Устройство для заворота колонных головок Российский патент 2022 года по МПК E21B19/16 

Изобретение относится к нефтегазодобывающей и геологоразведочной отраслям промышленности и предназначено для дистанционного заворота и отворота колонных головок, а также колонных патрубков при ремонте эксплуатационных скважин, обусловленном необходимостью замены колонных головок.

Известно устройство для заворота колонных головок (1), включающее устанавливаемое на фланце колонной головки основание, закрепленное на основании гнездо, в нижней цилиндрической расточке которого с возможностью вращения установлен цилиндр, на котором в верхней цилиндрической проточке установлено с возможностью вращения зубчатое колесо, закрытое плитой, установленной на цилиндре, на которой закреплен узел подключения гидролиний. На наружной боковой поверхности гнезда закреплен гидроцилиндр одностороннего действия для связи, при отсутствии давления, зубчатого колеса с основанием. При этом под плитой к ней с двух сторон закреплены два плунжерных гидроцилиндра, плунжеры которых выполнены в средней части в виде зубчатых реек, размещенных в вырезах корпусов плунжерных гидроцилиндров, для взаимодействия с зубчатым колесом.

Однако известное устройство обладает существенными недостатками:

- в условиях отсутствия визуального контроля совмещения отверстий юбки зубчатого колеса, при его вращении, с поршнем гидроцилиндра одностороннего действия и при дистанционном его управлении, не обеспечивается эффективность заворота и отворота колонных головок;

- ограниченные функциональные возможности по выполняемым операциям заворота и отворота. Устройство при ремонте устья скважин, обусловленном необходимостью замены колонных головок, не обеспечивает заворот и отворот:

а) колонных головок, размещенных в труднодоступных местах - в шахтовых приямках устья скважин различной глубины, из-за отсутствия возможности приложения усилий якорения плиты устройства;

б) колонных патрубков;

- консольное крепление плунжерных гидроцилиндров к плите снижает надежность работы зубчатой передачи.

Целью изобретения является техническое решение, реализация которого позволит:

- в условиях отсутствия визуального контроля совмещения узла для связи, без дистанционного его управления, с отверстиями юбки зубчатого колеса, при его вращении, обеспечить эффективность устройства при завороте и отвороте колонных головок;

- повысить надежность работы зубчатой передачи устройства;

- расширить функциональные возможности устройства по выполняемым операциям заворота и отворота при ремонте скважин, обусловленном необходимостью замены колонных головок, а именно:

а) отворота и заворота колонных головок, размещенных в шахтовых приямках устья скважин различной глубины;

б) отворота и заворота колонных патрубков различных диаметров.

