RU108085U1

RU108085U1 - STRENGTHENING DEVICE FOR PUMP BAR

Info

Publication number: RU108085U1
Application number: RU2011113266/03U
Authority: RU
Inventors: Олег Иванович Шаврин
Original assignee: Олег Иванович Шаврин
Priority date: 2011-04-06
Filing date: 2011-04-06
Publication date: 2011-09-10

Abstract

Полезная модель направлена на упрощение конструкции и повышение эффективности упрочнения насосных штанг при обеспечении высокого качества. Указанная задача достигается тем, что устройство упрочнения насосных штанг содержит головку деформирующего узла с тремя роликами, причем ролики закреплены в хомуте, расположенном в головке и соединены с грузами посредством тяг. Хомут выполнен в форме равностороннего треугольника, в вершинах которого установлены оси для тяг грузов и тяг роликов. Рычаги роликов соединены с пружинами. 1 н.п. ф-лы, 3 илл. The utility model is aimed at simplifying the design and increasing the efficiency of hardening of the sucker rods while ensuring high quality. This task is achieved in that the hardening device of the sucker rods comprises a head of the deforming unit with three rollers, the rollers being fixed in a clamp located in the head and connected to the loads via rods. The clamp is made in the form of an equilateral triangle, at the tops of which the axles for the load rods and the rod rods are installed. The levers of the rollers are connected to the springs. 1 n.p. f-ly, 3 ill.

Description

Полезная модель относится к машиностроительной промышленности, а именно к производству и упрочнению насосных штанг и длинномерных деталей, испытывающих в эксплуатации циклические нагрузки.The utility model relates to the machine-building industry, namely, to the production and hardening of sucker rods and lengthy parts that experience cyclic loads in operation.

Известны устройства для упрочнения длинномерных деталей поверхностно-пластическим деформированием (ППД) обкаткой роликами. Устройства бывают одно-двух и трехроликовыми (см. например, Л.Г.Одиноцов «Упрочнение и отделка деталей поверхностным пластическим деформированием», справочник, М. Машиностроение, 1987 г.) Приспособления обычно устанавливаются на суппорте токарного станка. Конструкция, представленная в двухроликовом приспособлении (рис 70, стр.87) выполнена в виде роликовой головки с роликами, размещенной на суппорте станка. Опорный ролик размещается непосредственно в резцедержателе. Сила прижатия роликовой головки создается гидроцилиндром и контролируется по манометру.Known devices for hardening long parts by surface plastic deformation (PPD) by rolling rollers. Devices are one-two and three-roller (see, for example, L.G. Odintsov “Hardening and finishing of parts by surface plastic deformation”, reference book, M. Mashinostroenie, 1987). Devices are usually installed on a lathe support. The design presented in the two-roller device (Fig. 70, p. 87) is made in the form of a roller head with rollers placed on the support of the machine. The support roller is located directly in the tool holder. The pressing force of the roller head is created by the hydraulic cylinder and is controlled by a pressure gauge.

Недостатком известного приспособления является незамкнутая силовая схема, в результате чего при нарушении соосности роликов и упрочняемой детали возникает изгибающий момент, действующий на деталь и механизмы станка, что при вращающейся, особенно, длинномерной детали, приводит к ее вырову и аварии.A disadvantage of the known device is an open power circuit, as a result of which, in case of misalignment of the rollers and the hardened part, a bending moment arises on the machine part and mechanisms, which, when rotating, especially a long part, leads to its alignment and accident.

Известна конструкция трехроликовых приспособлений (рис.71, справочник Л.Г.Одинцова) для обкатывания длинномерных деталей, являющаяся наиболее близкой к предлагаемому решению по технической сущности. Приспособление имеет три ролика, каждый из которых к обкатываемой вращающейся детали прижимается штоком отдельного гидроцилиндра. Ролики и гидроцилиндры размещаются в общем корпусе, образующем замкнутую силовую схему.The construction of three-roller devices (Fig. 71, reference book of L.G. Odintsov) for rolling in long parts is known, which is closest to the proposed solution in terms of technical nature. The device has three rollers, each of which is pressed against the rolling rolling part by the rod of a separate hydraulic cylinder. The rollers and hydraulic cylinders are placed in a common housing, forming a closed power circuit.

