Устройство для сбора бурового раствора

013336 Область техники, к которой относится изобретение Настоящее изобретение относится к устройству для сбора бурового раствора. Более конкретно, оно относится к устройству для сбора бурового раствора, в котором первое уплотнение и второе уплотнение выполнены с возможностью перемещения с обеспечением уплотнения по трубе, проходящей внутри ключей. Уплотнения совместно, по меньшей мере, с экраном образуют собирающее пространство. Выгодным образом приводной трубный ключ и удерживающий трубный ключ, взаимодействующий с приводным трубным ключом, снабжены скребками, которые расположены с охватом колонны труб для обеспечения уплотнения. При этом буровой раствор, вытекающий из трубной секции при ее отсоединении от колонны труб с помощью трубных ключей, попадает в замкнутое собирающее пространство между ключами и может быть отведен из этого пространства. Предшествующий уровень техники При бурении скважин в грунте, как это известно, например, в области нефтедобычи, обычной практикой является нагнетание бурового раствора к бурильному инструменту через колонну труб. Колонна труб такого типа, которая может быть бурильной колонной, состоит из множества соединенных друг с другом трубных секций. В типовом случае секции соединены между собой с помощью резьбовых втулочных частей. Когда колонну труб, обычно бурильную колонну, нужно вывести из скважины, например, для работ по техническому обслуживанию бурильного инструмента, бурильная колонна должна быть разобрана на секции подходящей длины для промежуточного хранения. Обычной практикой является использование приводного трубного ключа для отделения трубной секции от бурильной колонны, при этом удерживающий трубный ключ предотвращает вращение остальной бурильной колонны. Этот метод хорошо известен специалистам в данной области и не нуждается в описании. При отделении от бурильной колонны трубной секции находящийся в ней буровой раствор вытекает в зону между приводным трубным ключом и удерживающим трубным ключом. Вытекающий буровой раствор желательно собирать по многим причинам. Если позволить ему вытекать свободно, буровой раствор будет загрязнять и заражать как бурильное оборудование, так и среду вокруг места производства бурильных работ. Кроме того, буровой раствор содержит ценные материалы,которые следует сохранять. Из патента США 4643259 известна установка собирающих устройств в области приводного трубного ключа. В документе описана установка приводного трубного ключа и удерживающего трубного ключа, при которой предусмотрено устройство для сбора бурового раствора во время отсоединения трубных секций. Однако известные из уровня техники собирающие устройства не обеспечивают достаточную герметизацию и поэтому допускают утечку неприемлемо большой доли бурового раствора во время отсоединения секций. Сущность изобретения Задача, на решение которой направлено настоящее изобретение, заключается в устранении или снижении, по меньшей мере, одного из недостатков известных решений. В соответствии с изобретением решение поставленной задачи достигается за счет признаков, изложенных в описании и пунктах формулы изобретения. В устройстве для сбора бурового раствора по изобретению пространство между приводным трубным ключом и удерживающим трубным ключом снабжено собирающими средствами и предусмотрены первое уплотнение и второе уплотнение, которые выполнены с возможностью перемещения с обеспечением уплотнения по трубе, проходящей внутри ключей. Уплотнения совместно, по меньшей мере, с экраном образуют собирающее пространство. В предпочтительном примере приводной трубный ключ и удерживающий трубный ключ на своих соответствующих сторонах, обращенных к указанному пространству, снабжены уплотнением, которое выполнено с возможностью перемещения с обеспечением уплотнения по трубе, проходящей внутри ключей. Предпочтительно уплотнение может быть выполнено в виде плоского уплотнительного кольца. Указанные трубные ключи обычно содержат, по меньшей мере, две зажимные группы, и уплотнение в типовом случае зажато на своей соответствующей зажимной группе с помощью полукруглых пластинчатых частей и прижато с помощью зажимных крючков к соответствующему ключу. Когда необходимо удалить зажимные группы из ключей, в то время как