Поставленная цель достигается устройством для заворота колонных головок, состоящим из основания, устанавливаемого на фланец колонной головки и посредством пальцев основания, размещенных в шпилечных отверстиях фланца, скрепленного с ней, гнезда, цилиндра с центральным проходным отверстием, зубчатого колеса с рядом размещенных в его юбке радиальных отверстий и закрытого плитой, узла подключения гидролиний, узла для связи зубчатого колеса с основанием, двух размещенных под плитой и закрепленных к ней с двух сторон зубчатого колеса плунжерных гидроцилиндров, плунжеры которых в средней части для взаимодействия с зубчатым колесом выполнены в виде зубчатых реек, в котором плунжерные гидроцилиндры дополнительно снизу жестко скреплены между собой плитой, оснащенной центральным проходным отверстием, а размещенные радиальные отверстия в юбке зубчатого колеса выполнены в виде прямоугольных пазов, при этом узел для связи зубчатого колеса с основанием выполнен в виде гильзы, ввинченной в радиальное резьбовое отверстие гнезда, размещенное возле его верхнего торца, которая оснащена при завороте и отвороте колонных головок подпружиненной цилиндрической собачкой, причем боковые поверхности рабочего конца собачки для взаимодействия с гранями пазов юбки зубчатого колеса выполнены плоскими с одной стороны - ответной граням паза, а с другой стороны - скошенной вертикально к торцу ее рабочего конца, а на цилиндрической поверхности собачки, вдоль ее образующей, для ориентации ее рабочего конца в пазах юбки и взаимодействия с рабочим концом винта, ввинченного в верхний торец гнезда, выполнены два диаметрально расположенных паза, ответных рабочему концу винта, при этом на цилиндре дополнительно установлено с возможностью вращения храповое колесо, оснащенное центральным проходным отверстием с выступающим вниз центрирующим пояском, размещенным в отверстие цилиндра, оборудованное двумя диаметрально расположенными удлиненными пальцами, ввинченными сверху в резьбовые отверстия храпового колеса и взаимодействующее с перекидной собачкой, установленной с возможностью вращения на неподвижной оси в средней ее части, имеющей вид треугольной призмы и жестко скрепленной с бобышкой, размещенной в отверстие плиты и посредством сварки скрепленной с ней, причем для взаимодействия с треугольной призмой и фиксации положения собачки в продольном ее отверстие размещен подпружиненный ползун, кроме того для возможности заворота и отворота колонных головок, размещенных в шахтовых приямках различной глубины, оснащено ступенчато-раздвижной катушкой, оборудованной верхним фланцем, скрепленным с гнездом и оснащенным гильзой, в которой выполнены два вертикальных шпоночных паза, диаметрально расположенных на наружной поверхности гильзы и в перпендикулярной плоскости к ним два ряда радиальных отверстий, диаметрально размещенных вдоль образующей гильзы и нижним фланцем, скрепленным с основанием и оснащенным цилиндрическим корпусом, охватывающим гильзу верхнего фланца, в котором в четырех бобышках корпуса, равномерно размещенных в его радиальных отверстиях возле верхнего торца и посредством сварки соединенных с ним, диаметрально и попарно во взаимно перпендикулярных плоскостях, ввинчены в резьбовые отверстия бобышек два пальца для взаимодействия их рабочих концов со сквозными отверстиями гильзы и установлены в отверстия бобышек и зафиксированы в них два пальца, передние торцы которых оснащены прямоугольными выступами для взаимодействия с ответными шпоночными пазами гильзы, а для возможности заворота и отворота колонных патрубков дополнительно оснащено охватывающими колонные патрубки разъемными хомутами верхним, размещенным над храповым колесом и нижним, размещенным под основанием, и полукорпуса которых оборудованы стяжными шпильками и гайками, при этом в каждом разъемном хомуте выполнены по два диаметрально расположенных отверстия в верхнем хомуте для взаимодействия с двумя удлиненными пальцами храпового колеса, а в нижнем хомуте для взаимодействия с двумя пальцами основания, причем по периметру поверхности центральных проходных отверстий хомутов, в каждом, равномерно размещены и жестко скреплены с полукорпусами четыре сменных вкладыша - сухаря с вертикальной зубчатой насечкой на рабочей поверхности, обеспечивающими захват колонных патрубков различных диаметров при стягивании полукорпусов посредством их шпилек и гаек, при этом гильза узла для связи зубчатого колеса с основанием дополнительно оснащена цилиндрической собачкой, у которой боковые поверхности рабочего конца для сцепления с гранями паза юбки зубчатого колеса выполнены с каждой стороны плоскими, ответными граням паза.

Конструкция устройства для заворота колонных головок (далее по тексту - устройство) приведена на фигурах:

- 1, 2 и 3, на которых показаны виды устройства, соответственно, спереди, сбоку и сверху;

- 4 - вид спереди на устройство, установленное для заворота колонной головки скважины;

- 5 - вид спереди на устройство, оборудованное ступенчато-раздвижной катушкой и установленное для заворота колонной головки, размещенной в шахтовом приямке скважины;

- 6 и 7 - виды на устройство, оснащенное разъемными хомутами для заворота колонного патрубка, соответственно, спереди и сверху, а также снизу.

Устройство состоит из скрепленных между собой винтами 19 основания 1 и гнезда 2, в котором, в нижней его цилиндрической расточке, имеет возможность вращаться вокруг своей оси цилиндр 3. Для крепления устройства к колонной головке 47 в основании 1 выполнены резьбовые отверстия для ввинчивания в них двух пальцев 18. Резьбовые отверстия в основании 1 выполнены на концентрично расположенных диаметрах, равных диаметрам делительных окружностей центров шпилечных отверстий фланцев, заворачиваемых колонных головок. На цилиндре 3, в верхней цилиндрической расточке гнезда 2, вращается зубчатое колесо 4, прикрытое от выпадения плитой 5, которая зафиксирована на цилиндре 3 гайкой 6, заблокированной от отворота двумя, диаметрально размещенными в гайке 6, винтами 7. С двух сторон зубчатого колеса 4, к нижней стороне плиты 5, посредством шпонок 21, болтов 15 с гайками и шпилек 20 с гайками закреплены два плунжерных гидроцилиндра 16, которые снизу посредством шпонок 23 и винтов 22 жестко скреплены между собой плитой 24, оснащенной центральным проходным отверстием. Сверху плиты 5 закреплен узел подключения гидролиний 17, который посредством стальных трубопроводов 30 подсоединен к рабочим полостям плунжерных гидроцилиндров 16. Плунжеры гидроцилиндров 16 выполнены в виде зубчатой рейки в средней части и поршней с резиновыми уплотнительными кольцами на концах. Корпусы гидроцилиндров 16 в средней части имеют вырезы для осуществления зацепления зубчатого колеса 4 с зубьями плунжеров. В гидроцилиндры 16 рабочая жидкость под давлением подается через штуцеры 49 и 50 узла подключения гидролиний 17 по трубопроводам 30.

