АНТИВИБРАЦИОННАЯ ЗАГЛУШКА ДЛЯ ОБРАБОТКИ ТРУБ И СПОСОБ РАЗМЕЩЕНИЯ УКАЗАННОЙ ЗАГЛУШКИ ВНУТРИ ТРУБЫ Российский патент 2018 года по МПК B23G1/52 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ НАСТОЯЩЕЕ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение относится к станочной обработке труб, которые используются для транспортировки текучих сред в нефтяной и газовой промышленности, предлагая заглушку, которая уменьшает вибрации и поддерживает трубу закупоренной в процессе обработки.

ИЗВЕСТНЫЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Транспортировка текучих сред, таких как нефть или газ, производится посредством труб, называемых «OCTG» (трубы нефтяного сортамента), которые образованы секциями, обычно имеющими длины более 10 метров и вес более тонны, что делает их обслуживание затруднительным, и как следствие, для обработки этих секций трубы, они размещаются в специальных станках, посредством которых выполняется нарезание резьбы концов труб для соединительных креплений между одними секциями трубы и другими.

Во время этого процесса нарезания резьбы внутренняя часть трубы обычно заполняется остаточными элементами, которые образуются вследствие обработки, такими как смазочно-охлаждающая текучая среда, стружка и т.д., при этом, когда трубы имеют небольшую толщину стенки, вибрации возникают вследствие эффекта колокола, вызываемого самой трубой.

Известны решения, которые заключаются в размещении пробки внутри трубы в целях предотвращения впуска остаточных элементов внутрь трубы, тем самым также уменьшая вибрации, для предотвращения этих недостатков.

Патент Испании ES 2,361,988, принадлежащий тому же заявителю, что и настоящее изобретение, раскрывает пробку, имеющую эти признаки. Пробка образована первым и вторым кольцеобразными корпусами, обращенными друг к другу, и между которыми расположен поршень, который позволяет аксиальное отделение указанных кольцеобразных корпусов. Первый кольцеобразный корпус имеет упругое кольцо на его периферии, которое может расширяться наружу, пока не войдет в контакт с внутренней стенкой трубы. Расширение упругого кольца возникает вследствие сжимающего усилия, прилагаемого пружиной через часть, которая аксиально выполнена за одно целое со вторым кольцеобразным корпусом.

Это решение устраняет проблему вибраций и попадания остаточных элементов внутрь трубы, но оно ограничено внутренними диаметрами конкретных труб, так как упругое кольцо имеет ограниченную способность к расширению, является необходимым пробка с разной толщиной резинового кольца, соответствующей внутреннему диаметру трубы для закупорки.

В связи с этим необходима заглушка для размещения внутри труб, которая позволяет автоматически адаптироваться к трубам с разными внутренними диаметрами.

ЗАДАЧА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Согласно настоящему изобретению предложена заглушка, которая предназначена для вставки внутрь трубы, обрабатываемой на станке, причем заглушка является независимой внутри трубы, когда происходит обработка, попадание остаточных элементов, образующихся в результате обработки внутри трубы, предотвращается, в то же время уменьшаются вибрации, возникающие в трубе при обработке, и заглушка имеет конструктивный вариант выполнения, что позволяет ей адаптироваться к трубам, имеющим разные внутренние диаметры.

Заглушка согласно изобретению содержит центральный корпус, имеющий по меньшей мере три рычага, которые открываются радиально наружу, предназначенные для вхождения в контакт с внутренней стенкой трубы для обработки. Между центральным корпусом и рычагами расположен блокирующий экран, который блокирует внутреннюю часть трубы в открытом положении рычагов, так что, когда происходит радиальное открытие рычагов, заглушка переходит из незакупоривающего положения в закупоривающее положение для закупорки внутренней части трубы.

Центральный корпус имеет аксиальное отверстие, в котором размещен поршень, который посредством внешнего рабочего толчка действует с возможностью перемещения на периферийную часть, которая окружает центральный корпус, и вызывает перемещение рычагов, причем указанная периферийная часть подвергается сжимающему усилию, прилагаемому упругим элементом, толкающим указанную периферийную часть в направлении противоположном направлению, в котором толкает поршень. Поршень имеет на одном конце поперечный стержень, который прикреплен к периферийной части, причем поперечный стержень выступает относительно центрального корпуса через продолговатую канавку, выполненную в указанном центральном корпусе.

