СТЕНД ДЛЯ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО ИСПЫТАНИЯ ТРУБ Российский патент 1997 года по МПК G01M3/02 

Изобретение относится к устройствам для испытания труб различного диаметра и длины на прочность и герметичность и может быть использовано в нефтяной и газовой промышленности.

Известен стенд для гидравлического испытания труб, содержащий головку, установленную с возможностью вращения вокруг своей оси и осевого перемещения, заглушку с патрубком удаления воздуха, механизм привода заглушки, систему подачи опрессовочной жидкости и опоры [1]
Недостатком этого стенда является низкая надежность.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является стенд для гидравлического испытания труб, содержащий раму, подвижный в продольном направлении и фиксируемый герметизирующий узлы, цепной привод подвижного узла и механизмы загрузки и фиксации трубы в процессе испытания. При этом механизм загрузки и фиксации трубы выполнен совмещенным в виде симметрично располагаемых относительно оси трубы и поворотных в одной плоскости двухплечих рычагов, на одном плече которых установлен ролик. Последний выполнен в виде двух усеченных конусов, сопрягающихся малыми основаниями друг с другом. Подвижный узел снабжен фрикционными муфтами, соединенными со звездочками цепного привода.

Фиксируемый узел установлен с возможностью перемещения в плоскости, перпендикулярной продольному направлению перемещения испытуемой трубы [2]
Недостатком известного стенда является ненадежность его работы при автоматической разгрузке испытываемых труб, так как при отводе фиксируемого узла в исходное положение возможны вывод одного конца трубы из неподвижного узла и удерживание противоположного конца уплотнением подвижного узла, что делает невозможным поперечное перемещение трубы при разгрузке.

Если после отвода подвижного узла один конец трубы останется в неподвижном фиксируемом узле, то велика вероятность, что тот конец останется там и после поворота рычагов с центрирующими роликами, когда труба должна быть выведена из неподвижного узла.

Для устранения этого недостатка стенд дополнительно снабжен зажимным устройством, обеспечивающим его продольное перемещение вместе с испытуемой трубой и выполненным в виде подвижного в продольном направлении корпуса и механизма зажима, снабженного губками с приводом зажима и разжима, расположенным на корпусе зажимного устройства, при этом на последнем установлены позиционные элементы, контактирующие с ответными элементами, расположенными на раме стенда, а на подвижном герметизирующем узле смонтирован механизм фиксации трубы в виде сменной поворотной шайбы с приводом поворота.

На фиг. 1 представлен стенд; на фиг.2 разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 - разрез Б-Б на фиг.1; на фиг.4- разрез В-В на фиг.1.

Стенд для испытания труб 1 состоит из рамы нижней 2 и рамы верхней 3. На нижней раме 2 закреплены направляющие 4, по которым перекатываются колеса 5 каретки 6 с приводом перемещения 7. Каретка 6 снабжена фиксирующим механизмом 8, состоящим из четырех зубчатых гребенок 9, входящих в зацепление с зубчатыми рейками 10 стенда.

Стенд снабжен загрузочным устройством 11 с рычагами 12, накопителем 13, а также роликами 14 трех подвижных опорных узлов 15 и двух неподвижных опорных узлов 16, которые предназначены для удержания трубы в процессе испытания и в совокупности с поворотными роликами 17 предотвращают поперечный изгиб трубы.

Опорные узлы 15 и 16 взаимодействуют с загрузочным устройством 11 при загрузке трубы на ось стенда, а также с разгрузочным устройством 18 при выгрузке трубы из стенда после испытания. Кроме того, ролики 14 опорных узлов 15 и 16 поддерживают трубу при вводе и выводе из прессовочной головки 19, смонтированной на стойке стенда 20.

Для уплотнения муфтового конца 21 трубы 1 служит опрессовочная заглушка 22.

Подвижные опорные узлы 15 установлены на нижней раме 2 стенда и соединены цепями с кареткой 6, с неподвижным опорным узлом 16 и между собой таким образом, что при исходном (отведенном ) положении каретки 6 подвижные опорные узлы 15 равномерно расположены по длине нижней рамы 2.

Каждый подвижный опорный узел содержит корпус 23 с четырьмя колесами 24, установленными на осях 25. Колеса перекатываются по неподвижным направляющим 4 стенда.

Конструкция неподвижных опорных узлов 16 аналогична подвижным узлам, но корпус 26 неподвижных узлов жестко закреплен на нижней раме стенда.

Для контроля завершения ввода испытуемой трубы внутрь опрессовочной головки 19 перед испытанием, вывода трубы из головки после испытания, для удержания трубы при снятии опрессовочной заглушки 22 стенд дополнительно снабжен зажимным устройством 27, которое закреплено на нижней раме 2 стенда и обеспечивает его продольное перемещение вместе с трубой. Зажимное устройство 27 выполнено в виде корпуса 28 с колесами 29, перемещающимися по направляющим зажимного устройства и механизма зажима в виде губок 30 с приводом 31 зажима и разжима, установленным на корпусе 28 зажимного устройства 27.

