Ключ для свинчивания-развинчивания замковых соединений

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 5 Е 21 В 19/16

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPbfTHSIM

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCH0MV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4674226/03 (22) 09.01.89 (46) 07,04.91. Бюл. Р 13 (71) Специальное проектно-конструк/ торское бюро автоматизации глубокого, разведочного бурения (72) В,А. Будников, Б.F.Ìàëèí и В.А.Кузьмин (53) 622.243.3 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 1472630, кл. Е 21 В 19/16, 1987.

Авторское свидетельство СССР

У 1126b84, кл. F. 21 В 19/16, 1983 ° (54) ИПОЧ ДЛЯ СВИНЧИВАНИЯ-РАЗВИНЧИРАНИЯ ЗАМКОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ (57) Изобретение относится к технике бурения скважин и предназначено для механизации спуско-подъемных операций. Цель изобретения — повышение степени автоматизации работы ключа с бурильными трубами разного диаметра. Дпя этого в систему управления встроен электрический повторитель.

Ключ имеет центрирующие упоры 14, „„Я0„„1640353 A 1 закрепленные на каретках 3 и 4 под приводными роликами 5 для взаимодействия с муфтой 15 трубы, зажатой в механизме 6 удержания бурового инструмента. Рабочая поверхность каждого упора 14 имеет криволинейный профиль, повторяющий профиль взаимного расположения пары роликов 5 в плане, и отстоит от рабочей поверхности роликов 5 на величину, определяемую с учетом максимально допустимого износа элементов замкового соединения и параметров их резьб. В процесса свинчивания замкового соединения ро» лики 5 кареток 3 и 4 центрируются по ниппелю 1b и если последний имеет ф

О односторонний износ по наружному диаметру в дбпустимых пределах, то при

его вращении роликами 5 происходит

"плавание" ключа. При этом упоры 14, установленные на каретках 3 и 4 под ) Я роликами 5, не препятствуют "плаванию" благодаря зазору, а следовательно, и надежному свинчиванию соединения b нл, 1640353

Изобретение относится к техника бурения скважины, в частности к средствам механизации спуско-подъемных операций, и может быть использовано в механизмах для свинчивания †развинчивания замковых соединений.

Целью изобретения является повышение степени автоматизации работы ключа с бурильными трубами разного диаметра за счет центрирования ниппеля относительно муфты.

На Аиг.1 схематически показан предлагаемый ключ в исходном положении, в плане; на фиг.2 — разрез А — А на Аиг.1; на Аиг.3 — ключ при рабочем положении низкомоментного механизма; на фиг.4 — вид на каретку низкомоментного механизма (сечение на

Аиг.2); на Аиг.5 схематически показа- 20 но взаимное расположение низкомоментного механизма и свинчиваемого замкового соединения бурильных труб; на фиг.b — положение роликов и центРиРУющих jIIGPDH IIPH coocHQM PBcIIGJIo 25 жении ниппеля и муфты, а также зазисимость величины S от износа наружного диаметра ниппеля и параметров резьбового соединения I) и И .

Ключ содержит основание 1 с высокомоментным механизмом 2 и низкомоментным механизмом в виде закрепленной на каждой из кареток 3, 4 по паре приводных роликов 5. Две каретки 3 и 4.установлены напротив друг друга на. основании 1 с возможностью радиального перемещения, Основание расположено на механизме 6 удержания бурового инструмента посредством шарнирных стоек 7, системы 8 управления, 40 включающей подсистемы 9, 10 и 11 электроуправления, электродвигателя и гидроуправления соответственно с гидросетью 12, управляющей работой исполнительных гидроцилиндров 13 прн 45 вода перемещения кареток 3 и 4 с низкомоментным механизмом. Приводные ролики 5 установлены на каретках 3, 4 со своими приводами, центрирующие упоры 14 крепятся к корпусу каждой каретки 3, 4 непосредственно под роликами S при этом рабочая поверхность центрирующих упоров имеет криволинейный профиль, повторяющий профиль взаимного расположения пары

55 приводных роликов 5 в плане на карет— ках 3 и 4, и отстоит от рабочей по— верхности приводных роликов 5 на величину S с учетом максимально допустимого износа элементов замкового соединения и параметров их резьб.

Величина S определяется из соотношения

D<-D г а - ——

7 где — максимально допустимый износ элементов замкового соединения (ниппеля), мм;

I) — в нутре нний диаметр резьбы у торца муАты, мм;

D — наружный диаметр резьбы у

К торца ниппеля, мм.

Центрирующие упоры 14 предназначены для взаимодействия с муфтой 15 трубы, зажатой в механизме 6 удержа— ния бурового инструмента при свинчи— вании ниппеля 16 свинчиваемой бурильной трубы 17, причем муфта 15 удерживается плашками 18 механизма 6 удержания .бурового инструмента, а ниппель 16 свинчиваемой бурильной трубы 17 направляется посредством проходного элеватора 19.