Согласно неограничивающему варианту выполнения изобретения каждый рычаг центрального корпуса заглушки имеет ножницеобразную форму, содержащую первое плечо и второе плечо, шарнирно соединенные друг с другом. Первое плечо прикреплено на одном конце к центральному корпусу, тогда как на другом конце оно прикреплено к подвижной точке, которая перемещается вдоль канавки, образованной в вытянутой упорной части, предназначенной для вхождения в контакт с внутренней стенкой трубы. Второе плечо прикреплено на одном конце к периферийной части, а на другом конце оно прикреплено к вытянутой упорной части так, что, когда происходит перемещение периферийной части, происходит подъем вытянутой упорной части рычагов, причем заглушка перемещается в закупоривающее положение, чтобы закупоривать внутреннюю часть трубы.

Согласно другому неограничивающему варианту выполнения изобретения первое и второе плечи заканчиваются соответственными колесиками, входящими в контакт со стенкой внутренней части трубы, вместо завершения вытянутой упорной частью.

При этом для продолжения размещения заглушки внутри трубы на первом этапе заглушку крепят к подвижной пластине станка, причем заглушку крепят посредством зажимов указанной подвижной пластины станка, и шток, управляющий заглушкой, удерживает ее в незакупоривающем положении при помощи втянутых рычагов, причем заглушку вводят внутрь трубы в этом положении. На втором этапе заглушку больше не крепят подвижной пластиной станка, зажимы указанной подвижной пластины станка удаляют, и заглушку больше не приводят в действие штоком, так как заглушка принимает закупоривающее положение для закупорки внутренней части трубы, причем заглушка является независимой внутри трубы.

ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фигура 1 показывает вид в продольном сечении трубы с заглушкой изобретения в незакупоривающем положении, причем рычаги заглушки находятся в сложенном положении.

Фигура 2 показывает вид в продольном сечении трубы с заглушкой изобретения в закупоривающем положении, причем рычаги заглушки находятся в развернутом положении.

Фигура 3 показывает вид в поперечном сечении трубы с заглушкой в незакупоривающем положении.

Фигура 4 показывает вид в поперечном сечении трубы с заглушкой в закупоривающем положении.

Фигура 5 показывает вид в продольном сечении варианта выполнения рычагов заглушки.

Фигура 6 показывает вид в продольном сечении другого варианта выполнения рычагов заглушки.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Антивибрационная заглушка изобретения предназначена для ввода внутрь одного конца трубы (1) для обработки на станке с целью уменьшения вибраций, возникающих в трубе (1) во время обработки, а также предотвращения попадания внутрь трубы (1) смазочно-охлаждающей текучей среды, стружки или других остаточных элементов, образующихся вследствие обработки.

Как можно видеть в вариантах выполнения на чертежах, антивибрационная заглушка содержит центральный корпус (2) в общем в цилиндрической части, который имеет на его периферии по меньшей мере три рычага (3), которые могут радиально расширяться наружу относительно указанного центрального корпуса (2) с целью вхождения в контакт с внутренней стенкой трубы (1) и тем самым уменьшения вибраций, возникающих в трубе (1) во время обработки. Как можно видеть на видах в поперечном сечении на Фигурах 3 и 4, для обеспечения соответствующего уменьшения вибраций, возникающих в трубе (1) во время обработки, обеспечен центральный корпус (2) заглушки, имеющий восемь рычагов (3) для вхождения в контакт с внутренней стенкой трубы (1).

Блокирующий экран (4) в виде гибкого листового материала расположен между внешней частью центрального корпуса (2) и концами рычагов (3), наиболее удаленными от центрального корпуса (2), причем блокирующий экран (4) предназначен для блокировки внутренней части трубы (1) в открытом положении рычагов (3), то есть в закупоривающем положении, когда рычаги (3) перемещаются радиально наружу и входят в контакт с внутренней стенкой трубы (1).

