Устройство для правки растяжением штанг глубинных насосов

 

Изобретение относится к оборудованию для изготовления и ремонта штанг глубинных насосов и может быть использовано в промышленности нефтяного машиностроения и ремонтных цехах нефтедобывающих предприятий для механизированной правки новых или бывших в употреблении насосных штанг. Технический результат - возможность измерения усредненного по сечению предела текучести металла штанги и классификация штанг по данному показателю. Устройство для правки растяжением штанг глубинных насосов содержит установленные на станине силовой цилиндр, подвижный и неподвижный захваты, каждый из которых имеет на конце наконечник, снабженный резьбой для соединения со штангой, датчик перемещения, шток которого связан с плунжером силового цилиндра, реле давления, счетчик расстояния и блок управления подачей рабочей жидкости в силовой цилиндр. Устройство дополнительно снабжено измерителем давления, подключенным к трубопроводу силового цилиндра, компаратором, устройствами индикации и маркировки штанг по категориям прочности, причем первый и второй входы компаратора подключены соответственно к выходам измерителя давления и счетчика расстояния, а устройства индикации и маркировки связаны с соответствующими выходами компаратора. 2 ил.

Изобретение относится к оборудованию для изготовления и ремонта штанг глубинных насосов, далее насосных штанг, и может быть использовано в промышленности нефтяного машиностроения и ремонтных цехах нефтедобывающих предприятий для механизированной правки новых или бывших в употреблении насосных штанг.

Известно устройство для правки изделий растяжением, содержащее неподвижную и подвижную каретки с захватами для концов изделия, нагружающее приспособление, датчик контроля величины удлинения изделия и блок управления (см. патент РФ 2049572, МПК В 21 D 3/12). Однако данное устройство не обеспечивает необходимого качества правки.

Наиболее близким к заявляемому изобретению по совокупности существенных признаков является устройство для правки растяжением штанг глубинных насосов, включающее установленные на станине силовой цилиндр, подвижный, связанный с силовым цилиндром, и неподвижный захваты, снабженное системой управления величиной вытяжки штанг, которая содержит датчик перемещения, реле давления, счетчик расстояния и блок управления подачей рабочей жидкости в силовой цилиндр (патент РФ 2058846, МПК В 21 D 3/12). Основной недостаток данного устройства заключается в том, что отсутствует информация о прочности выпрямленных штанг, необходимая в дальнейшем при компоновке колонны насосных штанг.

Задачей заявляемого изобретения является создание оборудования для правки штанг, обеспечивающего в процессе правки измерение основного показателя прочности - усредненного по сечению предела текучести металла штанги, и классификация штанг по данному показателю.

Поставленная задача решается за счет того, что устройство для правки растяжением штанг глубинных насосов, содержащее установленные на станине силовой цилиндр, подвижный, связанный с силовым цилиндром, и неподвижный захваты, каждый из которых имеет резьбовые наконечники для соединения со штангой, датчик перемещения, подвижный шток которого с метками расстояния жестко связан с плунжером силового цилиндра, реле давления, подключенное к одному из трубопроводов силового цилиндра, счетчик расстояния и блок управления подачей рабочей жидкости в силовой цилиндр, выход которого связан с исполнительным механизмом, при этом выходы датчика перемещения и реле давления подключены к входам счетчика расстояния, выход которого соединен с входом блока управления, в отличие от прототипа дополнительно снабжено измерителем давления, подключенным к трубопроводу силового цилиндра, компаратором, устройствами индикации и маркировки штанг по категориям прочности, причем первый и второй входы компаратора подключены соответственно к выходам измерителя давления и счетчика расстояния, а устройства индикации и маркировки связаны с соответствующими выходами компаратора.

