RU2247213C1

RU2247213C1 - Drilling plant

Info

Publication number: RU2247213C1
Application number: RU2003116304/03A
Authority: RU
Inventors: В.Л. Гой (RU); В.Л. Гой
Original assignee: Гой Владимир Леонтьевич
Priority date: 2003-06-03
Filing date: 2003-06-03
Publication date: 2005-02-27
Also published as: RU2003116304A

Abstract

FIELD: mining industry.

SUBSTANCE: drilling device includes a rotator and hoisting gear, consisting of two force hydraulic cylinder with separator ring between them, through which rod passes, provided with pistons mounted in cylinders. Hoisting mechanism also includes fixed and moveable rollers and flexible links. Moveable rollers are placed inside the hollow of force cylinders and are fixed on outer surfaces of pistons, and fixed ones - on outer surfaces of end covers of cylinders. Force cylinders are made of different diameters, while cylinder for hoisting drilling columns greatest diameter. Plant is provided with two bars, fixed on upper and lower end covers and made in form of guides for rotator, separator ring and end covers are provided with fixing assemblies on front and back supports of post and hydraulic cylinder for raising the post to working position.

EFFECT: higher efficiency, simplified construction.

3 dwg

Description

Изобретение относится к горному делу, а более конкретно к конструкциям гидрофицированных буровых установок.The invention relates to mining, and more particularly to the construction of hydroficated drilling rigs.

Известна буровая установка, включающая вращатедь и механизм подачи, состоящий из неподвижного штока с поршнем и подвижного гидроцилиндра, роликов, установленных на гидроцилиндре, роликов, установленных на штоке, и гибких звеньев (см. патент США №3089550, НКИ 173-147, 1963).Known drilling rig, comprising a rotary drive and a feed mechanism, consisting of a fixed rod with a piston and a movable hydraulic cylinder, rollers mounted on a hydraulic cylinder, rollers mounted on a rod, and flexible links (see US patent No. 3089550, NKI 173-147, 1963) .

Известна также буровая установка, включающая вращатель и механизм спуско-подъема, состоящий из двух силовых цилиндров с разделительным кольцом (планшайбой) между ними, через кольцо проходит шток, снабженный установленными в цилиндрах поршнями, неподвижных и подвижных роликов и гибких звеньев, причем подвижные ролики размещены внутри полости силовых цилиндров и закреплены на внешних поверхностях поршней, а подвижные - на внешних поверхностях торцевых крышек цилиндров (см. авторское свидетельство СССР №390250, кл. Е 21 В 3/02, 1970).A drilling rig is also known, including a rotator and a hoisting mechanism, consisting of two power cylinders with a spacer ring (faceplate) between them; a rod passes through the ring, equipped with pistons installed in the cylinders, fixed and movable rollers and flexible links, the movable rollers being placed inside the cavity of the power cylinders and mounted on the outer surfaces of the pistons, and movable on the outer surfaces of the end caps of the cylinders (see USSR copyright certificate No. 390250, class E 21 B 3/02, 1970).

Указанное техническое решение наиболее близко к предложенному по технической сущности и достигаемому результату и принимается в качестве прототипа.The specified technical solution is closest to the proposed technical essence and the achieved result and is adopted as a prototype.

К недостатку прототипа (как и аналога) следует отнести то обстоятельство, что у них величины усилий на вращателе равны как при спуске, так и при подъеме последнего. Однако известно, что усилие подъема, используемое при ликвидации прихвата буровой колонны, должно в 3-4 раза превышать усилие подачи на вращателе.The disadvantage of the prototype (as well as analog) should include the fact that they have the magnitude of the forces on the rotator are equal both during the descent and during the ascent of the latter. However, it is known that the lifting force used to eliminate sticking of the drill string should be 3-4 times higher than the feed force on the rotator.

Технический результат изобретения - путем увеличения скорости спуска вращателя получить суммарное увеличение спуско-подъемных операций за единицу времени при одной и той же мощности маслостанции.The technical result of the invention is that by increasing the descent speed of the rotator to obtain the total increase in hoisting operations per unit of time at the same power of the oil station.

