RU143593U1 - DRILLING KEY FOR WORK WITH PIPE ELEMENTS - Google Patents

DRILLING KEY FOR WORK WITH PIPE ELEMENTS Download PDF

Info

Publication number
RU143593U1
RU143593U1 RU2014107455/03U RU2014107455U RU143593U1 RU 143593 U1 RU143593 U1 RU 143593U1 RU 2014107455/03 U RU2014107455/03 U RU 2014107455/03U RU 2014107455 U RU2014107455 U RU 2014107455U RU 143593 U1 RU143593 U1 RU 143593U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
pipe
clamping device
hydraulic cylinder
clamps
key
Prior art date
Application number
RU2014107455/03U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Виктор Васильевич Вавилов
Дмитрий Леонидович Винокуров
Анатолий Иванович Трубников
Original Assignee
Федеральное государственное унитарное предприятие "Приборостроительный завод"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное унитарное предприятие "Приборостроительный завод" filed Critical Федеральное государственное унитарное предприятие "Приборостроительный завод"
Priority to RU2014107455/03U priority Critical patent/RU143593U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU143593U1 publication Critical patent/RU143593U1/en

Links

Landscapes

  • Drilling And Boring (AREA)
  • Earth Drilling (AREA)

Abstract

1. Ключ буровой для работы с трубными элементами, содержащий корпуса верхнего и нижнего трубозажимных устройств, механизм вертикального перемещения ключа бурового, каретку для горизонтального перемещения корпусов верхнего и нижнего трубозажимных устройств, нижнее трубозажимное устройство, верхнее трубозажимное устройство, планетарную коробку передач, отличающийся тем, что механизм вертикального перемещения ключа бурового содержит неподвижную опорную колонну и подвижную колонну, между которыми расположена антифрикционная прокладка, прижатая к опорной колонне регулируемыми прижимами, крепящимися на подвижной колонне, которая вместе с ними и антифрикционной прокладкой имеет возможность вертикального перемещения относительно опорной колонны при помощи гидроцилиндра или передачи винт-гайка с приводом от гидромотора, при этом в верхней части подвижной колонны закреплена каретка для горизонтального перемещения корпусов верхнего и нижнего трубозажимных устройств, с возможностью поворота в горизонтальной плоскости, при помощи ручного или механизированного привода, в которую устанавливается нижнее трубозажимное устройство, имеющее возможность горизонтально перемещаться гидроцилиндром, установленным в корпусе каретки и симметрично расположенным реечным передачам, где реечные передачи служат для удвоения длины хода указанного гидроцилиндра, при этом нижнее трубозажимное устройство содержит два универсальных зажима, которые имеют призматическую форму места захвата за трубу и не требуют замены при смене типоразмера трубы, зажимы приводятся в движение одним гидроцилиндром через рычаги, соединен1. Drilling key for working with pipe elements, comprising upper and lower pipe clamp devices, a vertical key for moving the drill key, a carriage for horizontal movement of the upper and lower pipe clamp devices, lower pipe clamp device, upper pipe clamp device, planetary gearbox, characterized in that the mechanism for the vertical movement of the drill key contains a stationary support column and a movable column, between which is located an antifriction gasket pressed to the support column by adjustable clamps mounted on the movable column, which together with them and the antifriction gasket can vertically move relative to the support column using a hydraulic cylinder or a screw-nut drive driven by a hydraulic motor, while a carriage is fixed in the upper part of the movable column horizontal movement of the upper and lower pipe-clamping devices, with the possibility of rotation in the horizontal plane, using a manual or mechanized drive into which a lower pipe-clamping device is installed, having the ability to be horizontally moved by a hydraulic cylinder mounted in the carriage body and symmetrically positioned rack-and-pinion gears, where rack-and-pinion gears serve to double the stroke length of said hydraulic cylinder, while the bottom pipe-clamping device contains two universal clamps that have a prismatic shape capture by the pipe and do not require replacement when changing the pipe size, the clamps are driven by one hydraulic cylinder through the levers, connected

Description

Полезная модель относится к устройствам для механизации и автоматизации процессов свинчивания и развинчивания насосно-компрессорных, бурильных, утяжеленных бурильных, обсадных и других видов труб в процессе бурения нефтяных и газовых скважин.The utility model relates to devices for mechanization and automation of screwing and unscrewing of tubing, drill, weighted drill, casing and other types of pipes in the process of drilling oil and gas wells.

Из предшествующего уровня техники известен буровой стационарный ключ для свинчивания и развинчивания резьбовых стыков бурильных труб нефтяного сортамента при операциях, связанных с бурением скважин, содержащий корпус, верхнее и нижнее трубозажимные устройства, коробку передач, приводной двигатель, тормозное устройство, моментомер, опорную колонну и пульт дистанционного управления, отличающийся тем, что имеет единый корпус для верхнего и нижнего трубозажимных устройств, четырехступенчатую коробку передач, уже известную конструкцию верхнего и нижнего трубозажимных устройств, моментомер, состоящий из гидроцилиндра и автоматического разгрузочного клапана (патент RU 2353749 C2).From the prior art, a stationary stationary wrench is known for screwing and unscrewing threaded joints of oil assortment drill pipes in operations related to drilling wells, comprising a housing, upper and lower pipe clamping devices, a gearbox, a drive motor, a brake device, a torque meter, a support column and a console remote control, characterized in that it has a single housing for upper and lower pipe clamping devices, a four-speed gearbox, already known design in upper and lower pipe clamping devices, a torque meter consisting of a hydraulic cylinder and an automatic unloading valve (patent RU 2353749 C2).

Указанный ключ имеет следующие недостатки:The specified key has the following disadvantages:

1. Коробка передач выполнена в виде цилиндрического редуктора, что значительно увеличивает ее габариты и массу. Вертикально расположенные валы затрудняют качественную смазку зубчатых колес. Переключение передач осуществляется гидроцилиндрами через рычажные механизмы, что вызывает изгибающие нагрузки на механизмы, вследствие чего возникает повышенный износ.1. The gearbox is made in the form of a cylindrical gearbox, which significantly increases its dimensions and weight. Vertically located shafts make it difficult to lubricate gears. Gear shifting is carried out by hydraulic cylinders through linkage mechanisms, which causes bending loads on the mechanisms, resulting in increased wear.

