DE2057603A1

DE2057603A1 - Drill-string screw-coupling torque limiter - using hydraulic relay

Info

Publication number: DE2057603A1
Application number: DE19702057603
Authority: DE
Inventors: Valentin Radulescu
Original assignee: Inst De Proiectari Si Cercetar
Current assignee: Inst De Proiectari Si Cercetar
Priority date: 1970-11-24
Filing date: 1970-11-24
Publication date: 1972-08-10

Abstract

The relay is a cylinder with separate piston and sleeve valve and a number of ports, one being at the end and connected to a torque transmitter hydraulically whilst the sleeve valve controls side ports for connecting compressed air to the pneumatic screwing winch or for venting to atmos. in the event of excessive torque and so stopping the screwing action. The return spring for the piston has a graduated external adjuster.

Description

Vorrichtung zur Begrenzung des Anziehmomentes der Schraubverbindungen von Bohrstangen Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Begrenzung des Anziehmomentes der Schraubverbindungen von Bohrstangen beim Anziehen mittels mechanischer Zangen.Device for limiting the tightening torque of the screw connections of drill rods The present invention relates to a device for limiting the tightening torque of the screw connections of boring bars when tightening by means of mechanical pliers.

Bekannt sind Vorrichtungen zur Begrenzung des Anziehmomentes der Schraubverbindungen von Bohrstangen, bei denen sich das Zangenende zwiochon zwei Kugeln befindet, die gegen zwei auf dem Angriffsarm des Anziehmomentes angebrachte Spiralfedern drücken. Bei diesen Vorriohtungon wird das Anziehen in dem Moment gestoppt, wo die am Zangenende wirksame Kraft die Kraft der Spiralfeder Ubortrifft. Dieson Vorrichtungen haftet der flachteil an, daß sich die Elastizität der Spiralfedern durch ihre Benutzung verringert, was die Gleichförmigkeit des Anzugs negativ beeinflußt.Devices for limiting the tightening torque of the screw connections are known of boring bars in which the end of the pliers is between two balls, the against two on the attack arm of the tightening torque attached spiral springs to press. With this Vorriohtungon the tightening is stopped at the moment when the The force effective at the end of the pliers exceeds the force of the spiral spring. These devices if the flat part adheres to the elasticity of the coil springs through their use reduced, which negatively affects the uniformity of the suit.

Es sind auch pneumatische Zangen bekannt, die mit Begrenzungsmitteln ftir das Anziehmoment auf einen bestimmten Wert versehen sind, bei dem das Stoppen des Anziehens durch Handhabung der Absporrventile der Speisung der Zangenantriebs-Kreisläufe besorgt wird. Die betreffenden Einrichtungen erfordern einen komplizierten Bau der Flüssigkeits-Kreisläufe zur Betätigung der Zangenbauteile.There are also known pneumatic pliers with limiting means are provided for the tightening torque to a certain value at which the stopping of tightening by manipulating the spur valves of the feed of the tong drive circuits is concerned. The facilities in question require a complicated construction of the Fluid circuits for actuating the pliers components.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung beseitigt die genannten Nachteile.The device according to the invention eliminates the disadvantages mentioned.

Die Erfindung besteht darin, daß die Vorrichtung zwecks Erzielung eines möglichst gleichförmigen Anzugs bei einem je nach der Art der Bohrstangen bestimmten Anziehmoment aus einem Momentbegrenzungsrelais besteht, das zwischen einem an das Ende einer mechanischen Zange angeordneten hydraulischen Ubertrager des Anziehmomentes und einem pneumatischen Spill eingebaut ist, und daß die Vorrichtung einen Zylinder aufweist, der mit einer Durchgangs-Öffnung zum hydraulischen Ubertrager und drei Öffnungen versehen ist, an denen vorbei eil Kolben und ein Rohrschieber gleiten, die bei Maximalhub unter der Druckwirkung des hydraulischen Mittels des hydraulischen Übertragers den Anzug beim vorgeschriebenen Moment scltattätig stoppen, indem sie oine Verbindung zwischen der Öffnung, durch die Druckluft zum pneumatischen Spill geleitet wird, und einer in die Atmosphäre führenden Öffnung herstellen, wonach dor Rückgang des Kolbens und des Rohrschiebers in die Anfangsstellung durch zwei Spiralfedern stattfindet. Die Einregelung des Relais auf verschiedene Anziehmomente erfolgt durch Änderung der Spannkraft der Rückführfeder des Kolbens in seine Anfangsstellung mit einer Achse, die durch Schraubenverbindung durch den Relaisdeckel hindurch gleitet, wobei sie von einem Rad betätigt wird, auf dem sich eine Momentenskala und ein Zeiger befinden.The invention is that the device for the purpose of achieving as uniform a tightening as possible depending on the type of boring bars specific tightening torque consists of a torque limiting relay, which is between a hydraulic transmitter arranged at the end of a mechanical tong the tightening torque and a pneumatic capstan is installed, and that the device has a cylinder with a through-opening to the hydraulic transmitter and three openings is provided, past which piston and rush a slide valve slide, which at maximum stroke under the pressure effect of the hydraulic By means of the hydraulic transmitter, the tightening is activated at the prescribed torque stop by making oine connection between the opening through which compressed air to the pneumatic spill, and an orifice leading to the atmosphere manufacture, after which the piston and the slide valve return to their initial position takes place by two spiral springs. Adjustment of the relay to different The tightening torque is achieved by changing the clamping force of the return spring of the piston in its initial position with an axis that is screwed through the Relay cover slides through, being operated by a wheel on which a moment scale and a pointer are located.

