RO109765B1 - Dispozitiv pentru aplicarea momentelor de strângere sau desfacere - Google Patents

Abstract

Invenția se referă la un dispozitiv pentru aplicarea, în flux închis de forță, a momentelor de strângere sau desfacere a îmbinărilor filetate, ale materialului tubular, ce compune garnitura de foraj. Problema tehnică, pe care o rezolvă invenția este de a asigura rotirea în ambele sensuri, a celor două menghine ale dispozitivului, precum și problema înscrierii unui cilindru de strângere, cu cursă lungă, între pozițiile extreme ale cleștilor și eliminarea forțelor ce acționează asupra filetului. Dispozitivul utilizează sistemul de clește articulat și se compune dintr-un modul superior (A) și un modul inferior (B), strânse pe suprafața unui material tubular (10), cu ajutorul unor cilindri hidraulici (c), modulele de strângere (A, B) putând fi rotite în ambele sensuri cu ajutorul unor cilindri de acționare (D,, D2) articulați cu niște falei, dreapta superioară și inferioară (1) și cu niște falei stânga, superioară și inferioară (2).

Description

Invenția se referă la un dispozitiv pentru aplicarea în flux închis de forță, a momentelor de strângere sau desfacere a îmbinărilor filetate, ale materialului tubular, ce compune garnitura de foraj.

Sunt cunoscute mașini pentru aplicarea unui cuplu de strângere sau desfacere, în special pentru tijele de foraj, așa cum se prezintă și în brevetul FR 2526081, alcătuite din niște clești suprapuși și prevăzuți cu fălci acționate prin intermediul unor cilindri hidraulici, unul dintre clești fiind fix, iar celălalt mobil, având posibilitatea rotirii în jurul axei tijelor de foraj.

Aceste mașini prezintă o construcție complicată și condiții dificile de exploatare.

Invenția rezolvă problema rotirii relative, în ambele sensuri, a celor două menghine, problema înscrierii unui cilindru de strângere, cu cursă lungă, între pozițiile extreme ale cleștilor și eliminarea forțelor ce acționează asupra filetului.

Dispozitivul, conform invenției, prezintă o construcție simplă și o fiabilitate ridicată, utilizând sistemul de clește articulat, acționat de un cilindru cu tijă bilaterală și de către niște cilindri de aplicare a momentelor, ale căror tije pot avea deplasări simetrice față de o poziție centrală, în care cei doi clești se suprapun, cleștii având o rotire relativă, întrun sens sau altul, față de poziția de suprapunere, iar în scopul simplificării tehnologiei de execuție, brațele cleștilor sunt alcătuite din plăci distanțate prin șaibe sau prin piesele de prindere a cilindrilor de rotire.

Se dă, în continuare, un exemplu de realizare a invenției, în legătură și cu fig. 1 ... 7, care reprezintă :

-fig. 1, o vedere laterală a dispozitivului;

- fig. 2, o vedere de sus a dispozitivului;

- fig. 3, o vedere de sus a modulului superior de strângere;

- fig. 4, o vedere de sus a modulului inferior de strângere;

- fig. 5, o secțiune I-I prin dispozitiv;

- fig. 6, o secțiune II-II printr-un modul de strângere;

- fig. 7, o secțiune printr-un cilindru de rotire.

Dispozitivul, conform invenției, se compune dintr-un modul superior de strângere A și un modul inferior de strângere B, având fiecare forma unui clește, compus fiecare din câte o falcă dreaptă 1 și câte o falcă stânga 2, articulate prin câte un bolț 3 și acționate de câte un cilindru hidraulic C, fiecare cilindru având câte o tijă dreapta 4 și o tijă stânga 5, în legătură cu fălcile, prin câte un bolț 6, astfel încât extinderea tijelor față de un corp 7 determină rotirea fălcilor 1 și 2 în jurul unei axe a, care este axa bolțurilor 3 și apropierea unor capete b și c, ale fălcilor 1 și 2, în legătură cu niște suporturi 8 ale unor bacuri 9, de o axă d, care este axa unui material tubular

10, care trebuie prins în vederea strângerii filetului.

Fălcile stânga 2 sunt alcătuite din niște plăci plane 11, distanțate între ele prin niște bucșe 12 și solidarizate prin niște bolțuri 13, asigurate prin niște plăcuțe 14 și prezintă o pereche de găuri e și f și o altă pereche de găuri g și h, către capătul c, precum și o gaură i, aceasta servind la fixarea suportului 8 cu ajutorul unui bolț 15, asigurat printr-o plăcuță 14 de falca 2, suportul 8 fiind montat într-o degajare j a fălcilor 2.

Falca stângă superioară este în legătură, prin niște bolțuri 16, asigurate prin plăcuțe 14, cu un suport 17, care prezintă o porțiune k, cu proeminențe, care alternează cu plăcile 11 și o porțiune 1 prevăzută cu o gaură de fixare m, și prezintă un ansamblu bolț 13, bucșa 12, plăcuța 14, montat în gaura e, astfel încât falca se prezintă ca un ansamblu încheiat din plăcile 11, distanțate de bucșele 12 de pe două bolțuri 13, precum și de proeminențele suportului de bac 8 și în legătură cu un suport anterior 17 prin alte două bolțuri 16.