2. Гидроцилиндр, приводящий в работу нижнее трубозажимное устройство, создает реактивное усилие на корпус, которое изнашивает направляющие каретки и другие механизмы, которые его воспринимают.2. The hydraulic cylinder that drives the lower pipe clamping device creates a reactive force on the housing, which wears the guide carriages and other mechanisms that perceive it.

3. Конструкция нижнего и верхнего трубозажимных устройств не обеспечивает надежного зажима трубы при свинчивании и развинчивании с высоким крутящим моментом и требует замены челюстей при смене типоразмера трубы, что приводит к дополнительным затратам времени.3. The design of the lower and upper pipe clamping devices does not provide reliable clamping of the pipe when screwing and unscrewing with high torque and requires replacing the jaws when changing the pipe size, which leads to additional time costs.

Задачей предложенного технического решения является улучшение условий эксплуатации, повышения ремонтопригодности и надежности ключа бурового для работы с трубными элементами.The objective of the proposed technical solution is to improve operating conditions, improve maintainability and reliability of the drill key for working with pipe elements.

Поставленная задача решается тем, что ключ буровой для работы с трубными элементами содержит корпуса верхнего и нижнего трубозажимного устройства, механизм вертикального перемещения ключа бурового, каретку для горизонтального перемещения корпусов верхнего и нижнего трубозажимного устройства, нижнее трубозажимное устройство, верхнее трубозажимное устройство, планетарную коробку передач, при этом:The problem is solved in that the drill key for working with pipe elements comprises upper and lower pipe clamp device housings, a vertical drill key movement mechanism, a carriage for horizontal movement of the upper and lower pipe clamp device housings, lower pipe clamp device, upper pipe clamp device, planetary gearbox, wherein:

1. Механизм вертикального перемещения ключа бурового для работы с трубными элементами содержит неподвижную опорную колонну и подвижную колонну, между которыми расположена антифрикционная прокладка, прижатая к опорной колонне регулируемыми прижимами, которые крепятся на подвижной колонне. Подвижная колонна, вместе с антифрикционной прокладкой и прижимами, имеет возможность вертикального перемещения относительно опорной колонны при помощи гидроцилиндра или передачи винт-гайка с приводом от гидромотора.1. The mechanism for vertical movement of the drill key for working with pipe elements comprises a fixed support column and a movable column, between which there is an antifriction gasket pressed against the support column by adjustable clamps that are mounted on the movable column. The movable column, together with the anti-friction gasket and clamps, has the ability to move vertically relative to the support column using a hydraulic cylinder or a screw-nut transmission driven by a hydraulic motor.

2. Каретка для горизонтального перемещения корпусов верхнего и нижнего трубозажимного устройства, содержит симметрично расположенные реечные передачи и один гидроцилиндр перемещения, где реечные передачи служат для удвоения длины хода указанного гидроцилиндра.2. The carriage for horizontal movement of the upper and lower pipe-clamping device housings, contains symmetrically positioned rack gears and one displacement hydraulic cylinder, where the rack gears serve to double the stroke length of the specified hydraulic cylinder.

3. Нижнее трубозажимное устройство содержит два универсальных зажима, которые имеют призматическую форму места захвата за трубу и приводятся в движение одним гидроцилиндром через рычаги соединенные между собой зубчатыми сегментами. Зажимы не требуют замены при смене типоразмера труб.3. The lower pipe clamping device contains two universal clamps, which have a prismatic shape of the gripping point for the pipe and are driven by one hydraulic cylinder through levers connected by gear segments. Clips do not require replacement when changing the pipe size.

4. Верхнее трубозажимное устройство обеспечивает захват и вращение трубы эксцентриковыми зажимами, с круглым профилем или с профилем логарифмической спирали места захвата за трубу.4. The upper pipe clamping device provides for the capture and rotation of the pipe with eccentric clamps, with a round profile or with a profile of a logarithmic spiral of the place of capture for the pipe.

5. Коробка передач представляет собой планетарный редуктор, который содержит осевой кулачковый механизм переключения передач.5. The gearbox is a planetary gearbox that contains an axial cam gear shift mechanism.

6. Крутящий момент, развиваемый верхним трубозажимным устройством, вычисляется микропроцессорным устройством из известных передаточных отношений планетарной коробки передач, зубчатой передачи верхнего трубозажимного устройства и значения крутящего момента на валу гидромотора привода планетарной коробки передач, который определяется при использовании значения разности динамического давления гидравлической жидкости.6. The torque developed by the upper pipe clamping device is calculated by the microprocessor device from the known gear ratios of the planetary gearbox, the gear transmission of the upper pipe clamping device and the torque value on the shaft of the planetary gearbox drive hydraulic motor, which is determined using the value of the dynamic pressure difference of the hydraulic fluid.

7. Крутящий момент, развиваемый верхним трубозажимным устройством, также может определяться путем установки тензометрического датчика, который контролирует реактивный момент, возникающий между корпусом верхнего трубозажимного устройства и корпусом планетарной коробки передач при затяжке трубного соединения, при условии обеспечения возможности взаимного поворота указанных корпусов. Показания с тензометрического датчика при этом снимаются и обрабатываются микропроцессорным устройством управления ключом буровым для работы с трубными элементами.7. The torque developed by the upper pipe-clamping device can also be determined by installing a strain gauge that monitors the reactive moment that arises between the upper pipe-clamping device and the planetary gearbox when tightening the pipe connection, provided that it is possible to rotate these cases. The readings from the strain gauge are then taken and processed by a microprocessor drilling key control device for working with pipe elements.

