Автомат для свинчивания-развинчивания насосно-компрессорных и бурильных труб Советский патент 1989 года по МПК E21B19/16 

I1

I Изобретение ютносится к области

ремонта и бурения скважин, а именно к устройствам для свинчивания и раз- I винчивания насосно-компрессорных

и бурильных труб.

: Целью изобретения является повышение надежности работы автомата.

На фиг. 1 изображен предлагаемый автомат, разрез; на фиг. 2 - разрез : А-А на фиг, 1; на фиг. 3 - разрез : Б-Б на фиг.1,

i Автомат содержит ключ 1, привод 2 свинчивания-развинчивания с корпусом I 3, механизм 4 докрепления-раскрепления 4 и механизм 5 удержания реактив I ного момента.

Ключ 1 состоит из обоймы 6 с траверсой 7, прикрепленной к ней посредством шарнира 8, и эксцентрика 9 с рукояткой его поворота (не показана) Упор 10 траверсы 7 контактирует с {опорной плоскостью 11 обоймы 6. В расточках траверсы 7 и обоймы 6 установлены шестерни 12 с залсимными элементами-секторами 13 и приводная шестерня 14 с рукояткой 15 ее поворота. Шестерни 12 и приводная шестерня 14 находятся в зацеплении с центральной шестерней 16. Б гнездах обоймы 6 установлены два фиксатора 17.

Привод свинчивания-развинчивания 2 состоит из гидромотора 18, соединенного через муфту с червяком 19, и червячного колеса 20 со шлицевой ступицей 21, установленного на подшипниках 22 в корпусе 3. В шлицевом отверстии ступицы 21 установлен шлицевой хвостовик 23 обоймы 6. Набор пластинчатых пружин 24 установлен между ступицей 21 и обоймой 6 для фиксации ключа 1 в исходном положении.

Механизм 4 докрепления-раскрепления содержит два плунжерных гидроцилиндра 25 большого диаметра с плунжерами 26 для раскрепления резьбы, два плунжерных гидроцилиндра 27 с

0 плунжерами 28 малого диаметра для до крепления, резьбы и кольцо 29 с отверстиями 30, Плунжерные гидроцилиндры 25 и 27 жестко закреплены на верхней плоскости корпуса 3. Плунжеры

5 26 и 28 отжаты в исходное положение установленными внутри пружинами 31 и распорными штоками 32. Кольцо 29 выполнено с упорами 33, контактирую- ш;ими с плунжерами 26 и 28, и рукоят0 кой 34 для поворота кольца 29 при совмещении его отверстий 30 с фиксаторами 17 ключа 1.

Механизм 5 удержания реактивного 5 момента содержит неподвижную обойму 35, траверсу 36, шестерни 37 с зажимными элементами-секторами 38, центральную шестерню 39 и приводную шестерню 40 с рычагом 41 и гидро- 0 цилиндром 42. Соединение траверсы 36 с обоймой 35 и секторов 38 с шестернями 37, 39 и 40 идентично вьшолне- нию этих связей в ключе 1.

Секторы 13 ключа 1 взаимодействуют с ниппелем 43 бурильной трубы или с насосно-компрессорной трубой, секторы 38 механизма 5 удержания реактивного момента взаимодействуют

1452925

с муфтой 44 бурильной или насосно- компрессорной трубы.

Автомат устанавливается на механизм, удерживающий вес колонны труб,, например спайдер или применяемую при принудительном спуске труб подвижную в вертикальном направлении шлипсо- вую катушку (не показана).

Автомат работает следующим образом ю центрик 9 рукояткой так, что траверВ исходном положении эксцентрик

9ключа 1 развернут так, что упор

10траверсы 7 прижат к опорной плоскости 11 обоймы 6. Эксцентрик механизма 5 удержания реактивного момента находится в таком же положении. |ректоры 13 посредством рукоятки 15, а секторы 38 посредством гидроцилиндра 42 через рычаг 41 развернуты в среднее положение. Фиксаторы 17 подняты.

При спуске в скважину колонны насосно-компрессорных труб ее останавливают в положении, при котором муфта 44 верхней трубы колонны окажется в зоне секторов 38 механизма удержания реактивного момента 5 и включением гидроцилиндра 42 через рычаг 41 и шестерни 37, 39 и 40 разворачивают секторы 38 против часовой стрелки до их контакта с муфтой 44. Затем опускают в резьбу муфты 44 свинчиваемую трубу и поворотом рукоятки 15 через шестерни 14, 16 и 12 разворачивают секторы 13 по часовой стрелке до их контакта с трубой. Включением гидромотора .18 приводят во вращение ступицу 21, а через нее ключ 1, который производит свинчивание, при этом секторы 38 заклиниваются на муфте 44, секторы 13 заклиниваются на трубе, и ключ 1 вместе со свинчиваемой трубой опускается, сжимая набор пружин 2А.

При спуске в скважину бурильных труб секторы 13 ключа 1 взаимодействуют с ниппелем 43 трубы. После свинчивания бурильной трубы производят докрепление ее резьбы, для чего поворотом кольца 29 за рукоятку 34 совмещают фиксаторы 17 с отверстиями 30 и опускают в них фиксаторы 17. Затем подают рабочую жидкость в плунжерные гидроцилиндры 27, при этом плунжеры 28, сжимая пружины 31, поворачивают по часовой стрелке через упоры 33 кольцо 29, ас ним через фиксаторы 27 и ключ 1 вместе с заклиненным в нем ниппелем 43.

15

20

30

са 7 немного отходит от обоймы 6 (при этом шестерня 12 траверсы 7 остается в зацеплении с центральной шестерней 16), после этого возвращают секторы 13 в исходное положение поворотом рукоятки 15. Освобожденный от ниппеля 43 ключ 1 под действием набора пружин 24 поднимается в исходное положение. Для приведения механизма удержания реактивного момента 5 в исходное положение, разворотом эксцентрика (идентично ключу 1) отодвигают траверсу 36 от обоймы 35 и включением гидроцилиндра 25 42 через рычаг 41 разворачивают секторы -38 в исходное положение. При подъеме из скважины колонны бурильных труб ее останавливают так, что муф- ;та 44 развинчиваемого замка окажется в зоне секторов 38 механизма 5 удержания реактивного момента. Включением гидроцилиндра 42 разворачивают секторы 38 по часовой стрелке до их контакта с муфтой 44, затем поворо- . том рукоятки 15 разворачивают секторы 13 против часовой стрелки до их контакта с ниппелем 43, после этого поворотом кольца 29 за рукоятку 34 совмещают фиксаторы 17 с отверстиями 30 кольца 29 и опускают в них фиксаторы 17, затем подают рабочую жидкость в плунжерные гидроцилиндры 25, при этом плунжены 26, сжимая пружины 31, поворачивают против часовой стрелки через упоры 33 кольцо 29, а с ним через фиксаторы 17 ключ 1 вместе с отвинчиваемой трубой и производят раскрепление резьбы. После этого соединяют полости гидроцилиндров 25 со сливом, пружины 31 возвращают плунжеры 26 в исходное положение и поднимают фиксаторы 17, устанавливая их в исходное положение. Затем включением гидромотора 18 производят развинчивание резьбы. Разворотом эксцентрика 9 и поворотом Р.УКОЯТКИ 15 возвращают секторы 13 ключа в исходное положение, затем отодвигают траверсу 36 от обоймы 35 и включением

35

40

45

50

55

После докрепления резьбы полости гидроцилиндров 27 соединяют со сливом, и пружины 31 возвращают плунжеры

28 в исходное положение, поднимают фиксаторы 17, устанавливая их в исходное положение. Затем освобождают ниппель 43 от заклинивших его секторов 13, для чего разворачивают экс5

0

0

са 7 немного отходит от обоймы 6 (при этом шестерня 12 траверсы 7 остается в зацеплении с центральной шестерней 16), после этого возвращают секторы 13 в исходное положение поворотом рукоятки 15. Освобожденный от ниппеля 43 ключ 1 под действием набора пружин 24 поднимается в исходное положение. Для приведения механизма удержания реактивного момента 5 в исходное положение, разворотом эксцентрика (идентично ключу 1) отодвигают траверсу 36 от обоймы 35 и включением гидроцилиндра 5 42 через рычаг 41 разворачивают секторы -38 в исходное положение. При подъеме из скважины колонны бурильных труб ее останавливают так, что муф- ;та 44 развинчиваемого замка окажется в зоне секторов 38 механизма 5 удержания реактивного момента. Включением гидроцилиндра 42 разворачивают секторы 38 по часовой стрелке до их контакта с муфтой 44, затем поворо- . том рукоятки 15 разворачивают секторы 13 против часовой стрелки до их контакта с ниппелем 43, после этого поворотом кольца 29 за рукоятку 34 совмещают фиксаторы 17 с отверстиями 30 кольца 29 и опускают в них фиксаторы 17, затем подают рабочую жидкость в плунжерные гидроцилиндры 25, при этом плунжены 26, сжимая пружины 31, поворачивают против часовой стрелки через упоры 33 кольцо 29, а с ним через фиксаторы 17 ключ 1 вместе с отвинчиваемой трубой и производят раскрепление резьбы. После этого соединяют полости гидроцилиндров 25 со сливом, пружины 31 возвращают плунжеры 26 в исходное положение и поднимают фиксаторы 17, устанавливая их в исходное положение. Затем включением гидромотора 18 производят развинчивание резьбы. Разворотом эксцентрика 9 и поворотом Р.УКОЯТКИ 15 возвращают секторы 13 ключа в исходное положение, затем отодвигают траверсу 36 от обоймы 35 и включением

5

0

5

0

5

51

гидроцилиндра 42 возвращают секторы :38 в исходное положение. При подъеме 1КОЛОННЫ насосно-компрессорных труб раскрепление резьбы не производят, а выполняют сразу развинчивание резьбы Раскрепление резьб НКТ производится при необходимости аналогично с раскреплением бурильных труб.

Формула изобретения

Автомат для свинчивания-развинчивания насосно-компрессорных и бурильных труб, включающий ключ с .корпусом и приводом и механизм удержа- 1ия реактивного момента, о т л и /1-/1

чающийся, тем, что, с целью

повьпяения надежности работы, он снабжен механизмом докрепления-раскрепле- ния резьбовых соединений труб, выполненным в виде размещенных на корпусе ключа, кольца и плунжерных гид- роцилиндров, установленных с возможностью взаимодействия с кольцом, а ключ выполнен в виде обоймы с траверсой, зажимных элементов и фиксаторов, причем обойма и траверса шар- нирно соединены между собой и имеют расточки под зажимные элементы, а 5 фиксаторы установлены с возможностью взаимодействия с кольцом механизма докрепления-раскрепления.

.2

17

11 ,7

13

12

Изобретение относится к ремонту и бурению скважин. Цель - повышение надежности работы. Устройство имеет ключ 1 с корпусом 3 и приводом 2, ме

Фиг.