Falca inferioară stânga se prezintă ca un ansamblu de plăci 11, distanțate de bucșele 12 de pe un bolț 13 de capăt și de proeminențele din suportul de bac 8, în legătură, prin niște bolțuri 16, montate în găurile e și f, cu un suport 18, ce prezintă o gaură n.

Fălcile dreapta 1 se compun din niște plăci 19, care se prezintă cu o porțiune o, plană, la nivelul plăcilor 11, și cu o altă porțiune p, la nivelul bucșelor 12, între plăcile

11, porțiunea p având o gaură prin care trece bolțul central 3.

Plăcile 19 privite de sus se prezintă simetric față de plăcile 11 în raport cu axa ad, prezentând câte o pereche de găuri e’, f, și o altă pereche de găuri g’, h’, și o gaură i’ de fixare a unui suport 8 într-o degajare j’.

Pe falca superioară dreapta, se montează, în găurile e’, f’, un suport 18, iar pe falca inferioară dreapta, se montează, în găurile g’, h’, un suport 17, ambele suporturi fiind poziționate față de suporturile omoloage, de pe fălcile stânga, simetric față de un plan orizontal r, care este și planul de separare a asamblării filetate, astfel că, un modul superior A se prezintă echipat cu un suport 18, pe partea dreaptă și un suport 17, pe partea stângă, iar un modul inferior B se prezintă echipat cu un suport 17, pe partea dreaptă și un suport 18, pe partea stângă, ceea ce dă posibilitatea unor cilindri hidraulici identici D_1; pe partea dreaptă, și D₂, pe partea stângă, să fie montați cu un capăt, în formă de furcă, al unei tije 20, în porțiunea 1, a suportului 17, printr-un bolț 21, și de gaura n, a suportului 18, printr-o prelungire s, în formă de bolț, a unui capac de cilindru 22, al unui corp 23, cilindrul Dj dreapta fiind montat cu porțiunea s în sus, în legătură cu falca superioară dreapta, iar cilindrul D₂ stânga fiind montat cu porțiunea s în jos, în legătură cu falca superioară stânga.

în cadrul modulului superior de strângere A, falca dreaptă 1 și falca stângă 2 se reazemă cu partea inferioară pe o piesă de reazem 24, în legătură cu modulul A prin bolțul 3, și, similar, modulul B se reazemă pe un suport E, care poate fi un suport de suspendare individuală, în cablu, sau un suport în cadrul unui ansamblu mecanizat, de asamblare/dezasamblare a garniturii.

Fiecare corp 7, al cilindrilor de strângere C, conține, în porțiunea mijlocie, o proeminență t, prevăzută cu un canal. în cadrul modulului A, această proeminență este poziționată superior, iar în canalul t, acoperit cu un capac 25 care lasă două fante laterale, se deplasează un bolț 26, în legătură cu două brațe 27 și 28, articulate de falca dreaptă, respectiv stânga, de niște proeminențe u„ respectiv u₂, ale plăcilor superioare 19, respectiv 11, având rolul de a asigura deschiderea simetrică a fălcilor 1 și 2 față de mijlocul corpului 7 al cilindrului C.

în cadrul modulului B, proeminența t este poziționată inferior și canalul ghidează pe un bolț 29, în legătură cu suportul E.

în interiorul cilindrilor D, într-o cameră v, se deplasează un piston 30, în formă de pahar, cu etanșare pe pereții interiori ai corpului cilindric 23 și pe tija 20, care prezintă în zona de dincolo de camera v un anumit diametru, tija putându-se deplasa către capătul cilindrului cu o anumită cursă, cu aceeași cursă deplasându-se în sens invers pistonul 30 într-o altă cameră x, până la contactul cu un al doilea piston 31, care etanșează pe pereții interiori ai cilindrului 23 și pe tija 20 care prezintă o scădere de diametru, delimitând o cameră inelară z, astfel încât la introducerea fluidului în camera intermediară x, cele două pistoane 30 și 31 se deplasează către extremitățile cilindrului 23, tija fiind situată într-o poziție medie față de care se deplasează într-un sens, împreună cu pistonul 30, la introducerea fluidului în camera v cu evacuare prin camera x, sau în sens invers, împreună cu pistonul 31, la introducerea fluidului în camera z, cu evacuarea din camerele v și x.