Предлагаемое техническое решение поясняется на прилагаемых чертежах:The proposed technical solution is illustrated in the accompanying drawings:

фиг. 1 - общий вид ключа бурового для работы с трубными элементами;FIG. 1 is a general view of a drill key for working with pipe elements;

фиг. 2 - механизм вертикального перемещения;FIG. 2 - vertical movement mechanism;

фиг. 3 - каретка для горизонтального перемещения корпусов верхнего и нижнего трубозажимных устройств;FIG. 3 - carriage for horizontal movement of the upper and lower pipe clamping devices;

фиг. 4 - работа каретки;FIG. 4 - carriage operation;

фиг. 5 - нижнее трубозажимное устройство;FIG. 5 - lower pipe clamping device;

фиг. 6 - верхнее трубозажимное устройство;FIG. 6 - upper pipe clamping device;

фиг. 7 - корпус зажимов с установленными в нем эксцентриковыми зажимами;FIG. 7 - terminal block with eccentric clips installed in it;

фиг. 8 - планетарная коробка передач с осевым кулачковым механизмом переключения передач.FIG. 8 - planetary gearbox with axial cam gear shift mechanism.

Ключ буровой для работы с трубными элементами (фиг. 1) состоит из опорной колонны 1, подвижной колоны 2, каретки 3, нижнего трубозажимного устройства 4, верхнего трубозажимного устройства 5, планетарной коробки передач 6.The drill key for working with pipe elements (Fig. 1) consists of a support column 1, a movable column 2, a carriage 3, a lower pipe-clamping device 4, an upper pipe-clamping device 5, a planetary gearbox 6.

Опорная колонна 1 жестко крепится к полу буровой площадки. Подвижная колонна 2 установлена на опорную колонну 1, между ними имеется антифрикционная прокладка 7, которая прижимается к опорной колоне 1 прижимами 8 (фиг. 2). Подвижная колонна 2 имеет возможность вертикального перемещения относительно опорной колонны 1, причем антифрикционная прокладка 7 и прижимы 8 перемещаются, вместе с ней.The support column 1 is rigidly attached to the floor of the drilling site. The movable column 2 is mounted on the support column 1, between them there is an antifriction gasket 7, which is pressed against the support column 1 by clamps 8 (Fig. 2). The movable column 2 has the ability to move vertically relative to the support column 1, and the anti-friction pad 7 and the clamps 8 are moved together with it.

Подвижная колонна 2 перемещается гидроцилиндром 9 (фиг. 2). На подвижную колонну 2 установлена каретка для горизонтального перемещения корпусов верхнего и нижнего трубозажимных устройств 3, которая имеет возможность поворота в горизонтальной плоскости, при помощи ручного или механизированного привода (фиг. 1).The movable column 2 is moved by a hydraulic cylinder 9 (Fig. 2). A carriage is installed on the movable column 2 for horizontal movement of the bodies of the upper and lower pipe-clamping devices 3, which can be rotated in the horizontal plane using a manual or mechanized drive (Fig. 1).

Каретка для горизонтального перемещения корпусов верхнего и нижнего трубозажимных устройств состоит из корпуса 10, гидроцилиндра 11, опорных роликов 12, двух опорных профилей 13 с роликами 14 и шестернями 15, перемычки 16, антифрикционных опор 17 и 18, реек 19 (фиг. 3).The carriage for horizontal movement of the upper and lower pipe-clamping device housings consists of a housing 10, a hydraulic cylinder 11, support rollers 12, two support profiles 13 with rollers 14 and gears 15, jumpers 16, anti-friction supports 17 and 18, rails 19 (Fig. 3).

В корпусе каретки для горизонтального перемещения корпусов верхнего и нижнего трубозажимных устройств 10 установлены опорные ролики 12, по которым могут горизонтально перемещаться опорные профили 13, при этом сверху они ограничены от перемещения в вертикальной и горизонтальной плоскости антифрикционными опорами 17. Опорные профили 13 содержат в своем составе ролики 14, шестерни 15 и антифрикционные опоры 18. Между собой два опорных профиля 13 соединены перемычкой 16, к которой крепится конец штока гидроцилиндра 11. Корпус гидроцилиндра 11 закреплен в корпусе каретки для горизонтального перемещения корпусов верхнего и нижнего трубозажимных устройств 10. По роликам 14 опорных профилей 13 может горизонтально перемещаться корпус нижнего трубозажимного устройства 21, при этом он ограничен от перемещения в вертикальной и горизонтальной плоскости антифрикционными опорами 18. На корпусе каретки для горизонтального перемещения корпусов верхнего и нижнего трубозажимных устройств 10 закреплены две рейки 19, в зацеплении с которыми находятся шестерни 15, в свою очередь шестерни 15 находятся в зацеплении с рейками 20 (фиг. 3), закрепленными на корпусе нижнего трубозажимного устройства 21.Support rollers 12 are installed in the carriage housing for horizontal movement of the upper and lower pipe-clamping device housings 10, along which the support profiles 13 can horizontally move, while on top they are limited from anti-friction bearings 17 being moved vertically and horizontally from the support. The support profiles 13 comprise rollers 14, gears 15 and anti-friction bearings 18. Between themselves, two supporting profiles 13 are connected by a jumper 16 to which the end of the rod of the hydraulic cylinder 11 is attached. The housing of the hydraulic cylinder 11 is fixed n in the carriage housing for horizontal movement of the upper and lower pipe-clamping device housings 10. On the rollers 14 of the support profiles 13, the case of the lower pipe-clamping device 21 can horizontally move, while it is limited from movement in the vertical and horizontal plane by antifriction bearings 18. On the carriage case for horizontal the movement of the upper and lower pipe clamping devices 10 is fixed two rails 19, in gear with which are the gears 15, in turn, the gears 15 are in eplenii with the racks 20 (Fig. 3), mounted on the housing of the lower pipe clamping device 21.

Нижнее трубозажимное устройство состоит из корпуса 21, двух рычагов 22, осей 23, зубчатых сегментов 24, толкателей 25, осей 26, зажимов 27, гидроцилиндра 28, осей 29, упора 30 (фиг. 5).The lower pipe-clamping device consists of a housing 21, two levers 22, axles 23, gear segments 24, pushers 25, axles 26, clamps 27, hydraulic cylinder 28, axles 29, stop 30 (Fig. 5).