Технический результат достигается тем, что в буровой установке, включающей вращатель и механизм спуско-подъема, состоящий из двух силовых цилиндров с разделительным кольцом между ними, через которое проходит шток, снабженный установленными в цилиндрах поршнями, неподвижных и подвижных роликов и гибких звеньев, причем подвижные ролики размещены внутри полости силовых цилиндров и закреплены на внешних поверхностях поршней, а неподвижные - на внешних поверхностях торцевых крышек цилиндров, согласно изобретению, силовые цилиндры выполнены различного по величине диаметра, при этом большим выполнен цилиндр подъема буровой колонны, а установка снабжена двумя штангами, закрепленными на верхней и нижней торцевых крышках и выполненными в виде направляющих для вращателя, причем разделительное кольцо и торцевые крышки снабжены узлами для крепления передней и задней опор мачты и гидродилиндра подъема последней.The technical result is achieved in that in a drilling rig including a rotator and a hoisting mechanism, consisting of two power cylinders with a spacer ring between them, through which a rod equipped with pistons mounted in the cylinders, fixed and movable rollers and flexible links, moving the rollers are placed inside the cavity of the power cylinders and mounted on the outer surfaces of the pistons, and fixed on the outer surfaces of the end caps of the cylinders, according to the invention, the power cylinders are made s of various diameters, with a large drill-cylinder lifting cylinder, and the installation equipped with two rods mounted on the upper and lower end caps and made in the form of guides for the rotator, and the spacer ring and end caps are equipped with assemblies for mounting the front and rear supports mast and hydraulic cylinder lifting the last.

Изобретение иллюстрируется чертежами, на которых изображено:The invention is illustrated by drawings, which depict:

- на фиг.1 - общий вид предложенной установки (на шасси автомашины ГАЗ-66);- figure 1 is a General view of the proposed installation (on the chassis of the car GAZ-66);

- на фиг.2 - механизм для спуско-подъемных операций с кареткой и вращателем, продольный разрез;- figure 2 is a mechanism for hoisting operations with the carriage and rotator, a longitudinal section;

- на фиг.3 - вид А на фиг.1.- figure 3 is a view a in figure 1.

Буровая установка содержит транспортное средство 1, на шасси которого размещены передняя опора 2 мачты, маслостанция 3, гидроцилиндр 4 подъема мачты и задняя опора 5 мачты.The drilling rig comprises a vehicle 1, on the chassis of which a front mast support 2, an oil station 3, a mast lifting hydraulic cylinder 4 and a rear mast support 5 are located.

Механизм для спускоподъемных операций (см. фиг.2) содержит корпус 6 гидроцилиндра подъема, корпус 7 гидроцилиндра подачи и установленное между ними разделительное кольцо 8, при этом корпус 6 превышает по своему диаметру корпус 7, а оба корпуса закреплены в разделительном кольце жестко для восприятия нагрузки от подъема всей конструкции механизма гидроцидиндром 4 через серьгу 9, закрепленную на кольце 8.The mechanism for hoisting operations (see figure 2) contains a housing 6 of the lifting cylinder, the housing 7 of the supply cylinder and the separation ring 8 installed between them, while the housing 6 exceeds the diameter of the housing 7, and both cases are fixed in the separation ring rigidly for perception the load from lifting the entire structure of the mechanism of the hydraulic cylinder 4 through the earring 9, mounted on the ring 8.

На другом конце цилиндра 7 имеется торцевая крышка 10 с узлом 11 крепления механизма к передней опоре 2, а на другом конце цилиндра 6 - торцевая крышка 12 с серьгой 13 крепления к задней опоре 5. Сквозь разделительное кольцо пропущен шток 14, имеющий поршень 15, который образует штоковую полость 16, и поршень 17, образующий штоковую полость 18. Полость 16 связана с маслостанцией 3 рукавом 19, а полость 18 - рукавом 20.At the other end of the cylinder 7 there is an end cap 10 with a node 11 for fixing the mechanism to the front support 2, and at the other end of the cylinder 6 there is an end cap 12 with an earring 13 for fastening to the rear support 5. A rod 14 having a piston 15 is passed through the spacer ring, which forms a rod cavity 16, and a piston 17 forming a rod cavity 18. The cavity 16 is connected to the oil station 3 by a sleeve 19, and the cavity 18 is connected by a sleeve 20.

На внешней поверхности поршня 15 имеется ролик 21, на внешней поверхности поршня 17 - ролик 22. На внешней поверхности крышки 12 имеется ролик 23, на внешней поверхности крышки 10 - ролик 24. Гибкое звено 25 одним концом закреплено на каретке 26, огибает ролики 24 и 21 и вторым концом закреплено на внутренней поверхности крышки 10. На каретке имеется вращатель 27. Гибкое звено 28 одним концом закреплено на каретке 26, огибает ролики 22 и 23 и вторым концом закреплено на внутренней поверхности крышки 12.On the outer surface of the piston 15 there is a roller 21, on the outer surface of the piston 17 there is a roller 22. On the outer surface of the cover 12 there is a roller 23, on the outer surface of the cover 10 there is a roller 24. The flexible link 25 is fixed at one end to the carriage 26, envelopes the rollers 24 and 21 and the second end is fixed to the inner surface of the cover 10. There is a rotator 27 on the carriage. The flexible link 28 is fixed at one end to the carriage 26, envelops the rollers 22 and 23 and is attached to the inner surface of the cover 12 with the second end.