Недостатком этого устройства является его сложность, определяемая тремя гидроцилиндрами, системой трубопроводов. Замкнутость силовой схемы не обеспечивает равенство сил, передаваемых роликам гидроцилиндрами, последнее приводит к возникновению изгибающих сил, нарушает стабильность процесса и качество поверхности детали. Данное приспособление невозможно использовать для упрочнения обкаткой роликами насосных штанг т.к. предусматривает вращение детали с большим числом оборотов. Насосные же штанги имеют большую длину (до 10 м) и достаточно большую кривизну. Особенно это относится к штангам, извлекаемым из скважины после определенного срока службы в результате разрушения каких-либо элементов нефтедобывающей системы. Вращение таких деталей даже с небольшим числом оборотов вызывает опасные вибрации и значительные динамические нагрузки.The disadvantage of this device is its complexity, determined by three hydraulic cylinders, a piping system. The closure of the power circuit does not ensure the equality of forces transmitted to the rollers by hydraulic cylinders, the latter leads to the appearance of bending forces, violates the stability of the process and the surface quality of the part. This device cannot be used for roller hardening by pump rods, as provides for the rotation of the part with a large number of revolutions. The sucker rods are long (up to 10 m) and have a sufficiently large curvature. This is especially true for rods extracted from the well after a certain service life as a result of the destruction of any elements of the oil production system. The rotation of such parts, even with a small number of revolutions, causes dangerous vibrations and significant dynamic loads.

Задачей полезной модели является упрощение конструкции и повышения эффективности упрочнения насосных штанг при обеспечении высокого качества.The objective of the utility model is to simplify the design and increase the efficiency of hardening of the sucker rods while ensuring high quality.

Технический результат заключается в создании конструкции, позволяющей упрочнить насосные штанги, за счет создания одинакового радиального перемещения роликов, что обеспечивает равенство сил, производящих пластическую деформацию поверхности насосной штанги при сервисном обслуживании и увеличивает срок их службы. Упрочнению подвергаются цилиндрический участок тела штанги требуемой длины и галтельный переход от тела к головке.The technical result consists in creating a design that allows hardening the sucker rods by creating the same radial movement of the rollers, which ensures the equality of the forces producing plastic deformation of the surface of the sucker rod during servicing and increases their service life. The cylindrical section of the rod body of the required length and the fillet transition from the body to the head are subjected to hardening.

Поставленная задача достигается тем, что устройство упрочнения насосных штанг содержит головку деформирующего узла с тремя роликами, причем ролики закреплены в хомуте, расположенном в головке и соединены с грузами посредством тяг. Хомут выполнен в форме равностороннего треугольника, в вершинах которого установлены оси для тяг грузов и тяг роликов. Тяги роликов соединены с пружинами.This object is achieved in that the hardening device of the sucker rods comprises a head of the deforming unit with three rollers, the rollers being fixed in a clamp located in the head and connected to the loads via rods. The clamp is made in the form of an equilateral triangle, at the tops of which the axles for the load rods and the roller rods are installed. Traction rollers are connected with springs.

Устройство упрочнения наносных штанг представлено на фиг.1 - вид сбоку; на фиг.2 разрез по сечению А-А, на фиг.3 разрез по сечению Б-Б.The device for strengthening the alluvial rods is presented in figure 1 - side view; Fig. 2 is a sectional view taken along the cross-section A-A, and Fig. 3 is a sectional view taken along the section B-B.

Устройство упрочнения насосных штанг содержит деформирующую головку, в которой размещены три деформирующих ролика 1. Ролики 1 приводятся в действие грузами 2, связанными через хомут 3 посредством тяги 4 и тяги 5. Тяги 4 и 5 установлены на осях 6. Грузы 2 расположены на осях 7, которые через рычаги 8 соединены с пружинами 9, установленными на осях 10.The device for hardening the sucker rods contains a deformation head in which three deforming rollers are placed 1. The rollers 1 are driven by weights 2, connected through a clamp 3 by means of a rod 4 and a rod 5. Rods 4 and 5 are mounted on the axles 6. The weights 2 are located on the axles 7 which through levers 8 are connected to springs 9 mounted on axles 10.

Устройство упрочнения насосных штанг работает следующим образом.Device hardening sucker rods operates as follows.

Насосная штанга вводится в деформирующую головку между тремя роликами 1 и запускается привод вращения головки (не показано) для создания вращательного движения узла.The pump rod is introduced into the deformation head between the three rollers 1 and the head rotation drive (not shown) is started to create a rotational movement of the assembly.