Рычаги 22 имеют возможность поворота относительно корпуса 21 на осях 23, которые закреплены в корпусе. На рычагах 22 закреплены зубчатые сегменты 24, которые обеспечивают взаимосвязь рычагов 22 при их повороте. Рычаги 22 связаны с зажимами 27 через толкатели 25. Толкатели 25 имеют возможность скольжения по задней поверхности зажимов 27 и поворота относительно рычагов 22 на осях 26. Корпус 21 имеет зев 31, в который помещается труба при необходимости ее зажима. Зажимы 27 имеют возможность перемещения на встречу друг другу, при повороте рычагов, в зев 31 и обратно. Противоположные концы рычагов связаны гидроцилиндром 28 через оси 29. Зажимы 27 оснащены быстросъемными твердыми плашками 32 с насечкой, которыми происходит контакт за тело трубы при зажиме. В корпус 21 устанавливается упор 30, размер которого зависит от диаметра зажимаемой трубы. Упором 30 происходит совмещение оси зева 31 и оси зажимаемой трубы (фиг. 5).The levers 22 are rotatable relative to the housing 21 on the axles 23, which are fixed in the housing. The gear segments 24 are fixed on the levers 22, which ensure the interconnection of the levers 22 when they are rotated. The levers 22 are connected to the clamps 27 through the pushers 25. The pushers 25 have the ability to slide along the rear surface of the clamps 27 and rotate relative to the levers 22 on the axles 26. The housing 21 has a throat 31 into which the pipe is placed if necessary to clamp it. Clips 27 have the ability to move to meet each other, when you turn the levers, in the throat 31 and vice versa. The opposite ends of the levers are connected by a hydraulic cylinder 28 through the axis 29. The clamps 27 are equipped with quick-detachable solid dies 32 with a notch that contact the pipe body during clamping. An emphasis 30 is installed in the housing 21, the size of which depends on the diameter of the clamped pipe. Emphasis 30 is the combination of the axis of the throat 31 and the axis of the clamped pipe (Fig. 5).

На корпусе нижнего трубозажимного устройства 21 закреплено верхнее трубозажимное устройство 5.On the housing of the lower pipe clamping device 21 is fixed the upper pipe clamping device 5.

Верхнее трубозажимное устройство состоит из корпуса 33, роторного колеса 34, роликовых опор 35, шестерен 36, паразитных шестерен 37, корпуса зажимов 38, подпружиненных опор 39, пальцев 40, тормоза 41 (фиг. 6).The upper pipe-clamping device consists of a housing 33, a rotor wheel 34, roller bearings 35, gears 36, spurious gears 37, a housing of clips 38, spring-loaded bearings 39, fingers 40, brakes 41 (Fig. 6).

В корпус 33 верхнего трубозажимного устройства 4 устанавливается роторное колесо 34, которое центрируют роликовые опоры 35. Роторное колесо находится в зацеплении с шестернями 36 и выходной шестерней планетарного редуктора 52. Выходная шестерня планетарной коробки передач 52 является ведущей, с нее крутящий момент передается на роторное колесо 34 и через паразитные шестерни 37 на шестерни 36, а далее на роторное колесо 34. В роторное колесо 34 установлен корпус зажимов 38, который может перемещаться относительно роторного колеса 34 в горизонтальной плоскости на ограниченное расстояние, а также перемещаться в вертикальной плоскости на подпружиненных опорах 39. Крутящий момент с роторного колеса 34 передается на корпус зажимов 38 через пальцы 40 (фиг. 6).A rotor wheel 34 is mounted in the housing 33 of the upper pipe-clamping device 4, which centers the roller bearings 35. The rotor wheel is meshed with gears 36 and the output gear of the planetary gear 52. The output gear of the planetary gearbox 52 is the leading gear, and torque is transmitted from it to the rotor wheel 34 and through spurious gears 37 to gears 36, and then to the rotor wheel 34. In the rotor wheel 34, a clamp housing 38 is mounted, which can move relative to the rotor wheel 34 in a horizontal direction gloss for a limited distance, and also to move in a vertical plane on the spring-loaded bearings 39. Torque from the rotor wheel 34 is transmitted to the housing of the clamps 38 through the fingers 40 (Fig. 6).

В корпус зажимов 38 устанавливается группа эксцентриковых зажимов 42 для свинчивания, также такая же группа эксцентриковых зажимов для развинчивания 43 (фиг. 7). Эксцентриковые зажимы 42 и 43 имеют возможность поворота вокруг осей 44. Эксцентриковые зажимы 42 и 43 имеют внутренний криволинейный профиль, в контакте с которым находятся толкатели 45. Толкатели 45 закреплены на поворотном диске (на чертеже не показан) который взаимосвязан с механизмом тормоза 41. Корпус зажимов имеет зев 46 в который помещается труба 47 при необходимости ее зажима и вращения. При заходе трубы 47 в зев 46, труба 47 центрируется с осью зева упором 48. Эксцентриковые зажимы 42 и 43 имеют опорную поверхность круглой формы, которые при зажиме трубы 47 опираются на такую же поверхность в корпусе зажимов 38. Контакт эксцентриковых зажимов 42 и 43 с трубой 47 осуществляется поверхностью с круглым профилем или профилем логарифмической спирали с центром отличным от центра поворота эксцентриковых зажимов 42 и 43, причем на профиле имеются зубцы для лучшего захвата за тело трубы 47. Передача крутящего момента от корпуса зажимов 38 к трубе 47, происходит через эксцентриковые зажимы 42 и 43, при этом действует условие самозажима, т.е. чем выше крутящий момент, тем выше сила прижима эксцентриковых зажимов 42 и 43 к трубе 47 (фиг. 7).A group of eccentric clamps 42 for screwing is installed in the terminal housing 38, and also the same group of eccentric clamps for unscrewing 43 (Fig. 7). The eccentric clamps 42 and 43 have the ability to rotate around the axes 44. The eccentric clamps 42 and 43 have an internal curved profile in contact with which the pushers 45. The pushers 45 are mounted on a rotary disk (not shown) which is interconnected with the brake mechanism 41. Housing clamps has a pharynx 46 in which the pipe 47 is placed if it is necessary to clamp and rotate. When the pipe 47 enters the throat 46, the pipe 47 is centered with the axis of the throat with an emphasis 48. The eccentric clamps 42 and 43 have a circular supporting surface, which, when clamping the pipe 47, rests on the same surface in the terminal housing 38. Contact of the eccentric clamps 42 and 43 with the pipe 47 is provided with a surface with a round profile or a profile of a logarithmic spiral with a center different from the center of rotation of the eccentric clamps 42 and 43, and on the profile there are teeth for better grip on the body of the pipe 47. Transfer of torque from the housing of the clamps 38 to the pipe 4 7 occurs through the eccentric clamps 42 and 43, while the self-clamping condition, i.e. the higher the torque, the higher the clamping force of the eccentric clamps 42 and 43 to the pipe 47 (Fig. 7).

