грузоподъемная платформа с подроторным основанием для мобильной буровой установки

Формула изобретения

Грузоподъемная платформа с подроторным основанием для мобильной буровой установки, содержащая основание, горизонтальную площадку, управляющие устройства, отличающаяся тем, что платформа выполнена в виде двух связанных между собой складных модульных секций, одна из которых примыкает к подроторному основанию, причем каждая секция содержит основание и горизонтальную подъемную площадку, между которыми расположены две поворотные рамы с механизмами вертикального подъема площадок, при этом нижние стороны рам шарнирно закреплены на краях основания, а верхние стороны рам шарнирно связаны каждая со своей тележкой, на краях которой жестко установлены ролики для продольного перемещения по направляющим упомянутой площадки, причем по центру каждой тележки размещен кронштейн с ходовой парой гайка-винт, а упомянутый ходовой винт связан через систему карданных валов и редукторов с двигателем, при этом тележки каждой секции установлены с возможностью перемещения во взаимно противоположных направлениях относительно друг друга, каждая рама установлена с возможностью подъема на угол 95-100°, а основание секции со стороны, примыкающей к подроторному основанию, снабжено стойкой, которая жестко связана с подроторным основанием, причем в упомянутой стойке со стороны, обращенной модульным секциям, выполнены вертикальные направляющие для перемещения вертикальной тележки, установленной на торце горизонтальной подъемной площадки.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к установкам для бурения скважин и может быть использовано в мобильных буровых установках, платформа которых предназначена для установки подъемного агрегата при ведении работ по зарезке боковых стволов, освоения и капитального ремонта нефтяных и газовых скважин.

Известны механизированные стеллажи буровой установки (RU 2102576, Е 21 В 19/14, 1995.10.12). Конструкция стеллажей позволяет полностью механизировать процесс подачи обсадных и бурильных труб и снизить трудоемкость и продолжительность погрузо-разгрузочных работ. Они состоят из трапа со встроенным желобом, шарнирно прикрепленного к вышечно-лебедочному блоку (ВПБ) буровой установки. По обе стороны трапа к ВПБ крепятся правый и левый стеллажи рамной конструкции со стальным просеченным вытяжным листом по верхнему поясу. На стеллажах установлена кран-балка, перемещающаяся по эстакаде. Консольные части стеллажей соединены с опорами стеллажей, в нижней части которых на шарнирах крепятся площадки с винтовыми домкратами. Между стеллажами шарнирно крепится откидная площадка, являющаяся продолжением трапа. Рабочее (горизонтальное) положение трапа и откидной площадки закрепляется фиксаторами. Рабочая зона стеллажей по периметру ограждена перилами.

Известна буровая установка (SU 1548397, Е 21 В 7/02, 19/14, 1990.07.03). Она включает транспортную базу с размещенной на ней буровой платформой с мачтой, силовым и вспомогательным оборудованием, стеллажи для труб в виде траверс с опорами, домкраты. Вывешивание всей буровой установки осуществляют на домкратах, при этом нагрузка, включающая вес самого транспортного средства с располагаемым на нем оборудованием и вес стеллажей с размещенными на них трубами, передается на опорные домкраты и далее от домкратов на прискважинное сооружение.

К недостаткам известного устройства можно отнести деформацию узлов прискважинного сооружения, возникающую в процессе эксплуатации из-за неравномерности распределения нагрузки основных узлов.

Известна мобильная буровая установка (US 4591006, Е 21 В 19/20, 1986.05.27). Буровая установка содержит передвижную платформу, на которой размещены узлы хранения элементов - труб, подъемные краны для перемещения элементов, средства для перемещения элементов от горизонтального до вертикального положения, автоматический манипулятор для установки элементов, системы управления и контроля за действием всех механизмов.

Известна буровая установка (RU 2213194, Е 21 В 7/02, 2002.01.23). Она содержит транспортную базу в виде тягача с полуприцепом, на раме которого установлена платформа, снабженная мачтой, силовым и вспомогательным буровым оборудованием, домкратами и стеллажами для труб, выполненными в виде траверс, снабженных опорными стойками и размещенных вдоль платформы в транспортном положении, при этом шарнирное соединение траверсы с платформой выполнено с возможностью ограниченного поворота и перемещения в вертикальной плоскости для нагрузки домкратов весом транспортной базы, а опорные стойки стеллажей закреплены шарнирно для нагрузки их весом труб.

