Агрегат для освоения и ремонта скважин

(51) МПК (2006) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ АГРЕГАТ ДЛЯ ОСВОЕНИЯ И РЕМОНТА СКВАЖИН(71) Заявитель Открытое акционерное общество Сейсмотехника(72) Авторы Алампиев Олег Александрович Кротиков Сергей Петрович Титов Виктор Иванович Селезнева Татьяна Софроновна(73) Патентообладатель Открытое акционерное общество Сейсмотехника(57) Агрегат для освоения и ремонта скважин, включающий телескопическую вышку с полиспастной системой, лебедку с тормозными лентами и барабан с тросом, связанный с талевым блоком через полиспастную систему, кинематическую систему, содержащую трансмиссию с пневматическими муфтами привода барабана и пневмоуправление, включающее тормозной и четырехклапанный краны и систему противозатаскивания, состоящую из конечного выключателя, крана конечного выключателя, соединенных 55462009.08.30 пневматическими линиями через клапан ИЛИ с тормозным цилиндром управления тормозными лентами барабана, отличающийся тем, что тормозной цилиндр выполнен в виде тормозной камеры с пружинным энергоаккумулятором, образующим совместно с тормозными лентами нормально замкнутый тормоз барабана, при этом посредством пневматических линий пружинный энергоаккумулятор соединен с возможностью размыкания нормально-замкнутого тормоза тормозным краном, одновременно последовательно соединенным с четырехклапанным краном управления пневматическими муфтами привода барабана от трансмиссии кинематической системы, а конечный выключатель и кран конечного выключателя снабжен рычагом, установленным с возможностью механического контакта с тросом на барабане.(56) 1. Патент 4200, МПК Е 21 В 15/00, 2008. 2. Агрегаты для освоения и ремонта скважин. Техническое описание и инструкция по эксплуатации В/О Машиноэкспорт.- С. 68, 1988. Полезная модель относится к бурению, освоению и ремонту скважин, обеспечивающих подъем колонны труб из скважины, а именно к агрегатам, снабженным телескопическими вышками. Известна телескопическая вышка 1, содержащая неподвижную и подвижную секции,лебедку, связанную с талевым блоком через полиспастную систему. Телескопическая вышка работает следующим образом. Лебедка, наматывая трос на барабан через полиспастную систему мачты, соединенную с талевым блоком, обеспечивает подъем колонны труб из скважины. Недостатками данной вышки являются следующие невозможность мгновенно с минимальным остановочным путем включить тормоз и отключить привод барабана при скачках скорости подъема из-за непостоянного усилия в талевой системе при подъеме колонны труб, вызванных ее прихватами и срывом в скважине отсутствие системы противозатаскивания талевого блока на ролики мачты при нормативных скоростях подъема скважинной колонны зачастую приводит к созданию тяжелых аварийных ситуаций, таких как обрыв талевого блока и падение мачты. Из известных устройств наиболее близким по технической сущности к предлагаемому техническому решению является Агрегат для освоения и ремонта скважин А-50 М 2,содержащее телескопическую вышку с полиспастной системой, лебедку с тормозными лентами и барабан с тросом, связанный с талевым блоком через полиспастную систему,кинематическую систему, содержащую трансмиссию с пневматическими муфтами привода барабана и пневмоуправление, включающее тормозной и четырехклапанный краны и систему противозатаскивания, состоящую из конечного выключателя, крана конечного выключателя, соединенных пневматическими линиями через клапан ИЛИ с тормозным цилиндром управления тормозными лентами барабана. В данном агрегате для освоения и ремонта скважин в телескопической вышке замыкание тормозных лент барабана выполняется путем принудительного включения тормозного крана и подачи давления в тормозной цилиндр, а срабатывание аварийной системы противозатаскивания с включением тормоза и отключением пневматических муфт от трансмиссии выполняется при контакте талевого блока с тросовой растяжкой, проходящей через полиспастную систему в верхней части мачты, и связанную с установленной в основании мачты системой противозатаскивания. Агрегат для освоения и ремонта скважин работает следующим образом. Четырехклапанным краном подают давление в зависимости от веса поднимаемой из скважины колонны труб, одну из пневматических муфт привода барабана