Дополнительное крепление снизу плитой 24 плунжерных гидроцилиндров 16, размещенных под плитой 5 с двух сторон зубчатого колеса 4 и закрепленных под ней, исключает консольное крепление их к плите 5 и тем самым повышает надежность работы зубчатой передачи устройства.

В радиальное отверстие гнезда 2 ввинчена гильза 8, которая оснащается при завороте и отвороте колонной головки цилиндрической собачкой 9, а при завороте и отвороте колонных патрубков дополнительной цилиндрической собачкой 40 (фиг. 6), и которые под действием пружины 11 правыми - рабочими концами входят в один паз ряда прямоугольных пазов 48, выполненных в юбке зубчатого колеса 4.

Боковые поверхности рабочего конца собачки 9 для взаимодействия с вертикальными сторонами - гранями пазов юбки зубчатого колеса 4, при его вращении, выполнены плоскими с одной стороны - ответной граням паза, а с другой стороны - скошенной вертикально к торцу ее рабочего конца. При вращении зубчатого колеса 4 собачка 9 осуществляет возвратно-поступательное движение под действием пружины и воздействия наружных кромок граней пазов юбки зубчатого колеса 4 на скошенный рабочий конец собачки 9.

Вдоль образующей на цилиндрической поверхности собачки 9 для ориентации сторон ее рабочего конца в пазах юбки зубчатого колеса 4 и взаимодействия при возвратно-поступательном движении собачки 9 во время вращения зубчатого колеса 4 с цилиндрическим нижним - рабочим концом винта 14, ввинченного в верхний торец гнезда 2, выполнены два диаметрально расположенных паза, ответных рабочему концу винта 14.

При завороте и отвороте колонных головок рабочий конец собачки 9 в пазу юбки зубчатого колеса 4 устанавливается скошенной стороной, обращенной в сторону требуемого направления вращения основания 1, а именно при завороте - по часовой стрелке, при отвороте - против часовой стрелки. Необходимое положение скошенной тыльной стороны рабочего конца собачки 9 фиксируется при ввинчивании винта 14 в резьбовое отверстие гнезда путем размещения его рабочего конца в соответствующем пазу собачки 9.

При вращении зубчатого колеса 4 по часовой стрелке рабочий конец собачки 9, введенный под действием пружины 11 в один паз ряда прямоугольных пазов юбки колеса 4, своей плоской стороной, ответной грани паза, сцепляет зубчатое колесо 4 с основанием 1 для передачи к нему крутящего момента зубчатой передачи устройства.

При вращении зубчатого колеса 4 против часовой стрелки наружная кромка грани паза юбки зубчатого колеса 4 воздействует на скошенную сторону рабочего конца собачки 9 и сжимая пружину 11 выводит его рабочий конец из зацепления с пазом юбки колеса 4 и тем самым обеспечивается его холостое вращение, без вращения основания 1.

Выполнение радиальных отверстий юбки зубчатого колеса 4 в виде прямоугольных пазов, оснащение узла для связи зубчатого колеса 4 с основанием 1 подпружиненной собачкой 9, у которой боковые поверхности рабочего конца для взаимодействия с гранями пазов выполнены плоскими с одной стороны - ответной граням паза, а с другой - скошенной вертикально к торцу ее рабочего конца, а также выполнение на цилиндрической поверхности собачки 9, вдоль ее образующей, для ориентации сторон ее рабочего конца в пазах юбки и взаимодействия при возвратно-поступательных перемещениях собачки во время вращения зубчатого колеса с рабочим концом винта 14, ввинченного в верхний торец гнезда 2, двух диаметрально расположенных пазов в условиях отсутствия визуального контроля совмещения узла для связи, без дистанционного его управления, с пазами юбки зубчатого колеса, при его вращении, обеспечивают эффективность устройства при завороте и отвороте колонных головок.

