Ключ для свинчивания-развинчивания замковых соединений

(51)5 Е 21 РЕТЕНИЯ 0 ЬСТВ Р 13 онструк/ глубокого,ьное про автомат бурения тн заци В.Малин ников, Б н .3 (088. ое свиде о СССР1987.СССР1983ельств 19/16 ство 19(16 Е 21 свидетел Е 2154 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИД(57) Изобретение относится к техникбурения скважин и предназначено длямеханизации спуско-подъемных операций. Цель изобретения - повышениестепени автоматизации работы ключас бурильными трубами разного диаметра, Для этого в систему управлениявстроен электрический повторитель.Ключ имеет центрирующие упоры 14,закрепленные на каретках 3 и 4 под приводными роликами 5 для взаимодействия с муфтой 15 трубы, зажатой в механизме Ь 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 процессЕ свинчивания замкового соединения ролики 5 кареток 3 и 4 центрируются по ниппелю 1 Ь, и если последний имеет ЕО односторонний износ по наружному диаметру в дбпустимых пределах, то при его вращении роликами 5 происходит "плавание" ключа. Нри этом упоры 14, установленные на каретках 3 и 4 подЯ роликами 5, не препятствуют "плаванию" благодаря зазору, а следовательно, и надежному свинчиванию соединения. Ь ил.1640353Изобретение относится к техника бурения скважины, в частности к средствам механизации спуско-подъемных операций, и может быть использовано в механизмах,ппя свинчивания в 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 положе - нии, в плане; ня фиг,2 - разрез А - А на Аиг.1; на Аиг.З - ключ при рабочем положении низкомоментного механизма; на Аиг.4 - вид на каретку низкомоментного механизма (сечение на Аиг,2); на Аиг.5 схематически показа но взаимное расположение низкомоментного механизма и свинчиваемого замкового соединения бурильных труб; на Лиг,Ь - положение роликов и центрирующих упоров при соосном располо - 25 жении ниппеля и муфты, а также зазисимость велИчины 8 от износа 11 аружного диаметра ниппеля и параметров резьбового соединения 1 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, 4 О включающей подсистемы 9, 10 и 11электроуправления, электродвигателя и гидроуправления соответственнос гидросетью 12, управляющей работой исполнительных Гидроцилиндров 13 пр 11 45 вода перемещения кяреток 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 подроликами 5, при этом рабочая поверхность центрирующих упоров имеет криволинейный проАиль, повторяющий проФиль взаимного расположения пары55 приводных роликов 5 в плане на карет - ках 3 и 4, и отстоит от рабочей поверхности приводных роликов 5 нявеличину 8 с учетом максимально допустимого износа элементов замковогосоединения и параметров их резьб.Величина Б определяется из соотношения Л 1-Л г( (7где- максимально допустимый износэлементов замкового соединения (ниппеля)мм1), - внутренний диаметр резьбыу торца муАты, мм;П - наружный диаметр резьбы уКторца ниппеля, мм.Центрирую 1 щ 1 е упоры 14 предназначены для взаимодействия с муАтой 15 трубы, зажатой в механизме 6 удержа - ния бурового инструмента при свинчи - вякни 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 муАты 15 особенно при работе с бурильными трубами минимальных диаметров (рабо - чий диапазон диаметров замковых соединений Ц 108146 мм).После того как ниппель 16 подаваемой бурильной трубы 17 пришел на жесткий упор, вошел в резьбовую часть муйты 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 соединеникбурильной трубы 17. При подходе к свинчиваемому замковому соединению в случае сбоя, т.е. ниппель 16 уперся в торец муфты 15 (Аиг,З), одна из кареток, например 3, упирается направляющим упором 14 в муАту 15 и останавливается в этом положении. При этом передние поверхности роликов 5 каретки 31640353 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 муАтл 1 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 муАту 15 необходимо его освободить от роликов 5. Для этого от электродвигателя в подсистему 9 электроуправления поступает команда на разведение кареток 3 и 4 на 0,5-1 с, после чего каретки автоматически сводятся наниппеле 1 Ь. При разведении кареток 3 и 4 происходит освобождение ниппе,ля 1 Ь трубы 1l, 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 износпо 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 8 )(Фиг.6), 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,6В случае смещения ниппеля 16 относительно муАты 15 не по пути следования кареток 3, 4, а перпендикулярноему происходит либо взаимное выжимание встречными роликами 5 кареток 3и 4 ниппеля 16 к центру муфты 15,либо первоначально одна из каретоксвоими роликами 5 смещает ниппель 16 1 О по пути своего следования и центриру- .ет ключ относительно муфты 15, адругая каретка своим встречным роликом 5 выжимает ниппель 16 на центрмуфты 15. Далее процесс свинчиванияаналогичен описанному ранее. Формула изобр ет ения Ключ для свинчивания-развинчивания 20 замковых соединений, включающий установленные напротив друг друга на основании с возможностью радиальногоперемещения две каретки, низкомоментный механизм в виде закрепленной на 25 каждой из кареток по паре приводныхроликов и систему управления, о т -л и ч а ю щ и й с я тем, что,.сцелью повышения степени автоматизации его работы с бурильными трубамиразного диаметра, он снабжен электрическим повторителем, встроенным всистему управления, и центрирующимиупорами, закрепленными на кареткахпод приводными роликами для взаимодействия с муфтой трубы, зажатой в .механизме удержания бурового инструмента, причем рабочая поверхностькаждого центрирующего упора имееткриволинейный проФиль, повторяющий 4 О пр ОАил ь В заимног о Расположения па рл 1приводных роликов в плане., и отстоитот рабочей поверхности приводных роликов на величину, определяемуюс учетом максимально допустимогоизноса элементов замкового соединенияи параметров их резьб.23 Составитель АЛеньшитор Т,Ирчикова Техред И.Дидь 1 к рректор М,Дем Т СС Производственно-издательский комбинат "Патент", г,ул. Гагарина, 1 259 Тираж 366 ПодписноеГосударственного комитета по изобретениям и открытиям 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5