ремонтно-буровой агрегат

Формула изобретения

1. Ремонтно-буровой агрегат, содержащий платформу, на которой смонтированы мачта с талевой системой, буровая лебедка, аутригеры, гидравлический и механический приводы механизмов, отличающийся тем, что платформа выполнена с возможностью горизонтального перемещения по рельсовым направляющим и имеет жесткую конструкцию в виде рамы, снабженную катками и приводными колесами, причем аутригеры расположены по углам рамы и имеют встроенные захваты рельса, при этом на раме жестко установлены две опоры мачты, с одной из которых шарнирно соединена нижняя часть мачты, а с другой опорой контактирует верхняя часть мачты, при трансформации ее в горизонтальное положение, при этом мачта имеет кронблок со вспомогательными узлами обслуживания кронблока, а буровая лебедка имеет цепные редукторы быстрого и тихого хода, с которыми связана через элементы цепной передачи, причем корпуса редукторов одновременно являются опорами буровой лебедки.

2. Ремонтно-буровой агрегат по п.1, отличающийся тем, что для горизонтального перемещения платформа снабжена трансмиссией с электродвигателем.

3. Ремонтно-буровой агрегат по одному из пп.1 и 2, отличающийся тем, что мачта снабжена подвесками гидроприводного ключа и кабеля и силовой растяжкой, регулирующей угол наклона мачты.

4. Ремонтно-буровой агрегат по одному из пп.1 и 2, отличающийся тем, что система управления агрегата состоит из пневматического и гидравлического пультов, распределителей прямого и дистанционного управления и щита контроля.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области глубокого бурения и представляет собой ремонтно-буровой агрегат, который может быть использован при подземном ремонте нефтяных и газовых скважин, особенно в специфических условиях кустовой разработки скважин, расположенных в акваториях водохранилищ.

Известна «Самоходная буровая установка» (RU, 1518474, Е21В 7/02, 1987.06.10, заявитель: ВНИИ методики и техники разведки ВПО «СОЮЗГЕОТЕХНИКА»). Самоходная буровая установка содержит в качестве транспортной базы трактор с платформой, на которой размещены опора и мачта, шарнирно связанная с опорой, с возможностью отсоединения от нее.

Недостатком аналога является то, что использование трактора в специфических условиях кустового расположения скважин в акваториях водохранилищ и болотистой местности требует больших затрат на подготовку подъездных путей, что увеличивает время освоения скважин. Существенным недостатком является низкая надежность самоходной буровой установки аналога, ввиду возникновения опасности деформации основных узлов буровой установки из-за неравномерности распределения нагрузки на платформе установки на неустойчивых грунтах.

Известна «Мобильная буровая установка» (RU, 2190076, Е21В 7/02, 2001.03.26, заявитель: Федеральное государственное унитарное предприятие «Производственное объединение «Баррикады»). Мобильная буровая установка содержит многослойное шасси, консольную платформу, шарнирно закрепленную на раме, и другие рабочие узлы. Установка аналога предназначена для бурения и обслуживания скважин, в том числе при кустовом их расположении. Недостатком буровой установки является сложность и высокая металлоемкость конструкции, а также использование транспортной базы для перемещения буровой установки, требующей больших затрат на подготовку подъездных путей. Существенным недостатком является необходимость сборки-разборки буровой установки при ее перемещении к устью новой скважины, что значительно снижает эффективность обслуживания скважин в условиях их кустовой разработки.

Недостатки аналога по патенту RU, 2190076 частично устранены в конструкции «Мобильного ремонтно-бурового агрегата» (RU, 2162133, Е21В 7/02, 2000.03.28, заявитель: Закрытое акционерное общество НПАК «РАНКО»), содержащего самоходную транспортную базу (например, автомобиль), на платформе которой смонтированы мачта с талевой системой, буровая лебедка, трансмиссия, аутригеры, дополнительная регулировочная платформа, состоящая из двух частей, и другие рабочие узлы. Агрегат аналога предназначен для бурения, обслуживания и ремонта скважин, в том числе при кустовом их расположении.

Этот агрегат является наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату, поэтому взят за прототип заявленного изобретения.

К недостаткам прототипа можно отнести сложную конструкцию агрегата и использование самоходной транспортной базы, требующей больших затрат на подготовку подъездных путей к устью скважины, что снижает эффективность освоения скважин и значительно затрудняет разработку при их кустовом расположении, особенно в специфических условиях островов акваторий водохранилищ и болотистой местности.

Технической задачей изобретения является повышение надежности и эффективности обслуживания и ремонта нефтяных и газовых скважин особенно в специфических условиях кустов, расположенных в акваториях водохранилищ и болотистой местности.