Funcționarea dispozitivului :

- starea inițială de lucru a dispozitivului este determinată de suprapunerea modulelor A și B, prin introducerea presiunii în camerele x ale cilindrilor D„ D₂ și depărtarea la maximum a capetelor b și c ale fălcilor 1 și 2, prin retragerea tijelor 4 și 5 ale cilindrilor C;

- prin poziționarea dispozitivului, în axa sondei d, se aduc suporturile 8, cu bacurile 9, în situația de a putea fi aplicate pe materialul tubular 10, modulele A și B fiind poziționate simetric față de planul de separare a filetului;

- prin extinderea tijelor 4 și 5, capetele b și c se apropie, iar bacurile 9 sunt apăsate puternic pe suprafața materialului tubular 10;

- menținând modulele A și B strânse puternic pe suprafața materialului tubular, prin introducerea fluidului în camera v, cele două pistoane 30 determină extinderea tijelor 20, iar modulul superior A este rotit față de modulul inferior B, în sensul aplicării momentului de desfacere asupra îmbinării filetate;

- similar, în cazul unei asamblări, înșurubate în prealabil cu alte mijloace, introducerea lichidului în camerele z determină deplasarea pistoanelor 31, retragerea tijelor 20 și rotirea modulului A față de modulul B, în sensul aplicării momentului de strângere asupra îmbinării filetate:

- după aplicarea momentului de strângere sau desfacere - se retrag tijele 4 și 5, modulele A și B deschizându-se; prin sistemul de pârghii 27, 28 și a bolțului 26 ale modulului A, precum și a bolțurilor 29 și 3, ale modulului B, deschiderea și închiderea fălcilor 1 și 2 se face simetric față de direcția a-d;

- după deschiderea modulelor, prin introducerea fluidului în camerele x ale cilindrilor D₂ și D₂, cele două module sunt readuse în poziția suprapusă, gata pentru următoarea operație.

Claims (4)

1. Revendicări

   1. Dispozitiv pentru aplicarea momentelor de strângere/desfacere, caracterizat prin aceea ca se compune dintrun modul superior de strângere (A) și un modul inferior de strângere (B), rotirea relativă a celor două module (A și B), strânse pe suprafața unui material tubular (10), poate fi făcută în ambele sensuri, cu ajutorul unei perechi de cilindri (ϋ₂ și D₂), dispuși lateral, cu axele paralele, cilindrul din partea dreaptă (Dj) având o tijă (20) în legătură cu un suport anterior (17), al unei fălci dreapta (1) inferioare, și un capac (22) cu o prelungire (s) în legătură cu un suport (18), al unei fălci dreapta superioare, iar cilindrul din partea stângă (D₂) având o tijă (20) în legătură cu un suport anterior (17) al unei fălci (2) stânga superioare și o prelungire (s), a unui capac (22), în legătură cu un suport (18), al unei fălci stânga (2) inferioare; fiecare cilindru (D, și D₂) conținând, într-un corp (23), un piston (30), în formă de pahar, într-o cameră (v), de secțiune plină, și un alt piston (31) într-o cameră de secțiune inelară (z), separate de o altă cameră (x) centrală, în care lichidul sub presiune menține o tijă (20), în poziția considerată de mijloc și în care, introducerea presiunii în camera de secțiune plină (v) determină deplasarea pistonului (30) cu tija (20), în sensul extinderii acesteia, în care rotirea relativă a modulelor de strângere (A, B) acționează, în sensul desfacerii filetului îmbinării materialului tubular (10), iar introducerea presiunii în camera inelară (z) determină deplasarea pistonului (31), care antrenează tija (20), în sensul strângerii acesteia, iar rotirea relativă a modulelor de strângere (A și B) acționează în sensul strângerii filetului îmbinării materialului tubular (10).
2. 2. Dispozitiv pentru aplicarea momentelor de strângere/desfacere, ca la revendicarea 1, caracterizat prin aceea că, în scopul utilizării unor module de strângere (A și B), la o gamă mare de diametre de material tubular, un cilindru de strângere (C) are două tije (4 și 5) în legătură cu niște fălci (1 și 2).
3. 3. Dispozitiv pentru aplicarea momentelor de strângere/desfacere, ca la revendicările 1 și 2, caracterizat prin aceea ca, în scopul deschiderii unui modul superior (A), simetric față de o axă ce trece prin axa unui bolț (3) și printr-o axă (d) a unui material tubular (10), un cilindru de strângere (C) are, transversal pe mijlocul unui corp (7), o proeminență (t), cu un canal, în care se poate deplasa un bolț (26), în legătură cu niște brațe (27 și 28), de lungimi egale, articulate simetric de niște proeminențe (u_t și u₂), ale unor fălci (1 și 2), iar modulul inferior (B) este în legătură cu un suport (E) printr-un bolț central (3) și un bolț (29), care poate culisa în canalul unei proeminențe (t), a corpului cilindrului C, inferior, orientată spre suportul E.
4. 4. Dispozitiv pentru aplicarea momentelor de strângere/desfacere, ca la revendicările 1, 2 și 3, caracterizat prin aceea că, în scopul realizării și montării ușoare, niște fălci stânga (2), ale unor module de strângere (A și B) sunt compuse din niște plăci plane (11), asamblate cu ajutorul unor bolțuri (3, 13 și 16), al unor bucșe distanțiere (12) și al unor proeminențe ale unui suport de bac (18), iar niște fălci dreapta (1), care prezintă o porțiune plană (o), în dreptul plăcilor (11) și o altă porțiune (p), în dreptul bucșelor distanțiere (12), au conturul identic cu al plăcilor (11) și se asamblează în același mod.

   Președintele comisiei de examinare: ing. Zamfir Nicolae Examinator: ing. Cârstea Constantin (si) Int.CI? Ε 21 B 19/20