Das Wesen der Erfindung ist nachstehend anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert, das eine Ansicht der Vorrichtung mit anmontiertem Momentenbegrenzungsrelais darstellt.The essence of the invention is shown below with reference to one in the drawing schematically illustrated embodiment explained in more detail, which is a view of the device with mounted torque limiting relay.

Eine Sohraubverbindung von Bohretangen 1 wird mit einer mechanischen Zange 2 durch ein durch eine Öffnung a druckluftgespeistes pneumatisches Spill 3 angezogen. Auf das pneumatische Spill 3 ist ein Kabel 4 aufgewickelt.A screw connection of drill rods 1 is with a mechanical Forceps 2 through a pneumatic capstan 3 fed with compressed air through an opening a dressed. A cable 4 is wound onto the pneumatic capstan 3.

Zwischen dem pneumatischen Spill und der Zange 2 befindot sich ein hydraulischer Übertrager A, gebildet von einem Kolben 5, dessen Kolbenstange 6 mit dem Kabel 4 verbunden int, und von einem Zylinder 7, an den ein Deckel 8 angeschraubt jot, der mit dcm Schaft der Zange 2 verbunden ißt. Die Speisung des hydraulischen Übertragers A erfolgt über ein Ventil 9 und über eine Anschlußöffnung b an eine Verbindungsleitung 10 mit einem Momentbegrenzer B. Den Druck in der Leitung 10 zeigt ein Manometer 11 an.Between the pneumatic capstan and the pliers 2 there is a hydraulic transmitter A, formed by a piston 5, the piston rod 6 with the cable 4 connected int, and from a cylinder 7 to which a Cover 8 screwed on jot that eats connected to the shaft of the pliers 2. The feeding of the hydraulic transmitter A takes place via a valve 9 and a connection opening b to a connecting line 10 with a torque limiter B. The pressure in the line 10 shows a manometer 11.

Den Momentbegrenzer B bildet ein Zylinder 12, der mit einer Öffnung n versehen ist, durch die er an die Leitung 10 angeschlossen ist. Über die Öffnungen d, e und f gewährleistet er die Steucrung der eine und Auskupplung des pneumatischen Spilis. Im Zylinder 12 gleitet ein Rohrkolben 13, der nit Dichtungen 14 versehen ist, und ein Rohrschieber 15 mit Dichtungen 16. Der Kolben 13 befindet sich unter der Wirkung einer Spiralfeder 17 und der Kolben 15 unter der einer Spiralfeder 18. Der Zylinder 12 ist durch einen durch Schrauben 20 befestigten Deckel 19 abgeschlossen. Der Deckel 19 besitzt eine Dichtungspackung 21, eine Dichtungspackung 22 und eine Dichtungspackung 23. Eine durch den Deckel 19 hindurch glcitendo, mit Gewinde g versehene Achse 24 wird von einem Rad 25 angetrieben, auf dem sich Skalenteilungen des durch den Zeiger 26 angezeigten Anziehmomentes befinden. Die Druckluft wird über einen Dreiwege-Verteiler 27 und Öffnungen h, i und j zum Momentenbegrenzer B geleitet. Der Momentbegrenzer B besitzt einen Entleerungsstöpsel 28.The torque limiter B forms a cylinder 12 with an opening n is provided by which it is connected to the line 10. About the openings d, e and f it ensures the control of the one and uncoupling of the pneumatic one Spilis. A tubular piston 13, which is provided with seals 14, slides in the cylinder 12 is, and a pipe slide 15 with seals 16. The piston 13 is located below the action of a spiral spring 17 and the piston 15 under that of a spiral spring 18. The cylinder 12 is closed by a cover 19 fastened by screws 20. The lid 19 has a packing 21, a packing 22 and a Sealing packing 23. A glcitendo through the cover 19, with thread g provided axle 24 is driven by a wheel 25 on which scale divisions of the tightening torque indicated by the pointer 26. The compressed air will Via a three-way distributor 27 and openings h, i and j to the torque limiter B headed. The torque limiter B has an emptying plug 28.