Крайние положения корпуса 28 контролируются пластинами позиционными элементами 32, контактирующими с ответными элементами конечными выключателями 33, расположенными на раме 2 стенда. Фиксация испытуемой трубы в опрессовочной заглушке 22 осуществляется сменной поворотной шайбой 34 с приводом поворота шайбы 35.

Внутренняя полость опрессовочной заглушки 22 соединена с гидрозамком 36, который предназначен для выпуска воздуха из испытуемой трубы 1 и запирания внутренней полости трубы после ее заполнения водой.

Стенд работает следующим образом.

Из накопителя 13 загрузочным устройством 11 испытуемая труба 1 подается в стенд на ролики 14 подвижных 15 и неподвижных 16 опорных узлов. Губки 30 зажимного устройства 27 зажимают трубу 1. Опускаются поворотные ролики 17. Количество опущенных роликов соответствует длине испытуемой трубы, которая в загрузочном устройстве контролируется конечными выключателями, расположенными с шагом 2 м.

Включается привод 31 зажимного устройства и губки 30 зажимают трубу 1. Включается привод перемещения 7 каретки 6. При перемещении каретки 6 опрессовочная заглушка 22, закрепленная на каретки надевается на муфтовый конец 21 испытуемой трубы и загружает трубу 1 внутрь опрессовочной головки 19. Корпус 28 зажимного устройства 27 перемещается вместе с трубой 1, причем его перемещение контролируется конечными выключателями. В конце перемещения привод 7 каретки 6 отключается.

Фиксация испытуемой трубы 1 в опрессовочной заглушке 22 осуществляется поворотной шайбой 34 от привода 35.

Включается двигатель насоса заполнения испытуемой трубы водой. После выхода воздуха закрывается гидрозамок 36 и давление внутри трубы повышается до требуемого по условиям испытания.

Для восприятия осевой нагрузки в момент испытания трубы 1 каретка 6 снабжена фиксирующим механизмом 8. Его зубчатые гребенки 9 вводятся в зацепление с зубчатыми рейками 10 стенда и удерживают каретку от перемещения во время испытания.

После проведения испытания зубчатые гребенки 9 отводятся в исходное положение.

Включается привод 7 каретки 6. При отводе каретки 6 труба выводится из опрессовочной головки 19.

По окончании вывода трубы, что контролируется конечным выключателем - позиционным элементом 32 по перемещению корпуса 28 зажимного устройства 27, привод 7 отключается. Отводится поворотная шайба 34 от привода 35. Включается привод 7 и каретка 6 отводится в исходное положение.

Губки 30 зажимного устройства 27 от привода 31 разжимаются и освобождают трубу 1.

По окончании слива воды из трубы 1 начинается разгрузка трубы. Подводятся рычаги разгрузочного устройства 18. Труба 1 скатывается из стенда в накопитель.

Начинается следующий автоматический цикл.

Стенд позволяет полностью автоматизировать процесс гидроиспытания труб.

Использование: изобретение относится к оборудованию для испытаний труб различного размера на прочность и герметичность и может быть использовано в нефтяной и газовой промышленности. Сущность изобретения: стенд содержит раму, подвижный в продольном направлении 22 и неподвижный 19 герметизирующие узлы, цепной привод подвижного узла и механизм загрузки и фиксации трубы, выполненный в виде поворотных в одной плоскости двухплечих рычагов и роликов 14, зажимное устройство, выполненное в виде подвижного корпуса 28 и механизма зажима и разжима, снабженного губками 30 и приводом 31, при этом на нем установлены позиционные элементы 32, а на подвижном герметизирующем узле смонтирован механизм фиксации труб. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Стенд для гидравлического испытания труб, содержащий раму, подвижный в продольном направлении и неподвижный герметизирующие узлы, цепной привод подвижного узла и механизм загрузки и фиксации трубы в процессе испытания в виде поворотных в одной плоскости двуплечих рычагов, на одном плече каждого из которых установлен ролик, отличающийся тем, что стенд дополнительно снабжен зажимным устройством, выполненным в виде подвижного в продольном направлении корпуса и механизма зажима, снабженного губками с приводом зажима и разжима, расположенным на корпусе зажимного устройства, при этом на нем установлены позиционные элементы, контактирующие с ответными элементами, расположенными на раме стенда, а на подвижном герметизирующем узле смонтирован механизм фиксации трубы. 2. Стенд по п.1, отличающийся тем, что механизм фиксации трубы выполнен в виде сменной поворотной шайбы с приводом поворота.