Получаемый при использовании предлагаемого устройства технический результат заключается в том, что величина давления в силовом цилиндре, измеренная в момент окончания процесса вытяжки, используется для определения и индикации группы прочности штанги и маркировки ее в соответствии с данной группой.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 представлена диаграмма растяжения штанги, на фиг.2 - общий вид устройства. Фиг.1 поясняет принцип определения прочности штанги при ее растяжении. Для наглядности диаграмма построена для сечения, по которому должен произойти обрыв штанги, если последнюю тянуть до обрыва. При правке штанга вытягивается на заведомо меньшую величину. Поэтому практический интерес представляет начальный участок диаграммы, справедливый для любого сечения тела штанги. Растяжению штанги до точки А1 (кривая 1) соответствует упругая деформация с относительным удлинением упр. Пластической деформации с относительным удлинением пл соответствует отрезок кривой А1-В1. В процессе пластической деформации материал штанги упрочняется. Предел текучести (усредненный по сечению) возрастает от величины т1 в точке А1 до т2 в точке В1. Величина т2 связана с давлением Рц в рабочей полости гидроцилиндра в момент окончания правки следующим соотношением: т2 = PцFц/Fшт, где Fц - площадь свободного сечения штоковой полости силового цилиндра, a Fшт - площадь сечения тела штанги.

Если теперь разгрузить штангу, а затем вновь ее растянуть, то процесс пластической деформации для выправленной штанги начнется с точки А2 (кривая 2), а предел текучести штанги в момент начала пластической деформации будет равняться т2. Таким образом, для того чтобы определить предел текучести выправленной штанги т2, достаточно измерить давление Рц в силовом цилиндре в момент окончания правки, а для того чтобы отнести штангу к той или иной группе прочности, необходимо сравнить это давление с диапазоном аналогичных давлений, заранее определенным для штанг каждой из групп прочности.

Заявляемое устройство включает станину 1, силовой цилиндр 2, подвижный захват 3, закрепленный на плунжере цилиндра 2, и неподвижный захват 4. Захваты 3 и 4 имеют на концах наконечники 5, 6, снабженные резьбой для соединения со штангой 7. Силовой цилиндр 2 и неподвижный захват 4 соединены со станиной 1 посредством шаровых шарниров 8, 9. Устройство снабжено системой управления длиной вытяжки и определения группы прочности штанги, включающей счетчик 10 расстояния, соединенный с датчиком 11 перемещения, и реле 12 давления. Шток 13 датчика 11 жестко связан с плунжером 14 силового цилиндра 2 и снабжен метками, считываемыми датчиком 11. Сигналы прохождения меток через датчик 11 суммируются счетчиком 10, включаемым от реле давления 12. Сигналом со счетчика 10 приводится в действие блок 15 управления подачей рабочей жидкости в силовой цилиндр 2. Выход счетчика 10 подключен также к компаратору 16, второй вход которого подключен к измерителю 17 давления рабочей жидкости. Выходы компаратора 16 подключены к устройствам 18, 19, 20 индикации группы прочности и устройствам 21, 22, 23 маркировки. Устройства 18, 19, 20, в частном случае, могут представлять собой световые табло, а устройства 21, 22, 23 могут быть выполнены в виде краскоотметчиков. Измерителем 17 давления может быть контактный манометр или датчик давления, преобразующий давление жидкости в унифицированный токовый сигнал.

Устройство работает следующим образом. Штангу 7 свинчивают с резьбовыми концами 5, 6 захватов 3, 4, после чего включают подачу рабочей жидкости в штоковую полость силового цилиндра 2. Далее происходит сначала упругая деформация, сопровождающаяся повышением давления в цилиндре, а затем пластическая деформация. После того, как давление достигнет величины, близкой к началу пластической деформации, задаваемой уставкой Рвкл реле 12 давления, последнее включает счетчик 10 расстояния, сигналом которого по достижению заданной величины вытяжки с помощью блока 15 прекращается подача рабочей жидкости в силовой цилиндр 2. Одновременно сигнал со счетчика 10 поступает на вход компаратора 16. В момент поступления сигнала от счетчика 10 компаратор 16 сравнивает величину давления Р в рабочей полости силового цилиндра, измеренную блоком 17, с диапазонами давления каждой из групп прочности, задаваемой уставками Pниз, Рверх. В зависимости от принадлежности штанги к той или иной группе прочности компаратор 16 включает соответствующие устройства индикации и маркировки. Например, если величина давления Р меньше или равна значению уставки Рниз, компаратор 16 включает устройство 18 индикации и устройство 21 маркировки. Если Рниз<Р<Р, то включаются устройства 19, 22. Если давление Р равно или больше Рверх, включаются устройство 20 индикации и устройство 23 маркировки.