Для возможности заворота и отворота колонных головок, размещенных в шахтовых приямках (фиг. 5), глубина которых в зависимости от установленного на устье скважины оборудования различна, между гнездом 2 и основанием 1, с целью размещения плиты 5 устройства выше уровня земли и возможности приложения к ней усилий якорения, дополнительно установлена и скреплена с ними, посредством двойного количества болтов 19, ступенчато-раздвижная катушка, состоящая из верхнего фланца 26, оснащенного гильзой и нижнего фланца 27, оснащенного корпусом, охватывающим гильзу фланца 26. В гильзе фланца 26 выполнены два вертикальных шпоночных паза, диаметрально расположенных на ее наружной поверхности и в перпендикулярной плоскости к ним два ряда радиальных отверстий вдоль образующей гильзы. В отверстиях четырех бобышек корпуса фланца 27, диаметрально и попарно во взаимно перпендикулярных плоскостях, в резьбовые отверстия бобышек ввинчены два пальца 28 для взаимодействия их цилиндрических -рабочих концов с радиальными отверстиями гильзы и установлены в отверстия бобышек два пальца 25, передние торцы которых оснащены прямоугольными выступами для взаимодействия с ответными шпоночными пазами гильзы фланца 26. Положение пальцев 25 в отверстиях бобышек корпуса фланца 27 зафиксировано винтами 29.

Оснащение устройства ступенчато-раздвижной катушкой, скрепленной посредством двойного комплекта винтов 19 верхним фланцем 26 с гнездом 2 и нижним фланцем 27 с основанием 1 для размещения плиты 5 выше уровня земли путем ее подъема и ввинчивания двух пальцев 28 в резьбовые отверстия бобышек корпуса фланца 27 для взаимодействия рабочих концов пальцев с соответствующими подъему плиты 5 радиальными отверстиями гильзы фланца 26 и передача крутящего момента зубчатой передачи устройства от гнезда 2 посредством шпоночных пазов гильзы фланца 26 размещенным в них прямоугольным выступам пальцев 25, установленным и зафиксированным винтами 29 в отверстиях бобышек корпуса фланца 27, к основанию 1 расширяет технологические возможности устройства по выполняемым операциям заворота и отворота колонных головок, размещенных в шахтовых приямках устья скважин различной глубины.

Для возможности заворота и отворота колонных патрубков устройство дополнительно оснащено:

- храповым колесом 13, установленным с возможностью вращения на цилиндре 3 и оснащенным центральным проходным отверстием с выступающим вниз центрирующим пояском, размещенным в отверстии цилиндра 3. В два резьбовых отверстия, диаметрально размещенных на храповом колесе 13, ввинчены два удлинительных пальца 31. Храповое колесо 13 сверху прикрыто двумя планками 32, размещенными диаметрально на проставках 33, установленных на плите 5, и которые скреплены с плитой посредством шпилек 34 и гаек 35. При этом в бобышке, размещенной в отверстие плиты 5 и посредством сварки скрепленной с ней, жестко установлена неподвижная ось 36, средняя часть которой выполнена в виде треугольной призмы, и на которой для взаимодействия с зубьями храпового колеса размещена с возможностью вращения перекидная собачка 37. Положение собачки 37 на треугольной призме оси 36 фиксируется ползуном 38 и пружиной 39. Направление вращения храпового колеса 13 зависит от положения рабочего конца перекидной собачки 37, установленной на оси 36 в средней ее части. При завороте колонных патрубков рабочий конец перекидной собачки 37 устанавливается в положение направления вращения храпового колеса 13 по часовой стрелке, а при отвороте - против часовой стрелки;

- охватывающими колонные патрубки разъемными хомутами (фиг.6 и 7) верхним 41, размещенным над храповым колесом 13 и нижним 42, размещенным под основанием 1. Полукорпуса разъемных хомутов 41 и 42 оборудованы стяжными шпильками 43 и гайками 44. В полукорпусах разъемных хомутов выполнены отверстия, диаметрально размещенные по отношению друг к другу для взаимодействия в верхнем хомуте 41 с двумя удлиненными пальцами 31, а в нижнем хомуте 42 - с двумя пальцами 18 основания 1. По периметру поверхности центральных проходных отверстий хомутов 41 и 42, в каждом, равномерно размещены и жестко скреплены с полукорпусами четыре сменных вкладыша - сухаря 45 с вертикальной зубчатой насечкой на рабочей поверхности, обеспечивающими захват колонных патрубков различных диаметров;