Die von der Druckluftquelle gelieferte Druckluft strömt durch die Öffnung i in den Verteiler 27 ein und durch die Öffnung j aus. Aus dem Verteiler 27 strömt die Druckluft in das Steuerrelais B durch die Öffnung e ein, und durch die Öffnung d zum pneumatischen Spill 5 durch dessen Öffnung a. Durch das Strömen über den beschriebenen Weg bewerkstelligt die Druckluft das Einkuppeln des pneumatischen Spille 3 durch Anzug des Kabels 4, der Stange 6 des hydraulischen Übertragers A und des Schaftes der Zange 2 und legt dadurch an die Schraubverbindung 1 ein Moment an. Die im Kabel 4 auftretende Kraft wird durch den Übertrager A in hydraulischen Druck umgesetzt.The compressed air supplied by the compressed air source flows through the Opening i in the manifold 27 and through the opening j off. the end the distributor 27, the compressed air flows into the control relay B through the opening e a, and through the opening d to the pneumatic capstan 5 through its opening a. By the flow via the path described brings about the engagement of the compressed air of the pneumatic capstan 3 by tightening the cable 4, the rod 6 of the hydraulic Transformer A and the shank of the pliers 2 and thereby attaches to the screw connection 1 a moment. The force occurring in the cable 4 is transmitted by the transformer A in hydraulic pressure implemented.

Über die Leitung 10 gelangt der hydraulische Druck zum Relais B durch die Öffnung c. Die Höhe dieses Druckes zeigt das Manometer 11 an. Die Zunahme des an die Verschraubung 1 angelegten Anziehmomentes verursacht eine Druckzunahme des hydraulischen Mittels, das in das Relais durch die Öffnung e tritt. Bei einen bestimmten Druck bewegt sich der Kolben 13 im Relais B nach rechts und drückt die Feder 17 zusammen. Bei seiner Bewegung berührt der Kolben 15 den Schieber 15 und bewegt sioh solange, bis letzterer mit der Dichtung 21 in Berührung kommt. In dieser Lage wird die Verbindung zwischen den Öffnungen e und d unterbrochen, dafür treten dic Öffnungen d und £ miteinander in Verbindung. Die Luft entweicht ins Freie und infolgedessen wird das pneumatische Spill entkuppolt. Dio Pedor 17 bringt den Kolben 13 in die Anfangsstellung.The hydraulic pressure to relay B passes through line 10 the opening c. The pressure gauge 11 shows the level of this pressure. The increase in the The tightening torque applied to the screw connection 1 causes an increase in pressure of the hydraulic medium that enters the relay through opening e. With a certain one Pressure moves the piston 13 in the relay B to the right and presses the spring 17 together. As it moves, the piston 15 contacts the slide 15 and moves it until the latter comes into contact with the seal 21. In this situation will the connection between the openings e and d is interrupted, but the openings occur d and £ in conjunction. The air escapes into the open and as a result the pneumatic capstan is uncoupled. Dio Pedor 17 brings the piston 13 into the Starting position.

Die Ankunft de Schiebers 15 in die Anfangsstellung hinsichtlich der Wiederaufnahme der Anzieharbeit erfolgt durch die Handhabung des Verteilers 27 durch die Herstellung der Verbindung zwischen den Öffnungen 1 und h.The arrival of the slide 15 in the initial position with regard to the The tightening work is resumed by handling the Manifold 27 by making the connection between the openings 1 and H.

Die Luft hinter dem Kolben 11 wird durch die Feder 18 in die Anfangsotellung gedrückt.The air behind the piston 11 is brought into the initial position by the spring 18 pressed.

Zwecks Durchführung des Anziehens unter verschiedenen Momenten wird die Kraft der Feder 17 umgestellt, indcm letztere mittels des Rades 25 zusammengedrückt wird.In order to carry out the tightening under different moments the force of the spring 17 is changed over, and the latter is compressed by means of the wheel 25 will.

Die Größe den Momentes wird durch den Zeiger 26 angezeigt.The size of the moment is indicated by the pointer 26.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung bietet folgende Vorteile: - sie gewährleistet ein gleichförmiges Anziehen der Schraubverbindung; - sie kann mit Leichtigkeit an don in den Erdölfeldern verwendeten mechanischen Zangeneinrichtungen angebaut werden.The device according to the invention offers the following advantages: it ensures uniform tightening of the screw connection; - she can take on with ease don the mechanical pincer devices used in the oil fields.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h:

1. Device for limiting the tightening torque of the screw connections of boring bars, characterized in that they in order to achieve a possible uniform tightening under a tightening torque determined by the type of boring bar is composed of a torque-limiting relay (B), which is connected between a hydraulic transmitter (A) of the tightening torque and a pneumatic capstan (3) is built-in, the relay consists of a cylinder with a connection opening (c) to the hydraulic transmitter (A) and is provided with three openings (d, e, f), past which a piston (13) and a pipe slide (15) slide, which at the maximum stroke under the pressure of the hydraulic medium in the hydraulic transmitter (A) stop the tightening automatically when the intended moment is achieved, indcm the opening (d) through which the compressed air is directed to the pneumatic capstan (3) is associated with the opening (f) to flow out into the price, and wherein the return of the piston (13) and the tubular slide (15) to the initial position is accomplished by two spiral springs (17, 18).

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the setting dco relay for the purpose of attracting different elements by changing the Tension force of the spring (17), the piston (13) in the initial position returns, by means of an axis (24) which is connected via a screw connection (8) is passed through a Deokel (19) dea relay (B), and that the axis is driven by a bath (25) on which there are graduations of the tightening torque indicated by a pointer.