Две штанги 29 своими концами жестко закреплены в торцевых крышках 10 и 12 и служат направляющими для каретки вращателя.Two rods 29 with their ends are rigidly fixed in the end caps 10 and 12 and serve as guides for the carriage of the rotator.

Таким образом, детали и узлы "корпуса гидроцилиндров + разделительное кольцо + торцевые крышки + штанги" образуют монолитную конструкцию, которая выполняет роль мачты установки.Thus, the parts and assemblies of the "cylinder body + spacer ring + end caps + rods" form a monolithic structure that acts as the mast of the installation.

Рукава высокого давления для питания гидроцилиндров и гидродвигателя вращателя смонтированы на гидроцилиндре 4 подъема мачты.The high-pressure hoses for powering the hydraulic cylinders and the rotator hydraulic motor are mounted on the hydraulic cylinder 4 of the mast lift.

Работает предложенная буровая установка следующим образом.The proposed drilling rig works as follows.

Рабочий агент от маслостанции 3 подают по рукаву 20 в штоковую полость 18, при этом поршень 17 начинает движение вниз и перемещает также вниз ролик 21, Последний через ролик 24 посредством гибкого звена 25 перемещает вверх по направляющим штангам 29 каретку 26 с вращателем 27. Таким образом производят операции по подъему буровой колонны или ликвидации ее прихвата в скважине.The working agent from the oil station 3 is fed along the sleeve 20 to the rod cavity 18, while the piston 17 starts to move down and also moves the roller 21 down. The latter, through the flexible link 25, moves the carriage 26 with the rotator 27 up the guide rods 29. Thus carry out operations to raise the drill string or eliminate its sticking in the well.

Для подачи буровой колонны на забой рабочий агент подают в штоковую полость 16 по рукаву 19 (из рукава 20 происходит слив рабочего агента), поршень 15 перемещается вверх и перемещает ролик 22. Последний через ролик 23 посредством гибкого звена 28 подает каретку 26 с вращателем 27 вниз. Происходит операция по спуску бурового става в скважину или осуществляется осевое давление на буровой инструмент.To feed the drill string to the bottom, the working agent is fed into the rod cavity 16 along the sleeve 19 (the working agent is drained from the sleeve 20), the piston 15 moves up and moves the roller 22. The latter feeds the carriage 26 with the rotator 27 down through the roller 23 through a flexible link 28 . An operation is carried out to lower the drill string into the well or axial pressure is applied to the drilling tool.

Зная давление рабочего агента в маслостанции и необходимые величину усилия осевого давления на забой и величину усилия для ликвидации прихвата буровой колонны, определяют величины диаметров цилиндров 6 и 7.Knowing the pressure of the working agent in the oil station and the required value of the axial pressure on the bottom and the amount of force to eliminate the sticking of the drill string, determine the values of the diameters of the cylinders 6 and 7.

Преимущество предложенной буровой установки по сравнению с прототипом заключается в повышении скорости спускоподъемных операций, т.к. при одной и той же грузоподъемности буровой установки (т.е. величине диаметра цилиндра 6), уменьшение диаметра цилиндра 7 позволяет повысить скорость спуска вращателя на забой.The advantage of the proposed drilling rig compared to the prototype is to increase the speed of tripping operations, because at the same load capacity of the drilling rig (i.e., the diameter of the cylinder 6), reducing the diameter of the cylinder 7 allows you to increase the speed of descent of the rotator to the bottom.

Claims

A drilling rig including a rotator and a lowering-lifting mechanism, consisting of two power cylinders with a spacer ring between them, through which a rod equipped with pistons installed in the cylinders, fixed and movable rollers and flexible links, the movable rollers are placed inside the cavity of the power cylinders and fixed on the outer surfaces of the pistons, and fixed on the outer surfaces of the end caps of the cylinders, characterized in that the power cylinders are made of different diameters, while The cylinder for lifting the drill string is made the best, and the installation is equipped with two rods mounted on the upper and lower end caps and made in the form of guides for the rotator, and the dividing ring and end caps are equipped with attachment points for the front and rear mast supports and the latter lifting cylinder.