- цилиндрической собачкой 40, устанавливаемой взамен собачки 9 в узел для связи зубчатого колеса 4 с основанием 1, и у которой боковые поверхности рабочего конца для сцепления с гранями паза юбки зубчатого колеса 4, при его вращении, выполнены с каждой стороны плоскими, ответными граням паза. Вдоль образующей на цилиндрической поверхности собачки 40 для ориентации ее рабочего конца, при установки в гильзу 8 и паз юбки зубчатого колеса 4, выполнен паз, ответный рабочему концу винта 14.

Оснащение устройства:

- храповым колесом 13, установленным с возможностью вращения на цилиндре 3 и оснащенным центральным проходным отверстием и двумя удлиненными пальцам 31, диаметрально ввинченных сверху в его резьбовые отверстия;

- его плиты 5 - неподвижной осью 36, на которой в средней части, выполненной в виде треугольной призмы, размещена для взаимодействия с зубьями храпового колеса 13 перекидная собачка 37, в продольном отверстии которой для взаимодействия с треугольной призмой размещен подпружиненный ползун 38;

- его узла для связи зубчатого колеса 4 с основанием 1 - цилиндрической собачкой 40, у которой боковые поверхности рабочего конца для сцепления с гранями паза юбки зубчатого колеса выполнены плоскими;

- охватывающими колонные патрубки разъемными хомутами верхним 41 и нижним 42, каждый из которых оснащен сменными сухарями 45, равномерно и жестко закрепленных на поверхности центральных проходных отверстий, и диаметрально размещенными на полукорпусах двумя отверстиями для взаимодействия, соответственно, с удлиненными пальцами 31 храпового колеса и пальцами 18 основания расширяет технологические возможности по выполняемым операциям заворота и отворота колонных патрубков различных диаметров.

Работа на устье скважины с использованием предлагаемого устройства осуществляется следующим образом.

При завороте колонной головки, размещенной над уровнем земли (фиг. 4), на резьбовой конец устьевой обсадной колонны 46 вручную до упора навинчивается колонная головка 47. В гильзе 8 узла связи зубчатого колеса 4 с основанием 1 рабочий конец собачки 9 устанавливается скошенной стороной как показано на фиг. 4. Устройство за рым-болты плиты 5 подвешивается на крюк грузоподъемного механизма и в нижнюю часть основания 1, диаметрально, в резьбовые отверстия, расположенные по диаметру, сопрягаемому с диаметром шпилечных отверстий фланца устанавливаемой колонной головки, ввинчиваются до упора два пальца 18.

Устройство при положении перекидной собачки 37 отведенной в сторону от зубьев храпового колеса 13 - не рабочем ее положении, опускается на колонную головку 47, вставляясь пальцами 18 в шпилечные отверстия колонной головки, и закрепляется снизу гайками пальцев 18.

К штуцерам 49 и 50 подсоединяются рукава высокого давления от гидравлической насосной станции (на чертежах не показаны).

Плита 5 устройства фиксируется якорением за ее отверстия плиты посредством омегообразных скоб стальными канатами (стропами, на фиг. 4 не показаны) с усилиями натяжения «Т», достаточными для предотвращения проворота устройства вокруг своей оси при работе плунжерных гидроцилиндров 16.

При подаче рабочей жидкости под давлением поочередно в штуцеры 49 и 50 происходит синхронное возвратно-поступательное перемещение плунжеров гидроцилиндров 16. При этом, при подаче давления в штуцер 49 зубчатые рейки гидроцилиндров, находясь в зацеплении с зубчатым колесом 4, вращают его вокруг оси по часовой стрелке. В свою очередь зубчатое колесо 4, находясь в зацеплении гранью паза юбки зубчатого колеса с плоским, ответным грани паза, рабочим концом собачки 9, вращает гнездо 2, скрепленное с основанием 1, тем самым выполняется операция заворота колонной головки 47.

При подаче давления в штуцер 50 зубчатые рейки гидроцилиндров вращают зубчатое колесо против часовой стрелки. В свою очередь наружная кромка грани паза юбки зубчатого колеса 4 воздействуя на скошенный рабочий конец собачки 9 и сжимая пружину 11 выводит его рабочий конец из зацепления с пазом юбки зубчатого колеса 4, тем самым выполняется холостое вращение зубчатого колеса, без вращения основания 1.