На корпус верхнего трубозажимного устройства 5 устанавливается планетарная коробка передач 6, при этом выходная шестерня 52 входит в зацепление с роторным колесом 34 и паразитными шестернями 37.A planetary gearbox 6 is mounted on the upper pipe-clamping device housing 5, while the output gear 52 is engaged with the rotor wheel 34 and the parasitic gears 37.

Планетарная коробка передач состоит из первой ступени 48, второй ступени 49, третьей ступени 50, нижнего полукорпуса 51, выходной шестерни 52, центрального вала 53, кулачковой полумуфты 54, кулачкового вала 55, большой полумуфты 56 (фиг. 8).A planetary gearbox consists of a first stage 48, a second stage 49, a third stage 50, a lower half housing 51, an output gear 52, a central shaft 53, a cam coupling half 54, a cam shaft 55, a large coupling half 56 (FIG. 8).

Центральный вал 53 жестко связан с водилом первой ступени 57, также центральный вал 53 связан с центральным колесом второй ступени 58, через подвижное шлицевое соединение. На центральном валу 53 на подвижном шлицевом соединении перемещается кулачковая полумуфта 54. Между центральной шестерней второй ступени 58 и кулачковой полумуфтой 54 имеется пружина 59, которая обеспечивает постоянное положение кулачковой полумуфты 54 в нижней части центрального вала 53. Водило второй ступени 60 связано с центральной шестерней третьей ступени 61. Водило третьей ступени 62, имеет в нижней части кулачки, которые постоянно находятся в зацеплении с кулачками большой полумуфты 56. Большая полумуфта 56 жестко связана с выходной шестерней 52. Таким образом, крутящий момент от вала гидромотора передается через три ступени 48, 49, 50 через большую полумуфту 56 на выходную шестерню 52.The central shaft 53 is rigidly connected to the carrier of the first stage 57, also the central shaft 53 is connected to the central wheel of the second stage 58, through a movable spline connection. A cam coupling 54 moves on the central shaft 53 on a movable splined joint. There is a spring 59 between the central gear of the second stage 58 and the cam coupling 54, which ensures a constant position of the cam coupling 54 in the lower part of the central shaft 53. The carrier of the second stage 60 is connected to the central gear of the third stage 61. The third stage carrier 62, has cams at the bottom that are constantly engaged with the cams of the large coupling half 56. The large coupling half 56 is rigidly connected to the output gear she is 52. Thus, the torque from the hydraulic motor shaft is transmitted through three stages 48, 49, 50 through a large coupling half 56 to the output gear 52.

Выходная шестерня 52 связана с кулачковым валом 55 через подвижное шлицевое соединение. Между водилом третьей ступени 62 и кулачковым валом 55 имеется упорный подшипник 63. При вертикальном перемещении вверх кулачкового вала 55 с ним перемещаются вверх упорный подшипник 63, водило второй 60 и третьей ступени 62 с центральными шестернями 58 и 61. При этом размыкается кулачковое соединение большой полумуфты 56 и водила третьей ступени 62, а кулачки кулачкового вала 55 и кулачковой полумуфты 54 входят в зацепление. При такой схеме кулачкового зацепления крутящий момент от первой ступени 48 передается по центральному валу 52 к кулачковой полумуфте 54, на кулачковый вал 55 и далее на выходную шестерню 52. Вторая 49 и третья 50 ступени при таком зацеплении в работе не участвуют.The output gear 52 is connected to the cam shaft 55 via a movable spline connection. There is a thrust bearing 63 between the carrier of the third stage 62 and the cam shaft 55. When the cam shaft 55 is vertically moved upward, the thrust bearing 63 moves with it, the carrier of the second 60 and the third stage 62 with central gears 58 and 61. The cam connection of the large coupling half opens 56 and drove the third stage 62, and the cams of the cam shaft 55 and the cam coupling half 54 are engaged. With this cam gear arrangement, the torque from the first stage 48 is transmitted along the central shaft 52 to the cam coupling half 54, to the cam shaft 55 and further to the output gear 52. The second 49 and third 50 gears do not participate in such gearing.

Таким образом, планетарная коробка передач 6, в зависимости от положения кулачкового вала 55, имеет два передаточных отношения на выходной шестерне 52 (фиг. 8).Thus, the planetary gearbox 6, depending on the position of the cam shaft 55, has two gear ratios on the output gear 52 (FIG. 8).

Ключ буровой для работы с трубными элементами работает следующим образом.The drill key for working with pipe elements works as follows.

Для подачи корпусов верхнего 33 и нижнего 21 трубозажимных устройств на ось скважины, шток гидроцилиндра 11 втягивается и перемещает опорные профили 13 за перемычку 16. При этом шестерни 15 передают усилие гидроцилиндра 11 на рейки 20, в результате чего корпуса нижнего и верхнего трубозажимных устройств перемещаются по роликам 14 опорных профилей 13. Подача прекращается, когда упор 30 касается муфты трубы.To supply the upper 33 and lower 21 pipe-clamping devices to the well axis, the hydraulic cylinder 11 is retracted and moves the supporting profiles 13 behind the jumper 16. In this case, the gears 15 transmit the force of the hydraulic cylinder 11 to the rails 20, as a result of which the lower and upper pipe-clamping devices move along the rollers 14 of the supporting profiles 13. The flow stops when the stop 30 touches the pipe coupling.