от трансмиссии 2 55462009.08.30 агрегата. Талевый блок, связанный через полиспастную систему с барабаном лебедки,поднимается на высоту выхода разъема трубы колонны из скважины. Тормозным краном подается давление в тормозной цилиндр, тем самым, замыкая тормозные ленты, и выключается четырехклапанный кран, при этом муфты отключают трансмиссию от барабана. Колонна фиксируется на устье скважины, труба демонтируется и процесс повторяется. При аварийной высоте подъема талевого блока тросовая растяжка захватывается и, продолжая подъем с талевым блоком, через гибкую связь, проходящую от верхней части мачты, включает систему противозатаскивания, установленную в нижней части основания мачты. При этом конечный выключатель через клапан ИЛИ подает давление в тормозной цилиндр, а кран конечного выключателя муфт соединяет линию подвода давления агрегата, отключая муфту привода барабана от трансмиссии и барабан фиксируется ручным тормозом. Недостатками данного агрегата являются следующие отсутствует срабатывание тормоза при нарушении пневмосистемы или его неэффективность при недостаточном давлении в пневмосистеме отсутствие связи, обеспечивающей синхронное срабатывание тормоза и отключение трансмиссии от привода барабана, что приводит к износу фрикционных элементов сцепления при включенном тормозе и не отключенных муфтах привода барабана инерционность системы противозатаскивания, обусловленная наличием длинномерной системой управления, в виде гибкой связи от верха мачты до ее основания, а соединение пневмосистемы с атмосферой вызывает полную разрядку пневмосистемы вышки и невозможность оперативного повторного запуска в работу Техническая задача, на решение которой направлена заявляемая полезная модель - повышение надежности работы агрегата для освоения и ремонта скважин и упрощение его конструкции. Решение технической задачи достигается тем, что агрегат для ремонта скважин, включающий телескопическую вышку, полиспастную систему, лебедку с тормозными лентами и барабан с тросом, связанный с талевым блоком через полиспастную систему, кинематическую систему, содержащую трансмиссию с пневматическими муфтами привода барабана и пневмоуправление, включающее тормозной и четырехклапанный краны и систему противозатаскивания, состоящую из конечного выключателя, крана конечного выключателя, соединенных пневматическими линиями через клапан ИЛИ с тормозным цилиндром управления тормозными лентами барабана, причем тормозной цилиндр выполнен в виде тормозной камеры с пружинным энергоаккумулятором, образующим совместно с тормозными лентами нормально замкнутый тормоз барабана, при этом посредством пневматических линий энергоаккумулятор соединен с возможностью размыкания нормально-замкнутого тормоза тормозным краном, одновременно последовательно соединенным с четырехклапанным краном управления пневматическими муфтами привода барабана от трансмиссии кинематической системы, а конечный выключатель и кран конечного выключателя снабжен рычагом, установленным с возможностью механического контакта с тросом на барабане. Сущность полезной модели поясняется чертежами, на которых представлены фиг. 1 - общий вид изделия фиг. 2 - пневматическая система привода и торможения с отключением от кинематической системы. Агрегат для освоения и ремонта скважин (см. фиг. 1, 2) включает телескопическую вышку 1, полиспастную систему 2, лебедку 3 с тормозными лентами 4 и барабан 5 с тросом 6, связанный с талевым блоком 7 через полиспастную систему 2, кинематическую систему 8, содержащую трансмиссию 9 с пневматическими муфтами 10 привода барабана 5 и пневмоуправление 11, включающее тормозной кран 12 и четырехклапанный кран 13 и систему противозатаскивания 14, состоящую из конечного выключателя 15, крана конеч 3 55462009.08.30 ного выключателя 16, соединенных пневматическими линиями 17 через клапан ИЛИ 18 с тормозным цилиндром 19, выполненным в виде тормозной камеры 20 с пружинным энергоаккумулятором 21, образующим совместно с тормозными лентами 4 нормально замкнутый тормоз барабана 5, при этом посредством пневматических линий 17 энергоаккумулятор 21 соединен с возможностью размыкания нормально-замкнутого тормоза тормозным краном 12, одновременно последовательно соединенным с четырехклапанным краном 13 управления пневматическими