Величина крутящего момента зависит от величины давления рабочей жидкости, подаваемой в гидроцилиндры 16, и контролируется по манометру узла подключения гидролиний 17.

При завороте колонной головки, размещенной в шахтовом приямке устья скважины (фиг. 5). Колонная головка 47 навинчивается на резьбовой конец обсадной колонны вручную до упора. На фланец колонной головки устанавливается ступенчато-раздвижная катушка, нижний фланец 27 которой оборудован основанием 1 и пальцами 18 и скрепляется с ним гайками пальцев 18. Устройство устанавливается на верхний фланец 26 катушки гнездом 2 и скрепляется с ним вторым комплектом винтов 19. При размещении плиты 5 устройства, установленной на ступенчато-раздвижной катушке ниже уровня земли, вывинчиванием пальцев 28 из бобышек корпуса фланца 27 выводят их рабочие концы из зацепления с отверстиями гильзы фланца 26. Для возможности приложения к плите 5 усилий якорения грузоподъемным механизмом за рым-болты плиты поднимают ее выше уровня земли до совмещения рабочих концов пальцев 28 с радиальными отверстиями гильзы, соответствующими положению плиты 5 выше уровня земли, и ввинчиванием пальцев в бобышки корпуса вводят рабочие концы пальцев в отверстия гильзы. После фиксации плиты 5 устройства якорением за ее отверстия и подсоединения рукавов гидростанции к штуцерам 49 и 50, поочередной подачей к ним давления рабочей жидкости выполняется заворот колонной головки. При этом крутящий момент от гнезда 2 устройства, скрепленного с верхним фланцем 26 катушки, посредством двух вертикальных шпоночных пазов гильзы и размещенных в них прямоугольных выступов передних торцев - пальцев 25, размещенных в бобышках корпуса, охватывающего гильзу, передается через нижний фланец 27 катушки к основанию 1 и от нее к колонной головке 47.

Для возможности отворота колонных головок, размещенных как над уровнем земли, так и в шахтовых приямках, рабочий конец собачки 9 в гильзе узла для связи зубчатого колеса 4 с основанием 1 устанавливается скошенной стороной обращенной в сторону направления вращения основания 1 против часовой стрелки.

Для возможности заворота колонного патрубка (фиг. 6 и 7) в гильзе 8 узла для связи зубчатого колеса 4 с основанием 1 взамен собачки 9 устанавливается собачка 40 рабочим концом в паз гильзы зубчатого колеса 4, тем самым связывая его с гнездом 2. Перекидная собачка 37 на оси 36 устанавливается в положение направления вращения храпового колеса 13 по часовой стрелке.

На резьбовой конец обсадной колонны 53 вручную до упора навинчивается муфта 52 и за тем в нее ввинчивается патрубок 51. Обсадная колонна 53 оборудуется нижним разъемным хомутом 42 на расстоянии от нижнего торца муфты 52, обеспечивающим размещение муфты после монтажа устройства на хомут 42 в средней части цилиндра 3. При монтаже устройства на хомут 42 пальцы 18 основания 1 размещаются в отверстиях полукорпусов хомута и скрепляются с ним гайками пальцев 18, тем самым скрепляя гнездо 2 с обсадной колонной 53. Патрубок 51 оборудуется верхним хомутом 41. При этом полукорпуса хомута 41 размещаются над храповым колесом 13, вставляясь отверстиями полукорпусов на пальцы 31, и на уровне ближе к верхнему торцу пальцев 31 скрепляются с патрубком 5 посредством шпилек 43 и гаек 42.

При подаче рабочей жидкости под давлением поочередно в штуцеры 50 и 49 происходит синхронное возвратно-вращательное перемещение корпусов гидроцилиндров 16 совместно с плитой 5. При этом, при подаче давления в штуцер 50 зубчатые рейки гидроцилиндров 16, находясь в зацеплении с зубьями неподвижного колеса 4 вращают корпуса гидроцилиндров 16 совместно с плитой 5 вокруг оси зубчатого колеса по часовой стрелке. Перекидная собачка 37, вращаясь совместно с плитой 5 и находясь в зацеплении зубом своего рабочего конца с зубом храпового колеса 13, вращает его по часовой стрелке. В свою очередь храповое колесо 13, находясь в зацеплении пальцами 31 с отверстиями верхнего хомута 41, вращает его, тем самым выполняется операция заворота колонного патрубка 51.