После окончания правки растягивающую нагрузку снимают со штанги путем переключения подачи рабочей жидкости из рабочей (штоковой) полости цилиндра в холостую. При этом давление в рабочей полости цилиндра падает и система управления возвращается в исходное состояние.

Формула изобретения

Устройство для правки растяжением штанг глубинных насосов, содержащее установленные на станине силовой цилиндр, подвижный, связанный с силовым цилиндром, и неподвижный захваты, каждый из которых имеет на конце наконечник, снабженный резьбой для соединения со штангой, датчик перемещения, подвижный шток которого с метками расстояния жестко связан с плунжером силового цилиндра, реле давления, подключенное к одному из трубопроводов силового цилиндра, счетчик расстояния и блок управления подачей рабочей жидкости в силовой цилиндр, выход которого связан с исполнительным механизмом, при этом выходы датчика перемещения и реле давления подключены к входам счетчика расстояния, выход которого подключен к входу блока управления, отличающееся тем, что оно снабжено измерителем давления, подключенным к трубопроводу силового цилиндра, компаратором, устройствами индикации и маркировки штанг по категориям прочности, причем первый и второй входы компаратора подключены соответственно к выходам измерителя давления и счетчика расстояния, а устройства индикации и маркировки соединены с соответствующими выходами компаратора.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области обработки металлов давлением, а именно к правильно-растяжным машинам большого усилия для правки изделий из различных материалов

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано в правильно-растяжных машинах большого усилия для правки изделий из различных материалов

Изобретение относится к области обработки металлов давлением и может использоваться в устройствах для правки изделий растяжением

Изобретение относится к оборудованию для изготовления и ремонта штанг глубинных насосов и может быть использовано в промышленности нефтяного машиностроения и ремонтных цехах нефтедобывающих предприятий для механизированной правки новых или бывших в употреблении насосных штанг

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к оборудованию для поверхностного упрочнения длинномерных изделий типа насосных штанг, и может быть использовано в металлургической, машиностроительной отраслях промышленности, ведущих изготовление длинномерных изделий

Изобретение относится к нефтяному машиностроению и может быть использовано, например, при изготовлении насосных штанг

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности, к способам правки растяжением длинномерных изделий типа насосных штанг, и может быть использовано на предприятиях нефтегазодобывающей промышленности, ведущих ремонт и контроль нефтепромыслового оборудования, а также в металлургии и машиностроении

Изобретение относится к оборудованию для изготовления и ремонта штанг глубинных насосов и может быть использовано в промышленности нефтяного машиностроения и ремонтных цехах нефтедобывающих предприятий для механизированной правки новых или бывших в эксплуатации насосных штанг

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к оборудованию для правки растяжением длинномерных изделий типа насосных штанг, и может быть использовано в металлургической, машиностроительной отраслях промышленности и на предприятиях нефтяной промышленности, ведущих ремонт и контроль нефтепромыслового оборудования

Изобретение относится к металлургической промышленности и может быть использовано в машиностроении

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при правке изделий растяжением

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при правке отожженной проволоки преимущественно диаметром до 3 мм

Изобретение относится к области обработки металлов давлением и наиболее эффективно может быть использовано при исправлении дефектов искривления оси и скручивания граней труб

Изобретение относится к области обработки металлов давлением и может быть использовано для правки изделий сжатием

