Ключ для свинчивания и развинчивания замкового соединения бурильных труб

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалнстнческих

Республик (« 1 00251 О

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 081081 (21) 3346587/22-03 (31) М. Nn.з

Е. 21 В 19/10 с присоединением заявки ¹ (23) ПриоритетГосударственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 070383. Бюллетень Йо 9

t$3) УДК622 ° 242 ° 3 (088. 8) Дата опубликования описания 070383

Б. Н . Иванов, Ф.М. Урман и П.A. Шейтельман (72) Авторы изобретения

Специальное проектно-конструкторское бюро автЪматизац глубокого разведочного бурения (71) Заявитель (54)" КЛЮЧ ДЛЯ СВИНЧИВАНИЯ И РАЗВИНЧИВАНИЯ

ЗАМКОВОГО СОЕДИНЕНИЯ БУРИЛЬНЫХ

ТРУБ

И э обре те ни е относит ся к буровой технике, а именно к трубным ключам.

Известен ключ для свинчивания н развинчивания замкового соединения 5 бурильных труб, включающий планшайбу, поворотный корпус, кинематически связанный с захватами, и неподвижmR«K<><> .Ì.

Наиболее близким к предлагаемо- 10 му является ключ для свинчивания и развинчивания замкового соединения бурильных труб, включающий планшайбу, поворотный корпус, кинематически связанный с захватами, неподвижный корпус н трансмиссию захватов 12).

Однако отсутствие контроля положения захватов в данных ключах снижает надежность их работы, особенно в составе автоматизированных буровых 20 установок.

Цель изобретения — повышение надежности работы ключа путем обеспечения контроля положения захватов.

Поставленная цель достигается тем, что ключ для свинчивания и развинчивания замкового соединения бурильных труб, включающий планшайбу, поворотный корпус, кинематическн связанный с захватами, неподвижный корпус и трансмиссию захватов, снабжен датчиком положения захватов и рычагом, а трансмиссия захватов выполнена в виде зубчатого дифференциала с приводом, установленного с возможностью зацепления с .планшайбой и поворотным корпусом, причем датчик положения зах- . ватов установлен на неподвижном корпусе, а рычаг — на валу дифференциала с воэможностью взаимодействия рычага с датчиком.

На фиг. 1 изображен ключ, поперечный разрезу на фнг. 2 — то же, вид сверху с частичными вырезами неподвижного корпуса; на фиг. 3 - разрез

A-й на фиг. 1 (по приводу вращения и механизму докрепления-раскрепле" ния).

Ключ для свинчивания-развинчивания замкового соединения состоит иэ неподвижного корпуса 1, планшайбы 2, смонтированной на подшипниках 3, на опорных поверхностях планшайбы 2 установлен поворотный корпус 4, в расточках которого располагаются валы

5 с зубчатыми колесами н захватами

7 в виде секторов, где зубчатые колеса 6 входят в зацепление с зубчатым венцом внутреннего зацепления планшайбы 2. В неподвижном корпусе 1 смонтирован зубчатый дифференциал

1002510

60 (выполненный по схеме планетарного механизма 2К-h), включающий вал 8, «крепленные на нем зубчатые колеса

9 и 10, водило 11, сателлиты 12, центральный обод 13. Сателлиты 12 смонтированы на осях 14, входящих в расточки водила 11, и находятся в зацеплении с зубчатым колесом 9 и центральным ободом 13.

Водило 11 зубчатого дифференциала находится в зацеплении с поворотным корпусом 4, а центральный обод 13 — с планшайбой 2.

Зубчатый дифференциал снабжен приводом поворота 15, выполненным, например, в виде реечного гидроцилиндра, смонтированного в неподвижном корпусе 1. Рейка 16 реечного гидроцилиндра привода поворота 15 входит в зацепление с зубчатым колесом

10, закрепленным на валу 8 зубчатого дифференциала.

В верхней части вала 8 закреплен рычаг 17, а на неподвижном корпусе 1 установлен датчик 18 (например путе" вой переключатель).

Параметры зацепления зубчатого колеса 9, водила 11 сателлитов 12, центрального ббода 13, внешнего зацепления планшайбы 2 и поворотного корпуса 4 выбраны таким образом, чтобы обеспечить передаточное отношение от планшайбы 2 к поворотному корпусу 4, равное 1 при неподвижном валу 8 (неподвижной рейке 16) . Зубчатый дифференциал и привод поворота 15 образуют трансмиссию захватов.

Поворотный корпус 4 имеет внутреннюю расточку, обеспечивающую проход бурильных труб., элеватора или бурового снаряда.

Для обеспечения вращения планшайбы 2 при свинчивании-развинчивании замкового соединения бурильных труб ключ снабжен приводом вращения, выполненным в виде гидромотора 19, ус. тановленного на неподвижном корпусе

1 муфты 20 и вала-шестерни 21, установленной в расточках неподвижного корпуса 1 (фиг. 3).

Для получения и снятия натяга в резьбе замкового соединения ключ имеет механизм докрепления-раскрепления, включающий встроенный в неподвижный корпус 1 резчный гидроцилиндр 22, снабженный рейкой 23 (фиг. 2), зубчатое колесо 24, входящее в зацепление с рейкой 23, сцепную управляющую муфту 25 и вал-шестерню 26, установленную в расточках корпуса 1.

В неподвижном корпусе 1 смонтирована центральная вал-шестерня 27, связывающая вал-шестерни 21 и 26 с планшайбой 2.

Рабочая часть каждого из секторов

7 имеет по две контактные поверхнос5

50 ти, выполненные по профилю, обеспечивающему самоэаклинку секторов 7 на замковом соединении в процессе свин" чивания или развинчивания.

Ключ установлен на механизме удержания бурового инструмента (не показано).