При подаче давления в штуцер 49 зубчатые рейки гидроцилиндров 16, при неподвижном зубчатом колесе 4, вращают корпуса гидроцилиндров совместно с плитой 5 против часовой стрелки. Храповое колесо 13, оставаясь неподвижным, своими зубьями воздействуя на зуб собачки 37 и сжимая пружину 39 выводит собачку 37 из зацепления с храповым колесом 13, тем самым выполняется холостое вращение корпусов гидроцилиндров с плитой 5, без вращения храпового колеса 13, соединенного с патрубком 51.

Для возможности отворота колонного патрубка перекидная собачка 37 на оси 36 устанавливается в положение направления вращения храпового колеса 13 против часовой стрелки.

Устройство изготовлено и испытано в цеховых и полевых условиях на Оренбургском газоконденсатном месторождении при ремонте эксплуатационных скважин, обусловленных необходимостью замены колонных головок, в том числе размещенных в шахтовых приямках различной глубины с заменой колонных патрубков.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1. «Устройство для заворота колонных головок», патент на изобретение №2376448, 26 февраля 2008 г.

Изобретение относится к устройству для заворота колонных головок. Устройство состоит из основания, устанавливаемого на фланец колонной головки и посредством пальцев основания, размещенных в шпилечных отверстиях фланца, скрепленного с ней, гнезда, цилиндра, зубчатого колеса с рядом размещенных в его юбке радиальных отверстий и закрытого плитой, узла подключения гидролиний, узла для связи зубчатого колеса с основанием, двух размещенных под плитой и закрепленных к ней с двух сторон зубчатого колеса плунжерных гидроцилиндров, плунжеры которых в средней части для взаимодействия с зубчатым колесом выполнены в виде зубчатых реек. Плунжерные гидроцилиндры дополнительно снизу жестко скреплены между собой плитой, оснащенной центральным проходным отверстием, а размещенные радиальные отверстия в юбке зубчатого колеса выполнены в виде прямоугольных пазов. Узел для связи зубчатого колеса с основанием выполнен в виде гильзы, ввинченной в радиальное резьбовое отверстие гнезда, размещенное возле его верхнего торца, которая оснащена при завороте и отвороте колонных головок подпружиненной цилиндрической собачкой. На цилиндре дополнительно установлено с возможностью вращения храповое колесо, оборудованное двумя диаметрально расположенными удлиненными пальцами, ввинченными сверху в резьбовые отверстия храпового колеса и взаимодействующими с перекидной собачкой, размещенной в отверстии плиты и посредством сварки скрепленной с ней. Устройство оснащено ступенчато-раздвижной катушкой, оборудованной верхним фланцем, скрепленным с гнездом и оснащенным гильзой, в которой выполнены два вертикальных шпоночных паза, диаметрально расположенных на наружной поверхности гильзы и в перпендикулярной плоскости к ним два ряда радиальных отверстий, диаметрально размещенных вдоль образующей гильзы и нижним фланцем, скрепленным с основанием и оснащенным цилиндрическим корпусом, охватывающим гильзу верхнего фланца, в котором в отверстиях четырех бобышек корпуса, равномерно размещенных в его радиальных отверстиях возле верхнего торца и посредством сварки соединенных с ним, ввинчены в резьбовые отверстия бобышек два пальца для взаимодействия их рабочих концов с радиальными отверстиями гильзы, и установлены в отверстия бобышек и зафиксированы в них два пальца, передние торцы которых оснащены прямоугольными выступами для взаимодействия с ответными шпоночными пазами гильзы. Устройство оснащено охватывающими колонные патрубки разъемными хомутами – верхним и нижним. В каждом разъемном хомуте выполнены по два диаметрально расположенных отверстия - в верхнем хомуте для взаимодействия с двумя удлиненными пальцами храпового колеса, а в нижнем хомуте для взаимодействия с двумя пальцами основания. По периметру поверхности центральных проходных отверстий хомутов, в каждом, равномерно размещены и жестко скреплены с полукорпусами четыре сменных вкладыша-сухаря. Гильза узла для связи зубчатого колеса с основанием дополнительно оснащена цилиндрической собачкой. Техническим результатом является повышение эффективности заворота и отворота колонных головок. 7 ил.