При необходимости, возможно вертикальное перемещение корпусов верхнего 33 и нижнего 21 трубозажимных устройств механизмом вертикального перемещения ключа бурового для работы с трубными элементами гидроцилиндром 9.If necessary, it is possible to vertically move the bodies of the upper 33 and lower 21 pipe-clamping devices by the vertical movement of the drill key for working with pipe elements with a hydraulic cylinder 9.

Также при необходимости возможен поворот каретки 3 для горизонтального перемещения корпусов верхнего и нижнего трубозажимных устройств 3 относительно подвижной колонны 2.Also, if necessary, rotation of the carriage 3 is possible for horizontal movement of the bodies of the upper and lower pipe clamping devices 3 relative to the movable column 2.

Для фиксации ключа бурового для работы с трубными элементами и центрирования корпусов нижнего 21 и верхнего 33 трубозажимных устройств с осью трубы происходит зажим трубы нижним трубозажимным устройством 4. Зажим трубы осуществляется в результате выдвижения штока гидроцилиндра 28, поворот рычагов 22 происходит на осях 23, которые через толкатели 25 выдвигают зажимы 27 в зев 31 к трубе. Центрирование происходит в результате того, что рычаги 22 связаны между собой зубчатыми сегментами 24, находящимися в зацеплении, и при повороте рычагов зажимы 27 выдвигаются с одинаковой скоростью.To fix the drill key for working with pipe elements and center the lower 21 and upper 33 pipe-clamping devices with the pipe axis, the pipe is clamped with the lower pipe-clamping device 4. The pipe is clamped as a result of the extension of the hydraulic cylinder rod 28, the levers 22 are rotated on the axes 23, which the pushers 25 extend the clamps 27 in the jaw 31 to the pipe. Centering occurs as a result of the fact that the levers 22 are interconnected by gear segments 24 which are engaged, and when the levers are turned, the clamps 27 extend at the same speed.

При выполнении свинчивания труб гидроцилиндр переключения передач (на чертеже не показан) перемещает кулачковый вал 55 вверх, кулачки которого входят в зацепление с кулачками кулачковой полумуфты 54, включая вторую передачу.When making up the pipes, the gear shift cylinder (not shown) moves the cam shaft 55 upward, the cams of which engage with the cams of the cam coupling half 54, including the second gear.

Гидромотор (на чертеже не показан) вращает центральное колесо первой ступени 57, водило которой, вращает центральный вал, по которому крутящий момент передается на кулачковую полумуфту 54, кулачковый вал 55 и далее на выходную шестерню 52.A hydraulic motor (not shown) rotates the central wheel of the first stage 57, the carrier of which rotates the central shaft, through which torque is transmitted to the cam coupling half 54, the cam shaft 55 and then to the output gear 52.

Роторное колесо 34 и корпус зажимов 38, где под воздействием тормоза 41 эксцентриковые зажимы 42 зажимают и вращают трубу в направлении свинчивания с большой скоростью. После начала вращения тормоз 41 прекращает работу. С увеличением сопротивления вращения трубы усилие зажима трубы эксцентриковыми зажимами возрастает. По достижении заданного крутящего момента на второй передаче вращение останавливается. Происходит автоматическое включение первой передачи для затяжки трубного соединения с высоким крутящим моментом. Для включения первой передачи шток гидроцилиндра переключения передач втягивается, при этом вторая 49 и третья 50 ступени перемещаются вниз под собственным весом, размыкая соединение кулачковой полумуфты 54 и кулачкового вала 55. При замыкании кулачкового соединения большой полумуфты 56 и водила третьей ступени 62 крутящий момент с вала гидромотора передается через три ступени 48, 49, 50 планетарной коробки передач 6 на роторное колесо 34 и корпус зажимов 38. Где под воздействием тормоза 41, эксцентриковые зажимы 42 зажимают и вращают трубу в направлении свинчивания с низкой скоростью и высоким крутящим моментом. Вращение прекращается автоматически при достижении заданного момента свинчивания. После операции свинчивания происходит совмещение зева корпуса зажимов 38 с корпусом верхнего трубозажимного устройства 33, эксцентриковые зажимы 42 поворачиваются в исходное положение. Происходит разжим трубы в нижнем трубозажимном устройстве 4 гидроцилиндром 28.The rotor wheel 34 and the housing of the clamps 38, where, under the influence of the brake 41, the eccentric clamps 42 clamp and rotate the pipe in the screwing direction at high speed. After the start of rotation, the brake 41 stops working. With increasing pipe rotation resistance, the clamping force of the pipe with eccentric clamps increases. Upon reaching the specified torque in the second gear, the rotation stops. The first gear is automatically engaged to tighten the pipe connection with high torque. To engage the first gear, the rod of the hydraulic shift cylinder is retracted, while the second 49 and third 50 steps move down under their own weight, disconnecting the cam half coupling 54 and the cam shaft 55. When the cam connection of the large half coupling 56 and the third stage carrier 62 is closed, the torque from the shaft the hydraulic motor is transmitted through three stages 48, 49, 50 of the planetary gearbox 6 to the rotor wheel 34 and the clamp housing 38. Where, under the influence of the brake 41, the eccentric clamps 42 clamp and rotate the pipe in the direction Low-speed, high-torque make-up. The rotation stops automatically when the set make-up moment is reached. After the screwing operation, the pharynx of the clamping housing 38 is aligned with the housing of the upper pipe-clamping device 33, the eccentric clamps 42 are rotated to their original position. There is an expansion of the pipe in the lower pipe clamping device 4 with a hydraulic cylinder 28.

Корпуса нижнего 21 и верхнего 33 трубозажимных устройств перемещаются в исходное положение гидроцилиндром 11, шток которого перемещает опорные профили 13 за перемычку 16, при этом шестерни 15, передают усилие гидроцилиндра 11 на рейки 20, в результате чего корпуса нижнего и верхнего трубозажимных устройств перемещаются по роликам 14 опорных профилей 13. Перемещение прекращается, когда гидроцилиндр сделает полный рабочий ход.The cases of the lower 21 and upper 33 of the pipe-clamping devices are moved to the initial position by the hydraulic cylinder 11, the rod of which moves the support profiles 13 behind the jumper 16, while the gears 15 transmit the force of the hydraulic cylinder 11 to the rails 20, as a result of which the bodies of the lower and upper pipe-clamping devices move along the rollers 14 support profiles 13. Moving stops when the hydraulic cylinder makes a full stroke.