Изобретение относится к области обработки металлов давлением, в частности к управляющим устройствам гидравлических правильно-растяжных машин. Гидропривод передней головки правильно-растяжной машины содержит рабочие и возвратные гидроцилиндры, предохранительные клапаны, гидрораспределители управления гидроцилиндрами, напорную гидролинию, источник потока рабочей жидкости, гидрораспределитель разгрузки, клапан наполнения, бак наполнения, сливную гидролинию, бак и два дополнительных двухпозиционных гидрораспределителя. При обрыве изделия, подвергающегося правке растяжением, золотники гидрораспределителей под действием сил давления жидкости, обусловленных появлением в данном случае перепада давления в их полостях управления, быстро перемещаются из исходной во вторую рабочую позицию. В результате полости рабочих гидроцилиндров соединяются с гидролинией низкого давления, а слив жидкости из полостей возвратных гидроцилиндров перекрывается и становится возможным только через предохранительный клапан. Увеличивается срок службы гидропривода передней головки правильно-растяжной машины путем уменьшения уровня и продолжительности действия динамических нагрузок, воспринимаемых ими при обрыве изделия, подвергающегося правке растяжением. 6 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к способам правки высокопрочных титановых сплавов. Способ правки подвергнутой дисперсионному твердению металлической заготовки, выбранной из сплавов на основе титана, на основе никеля, на основе алюминия или на основе железа, включает нагрев до температуры правки от 0,3·Tm до температуры на 25°F ниже температуры старения сплава, растяжение с приложением растягивающего напряжения по меньшей мере 20% от предела текучести и не равно или не больше, чем предел текучести сплава. При этом заготовка отклоняется от прямой не более чем на 0,125 дюйма (3,175 мм) на любые 5 футов длины (152,4 см) или на более короткой длине. Далее заготовку охлаждают с одновременным приложением растягивающего напряжения После правки заготовки сохраняют высокие характеристики прочности. 2 н. и 19 з.п. ф-лы, 9 ил., 2 табл., 6 пр.

Изобретение относится к судостроительной отрасли промышленности в части изготовления металлических корпусов судов, построенных в лекальных стендах. Корпус судна закрепляют в лекальном стенде и к обшивке палубы, над узлами пересечения набора устанавливают вибровозбудитель так, чтобы ось вращения вибровозбудителя была направлена поперек обрабатываемого корпуса судна. Причем сначала вибровозбудитель устанавливают перпендикулярно диаметральной плоскости в центре палубы, далее переставляют к одному борту, а затем к другому, устанавливая его на обшивке над узлами пересечения ребер жесткости, после чего повторяют обработку в других поперечных сечениях, вначале расположенных по направлению к корме, а затем - к носу. Уменьшаются остаточные сварочные деформации в корпусах судов до высвобождения от закрепления к лекальному стенду, повышается точность конструктивных размеров и формы корпусов судов. 4 ил.

Изобретение относится к судостроительной отрасли промышленности в части изготовления металлических корпусов судов, построенных каркасным методом. Вибровозбудитель устанавливают на обшивку в местах пересечения ребер жесткости корпуса судна, закрепленного на сборочной плите днищем вверх. Проводят низкочастотную вибрационную обработку (НВО) на резонансной частоте по поперечным сечениям корпуса судна, расстояние между которыми не более 5 м, в трех точках каждого сечения, начиная с сечения, проходящего через центр судна в месте пересечения плоскости мидель-шпангоута и диаметральной плоскости. Причем вибровозбудитель сначала устанавливают перпендикулярно диаметральной плоскости в центре судна, далее переставляют в точку пересечения ребер жесткости в районе скулы к одному борту, а потом к другому, после чего повторяют НВО в других поперечных сечениях, вначале расположенных по направлению к корме, а затем - к носу. Уменьшаются остаточные сварочные деформации в корпусах судов до высвобождения от закрепления к сборочной плите, повышается точность конструктивных размеров и формы и корпусов судов. 4 ил.

Изобретение относится к области изготовления сварных металлических конструкций с протяженными сварными швами, получающих остаточный изгиб или скручивание вследствие образования остаточных сварочных деформаций. в первую очередь узлов и секций корпусов судов и кораблей. Концы конструкции жестко закрепляют на стенде или столе через установленные под конструкцию опоры таким образом, чтобы получить обратный выгиб конструкции. Для этого предварительно измеряют геометрические отклонения конструкции от допускаемых значений, т.е. величину полученной деформации. Идентифицируют эти отклонения и относительно их устанавливают опоры для создания обратной деформации, при этом размеры и расположение опор выбирают таким образом, чтобы обеспечить получение у конструкции обратной деформации, одинаковой по величине, но противоположной по знаку. Вибрационную правку проводят на резонансной частоте конструкции. При этом вибровозбудитель устанавливают в центральной части конструкции. Повышается точность формы за счет уменьшения сварочных деформаций. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к оборудованию для изготовления и ремонта штанг глубинных насосов и может быть использовано в промышленности нефтяного машиностроения и ремонтных цехах нефтедобывающих предприятий для механизированной правки новых или бывших в употреблении насосных штанг

Наверх