Для достижения технического результата в известном ремонтно-буровом агрегате, содержащем платформу, на которой смонтированы мачта с талевой системой, буровую лебедку, аутригеры, гидравлический и механический приводы механизмов, согласно изобретению платформа выполнена с возможностью горизонтального перемещения по рельсовым направляющим, и имеет жесткую конструкцию в виде рамы, снабженную катками и приводными колесами, причем аутригеры расположены по углам рамы и имеют встроенные захваты рельса, при этом на раме жестко установлены две опоры мачты, с одной из которых шарнирно соединена нижняя часть мачты, а с другой опорой контактирует верхняя часть мачты, при трансформации ее в горизонтальное положение, при этом мачта имеет кронблок со вспомогательными узлами обслуживания кронблока, а буровая лебедка имеет цепные редукторы быстрого и тихого хода, с которыми связана через элементы цепной передачи, причем корпуса редукторов одновременно являются опорами буровой лебедки, при этом для горизонтального перемещения платформа снабжена трансмиссией с электродвигателем, а мачта имеет подвески гидроприводного ключа и кабеля и силовую растяжку, регулирующую угол наклона мачты, а система управления агрегата состоит из пневматического и гидравлического пультов, распределителей прямого и дистанционного управления и щита контроля.

На чертеже изображен общий вид ремонтно-бурового агрегата.

Ремонтно-буровой агрегат содержит платформу, выполненную в виде рамы 1, снабженной катками 2 и приводными колесами 3, установленную на рельсовый путь 4. На раме жестко установлена передняя опора 5, представляющая собой сварную конструкцию из труб круглого сечения и задняя опора 6, которая также представляет собой сварную конструкцию из труб круглого сечения.

На задней опоре 6 шарнирно установлена мачта 7 с талевой системой, включающей талевый блок 8. Мачта 7 выполнена в виде цельносварной конструкции из труб круглого сечения и снабжена с двух сторон лестницами 9. В рабочее положение мачта приводится гидравлическим домкратом, снабженным успокоителем (не показано), предотвращающим падение мачты в непредвиденных случаях, при этом мачта опирается на заднюю опору 6 и фиксируется силовой растяжкой 10, которая служит для удержания мачты в рабочем положении и регулировки угла наклона. Силовая растяжка 10 удерживает мачту от падения в сторону складывания при сильном ветре или обрыве колонны. В горизонтальном положении мачта опирается на переднюю опору 5, образуя угол 7° к горизонту.

При помощи системы блоков на мачте закреплены подвеска гидроприводного ключа 11, состоящая из каната с цепью, кронштейнов и хомута, и подвеска ролика 12 кабеля ЭЦН. Подвеска ролика 12 кабеля ЭЦН прикреплена к двум проушинам, приваренным к ноге мачты, и содержит ось поворотного кронштейна с крюком, на кронштейне закреплен страховочный канат 13. В верхней части мачты 7 установлен кронблок 14, содержащий шкивы с подшипниками, установленные на общей оси и взаимодействующие между собой. Кронблок 14 снабжен кожухом (не показано), предотвращающим соскальзывание страховочного каната 13, и стрелой 15, выполненной в виде сварной конструкции из труб круглого сечения. Через вспомогательный шкив кронблока 14 и стрелу 15 переброшен канат вспомогательной гидроприводной лебедки 16, которая установлена на мачте 7. На раме 1 агрегата установлена буровая лебедка 17, вал которой взаимодействует через пневматические муфты с цепным редуктором быстрого хода 18 и цепным редуктором тихого хода 19. На цепных редукторах установлены натяжные устройства (не показано). Корпуса редукторов одновременно являются опорами буровой лебедки 17. По углам рамы 1 установлены аутригеры 20, которые в рабочем положении опираются на рельс, захватывая его головку. Аутригеры предназначены для равномерного распределения нагрузки основных узлов агрегата в горизонтальной плоскости, а также с целью разгрузки осей приводных колес 3 и катков 2.

Ремонтно-буровой агрегат снабжен системой управления 21, расположенной на раме 1 рядом с мачтой 7, которая содержит пневмопульт, гидропульт, щит контроля, рычаг скорости и рычаг тормоза (не показано). Система управления 21 снабжена монтажным пультом управления, который расположен в ящике 22 под рамой агрегата.

Для подготовки ремонтно-бурового агрегата к работе необходимо проконтролировать уровень масла в баке гидросистемы и запустить электродвигатель гидронасоса, который передает вращение гидронасосу переменной передачи, после чего посредством гидравлического привода движение передается далее механизмам агрегата.