Ключ работает следующим образом, Бурильная труба 17 или свеча (две свинченные ранее бурильные трубы) подается через проходной элеватор 19 и направляется им в резьбовую часть муАты 15. При этом возможен сбой в попадании резьбовой части ниппеля

16 в резьбовое отверстие муфты 15 особенно при работе с бурильными трубами минимальных диаметров (рабо— чий диапазон диаметров замковых соединений Ц 108...146 мм).

После того как ниппель 16 подаваемой бурильной трубы 17 пришел на жесткий упор, вошел в резьбовую часть муфты 15 или уперся в торец муфты 15, подается команда системой 8 управления на сведение кареток 3 и 4 низкомоментного механизма, при этом первоначальная команда формируется подсистемой 9 электроуправления и подается в подсистему 11 гидроуправления. Последняя посредством гидроцилиндров 13 перемещает каретки 3 и 4 к свинчиваемому замковому соединеник бурильной трубы 17. При подходе к свинчиваемому замковому соединению в случае сбоя, т.е. ниппель 16 уперся в торец муфты 15 (фиг.3), одна из кареток, например 3, упирается направляющим упором 14 в муАту 15 и останавливается в этом положении. При этом передние поверхности роликов 5 каретки 3

1640353 не перекрывают резьбовое отверстие муфты 15, а каретка 4 при подходе к ниппелю 16 упирается в него роликами 5 и перемещает ниппель 16 трубы

17 к центру муфты 15. В этом случае, как правило, происходит зажатие ниппеля 16 роликами 5 обеих кареток 3 и 4, что не позволяет ниппелю опуститься в муфту 15.

Для установки ниппеля 16 в муфту

15 необходимо его освободить от роликов 5. Для этого от электродвигателя в подсистему 9 электроуправления .поступает команда на разведенйе кареток 3 и 4 на 0,5-1 с, после чего каретки автоматически сводятся на ! ниппеле 16. При разведении кареток 3 и 4 происходит освобождение ниппе,ля 16 трубы 17» который своеи резьбовой частью точно опускается в ответную резьбовую часть муфты 15. По окончании повторного сведения кареток 3 и 4 от системы 8 управления поступает команда "на завинчивание" и вращением роликов 5 производят свинчивание замкового соединения.

В процессе свинчивания замкового соединения ролики 5 кареток 3 и 4 центрируются только по ниппелю 16, и если последний имеет односторонний износ $ по наружному диаметру в допустимых пределах, то при вращении ниппеля 16 роликами 5 происходит

"плавание" ключа, причем центрирующие упоры 14, установленные на каретках

3 и 4 под роликами 5, не препятствуют

"плаванию" благодаря зазору $ ) g (фиг.Ь), а следовательно, и надежному свинчиванию соединения.

По окончании процесса свинчивания сопротивление в резьбовом соединении возрастает, и вращение роликов 5 прекращается, снимается команда на вращение роликов 5» и каретки 3, 4 возвращаются в исходное положение.

В случае смещения ниппеля 16 относительно муфты 15 не по пути следования кареток 3, 4, а перпендикулярно ему происходит либо взаимное выжима5 ние встречными роликами 5 кареток 3 и 4 ниппеля 16 к центру муфты 15, либо первоначально одна из кареток своими роликами 5 смещает ниппель 16

1О по пути своего следования и центрирует ключ относительно муфты 15, а другая каретка своим встречным роликом 5 выжимает ниппель 16 на центр муфты 15. Далее процесс свинчивания аналогичен описанному ранее.

Формула из о бр е т ения

Ключ для свинчивания-развинчивания

Д} замковых соединениИ, включающий установленные напротив друг друга на основании с возможностью радиального перемещения две каретКи, низкомоментный механизм в виде закрепленной на

25 каждой из кареток по паре приводных роликов и систему управления, о т— л и ч а ю шийся тем, что,.с целью повышения степени автоматизации его работы с бурильными трубами разного диаметра, он снабжен электрическим повторителем, встроенным в систему управления, и центрирующими упорами, закрепленными на каретках под приводными роликами для взаимодействия с муфтой трубы, зажатой в . механизме удержания бурового инструмента, причем рабочая поверхность каждого центрирующего упора имеет криволинейный профиль» повторяющий

4р IIp0филь ВзаимнОГО РаспОлОжения па н1 приводных роликов в плане., и отстоит от рабочей поверхности приводных роликов на величину, определяемую с учетом максимально допустимого износа элементов замкового соединения и параметров их резьб.

1640353

11 l0 У

1640353

1640353 р 228 S

Фиг. б

Составитель А.Меньшиков

Редактор Т.Ирчикова Техред М.Дидык Корректор М.Демчик

Заказ 1259 Тираж 366 Подпи с н ое

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина,