Устройство для свинчивания и развинчивания труб Советский патент 1992 года по МПК E21B19/16 

Изобретение относится к нефтепромысловому оборудованию, а именно к устройствам для свинчивания и развинчивания труб.

Цель изобретения - упрощение конструкции.

На фиг. 1 изображено устройство, общий вид; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1; на фиг.З - вид Б на фиг. 2; на фиг. 4 - разрез В-В на фиг. 3; на фиг. 5 - разрез Г-Г на фиг. 1.

Устройство включает механизм 1 вращения трубы 2, стопорящий механизм 3 трубы 4 и привод 5.

Механизм 1 вращения выполнен в виде цилиндрического корпуса 6 с винтовыми пазами 7. Привод 5 содержит цилиндр 8 с штоковой 9 и бесштоковой 10 полостями, штоком 11 и поршнем 12, предохранительные клапаны 13 и 14, управляемый четырехлинейный распределитель 15с камерами 16 и 17 управления и источник 18 питания. Цилиндр 8 привода 5 закреплен на стопорящем механизме 3 и соединен с источником 18 питания посредством магистралей 19 и 20 через управляющий четырехлинейный распределитель 15 и с камерами 16 и 17 управления распределителя 15 посредством магистралей 21 и 22, в которых установлены предохранительные клапаны 13 и 14. Механизм 1 вращения соединен с приводом

5посредством тяг 23, связанных хомутом 24. Тяги 23 кинематически связаны с рычагами 25, установленными на осях 26, закрепленных на стопорящем механизме 3 с возможностью поворота и соединены со штоком 11 цилиндра 8. Цилиндрический корпус 6 механизма 1 вращения состоит из двух цилиндрических сегментов 27 и 28, кинематически соединенных посредством оси 29. На наружных поверхностях цилиндрических сегментов 27 и 28 выполнены закрытые продольные винтовые пазы 7. В месте сочленения цилиндрических сегментов 27 и 28 установлен подпружиненный клин 30 с пружиной 31. Тяги 23 связаны с цилиндрическими сегментами 27 и 28 посредством штифтов 32 с сухарями 33, подпружиненными пружинами 34 и закрепленными гайками 35, установленными в винтовых пазах 7.

Кроме того, на цилиндрическом корпусе

6шарнирно закреплены на осях 36 идентичные захваты 37, выполненные в виде кулачков свинчивания 38 и развинчивания 39, на нерабочих поверхностях 40 которых выполнены рычажки 41 переключения и установочные канавки 42 и 43 с возможностью фиксации в них стопорящих пружин 44 и 45, закрепленных на цилиндрических сегментах 27 и 28.

Стопорящий механизм 3 выполнен в виде цилиндрических сегментов 46 и 47, сое- диненных посредством оси 48 и содержащих плашки 49. На оси 48 установлен фиксирующий элемент, выполненный в виде эксцентрикового зажима 50.

Устройство работает следующим образом.

На свинчиваемые трубы 2 и 4 устанавли0 ваются механизм 1 вращения и стопорящий механизм 3.

Стопорящий механизм 3 фиксируют неподвижно на трубе 4 посредством поворота эксцентрикового зажима 50 вокруг оси 48,

5 вследствие чего цилиндрические сегменты 46 и 47, поворачиваясь вокруг оси 48, зажимают трубу 4 плашками 49. На механизм 1 вращения устанавливаются при помощи рычажков 41 переключения кулачки 38 свинчи0 вания в рабочее положение, а кулачки 39 развинчивания выводятся из зацепления, при этом их положение фиксируется пружинами 44 и 45, расположенными в установоч- ных канавках 42 и 43. Кулачки 38

5 свинчивания контактируют с трубой 2 вследствие того, что подпружиненный клин 30 входит в место сочленения цилиндрических сегментов 27 и 28 под действием пружины 31.