Центральный корпус 2 внутри имеет аксиальное отверстие (5), в котором расположен аксиально подвижный поршень (6). Поршень на одном из его концов имеет поперечный стержень (7), выступающий относительно центрального корпуса (2), причем указанный поперечный стержень изнутри прикреплен к периферийной части (8), которая окружает центральный корпус (2), и аксиально скользит по нему так, что указанная периферийная часть (8) скользит по центральному корпусу (2) посредством аксиального перемещения поршня (6). Как можно видеть на виде в продольном сечении на Фигуре 5, поперечный стержень (7) поршня (6) выступает из центрального корпуса (2) через продолговатую канавку (9), выполненную в указанном центральном корпусе (2). Продолговатая канавка (9) позволяет поперечному стержню (7) выступать из центрального корпуса (2) и передавать аксиальное перемещение смещения поршня (6) периферийной части (8) и наоборот.

В вариантах выполнения, показанных на чертежах, поперечный стержень (7) выступает на двух его концах относительно центрального корпуса (2) и прикреплен как единое целое к периферийной части (8) на этих двух концах, так что продолговатая канавка (9), через которую этот поперечный стержень (7) перемещается, проходит поперек центрального корпуса (2), но также возможно крепление поперечного стержня (7) к периферийной части (8) только на одном из его концов, или возможен крестообразный поперечный стержень (7), образующий четыре точки контакта с периферийной частью (8), без изменения этими вариантами выполнения идеи изобретения.

Упругий элемент (10) постоянно действует на периферийную часть (8), толкая указанную периферийную часть (8) в направлении противоположном направлению, в котором толкает поршень (6). В вариантах выполнения показанных на чертежах, упругий элемент (10) представлен в виде пружины, хотя он может быть другим типом устройства, толкающего периферийную часть (8), таким как пневматические цилиндры, гидравлические цилиндры, магнитные пластины или другой механизм, подходящий для такой цели. Аксиальное перемещение периферийной части (8) в направлении, в котором ее толкает упругий элемент (10), ограничивается упором (11) в форме кольцеобразной выемки, образованной в центральном корпусе (2), с которым указанная периферийная часть (8) входит в контакт.

Как можно видеть в вариантах выполнения, показанных на чертежах, рычаги (3), которые могут радиально продолжаться, предназначенные для вхождения в контакт с внутренней стенкой трубы (1), имеют ножницеобразную форму в одном варианте выполнения. В связи с этим каждый из рычагов (3) содержит первое плечо (3,1) и второе плечо (3,2), которые прикреплены по существу в их центральном положении при помощи точки шарнирного соединения, где один конец первого плеча (3,1) прикреплен к неподвижной точке центрального корпуса (2), тогда как один конец второго плеча (3,2) прикреплен к периферийной части (8), которая является подвижной относительно центрального корпуса (2). Другие концы первого плеча (3,1) и второго плеча (3,2) соединены с вытянутой упорной частью (3,4), предназначенной для вхождения в контакт с внутренней стенкой трубы (1). В этом случае второе плечо (3,2) прикреплено к неподвижной точке вытянутой упорной части (3,4), тогда как первое плечо (3,1) прикреплено к этой вытянутой упорной части (3,4) в подвижной точке, которая перемещается вдоль канавки (3,5), образованной в указанной вытянутой упорной части (3,4).

Фигура 6 показывает дрогой вариант выполнения рычагов (3), в котором концы первого плеча (3,1) и второго плеча (3,2), наиболее удаленные от центрального корпуса (2), заканчиваются соответственными колесиками (3,6), действующими в качестве упора при контакте с внутренней стенкой трубы (1). Варианты выполнения рычагов (3), показанные на чертежах, ни в коем случае не являются ограничивающими, другие различные варианты выполнения для расширения рычагов (3) могут быть применены без изменения идеи изобретения.

В этом случае заглушку размещают в станке, на котором труба (1) должна быть обработана, и заглушку вводят и размещают внутри трубы (1) посредством пластины подвижной каретки станка. Как можно видеть на Фигуре 1, заглушку вводят внутрь трубы (1) в незакупоривающем положении с втянутыми рычагами (3). Центральный корпус (2) заглушки далее крепят посредством зажимов (12) пластины станка и посредством штока (13), который вводят в аксиальное отверстие (5) центрального корпуса (2). В незакупоривающем положении шток (13) станка толкает узел поршня (6) и поперечного стержня (7), который, в свою очередь, толкает периферийную часть (8) против удерживающего элемента (10), удерживая рычаги (3) втянутыми.