Таким образом, заявленное техническое решение позволит:Thus, the claimed technical solution will allow:

- увеличить надежность ключа бурового для работы с трубными элементами за счет применения антифрикционной прокладки между опорной и подвижной колоннами с обеспечением возможности регулирования зазора между ними;- to increase the reliability of the drill key for working with pipe elements through the use of antifriction gaskets between the support and movable columns with the possibility of regulating the gap between them;

- улучшить условия эксплуатации ключа бурового для работы с трубными элементами путем уменьшения его габаритов за счет применения одного гидроцилиндра и за счет применения в конструкции каретки для горизонтального перемещения корпусов верхнего и нижнего трубозажимных устройств реечных зубчатых передач, где реечные передачи служат для удвоения длины хода указанного гидроцилиндра;- to improve the operating conditions of the drill key for working with pipe elements by reducing its dimensions due to the use of one hydraulic cylinder and due to the use in the construction of the carriage for horizontal movement of the upper and lower pipe clamping devices of rack and pinion gears, where rack and pinion gears serve to double the stroke length of the specified cylinder ;

- улучшить условия эксплуатации ключа бурового для работы с трубными элементами за счет отсутствия необходимости смены зажимов, в нижнем трубозажимном устройстве, при работе с разными типоразмерами труб;- improve the operating conditions of the drill key for working with pipe elements due to the absence of the need to change clamps in the lower pipe clamping device when working with different sizes of pipes;

- увеличить надежность, снизив нагрузку на механизмы ключа бурового для работы с трубными элементами, за счет применения зубчатых сегментов в приводе нижнего трубозажимного устройства, что позволяет при зажиме трубы совместить ось зева корпуса нижнего трубозажимного устройства с осью зажимаемой трубы, без возникновения реактивного момента на механизмы ключа;- increase reliability by reducing the load on the mechanisms of the drill key for working with pipe elements, due to the use of gear segments in the drive of the lower pipe-clamping device, which allows you to combine the axis of the pharynx of the lower pipe-clamping device with the axis of the clamped pipe when the pipe is clamped, without reactive moment on the mechanisms key;

- улучшить условия эксплуатации ключа бурового для работы с трубными элементами за счет применения эксцентриковых зажимов в верхнем трубозажимном устройстве, что обеспечивает более надежный захват за тело трубы в процессе выполнения операций свинчивания и развинчивания;- to improve the operating conditions of the drill key for working with pipe elements due to the use of eccentric clamps in the upper pipe clamping device, which provides a more reliable grip on the pipe body in the process of making and unscrewing operations;

- увеличить надежность за счет применения планетарной коробки передач с осевым кулачковым механизмом переключения передач;- increase reliability through the use of a planetary gearbox with an axial cam gear shift mechanism;

- увеличить надежность за счет герметичности планетарной коробки передач, что позволяет ему бесперебойно работать во внешних неблагоприятных условиях;- increase reliability due to the tightness of the planetary gearbox, which allows it to operate smoothly in adverse external conditions;

- улучшить условия эксплуатации ключа бурового для работы с трубными элементами за счет непрерывного контроля, ограничения и вывода на пульт управления фактического значения, крутящего момента, развиваемого верхним трубозажимным устройством;- to improve the operating conditions of the drill key for working with pipe elements due to continuous monitoring, limiting and outputting to the control panel the actual value, torque developed by the upper pipe-clamping device;

- повысить ремонтопригодность ключа бурового для работы с трубными элементами в целом за счет того, что верхнее и нижнее трубозажимные устройства выполнены в отдельных друг от друга корпусах, что позволяет проводить их поузловую замену.- to increase the maintainability of the drill key for working with pipe elements as a whole due to the fact that the upper and lower pipe clamping devices are made in separate from each other cases, which allows for their site-by-unit replacement.

Claims (3)