0Включают источник 18 питания, распределитель 15 работает на свинчивание труб, при этом бесштоковая полость 10 цилиндра 8 соединяется с источником 18 питания посредством магистрали 19, а штоковая по5 лость 9 соединяется со сливом посредством магистрали 20. Шток 11 цилиндра 8 начинает перемещаться, воздействуя на рычаги 25, которые, поворачиваясь относительно осей 26, вовлекают в движение тяги 23, связан0 ные посредством сухарей 33 с винтовыми пазами 7 цилиндрического корпуса 6. Тяги 23, перемещаясь поступательно, воздействуют на винтовые пазы 7 через скользящие по ним сухари 33, заставляя поворачиваться

5 вокруг своей оси цилиндрический корпус 6 и труба 2 при этом вворачивается в трубу 4. Заклинивание трубы 2 посредством захватов 37 происходит в момент начала вращения цилиндрического корпуса 6 вследствие

0 наличия смещения центров качания кулачков 38.

При проходе сухарями 33 и тягами 23 всей длины винтовых пазов 7 происходит механическая остановка привода. Вследст5 вне этого давление в магистрали 19 возрастает, срабатывает клапан 13 и флюид по магистрали 21 попадает в камеру управления 16 распределителя 15, золотник последнего перемещается и соединяет источник 18 питания со штоковой полостью 9 цилиндра

8. Шток 11 цилиндра 8 перемещается в обратном направлении.

Тяги 23 посредством сухарей 33 воздействуют на винтовые пазы 7 и поворачивают цилиндрический корпус 6 в обратном направлении, причем кулачки 38 расклиниваются вследствие одностороннего характера своего действия, освобождая трубу 2. Пройдя длину винтовых пазов 7 до упора, сухари 33 и тяги 23 механически остановят цилиндр 8 привода 5, в результате чего в магистрали 20 возрастает давление и срабатывает клапан 14, пропуская флюид по магистрали 22 в камеру 17 управления распределителя 15, в результате чего последний переключается на свинчивание труб и цикл повторяется.

На раскручивание устройство работает следующим образом.

Устанавливают при помощи рычажков 41 переключения кулачки 39 развинчивания в рабочее положение, а кулачки 38 свинчивания выводят из зацепления.

Дальнейший процесс работы аналогичен скручиванию.

Формула изобретен Устройство для свинчивания и развинчивания труб, содержащее механизм вращения труб с захватами, кинематически связанный со стопорящим механизмом, и привод, отличающееся тем, что, с целью упрощения конструкции, привод установлен на стопорящем механизме, механизм вращения и стопорящий механизм выполнены в виде цилиндрических сегментов, со- единенных осями с фиксирующими элементами, выполненными в виде подпружиненного клина на механизме вращения и эксцентрикового зажима на стопорящем механизме, при этом механизм вращения имеет равномерно разнесенные по окружности захваты в виде кулачков, установленных на осях в сквозных пазах, выполненных в цилиндрических сегментах, и имеющих рычажки переключения и установочные канавки для фиксирования положений кулачков стопорящими пружинами при

свинчивании и развинчивании труб, кинематическая связь механизма вращения с механизмом стопорения выполнена в виде хомута со штифтами, тяги рычагов, шарнир- но связанных между собой и приводом, а

наружные поверхности цилиндрических сегментов механизма вращения имеют продольные винтовые пазы, в которых размещены штифты хомута.

Вид В

Изобретение относится к нефтепромысловому оборудованию, а именно к устройствам для свинчивания и развинчивания труб. Устройство отличается простотой конструкции и содержит механизм 1 вращения, выполненный в виде цилиндрических сегментов с винтовыми пазами 7, захваты, выполненные в виде кулачков свинчивания и развинчивания, стопорящий механизм 3 в виде цилиндрических сегментов с плашками и привод 5. В винтовых пазах механизма 1 вращения смонтированы тяги 23, кинематически связанные с рычагами 25, шарнир- но соединенными с возможностью поворота со стопорящим механизмом 3 и с приводом 5. На свинчиваемые трубы 2 и 4 устанавливаются механизм 1 вращения и стопорящий механизм 3-. Затем вводится в действие привод 5. Шток 11 цилиндра 8 перемещается, воздействуя через рычагм25на тяги 23. Так как тяги 23 могут перемещаться только поступательно, они, воздействуя на винтовые пазы 7 через скользящие по ним сухари, заставляют поворачиваться вокруг своей оси цилиндрические сегменты механизма 1 вращения и трубу 2, которая вворачивается в трубу 4. 5 ил. (Л С

фиг.З Г0

r-r