К недостаткам известных решений можно отнести низкую мобильность и ограниченные возможности, связанные с транспортировкой, повышенные требования к проходимости дорог.

Задачи, на решение которых направлено изобретение, заключаются в создании мобильной конструкции грузоподъемной платформы, которая обеспечит возможность ее транспортировки в разобранном виде на тралах, автоплатформах или полуприцепах при быстром и надежном монтаже на устьевой площадке автомобильными кранами.

Поставленные задачи решены следующим образом.

Грузоподъемная платформа с подроторным основанием для мобильной буровой установки содержит основание, горизонтальную площадку, управляющие устройства и отличается тем, что она выполнена в виде двух связанных между собой складных модульных секций, одна из которых примыкает к подроторному основанию, причем каждая секция содержит основание и горизонтальную подъемную площадку, между которыми расположены две поворотные рамы с механизмами вертикального подъема площадок, при этом нижние стороны рам шарнирно закреплены на краях основания, а верхние стороны рам шарнирно связаны каждая со своей тележкой, на краях которой жестко установлены ролики для продольного перемещения по направляющим упомянутой площадки, причем по центру каждой тележки размещен кронштейн с ходовой парой гайка-винт, а упомянутый ходовой винт связан через систему кардановых валов и редукторов с двигателем, при этом тележки каждой секции перемещаются во взаимно противоположных направлениях относительно друг друга, а подъем каждой рамы производят на угол немного более 90°.

Основание секции со стороны, примыкающей к подроторному основанию, снабжено стойкой, которая жестко связана с подроторным основанием, причем в упомянутой стойке со стороны, обращенной к модульным секциям, выполнены вертикальные направляющие, по которым перемещается вертикальная тележка, установленная на торце горизонтальной подъемной площадки.

Изобретение поясняется рисунками. На фиг.1 изображен общий вид платформы с подроторным основанием в рабочем положении; на фиг.2 - вид платформы в сложенном состоянии, примыкающей к подрототорному основанию; на фиг.3 - вид сбоку секции в поднятом положении; на фиг.4 - вид сверху секции фиг.3; на фиг.5 - вид сбоку секции, примыкающей к подроторному основанию, в поднятом положении; на фиг.6 - вид сверху секции фиг.5.

В состав буровой установки входят грузоподъемная платформа 1, подроторное основание 2, которое служит для установки бурового ротора и магазина свечей, и мобильная буровая установка (МБУ) 3.

Грузоподъемная платформа 1 состоит из двух соединенных между собой модульных секций 4 и 5, одна из которых - секция 5 примыкает к подроторному основанию 2.

Секция 4 содержит основание 6 и горизонтальную подъемную площадку 7, секция 5 содержит основание 8 и горизонтальную подъемную площадку 9. В рабочем положении основания 6, 8 и площадки 7, 9 секций жестко соединены между собой. Основание 8 секции 5 со стороны, примыкающей к подроторному основанию, снабжено стойкой 10 с вертикальными направляющими, по которым перемещается вертикальная тележка 11, установленная на торце площадки 9 секции 5.

Площадки 7, 9 секций соединены с основаниями 6, 8 секций четырьмя поворотными рамами 12, 13, 14, 15 (по две в каждой секции), которые приводятся в движение с помощью механизма вертикального подъема площадок.

Нижние стороны рам каждой секции шарнирно закреплены на краях основания. Верхние стороны рам шарнирно связаны с тележками 16, 17, 18, 19, на краях которых жестко установлены ролики, посредством которых тележки перемещаются по направляющим площадок. По центру тележек 16-19 жестко установлены кронштейны с ходовыми гайками 20, 21, 22, 23, которые с соответствующими ходовыми винтами 24, 25, 26, 27 образуют четыре ходовых пары. При вращении ходовых винтов тележки совершают движение вперед или назад в продольном направлении. При этом верхние стороны рам при подъеме перемещаются из нижнего в верхнее положение, при опускании - из верхнего в нижнее положение.