муфтами 10 привода барабана 5 от трансмиссии кинематической системы 8, а система противозатаскивания 14 смонтирована непосредственно на лебедке 3, с возможностью срабатывания при аварийной высоте 22 подъема талевого блока 7 в телескопической вышке 1, за счет уменьшения длины троса полиспастной системы 2 и, следовательно, увеличения объема намотки троса 6 на барабан 5, вызывающие механический контакт с рычагом 23 и срабатывание конечного выключателя 15 прерывающего подачу воздуха в пневмоуправлении 11 с одновременным срабатыванием крана конечного выключения 16 сброса давления с пневматических муфт 10,соединенных с последним через клапан ИЛИ 18 посредством пневматических линий 17. Агрегат для освоения и ремонта скважин работает следующим образом. Телескопическая вышка 1 с полиспастной системой 2 устанавливается в вертикальное положение, лебедка 3 заторможена посредством пружинного энергоаккумулятора 21 тормозной камеры 20, образующих совместно с тормозными лентами 4 нормально-замкнутую систему, трос 6 смотан с барабана 5 в полиспастную систему 2, обеспечивая нижнее положение талевого блока 7, при этом система противозатаскивания 14, смонтированная на лебедке 3, не контактирует с тросом 6, а, следовательно, конечный выключатель 15 сброса давления с пневматических муфт 10 перекрыт и спаренный с ним кран конечного выключателя 16 открыт,обеспечивая подвод давления на пневмоуправление 11. Включается четырехклапанный кран 13 на положение включение одной из пневматических муфт 10, открывается тормозной кран 12, при этом давление через него одновременно подается в тормозную камеру 20, сжимая пружинный энергоаккумулятор 21 и пневматическую муфту 10, обеспечивая синхронное отключение нормально замкнутой тормозной системы и включение привода барабана 5 через пневматическую муфту 10 от трансмиссии 9 кинематической системы 8. Производится подъем талевого блока 7, с закрепленной колонной труб 24 из скважины. Подъем осуществляется за счет уменьшения полиспастной системы 2 и накопления троса 6 на барабане 5 лебедки 3 до выхода разъема колонны трубы 24 из скважины. Перекрывается тормозной кран 12, отсекая подвод и сброс давления с тормозной камеры 20 и пневматической муфты 10, пружинный энергоаккумулятор 21 замыкает тормозные ленты 4, с синхронным отключением пневматических муфт 10 от трансмиссии 9, талевый блок 7 останавливается, колонна фиксируется,труба демонтируется и процесс повторяется. При несанкционированном скоростном рывке колонны труб 24 при подъеме талевого блока 7 на аварийную высоту 22 происходит критическое уменьшение длины полиспастной системы 2 и, следовательно, увеличение объема намотки тросов 6 на барабан 5. Происходит механический контакт тросов 6 с рычагом 23, соединенным с конечным выключателем 15 и краном конечного выключателя 16, срабатывает конечный выключатель 15 прерывающего подачу давления в пневмоуправление 11, а следовательно, срабатывание пружинного энергоаккумулятора 21 и тормоз барабана 5 с одновременным срабатыванием крана конечного выключателя 16 сброса давления с включенной пневматической муфтой 10 и ее соединения с атмосферой через клапан ИЛИ 18 посредством пневматических линий 17. Таким образом, мгновенное срабатывание тормоза барабана 5 с синхронным отключением сцепления пневматических муфт 10 как при ручном, так и при аварийном останове барабана 5, а отсекание пневмоуправления 11 пневмосистемы не вызывает разрядку пневмосистемы агрегата обеспечивает его оперативный повторный запуск в работу. 4 55462009.08.30 Использование в качестве тормозного цилиндра 19 тормозной камеры 20 с пружинным энергоаккумулятором 21, образующим при сбросе давления нормально-замкнутый тормоз барабана 5 и снабжение конечного выключателя 15 и крана конечного выключателя 16 рычагом 23, установленным с возможностью механического контакта с тросом 6 на барабане 5 обеспечит автоматическую остановку спуска или подъема телескопической вышки 1 агрегата для освоения и ремонта скважин без ручного управления, т.е. исключив человеческий фактор при аварийной ситуации. На дату подачи заявки на предполагаемую полезную модель разработаны рабочие чертежи и происходит изготовление агрегата для освоения и ремонта скважин. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 5