Устройство для заворота колонных головок, состоящее из основания, устанавливаемого на фланец колонной головки и посредством пальцев основания, размещенных в шпилечных отверстиях фланца, скрепленного с ней, гнезда, цилиндра, зубчатого колеса с рядом размещенных в его юбке радиальных отверстий и закрытого плитой, узла подключения гидролиний, узла для связи зубчатого колеса с основанием, двух размещенных под плитой и закрепленных к ней с двух сторон зубчатого колеса плунжерных гидроцилиндров, плунжеры которых в средней части для взаимодействия с зубчатым колесом выполнены в виде зубчатых реек, отличающееся тем, что плунжерные гидроцилиндры дополнительно снизу жестко скреплены между собой плитой, оснащенной центральным проходным отверстием, а размещенные радиальные отверстия в юбке зубчатого колеса выполнены в виде прямоугольных пазов, при этом узел для связи зубчатого колеса с основанием выполнен в виде гильзы, ввинченной в радиальное резьбовое отверстие гнезда, размещенное возле его верхнего торца, которая оснащена при завороте и отвороте колонных головок подпружиненной цилиндрической собачкой, причем боковые поверхности рабочего конца собачки для взаимодействия с гранями пазов юбки зубчатого колеса выполнены плоскими с одной стороны - ответной граням паза, а с другой стороны - скошенной вертикально к торцу ее рабочего конца, а на цилиндрической поверхности собачки, вдоль ее образующей, для ориентации ее рабочего конца в пазах юбки и взаимодействия с рабочим концом винта, ввинченного в верхний торец гнезда, выполнены два диаметрально расположенных паза, ответных рабочему концу винта, при этом на цилиндре дополнительно установлено с возможностью вращения храповое колесо, оснащенное центральным проходным отверстием с выступающим вниз центрирующим пояском, размещенным в отверстии цилиндра, оборудованное двумя диаметрально расположенными удлиненными пальцами, ввинченными сверху в резьбовые отверстия храпового колеса и взаимодействующими с перекидной собачкой, установленной с возможностью вращения на неподвижной оси в средней ее части, имеющей вид треугольной призмы и жестко скрепленной с бобышкой, размещенной в отверстии плиты и посредством сварки скрепленной с ней, причем для взаимодействия с треугольной призмой и фиксации положения собачки в продольном ее отверстии размещен подпружиненный ползун, кроме того для возможности заворота и отворота колонных головок, размещенных в шахтовых приямках различной глубины, оснащено ступенчато-раздвижной катушкой, оборудованной верхним фланцем, скрепленным с гнездом и оснащенным гильзой, в которой выполнены два вертикальных шпоночных паза, диаметрально расположенных на наружной поверхности гильзы и в перпендикулярной плоскости к ним два ряда радиальных отверстий, диаметрально размещенных вдоль образующей гильзы и нижним фланцем, скрепленным с основанием и оснащенным цилиндрическим корпусом, охватывающим гильзу верхнего фланца, в котором в отверстиях четырех бобышек корпуса, равномерно размещенных в его радиальных отверстиях возле верхнего торца и посредством сварки соединенных с ним, диаметрально и попарно во взаимно перпендикулярных плоскостях, ввинчены в резьбовые отверстия бобышек два пальца для взаимодействия их рабочих концов с радиальными отверстиями гильзы, и установлены в отверстия бобышек и зафиксированы в них два пальца, передние торцы которых оснащены прямоугольными выступами для взаимодействия с ответными шпоночными пазами гильзы, а для возможности заворота и отворота колонных патрубков оснащено охватывающими колонные патрубки разъемными хомутами - верхним, размещенным над храповым колесом, и нижним, размещенным под основанием, и полукорпуса которых оборудованы стяжными шпильками и гайками, при этом в каждом разъемном хомуте выполнены по два диаметрально расположенных отверстия - в верхнем хомуте для взаимодействия с двумя удлиненными пальцами храпового колеса, а в нижнем хомуте для взаимодействия с двумя пальцами основания, причем по периметру поверхности центральных проходных отверстий хомутов, в каждом, равномерно размещены и жестко скреплены с полукорпусами четыре сменных вкладыша-сухаря с вертикальной зубчатой насечкой на рабочей поверхности, обеспечивающие захват колонных патрубков различных диаметров при стягивании полукорпусов посредством их шпилек и гаек, при этом гильза узла для связи зубчатого колеса с основанием дополнительно оснащена цилиндрической собачкой, у которой боковые поверхности рабочего конца для сцепления с гранями паза юбки зубчатого колеса выполнены с каждой стороны плоскими, ответными граням паза.