Регулировка подачи рабочей жидкости гидронасосу осуществляется с пульта системы управления 21 перестановкой рычага скорости в необходимое положение.

Командой с монтажного пульта управления приводят в движение платформу, и ремонтно-буровой агрегат устанавливают напротив устья скважины таким образом, чтобы его продольная ось совпала с осью скважины. Расстояние от заднего торца рамы 1 агрегата до оси устья скважины должно быть в пределах от 900 до 1010 мм, что соответствует положению рельсов и не изменяется при переустановке ремонтно-бурового агрегата. Несоосность продольной оси симметрии подъемного блока и устья скважины должна быть не более 50 мм.

В рабочее положение ремонтно-буровой агрегат устанавливают за счет четырех гидравлических аутригеров 20 со встроенными захватами рельса, стопорные гайки которых фиксируют. В транспортном положении ремонтно-бурового агрегата аутригеры находятся в поднятом состоянии.

В рабочее положение устанавливают ограждения рамы 1, лестницы с перилами. Проверяют наличие смазки в механических узлах ремонтно-бурового агрегата. Открывают замок силовой растяжки, удаляют воздух из гидроцилиндра подъема мачты 7. Затем производят подъем мачты. Команды при подъеме мачты подаются с монтажного пульта системы управления 21. Закрывают и фиксируют замок силовой растяжки 10.

Производят регулирование угла наклона мачты, используя винт силовой растяжки 10, и включают двигатель компрессора. Соединяют канат ограничителя подъема талевого блока 8 с ручкой конечного выключателя и устанавливают электронный индикатор веса.

Привод буровой лебедки 17 состоит из двух гидромоторов и редуктора, имеющего два выхода, находящиеся на одном валу. С одного выхода вращение через карданный вал передается на цепной редуктор тихого хода 19, с другого на цепной редуктор быстрого хода 18. От цепных редукторов вращение передается через дисковые пневматические муфты, при включении которых звездочки цепных редукторов соединяются с валом барабана буровой лебедки. Буровая лебедка 17, мачта 7, талевый блок 8 талевой системы предназначены для подъема и опускания инструмента, обсадных и насосно-компрессорных труб. Приборы управления ремонтно-бурового агрегата запитаны от трансформатора выпрямителя 24 В, являющегося также зарядным устройством, аварийное освещение осуществляется от аккумуляторных батарей. Электрооборудование ремонтно-бурового агрегата напряжением 380 В обеспечивает питание основного двигателя и двигателя компрессора.

По окончании спуско-подъемных операций на одной скважине производят подготовку перемещения ремонтно-бурового агрегата на другую скважину. Для чего включают электродвигатель гидронасоса, ручкой стояночного тормоза фиксируют талевый блок, включают минимальную подачу рабочей жидкости, открывают замок силовой растяжки 10, устанавливают мачту 7 в вертикальное положение. Затем производят опускание мачты на переднюю опору 5, при этом талевый блок опускается на определенное место внутри мачты. Конструкция ремонтно-бурового агрегата позволяет осуществлять переезд на другую скважину, расположенную в районе куста, без складывания мачты. Далее раму ремонтно-бурового агрегата поднимают предварительно освобожденными аутригерами на 10-20 мм, и аутригеры устанавливают в транспортное положение. Ремонтно-буровой агрегат перемещается на другую скважину.

Заявленное изобретение «Ремонтно-буровой агрегат» имеет более простую конструкцию по сравнению с прототипом, благодаря чему сокращается время на его транспортировку и подготовку к эксплуатации, что положительно влияет на эффективность использования ремонтно-бурового агрегата при подземном ремонте нефтяных и газовых скважин.

Также благодаря своей конструкции заявленный ремонтно-буровой агрегат имеет возможность перемещаться вдоль скважин одного куста даже в условиях ограниченного пространства и может заменить несколько стационарных вышек при бурении и подземном ремонте скважин, расположенных в линию. Устройство аутригеров со встроенными захватами рельса обеспечивает не только равномерное распределение в горизонтальной плоскости нагрузки основных узлов агрегата и разгрузки осей приводных колес, предотвращающих опасность деформации узлов ремонтно-бурового агрегата, а также обеспечивает фиксацию платформы на рельсе во время работы ремонтно-бурового агрегата, что повышает надежность ведения спуско-подъемных операций.

Таким образом, заявленное изобретение значительно повышает надежность и эффективность обслуживания и ремонта нефтяных и газовых скважин, особенно в специфических условиях кустов, расположенных в акваториях водохранилищ в районах с умеренным и холодным климатом при температуре окружающего воздуха от минус 45°С до плюс 40°С.