Замковое соединение бурильной трубы, состоящее из ниппеля 28 и муфты 29, при работе ключа останавливается в проходном отверстии ключа таким образом чтобы зона работы секторов 7 приходилась на ниппель

28 замкового соединения. В процессе свинчивания или развинчивания замкоааго соединения муфта 29 от поворота удерживается механизмом удержания буровогб инструмента.

Работа ключа происходит в двух режимах: свинчивание замкового соединения и развинчивание замкового соединения.

Раэвинчивание замкового соединения проводится следующим образом.

Исходное положение ключа следующее. Рейка 16 реечного гидроцилиндра привода поворота 15 дифференциала находится в крайнем положении, соответствующем развороту секторов 7 по часовой стрелке (показано штрихпунктирными линиями на фиг. 2). Сцеп ная управляемая муфта 25 соединяет зубчатое колесо 24 с валом-шестерней

26 (фиг. 3) . Рычаг 17 воздействует на датчик 18, который при этом выдает сигнал о положении секторов 7.

Рейка 23 реечного гидроцилиндра 22 механизма докрепления-раскрепления находится в крайнем положении, обеспечивающем поворот планшайбы 2 против часовой стрелки .

Для развинчивания замкового соединения рабочая жидкость подается в реечный гидроцилиндр привода поворота 15 дифференциала, при этом рейка

16 перемещается и поворачивает зубчатое колесо 10, вал 8 и зубчатое колесо 9. Сателлиты 12, обкатываясь по центральному ободу 13, поворачивают. водило 11, которое поворачивает поворотный корпус 4 с расположенными на нем валами 5, при этом зубчатые колеса 6, обкатываясь по зубчатому венцу внутреннего зацепления планшайбы 2, разворачивают секторы 7 против часовой стрелки до соприкосновения их с наружной поверхностью ниппеля 28 замкового соединения.

После этого подается рабочая жид" кость в реечный гидроцилийдр 22 механизма докрепления-раскрепления, при это рейка 23 перемещается, поворачивает зубчатое кблесо 24 и через сцепную управляемую муфту 25 поворачивает вал-шестерню 26, которая вращает вал-шестерню 27. Далее вращающий момент передается планшайбе 2, которая через центральный обод 13, 1002510 формула изобретения сателлиты 12, оси 14 и водило 11 вращает поворотный корпус 4, при этом происходит синхронное (с одинаковой угловой скоростью) вращение планшайбы 2и поворотного корпуса 4 против часовой стрелки. Секторы 7, вращаясь вместе с планшайбой 2 и поворотным корпусом 4, производят поворот ниппеля 28 замкового соединения .до выбора хода рейкой .23, обеспечивая снятие натяга в резьбе замхового соединения .

Окончательное развинчивание замкового соединения производится разъединением сцепной управляемой муфты

25 и подачей рабочей жидкости в гидромотор 19 привода вращения. Вращающий момент от гидромотора 19 через муфту 20, вал-шестерню 21 и центральную вал-шестерню 27 передается планшайбе 2. Вращение от планшайбы 2 через центральный обод 13„ сателлиты

12, оси 14 и водило 11 передается поворотному корпусу 4, при этом секторы 7, вращаясь вместе с планшайбой 2 и поворотным корпусом 4, производят вращение ниппеля 28 до полного развинчивания замкового соединения..

По окончании развинчивания при остановленном гидромоторе 19 рабочая жидкость подается в реечный гидроцилиндр привода поворота 15 дифференциала. Рейка 16, перемещаясь, вращает зубчатое колесо 10, вал 8 и зубчатое колесо 9. Сателлиты 12, обкатываясь по центральному ободу 13, поворачивают водило 11, которое поворачивает поворотный корпус 4 с рас положенными на нем валами 5, при этом зубчатые колеса 6, обкатываясь по зубчатому венцу внутреннего зацепления планшайбы 2, разворачивают секторы 7 по часовой стрелке, одновременно рычаг 17 воздействует на датчик 18, который вырабатывает сигнал об освобождении прохода в ключе.

По окончании операции развинчивания производится возврат в исходное положение рейки 23 реечного гидроцилиндра 22 и сцепной управляемой муф ты 25. Свинчивание замковых соединений производится аналогичным образом, но последовательность работы

5 механизма докрепЛения-раскре ения и привода вращения обратная, рабо тают другие контактные поверхности секторов 7, и вращение планшайбы 2 осуществляется по часовой стрелке.

10 Обеспечение контроля освобождения прохода в ключе для элеватора или бурового снаряда исключает возникновение аварийных ситуаций, связанных с неразведением секторов, при прове15 денни спуско-подъемных операций на автоматизированной буровой установке.

Ключ для свинчивания и развинчивания замкового соединения бурильных труб, включающий планшайбу, поворотный корпус, кинематически связанный с захватами, неподвижный корпус и трансмиссию захватов, о т— л и ч а ю щ н и с я тем, что, с целью повышения надежности работы ключа путем обеспечения контроля положения захватов, он снабжен датчиком положения захватов и рычагоЪ, а трансмиссия захватов выполнена в виде зубчатого дифференциала с приводом, установленного с возможностью зацепления с планшайбой и повоÇ5 ротным корпусом, причем датчик положения захватов установлен на неподвижном корпусе, а рычаг — на валу дифференциала с воэможностью взаимо- действия рычага с датчиком.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Котляров A.È. Автоматизация буровых агрегатов. М., "Недра", 1971, 45 с. 38.

2. Патент СССР 9 627769, кл. Е 21 В 19/ОО, 1972 (прототип).

ВППИПИ Заказ 1484/3

Тирах< 601 Подписное

Филиал ППП "Патент", г.Ух.порол,ул.Проектнан,4