При вращении грузы 2 за счет центробежной силы получают круговое движение, которое посредством тяги 4 поворачивает хомут 3, а под действием тяги 5 прижимаются ролики 1 к поверхности насосной штанги. Осуществляется осевое перемещение насосной штанги относительно роликов 1, которые производят упрочнение поверхности насосной штанги по всей ее длине, включая галтельный переход от тела штанги к головке, производя пластическую деформацию поверхности.During rotation, the loads 2 due to centrifugal force receive a circular motion, which through the rod 4 rotates the clamp 3, and under the influence of the rod 5 the rollers 1 are pressed against the surface of the pump rod. The axial movement of the pump rod relative to the rollers 1 is carried out, which harden the surface of the pump rod along its entire length, including the fillet transition from the body of the rod to the head, producing plastic deformation of the surface.

После обработки всей поверхности насосной штанги, отключается вращение головки деформирующего узла.After processing the entire surface of the pump rod, the rotation of the head of the deforming unit is turned off.

Под действием пружины 9 через ось 10 через рычаг 8 ролики разводятся в первоначальное положение, что позволяет удалить насосную штангу из устройства.Under the action of the spring 9 through the axis 10 through the lever 8, the rollers are moved to their original position, which allows you to remove the pump rod from the device.

Сила прижима роликов 1 обеспечивает пластическую деформацию поверхности насосной штанги, которая создается кинематически связанными с ними посредством хомута 3 и тяг 5 и 4 трех грузов 2, которые при вращении деформирующей головки получают под действием центробежных сил круговые движения.The pressing force of the rollers 1 provides plastic deformation of the surface of the pump rod, which is created kinematically connected with them by means of a clamp 3 and rods 5 and 4 of three weights 2, which, when the deformation head rotates, receive circular motions under the action of centrifugal forces.

Хомут 3 установлен в головке деформирующего узла и является основой кинематически замкнутой системы связывающей ролики 1 и грузы 2.The clamp 3 is installed in the head of the deforming unit and is the basis of a kinematically closed system connecting the rollers 1 and loads 2.

Хомут 3 при круговом движении грузов поворачивается вокруг продольной оси деформирующей головки тягами 4, что обеспечивает усредненное действие всех трех роликов. На одной оси 6 тяг 4, с другой стороны хомута, установлены тяги 5, шарнирно соединяющие хомут 3 с тремя деформирующими роликами 1. Через эти тяги 5 при повороте хомута 3 деформирующие ролики 1 прижимаются к поверхности насосной штанги с силой пропорциональной массе грузов и квадрату числа оборотов деформирующей головки.The clamp 3 with a circular movement of goods rotates around the longitudinal axis of the deforming head rods 4, which provides an average effect of all three rollers. On one axis 6 of the rods 4, on the other side of the clamp, rods 5 are mounted that articulate the clamp 3 with three deformation rollers 1. Through these rods 5, when the collar 3 is rotated, the deformation rollers 1 are pressed against the surface of the pump rod with a force proportional to the mass of loads and the square of the number revolutions of the deforming head.

Примененная замкнутая кинематическая схема создает усредненность действия всех грузов и одинаковое радиальное перемещение роликов, обеспечивая равенство сил, производящих пластическую деформацию поверхности насосной штанги и исключение радиального смещения оси насосной штанги и биение вращающейся деформирующей головки.The applied closed kinematic scheme creates an averaging effect of all loads and the same radial movement of the rollers, ensuring the equality of forces producing plastic deformation of the surface of the pump rod and the exclusion of radial displacement of the axis of the pump rod and the runout of the rotating deformation head.

После прекращения вращения деформирующей головки возвращение роликов в исходное разведенное положение происходит под действием пружин 9.After the rotation of the deforming head is stopped, the rollers return to their original diluted position under the action of the springs 9.

Предлагаемая конструкция устройства упрочнения насосных штанг позволяет увеличить срок службы насосных штанг за счет равномерной нагрузки на поверхность, что повышает предел прочности материалаThe proposed design of a device for hardening sucker rods allows to increase the service life of sucker rods due to the uniform load on the surface, which increases the tensile strength of the material

Claims

1. A device for hardening sucker rods, including the head of a deforming unit with three rollers, characterized in that the rollers are fixed in a clamp located in the head and connected to the weights by means of rods.

2. The device for hardening the sucker rods according to claim 1, characterized in that the clamp is made in the form of an equilateral triangle, at the tops of which there are axles for the load rods and the roller rods.

3. The device for hardening the sucker rods according to claim 1, characterized in that the levers of the rollers are connected to the springs.