проходящая через них труба еще находится внутри ключей, уплотнения могут быть разрезаны или разделены каким-либо другим образом. Таким образом замена изношенного или поврежденного уплотнения производится относительно легко. Зажимы поворачивают наружу от пластинчатых частей, после чего снимают уплотнения и пластинчатые части. Новое уплотнение устанавливают соответствующим образом в обратном порядке. Уплотнение соединено с соответствующими зажимными группами ключей. В этом устройстве зажимы ключей могут свободно перемещаться между свободным отведенным положением и продвинутым вперед положением захвата трубы под защитой уплотнения.-1 013336 Объем, определенный первым приводным трубным ключом с его первым уплотнением, удерживающим трубным ключом с его вторым уплотнением и экраном между приводным трубным ключом и удерживающим трубным ключом образует уплотненное собирающее пространство для бурового раствора или другой текучей среды, которое сообщается со сборником для текучей среды. Перечень фигур чертежей Далее со ссылками на прилагаемые чертежи будет подробно описан предпочтительный пример осуществления изобретения, не имеющий ограничительного характера. На чертежах фиг. 1 изображает в перспективе сборку, содержащую приводной трубный ключ, показанный для наглядности с одной вынутой зажимной группой, и удерживающий трубный ключ на перемещаемой по горизонтали тележке, причем сборка показана в своем верхнем положении,фиг. 2 - в увеличенном виде сборку в разрезе I-I по фиг. 1,фиг. 3 - часть удерживающего трубного ключа со вторым уплотнением, и фиг. 4 - трубный ключ на том же виде, что и на фиг. 3, но экран поднят в верхнее положение. Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения На чертежах позицией 1 обозначена сборка, состоящая из приводного трубного ключа 2 и удерживающего трубного ключа 4, расположенная на буровой установке 6 коаксиально центру 8 бурения буровой установки 6. Подвижная по вертикали сборка 1 соединена с двумя направляющими стойками 10,расположенными диаметрально противоположно центру 8 бурения. Направляющие стойки 10 прикреплены к тележке 12, которая может перемещаться горизонтально с помощью колес 14 и не показанных гидромоторов по рельсам 16, укрепленным на буровой установке 6. Таким образом, в своем рабочем положении сборка 1 находится непосредственно над захватными плашками 18 буровой установки 6, при этом колонна 20 труб проходит через плашки 18 вверх и далее через сборку 1. Колонна 20 труб образована трубными секциями 22, свинченными друг с другом. Приводной трубный ключ 2 содержит корпус 24 приводного трубного ключа, снабженный сквозными направляющими 26, соответствующими направляющим стойками 10, и неразъемным приводным кольцом 30, которое установлено на корпусе 24 приводного трубного ключа с помощью подшипника 28(фиг. 2). Приводное кольцо 30 приводится во вращение вокруг центра 8 бурения двумя гидромоторами 32. В приводном кольце 30 расположены вращающиеся вместе с ним две зажимные группы 36, выполненные каждая в форме полумесяца. В целях большей наглядности на чертеже показана только одна из них. В типовом примере выполнения каждая зажимная группа 36 содержит три первых зажима 38, расположенных вокруг центра скважины и приводимых в движение гидравлическими средствами. Удерживающий трубный ключ 4 содержит корпус 40 приводного трубного ключа с направляющими 42, соответствующими направляющим стойками 10, и несущее кольцо 44 (фиг. 2) для двух зажимных групп 46', каждая из которых содержит три других зажима 48. Направляющие 42 снабжены зубчатыми колесами (не показаны), зацепляющимися с зубчатыми рейками 50 направляющих стоек 10. Не показанные на чертежах зубчатые колеса приводятся каждое гидромотором с помощью не показанных здесь зубчатых передач. Направляющие стойки 10 могут быть заперты в корпусе 40 удерживающего трубного ключа с помощью соответствующих стопоров 52, подвижно установленных в корпусе 40. В удерживающем трубном ключе 4 расположены два направленных вверх гидроцилиндра 54. Первое уплотнение 56, окружающее трубную секцию 22, прикреплено к зажимным группам 46 приводного трубного ключа 2. Первое уплотнение 56 зажато на зажимных группах 46 с помощью полукруглой пластинчатой части 58 и L-образных поворотных зажимных крючков 