1. Ключ буровой для работы с трубными элементами, содержащий корпуса верхнего и нижнего трубозажимных устройств, механизм вертикального перемещения ключа бурового, каретку для горизонтального перемещения корпусов верхнего и нижнего трубозажимных устройств, нижнее трубозажимное устройство, верхнее трубозажимное устройство, планетарную коробку передач, отличающийся тем, что механизм вертикального перемещения ключа бурового содержит неподвижную опорную колонну и подвижную колонну, между которыми расположена антифрикционная прокладка, прижатая к опорной колонне регулируемыми прижимами, крепящимися на подвижной колонне, которая вместе с ними и антифрикционной прокладкой имеет возможность вертикального перемещения относительно опорной колонны при помощи гидроцилиндра или передачи винт-гайка с приводом от гидромотора, при этом в верхней части подвижной колонны закреплена каретка для горизонтального перемещения корпусов верхнего и нижнего трубозажимных устройств, с возможностью поворота в горизонтальной плоскости, при помощи ручного или механизированного привода, в которую устанавливается нижнее трубозажимное устройство, имеющее возможность горизонтально перемещаться гидроцилиндром, установленным в корпусе каретки и симметрично расположенным реечным передачам, где реечные передачи служат для удвоения длины хода указанного гидроцилиндра, при этом нижнее трубозажимное устройство содержит два универсальных зажима, которые имеют призматическую форму места захвата за трубу и не требуют замены при смене типоразмера трубы, зажимы приводятся в движение одним гидроцилиндром через рычаги, соединенные между собой зубчатыми сегментами, что позволяет центрировать зев корпусов верхнего и нижнего трубозажимных устройств относительно оси трубы, также при этом не создается реактивный момент на механизмы ключа бурового для работы с трубными элементами, верхнее трубозажимное устройство которого обеспечивает захват и вращение трубы эксцентриковыми зажимами с круглым профилем или с профилем логарифмической спирали места захвата за трубу, а приводом вращения служит планетарная коробка передач, которая выполнена в герметичном корпусе и содержит осевой кулачковый механизм переключения передач.1. Drilling key for working with pipe elements, comprising upper and lower pipe clamp devices, a vertical key for moving the drill key, a carriage for horizontal movement of the upper and lower pipe clamp devices, lower pipe clamp device, upper pipe clamp device, planetary gearbox, characterized in that the mechanism for the vertical movement of the drill key contains a stationary support column and a movable column, between which is located an antifriction gasket pressed to the support column by adjustable clamps mounted on the movable column, which together with them and the antifriction gasket can vertically move relative to the support column using a hydraulic cylinder or a screw-nut drive driven by a hydraulic motor, while a carriage is fixed in the upper part of the movable column horizontal movement of the upper and lower pipe-clamping devices, with the possibility of rotation in the horizontal plane, using a manual or mechanized drive into which a lower pipe-clamping device is installed, having the ability to be horizontally moved by a hydraulic cylinder mounted in the carriage body and symmetrically positioned rack-and-pinion gears, where rack-and-pinion gears serve to double the stroke length of said hydraulic cylinder, while the bottom pipe-clamping device contains two universal clamps that have a prismatic shape capture by the pipe and do not require replacement when changing the pipe size, the clamps are driven by one hydraulic cylinder through the levers, connected interconnected by gear segments, which makes it possible to center the throat of the upper and lower pipe-clamping device housings relative to the pipe axis, nor does this create a reactive moment on the drill key mechanisms for working with pipe elements, the upper pipe-clamping device of which ensures the pipe is gripped and rotated by eccentric clamps with round the profile or with the profile of the logarithmic spiral of the place of capture for the pipe, and the planetary gearbox, which is made in an airtight housing, serves as the rotation drive win axial cam gear selection. 2. Ключ буровой для работы с трубными элементами по п. 1, отличающийся тем, что крутящий момент, развиваемый верхним трубозажимным устройством при свинчивании и развинчивании трубных элементов, вычисляется микропроцессорным устройством из известных передаточных отношений планетарной коробки передач, зубчатой передачи верхнего трубозажимного устройства и значения крутящего момента на валу гидромотора привода планетарной коробки передач, который определяется при использовании значения разности динамического давления гидравлической жидкости.2. The drill key for working with pipe elements according to claim 1, characterized in that the torque developed by the upper pipe-clamping device when screwing and unscrewing the pipe elements is calculated by the microprocessor device from the known gear ratios of the planetary gearbox, the gear transmission of the upper pipe-clamping device and the value torque on the shaft of the planetary gearbox drive hydraulic motor, which is determined using the value of the dynamic pressure difference of the hydraulic Liquids. 3. Ключ буровой для работы с трубными элементами по п. 1, отличающийся тем, что крутящий момент, развиваемый верхним трубозажимным устройством при свинчивании и развинчивании трубных элементов, вычисляется микропроцессорным устройством из показаний тензометрического датчика, который контролирует реактивный момент, возникающий между корпусом верхнего трубозажимного устройства и корпусом планетарной коробки передач при затяжке трубного соединения, при условии обеспечения возможности взаимного поворота указанных корпусов.
Figure 00000001
3. A drill key for working with pipe elements according to claim 1, characterized in that the torque developed by the upper pipe-clamping device when screwing and unscrewing the pipe elements is calculated by the microprocessor device from the readings of the strain gauge, which controls the reactive moment that occurs between the upper pipe-clamp housing the device and the planetary gear housing when tightening the pipe connection, provided that it is possible to rotate the said housings.
Figure 00000001
RU2014107455/03U 2014-02-26 2014-02-26 DRILLING KEY FOR WORK WITH PIPE ELEMENTS RU143593U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014107455/03U RU143593U1 (en) 2014-02-26 2014-02-26 DRILLING KEY FOR WORK WITH PIPE ELEMENTS

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014107455/03U RU143593U1 (en) 2014-02-26 2014-02-26 DRILLING KEY FOR WORK WITH PIPE ELEMENTS

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU143593U1 true RU143593U1 (en) 2014-07-27

Family

ID=51264896

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014107455/03U RU143593U1 (en) 2014-02-26 2014-02-26 DRILLING KEY FOR WORK WITH PIPE ELEMENTS

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU143593U1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105135151B (en) A kind of crawler belt type pipeline robot adapted to active with adaptation function
CN105276334B (en) A kind of detecting robot of pipe
CN108188439A (en) A kind of equipment for oil pipe drilling
CN203245768U (en) Tube body synchronous clamping device
CN102328207A (en) Four-station numerical control horizontal boring-milling drilling machine
CN103223651A (en) Pipe body synchronous clamping device
CN106907563A (en) A kind of electromechanical equipment gear-box lubricating oil efficiently adds equipment
CN108098006B (en) A kind of oil production machine oil pipe continuous processing device
CN103527117A (en) 360-degree continuous rotation large-torque screwing and buckling machine
CN117686313B (en) Intensity detection device for petrochemical machinery pipeline
CN108057910A (en) A kind of adjustable intelligent Multi-shaft drilling device of flexible structure
CN205734696U (en) A kind of lock unit splined hub provision for disengagement
RU143593U1 (en) DRILLING KEY FOR WORK WITH PIPE ELEMENTS
CN103792147A (en) Hydraulic type universal material testing machine
CN207018797U (en) One kind is used for micro machine automatic oiling device
CN108057751A (en) Portable double hydraulic control channelling machine
CN104568594B (en) The full-automatic hydrostatic testing machine of tubing
CN203515391U (en) Large-torque makeup and breakout unit capable of rotating continuously by 360 degrees
CN205629467U (en) A gear drive for hydraulic pressure tapping machine
CN102489742B (en) Pressure pipeline tapping machine
CN109047533A (en) A kind of Pipe necking machine tubing positioning device
RU120693U1 (en) DRILL RIG UPPER DRIVE SWIVEL
CN207290822U (en) Injection molding machine all-in-one machine
CN102814363A (en) Simple steel plate rolling mechanism
CN202926258U (en) Sleeve moving and radial rotating roller spindle

Legal Events

Date Code Title Description
PD9K Change of name of utility model owner