 (фиг.4) соединены с цилиндрическими упорами 8, взаимодействующими с опорными элементами 9, смонтированными на мачте 1. На каретке 2 установлен кран 10 для перекрытия напорной магистрали силовых цилиндров 5. Рукоятка 11 крана 10 имеет ролик 12, взаимодействующий с копирами 13, установленными на мачте на расстоянии F друг от друга, превышающем диаметр D ролика 12, с интервалом L (фиг.4), соответствующим расстоянию S между соседними опорными элементами 9. Рукоятка 11 крана 10 снабжена механизмом 14 (фиг.6) возврата в положение “открыто”.

В представленном частном случае выполнения заявляемого устройства в качестве привода 4 каретки 2 использована канатная лебедка, механизм стопорения каретки содержит четыре силовых цилиндра 5, копиры 13 выполнены из пластин, образующих замкнутый контур, механизм 14 возврата в положение “открыто” выполнен в виде подпружиненных пружинами 15 толкателей 16, взаимодействующих с коромыслом 17, установленным на одной оси 18 с рукояткой 11, рабочим агентом является жидкость, силовые цилиндры 5 установлены перпендикулярно мачте, при этом упоры 8 выполнены на штоках 7 силовых цилиндров 5 в виде цилиндрических наконечников, а опорные элементы 9 выполнены в виде втулок и имеют отверстия для упоров 8. В других частных случаях выполнения заявляемого устройства указанные узлы, элементы и детали могут иметь иные формы реализации, охватываемые общими понятиями признаков, охарактеризованных в независимом пункте формулы изобретения.

Поз.19 на чертежах обозначен барабан с намотанной на него гибкой трубой 20.

Устройство для подачи гибких труб работает следующим образом.

После доставки устройства к буровой скважине, требующей ремонта, мачту 1 устанавливают в вертикальное положение (фиг.1) и лебедкой 4 перемещают каретку 2 по мачте 1 на необходимую высоту. При перемещении каретки вверх ролик 12 катится по правой стороне (фиг.5, положение в) копиров 13, при перемещении каретки вниз – по левой стороне копиров (фиг.5, положение а). При накатывании ролика на копир 13 рукоятка 11 поворачивает кран 10 в ту или иную сторону, перекрывая напорную магистраль 6. При перекрытой напорной магистрали исключается возможность срабатывания механизма стопорения. При нахождении ролика 12 на ровных участках копиров кран 10 удерживается в положении “закрыто”, при этом одна из пружин 15 механизма возврата сжата. При сходе ролика 12 с копиров 13 (фиг.5, положение б), усилие сжатой пружины 15, передаваемое на рукоятку 11 крана 10 через соответствующий толкатель 16, соответствующее плечо коромысла 17 и ось 18, поворачивает кран 10 в положение “открыто”. При этом напорная магистраль 6 открывается, и жидкость получает возможность поступления в силовые цилиндры 5.

При подходе каретки к заданному положению оператор установки для ремонта скважин включает соответствующий распределитель (не показан) на пульте управления, чтобы обеспечить подачу жидкости в напорную магистраль 6. Как только каретка подойдет к заданному положению (в этом положении наконечники 8 находятся напротив отверстий втулок 9, ролик 12 занимает положение между копирами 13, кран открыт), жидкость из напорной магистрали через систему тройников (на чертежах не обозначены) поступает в рабочие (поршневые) полости силовых цилиндров 5. Штоки 7 силовых цилиндров 5 выдвигаются, наконечники 8 входят в соответствующие отверстия втулок 9 и стопорят каретку, надежно удерживая ее в нужном положении.

Далее включается транспортер 3, перемещающий гибкую трубу 20 в скважину или из скважины. При этом гибкая труба соответственно сматывается или наматывается на барабан 19.

Для расстопорения каретки, при возникновении необходимости ее перемещения в другое положение, жидкость подается в штоковые полости силовых цилиндров 5. При этом штоки 7 втягиваются в цилиндры, и наконечники 8 выходят из отверстий втулок 9, освобождая каретку.

Таким образом, в заявляемом устройстве, в отличие от устройства-прототипа, невозможно срабатывание механизма стопорения в момент нахождения каретки вне заданного положения. Механизм стопорения может сработать только в момент нахождения ролика между копирами, т.е. тогда, когда каретка находится в заданном положении.

Формула изобретения

1. Устройство для подачи гибких труб, содержащее мачту, установленную на мачте каретку с транспортером, привод каретки и механизм стопорения каретки в различных положениях, имеющий силовые цилиндры, рабочие полости которых соединены с напорной магистралью, а штоки соединены с упорами, взаимодействующими с опорными элементами, выполненными на мачте, отличающееся тем, что на каретке установлен кран для перекрытия напорной магистрали силовых цилиндров, рукоятка которого имеет ролик, взаимодействующий с копирами, установленными на мачте на расстоянии друг от друга, превышающем диаметр ролика, с интервалом, соответствующим расстоянию между положениями стопорения каретки, при этом рукоятка крана снабжена механизмом возврата в положение “открыто”.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что механизм возврата рукоятки крана в положение “открыто” выполнен в виде подпружиненных толкателей, взаимодействующих с коромыслом, установленным на одной оси с рукояткой крана.

3. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что силовые цилиндры установлены перпендикулярно мачте, при этом упоры выполнены на штоках силовых цилиндров в виде цилиндрических наконечников, а опорные элементы на мачте имеют отверстия для упоров.

РИСУНКИ