60. Зажимные крючки 60 поворачивают из рабочего положения, когда первое уплотнение должно быть заменено. Соответствующим образом зажимные группы 46' удерживающего трубного ключа 4 снабжены вторым уплотнением 62. Как показано на фиг. 2, вокруг колонны 20 труб между приводным трубным ключом 2 и удерживающим трубным ключом 4 расположен экран 64 в форме уплотнительного сильфона. Экран 64 прикреплен своей нижней частью к корпусу 40 удерживающего трубного ключа. Верхняя часть экрана 64 может перемещаться по вертикали гидроцилиндрами 54. Таким образом, собирающее пространство 66 образовано приводным трубным ключом 2 с его первым уплотнением 56 и удерживающим трубным ключом 4 с его вторым уплотнением 62, когда гидроцилиндры 54 прижимают экран к корпусу 24 приводного трубного ключа. Буровой раствор, протекающий в собирающее пространство 66, сливается в непоказанный приемник бурового раствора через слив 68. Первое уплотнение 56 и второе уплотнение 62 совместно, по меньшей мере, с экраном 64 образуют собирающее пространство 66. Когда трубную секцию 22 нужно отсоединить от колонны 20 труб, сборку 1 перемещают вертикально по направляющим стойкам 10 с помощью гидромоторов, зубчатых передач, не показанных зубчатых колес и зубчатых реек 50 до тех пор, пока удерживающий трубный ключ 4 не установится известным образом в соответствии с верхней втулочной частью колонны 20 труб. Вертикальное расстояние между-2 013336 удерживающим трубным ключом 4 и приводным трубным ключом 2 регулируют таким образом, что зажимная группа 36 устанавливается в соответствии с нижней втулочной частью трубной секции 22. Первые и вторые зажимы 38, 48 перемещаются к колонне 20 труб посредством рабочей среды под давлением и зажимают соответствующие части труб. В это же время уплотнения 56 и 62 прижимаются соответственно к трубной секции 22 и колонне 20 труб. Моторы 32 вращают приводное кольцо 30 и первые зажимы 38 вокруг центра 8 бурения, в то время как колонна 20 труб удерживается от вращения вторыми зажимами 48. Когда трубная секция 22 отсоединяется и отводится от колонны 20 труб (см. фиг. 2), буровой раствор, находящийся в трубной секции 22, течет в собирающее пространство 66 и оттуда по сливу 68 в приемник бурового раствора (не показан). ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Устройство для сбора бурового раствора, в котором пространство между приводным трубным ключом (2) и удерживающим трубным ключом (4) снабжено собирающими средствами и предусмотрено первое уплотнение (56), прикрепленное с обеспечением уплотнения к приводному трубному ключу (2), и второе уплотнение (62), прикрепленное с обеспечением уплотнения к удерживающему трубному ключу(4), причем указанные уплотнения выполнены с возможностью перемещения с обеспечением уплотнения по трубе (20, 22), проходящей внутри ключей (2, 4), при этом уплотнения (56, 62) совместно, по меньшей мере, с экраном (64) образуют собирающее пространство (66), отличающееся тем, что уплотнения (56,62), которые выполнены с возможностью перемещения по трубе (20, 22), зажаты через зажимные группы(46, 46'), соответственно, на приводном трубном ключе (2) и на удерживающем трубном ключе (4) при помощи по меньшей мере одного зажимного крючка (60). 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что уплотнения (56, 62) зажаты через зажимные группы(46, 46'), соответственно, на приводном трубном ключе (2) и на удерживающем трубном ключе (4) при помощи пластинчатых частей (58), которые прикреплены к своим соответствующим зажимным группам(46, 46') при помощи, по меньшей мере, одного зажимного крючка (60). 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что первое уплотнение (56) и второе уплотнение (62) расположены, соответственно, на сторонах соответствующих ключей (2, 4), обращенных к собирающему пространству (66). 4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что объем, определенный первым приводным трубным ключом (2) с его первым уплотнением (56), удерживающим трубным ключом (4) с его вторым уплотнением (62) и экраном (64), установленным между приводным трубным ключом (2) и удерживающим трубным ключом (4), образует уплотненное собирающее пространство (66) для бурового раствора или другой текучей среды, которое сообщается со сборником для текучей среды.