Устройство для соединения вращателя с ведущей штангой Советский патент 1984 года по МПК E21B17/03 E21B3/00 

Изобретение относится к горной промышленности, а более конкретно к устройствам для соединения вращателя буровой установки с ведущей щтангой.

Известен вращатель буровой установки, содержащий корпус со щпинделем, щарнирно соединенным с патроном, установленным с возможностью отклонения от вертикальной оси, и механизм, обеспечивающий безопасность при наращивании щнековой колонны, находящейся в горизонтальном положении без разрыва кинематической связи между вращателем и колонной 1)

Однако это устройство полностью не исключает при случайном включении вращения нанесения травмы обслуживающему персоналу.

Известно устройство для соединения вращателя с ведущей штангой, содержащее корпус, связанный со шпинделем вращателя и шарнирно соединенный с хостовиком ведущей штанги, кулачковую полумуфту, передающую вращение от шпинделя вращателя к ведущей щтанге и связанную с корпусом. Это устройство полностью исключает возможность травматизма обслуживающего персонала при случайном включении вращения во время наращивания буровых штанг, находящихся в горизонтальном положении, что достигается за счет разрыва кинематической связи между вращателем и колонной 2.

Недостаток этого устройства заключается в сложном управлении включением - выключением полумуфт, передающих вращение от шпинделя к ведущей штанге, что требует дополнительных затрат времени и отрицательно сказывается на обеспечении безопасности работ.

Цель изобретения - повышение обеспечения безопасности работ за счет упрощения управления кулачковой полумуфтой.

Поставленная цель достигается тем, что Б устройстве для соединения вращателя с ведущей щтангой, содержащем корпус, связанный со шпинделем врашателя и шарнирно соединенный с хвостовиком ведущей штанги, кулачковую полумуфту, передающую вращение от шпинделя вращателя к ведущей щтанге и связанную с корпусом, хвостовик ведущей штанги снабжен щарнирно связанным с ним замком, корпус связан со щпинделем с возможностью вращения, а с хвостовиком ведущей штанги и замком-профильным соединением с возможностью осевого перемещения, кулачковая полумуфта подпружинена относительно корпуса и связана с ним профильным соединением, а торец шпинделя снабжен кулачками для взаимодействия с кулачками полумуфты, которая связана .с хвостовиком ведущей штанги гибкой тягой.

На фиг. 1 изображено устройство, общий вид (при рабочем положении ведущей щтанги); на фиг. 2 - положение замка и хвостовика ведущей штанги при подвещенной , ведущей штанге; на фиг. 3 - вид А на фиг. 2 (положение замка и хвостовика при горизонтально расположенной ведущей штанге); на фиг. 4 - разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 5 - разрез В-В на фиг. 1.

Устройство для соединения вращателя О с ведущей щтангой содержит корпус 1, смонтированный на шпинделе 2 вращателя 3 при помощи щариковых подщипников 4. В верхней части полости корпуса установлена на шлицах 5 полумуфта б, на верхнем 5 торце которой имеются кулачки 7, а на нижнем торце шпинделя - кулачки 8.

В корпусе выполнен бурт 9, между буртом 9 и полумуфтой установлена пружина 10. В нижней части полости корпуса установлены замок 11 и хвостовик 12 ведущей 20 штанги, соединенные между собой шарнирно осью 13. Верхний торец хвостовика соединен С полумуфтой гибкой тягой 14, проходящей через отверстие 15 в замке.

Хвостовик и замок имеют наружные про5 филированные грани 16, взаимодействующие с конгруэнтной внутренней поверхностью в корпусе. На замке выполнен заплечик 17.

Устройство для соединения вращателя

30 с ведущей штангой работает следующим образом.

При рабочем положении ведущей щтанги корпус 1 под действием осевой нагрузки, передаваемой через вращатель 3 (или под действием собственного веса)-, находится 35 в нижнем положении относительно хвостовика 12 ведущей штанги. Крутящий момент от вращателя к штанге передается через шпиндель 2, кулачки 8 и 7, шлицы 5, полумуфту б и профилированную поверхность,

др выполненную внутри корпуса и на наружной поверхности хвостовика 12. Ось 13, соединяющая замок И и хвостовик 12, находится в полости корпуса, а гибкая тяга 14 располагается в корпусе со слабиной (фиг. 1). Осевая нагрузка на ведущую щтан45 ГУ передается через бурт 9.

При подъеме бурового става под действием собственного веса штанги корпус 1 устройства переходит в свое верхнее положение относительно хвостовика 12, при этом шарнирное соединение хвостовика 12 и замка 11 оказывается вне корпуса 1. Ведущая штанга зависает на заплечике 17 и получает возможность отклониться в горизонтальное положение. Слабина в гибкой тяге 14 выбирается и она занимает по55 ложение 18, причем длина гибкой тяги подбирается с таким ра.счетом, что она в вертикальном положении щтанги не сжимает пружину 10, полумуфта б остается в прежнем положении, т. е. кулачки 7 и 8 находятся в зацеплении. Это обстоятельство имеет значение, например, при частичной разгрузке шнекового бура вращением на вертикально расположенной на дневной поверхности штанги. При переводе ведущей штанги в горизонтальное положение 19 точка закрепления гибкой тяги на хвостовике 12 уходит вниз относительно корпуса, усилие натяжения в гибкой тяге 14 передается на полумуфту 6 и переводит поледнюю в ее нижнее положение относительно корпуса. Кулачки 7 и 8 размыкаются и разрывают кинематическую связь между вращателем и ведущей щтангой. Пружина 10 усилием натяжения гибкой тяги 14 сжимается. При переводе ведущей штанги опять- в вертикальное положение включение кулачков 7 и 8 производится усилием сжатой пружины 10. Если при этом кулачки 7 и 8 не вошли в зацепление, то кинематическая связь между вращателем и ведущей штангой восстанавливается под действием пружины 10 при первоначальном вращении шпинделя 2. Преимущество изобретения перед известным устройством заключается в обеспечекии полной безопасности обслуживаемого персонала буровой установки за счет повышения надежности и простоты управления работой кулачковой полумуфты, обеспечивающей разрыв кинематической цепи между вращателем и горизонтально расположенной ведущей штангой.

Риг.г

иг.З

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОЕДИНЕНИЯ ВРАЩАТЕЛЯ С ВЕДУЩЕЙ ЩТАНГОЙ, содержащее корпус, связанный со шпинделем вращателя и шарнирно соединенный с хвостовиком ведущей щтанги, кулачковую полумуфту, передающую вращение от щпинделя вращателя к ведущей щтанге и связанную с корпусом, отличающееся тем, что, с целью повыщения обеспечения безопасности работ за счет упрощения управления кулачковой полумуфтой, хвостовик ведущей щтанги снабжен щарнирно связанным с ним замком, корпус связан со щпинделем с возможностью вращения, а с хвостовиком ведущей щтанги и замком-профильным соединением с возможностью осевого перемещения, кулачковая полумуфта подпружинена относительно корпуса и связана с ним профильным соединением, а торец щпинделя снабжен кулачками для взаимодействия с кулачками полумуфты, которая связана с хвостовиком ведущей щтанги гибкой тягой. (Л ю со

16

иг.5