Для ограничения движения рам при подъеме предусмотрены упоры 28-31, установленные на краях площадок секций. Упоры расположены таким образом, чтобы угол поворота рам относительно оснований составлял 95-100°.

Привод перемещения рам 12-15 (и, соответственно, подъема площадок) содержит приводной двигатель 32, установленный на площадке секции 5, который связан через короткие карданные валы 33, 34 с редукторами 35, 36, имеющими два выхода.

Первый выход редуктора 35 соединен с ходовым винтом 24, второй выход через два связанных между собой длинных карданных вала 37, 38 соединен с редуктором 39, который в свою очередь соединен с ходовым винтом 25.

Первый выход редуктора 36 соединен с ходовым винтом 26, второй выход через два связанных между собой длинных карданных вала 40, 41 соединен с редуктором 42, который в свою очередь соединен с ходовым винтом 27.

Прилегающие концы ходовых винтов закреплены независимо друг от друга в промежуточных опорах 43, 44.

Подроторное основание 2 представляет собой жесткую конструкцию, в состав которой входит платформа, в которой предусмотрена возможность телескопирования, соединительные узлы для жесткого соединения подроторного основания 2 с платформой 1, пандус для затаскивания труб. В платформе подроторного основания 2 предусмотрено место для установки и жесткого крепления бурового ротора и гнезда для установки бурильных свечей.

МБУ 3 представляет собой известную конструкцию, состоящую из специализированного шасси с верхним оборудованием.

Устройство работает следующим образом.

Модульные секции 4, 5 в сложенном состоянии устанавливают на специально подготовленную рабочую площадку. Основания 6 и 8, подъемные площадки 7, 9 секций 4, 5 грузоподъемной площадки 1 жестко соединяют между собой с помощью стандартных соединительных элементов (винтов, болтов гаек, пальцев). С помощью известных стандартных средств соединяют карданный вал 33 с приводным двигателем 32.

На рабочую площадку устанавливают подроторное основание 2. С помощью соединительных узлов подроторное основание жестко соединяют с грузоподъемной платформой 1. Для въезда МБУ 3 на грузоподъемную платформу 1 устанавливают въездные трапы. Положение МБУ на платформе 1 фиксируют с помощью стандартных средств.

Для подъема МБУ 3 приводят в движение привод 32, карданные валы 33, 34, редукторы 35, 36. Последние приводят в движение ходовые винты 25, 26 и систему карданных валов 37, 38, 40, 41. Через систему карданных валов движение предается на редукторы 39, 42, которые в свою очередь приводят в движение ходовые винты 24, 27.

Вращательное движение ходовых винтов с помощью пары ходовой винт-ходовая гайка преобразуется в возвратно-поступательное движение тележек, которые в свою очередь осуществляют подъем или опускание платформы с подъемным агрегатом.

Направление вращения ходовых винтов выбрано таким образом, чтобы тележки 16-19 при подъеме подъемного агрегата 3 перемещались в противоположных направлениях, а при опускании подъемного агрегата 3 - навстречу друг другу. При этом рамы 12-15 поворачиваются относительно оснований секций: при подъеме - в противоположных направлениях, при опускании - навстречу друг другу. Поворот рам при подъеме осуществляют до упоров 28-31. Механизм подъема обеспечивает устойчивость конструкции в каждой точке подъема. Рамы осуществляют встречное движение до опорного узла по принципу «грейфера» и поднимают площадки.

После подъема МБУ 3 на необходимую высоту производят дополнительную фиксацию домкратами 45. После установки МБУ 3 производят монтаж подъемной мачты с талевым блоком и буровой установкой с верхним приводом.

Транспортировка секций грузоподъемной платформы осуществляется раздельно, в рабочем состоянии секции жестко соединены между собой. Грузоподъемная платформа предназначена для заезда и подъема на высоту 2 м мобильной буровой установки, а также работы в составе мобильной буровой установки на режимах бурения.