Когда заглушка отцентрирована внутри трубы (1), и упоры (14) пластины станка входят в контакт с отверстием трубы (1), шток (13) далее перемещается обратно так, что упругий элемент (10) толкает периферийную часть (8), вызывая расширение рычагов (3) радиально наружу до тех пор, пока они не войдут в контакт с внутренней стенкой трубы (1). Наконец, зажимы (12) станка освобождают центральный корпус (2), и указанный корпус (2) извлекают, причем заглушка, таким образом, является независимой внутри трубы (1).

Заглушка содержит центральный корпус (2) с рычагами (3), которые открываются радиально наружу, предназначенными для вхождения в контакт с внутренней частью трубы (1), блокирующий экран (4), предусмотренный между центральным корпусом (2) и рычагами (3), который блокирует внутреннюю часть трубы (1) в открытом положении рычагов (3). Центральный корпус (2) имеет аксиальное отверстие (5), в котором размещен поршень (6), который действует с возможностью перемещения на периферийную часть (8), которая окружает центральный корпус (2), и вызывает перемещение рычагов (3), причем периферийная часть (8) подвергается толкающему усилию, прилагаемому упругим элементом (10) в направлении, противоположном направлению, в котором толкает поршень (6). Достигается автоматическая адаптация заглушки к трубам с различными внутренними диаметрами. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Антивибрационная заглушка, предназначенная для установки внутри трубы (1) при ее обработке, содержащая центральный корпус (2) с аксиальным отверстием (5), в котором размещен поршень (6), отличающаяся тем, что она снабжена по меньшей мере тремя рычагами (3), которые имеют возможность открываться радиально наружу для вхождения в контакт с внутренней частью трубы (1), блокирующим экраном (4), расположенным между центральным корпусом (2) и рычагами (3) и закрывающим внутреннюю часть трубы (1) в открытом положении рычагов (3), и периферийной частью (8), окружающей центральный корпус (2) и вызывающей перемещение рычагов (3), при этом поршень (6) выполнен с возможностью перемещения посредством внешнего рабочего толкающего воздействия периферийной части (8) за счет толкающего усилия, прилагаемого эластичным элементом (10) в направлении, противоположном направлению воздействия на нее толкающего усилия поршня (6).

2. Антивибрационная заглушка для обработки труб по п. 1, отличающаяся тем, что каждый рычаг (3) имеет ножницеобразную форму, содержащую первое плечо (3,1) и второе плечо (3,2), шарнирно соединенные друг с другом, причем первое плечо (3,1) прикреплено на одном конце к центральному корпусу (2), а на другом конце - к подвижной точке, которая перемещается вдоль канавки (3,5), образованной в вытянутой упорной части (3,4), предназначенной для вхождения в контакт с внутренней частью трубы (1), при этом второе плечо (3.2) прикреплено на одном конце к периферийной части (8), а на втором конце - к вытянутой упорной части (3,4).

3. Антивибрационная заглушка для обработки труб по п. 1, отличающаяся тем, что каждый рычаг (3) имеет ножницеобразную форму, содержащую первое плечо (3,1) и второе плечо (3,2), шарнирно соединенные друг с другом, причем первое плечо (3,1) прикреплено к центральному корпусу (2), а второе плечо (3,2) прикреплено к периферийной части (8), на свободных концах указанного первого плеча (3,1) и указанного второго плеча (3,2) установлены соответствующие колесики (3,6), предназначенные для вхождения в контакт с внутренней частью трубы (1).

4. Антивибрационная заглушка для обработки труб по п. 1, отличающаяся тем, что поршень (6) имеет на одном конце поперечный стержень (7), который прикреплен к периферийной части (8), причем указанный поперечный стержень (7) выступает относительно центрального корпуса (2) через его продолговатую канавку (9).

5. Способ установки антивибрационной заглушки по любому из пп.1-4 внутри трубы для ее обработки на станке, включающий на первом этапе крепление заглушки к подвижной пластине станка посредством зажимов (12) пластины, удерживание ее в незакупоривающем положении управляющим штоком (13) и введение и ориентирование заглушки внутрь трубы (1) в этом положении, при этом на втором этапе для принятия заглушкой положения для закупорки трубы (1) осуществляют обратное перемещение штока (13) для расширения рычагов до контакта с внутренней стенкой трубы, убирают зажимы (12) и подвижную пластину станка.