RU2420387C1 - Bench for assembly and disassembly of downhole motors - Google Patents
Bench for assembly and disassembly of downhole motors Download PDFInfo
- Publication number
- RU2420387C1 RU2420387C1 RU2010111160/02A RU2010111160A RU2420387C1 RU 2420387 C1 RU2420387 C1 RU 2420387C1 RU 2010111160/02 A RU2010111160/02 A RU 2010111160/02A RU 2010111160 A RU2010111160 A RU 2010111160A RU 2420387 C1 RU2420387 C1 RU 2420387C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- chambers
- hollow shaft
- hydraulic cylinders
- stand
- faceplate
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Fluid-Pressure Circuits (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области машиностроения, в частности к оборудованию для сервисного обслуживания гидравлических забойных двигателей, а также других элементов бурильной колонны, используемых в скважинах-телесистем, бурильных и обсадных труб, ясов и др. Более конкретно изобретение относится к устройствам, предназначенным для свинчивания и развинчивания резьбовых соединений, требующих высоких значений крутящего момента.The invention relates to the field of engineering, in particular to equipment for servicing hydraulic downhole motors, as well as other elements of the drill string used in telesystems, drill and casing pipes, jars, etc. More specifically, the invention relates to devices designed for screwing loosening threaded joints requiring high torque values.
Известен стенд для сборки и разборки резьбовых соединений (см. кн.: В.А.Добкин, Г.М.Никитин, А.А.Утробин. Обслуживание и ремонт гидравлических забойных двигателей, М., Недра, 1983, с.83-85). Стенд содержит механизм создания крутящего момента с приводным устройством, включающим полый вал, закрепленную на его консольной части планшайбу с зажимными элементами, устройство задержки с планшайбой, закрепленной от проворота и содержащей аналогичные зажимные элементы. Зажимные элементы выполнены в виде трех эксцентрично установленных с возможностью проворота в планшайбах кулачков, наружная поверхность которых снабжена сухарями с насечкой. Перед началом свинчивания или развинчивания кулачки с сухарями вводятся в контакт с цилиндрической поверхностью обслуживаемых забойных двигателей. При вращении приводного устройства за счет трения сухарей с насечкой по поверхности двигателя кулачки зубьями сухарей внедряются в поверхность двигателя, за счет чего создается необходимое сцепление кулачка со свинчиваемыми деталями.A well-known stand for the assembly and disassembly of threaded joints (see book: V.A.Dobkin, G.M. Nikitin, A.A. Utrobin. Maintenance and repair of downhole hydraulic motors, M., Nedra, 1983, p. 83- 85). The stand contains a torque generating mechanism with a drive device including a hollow shaft mounted on its console part faceplate with clamping elements, a delay device with a faceplate secured from rotation and containing similar clamping elements. The clamping elements are made in the form of three cams eccentrically mounted with the possibility of rotation in the face plates, the outer surface of which is equipped with cracked crackers. Before making or unscrewing, cams with crackers are brought into contact with the cylindrical surface of the serviced downhole motors. When the drive device rotates due to friction of crackers with a notch along the surface of the engine, the cams with the teeth of the crackers are embedded in the surface of the engine, thereby creating the necessary coupling of the cam with screwed parts.
Недостатком известной конструкции является неконтролируемое усилие зажатия трех кулачков, так как сила трения в контакте зависит от многих факторов (острота или смятие зубьев насечки, загрязненность контактирующих поверхностей, величина эксцентриситета кулачков). Возникающие при этом радиальные усилия приводят к деформации корпусных изделий вплоть до потери ими цилиндрической формы, а проскальзывание кулачков приводит к фрезерованию корпуса зубьями сухарей. Все это приводит к ускоренному износу и выходу из строя дорогостоящих корпусных деталей забойных двигателей.A disadvantage of the known design is the uncontrolled clamping force of three cams, since the friction force in the contact depends on many factors (sharpness or crushing of the teeth of the notch, contamination of the contacting surfaces, the value of the eccentricity of the cams). The radial forces arising in this case lead to the deformation of the hull products until they lose their cylindrical shape, and the cams slip leads to the milling of the body by the teeth of crackers. All this leads to accelerated wear and failure of expensive hull parts of downhole motors.
Известен стенд для свинчивания и развинчивания резьбовых соединений гидравлических забойных двигателей по патенту RU 2236535 (опубл. 20.09.2004), который включает механизм создания крутящего момента с приводным устройством и задержку с планшайбами, причем устройство задержки выполнено так, что стенд позволяет осуществлять разборку и сборку двигателей, имеющих перекос осей.A known stand for screwing and unscrewing threaded joints of hydraulic downhole motors according to patent RU 2236535 (publ. September 20, 2004), which includes a mechanism for creating torque with a drive device and a delay with faceplates, and the delay device is designed so that the stand allows disassembly and assembly engines with skew axles.
Однако существенным недостатком этого стенда остается также зажим деталей эксцентриковыми кулачками, разрушающими свинчиваемые или развинчиваемые детали.However, a significant drawback of this stand is also the clamping of parts by eccentric cams, destroying screwed or unscrewed parts.
От указанных недостатков свободен стенд для сборки и разборки резьбовых соединений забойных двигателей Torquemaster, выпускаемый американской фирмой National Oil Well Varco, информация о котором опубликована в каталоге «Composite Catalog» (опубл. 2000 г., стр.111-113), а также информация о стенде размещена на сайте фирмы National Oil Well (www.nov.com/Downhole/ServiceJEquipment/Make-UpJBreak-OutEquipment/TORQUEMASTER Mashine.aspx)The stand for assembling and disassembling threaded joints of Torquemaster downhole motors manufactured by the American company National Oil Well Varco, information about which is published in the Composite Catalog (publ. 2000, pp. 111-113), as well as information about the stand is available on the website of National Oil Well (www.nov.com/Downhole/ServiceJEquipment/Make-UpJBreak-OutEquipment/TORQUEMASTER Mashine.aspx)
Стенд для сборки и разборки резьбовых соединений забойных двигателей содержит механизм создания крутящего момента, включающий приводное устройство, с полым валом, планшайбу с радиально установленными на ней зажимными гидроцилиндрами, каждый из которых содержит камеры высокого и низкого давления, а также устройство задержки и гидравлическую систему, включающую маслонасосный агрегат, реверсивные распределители потока и делитель расхода.A stand for assembling and disassembling threaded joints of downhole motors contains a torque generating mechanism including a drive device with a hollow shaft, a faceplate with clamping hydraulic cylinders radially mounted on it, each of which contains a high and low pressure chamber, as well as a delay device and a hydraulic system, including an oil pump unit, reversible flow distributors and a flow divider.
Основным недостатком известной конструкции стенда является низкая производительность при закреплении и раскреплении резьб забойных двигателей.The main disadvantage of the known design of the stand is low productivity when fixing and unfastening the threads of downhole motors.
Другим недостатком известной конструкции является необходимость постоянной работы насоса и его двигателя на протяжении всего процесса свинчивания или развинчивания, что приводит к перерасходу электроэнергии и ускоренному износу насоса и двигателя.Another disadvantage of the known design is the need for continuous operation of the pump and its engine throughout the entire make-up or unscrewing process, which leads to an excessive consumption of electricity and accelerated wear of the pump and motor.
Предлагаемым изобретением решается задача повышения производительности стенда для сборки и разборки резьбовых соединений забойных двигателей, а также увеличения долговечности и надежности работы стенда и снижения расхода электроэнергии.The present invention solves the problem of increasing the productivity of the stand for the assembly and disassembly of threaded joints of downhole motors, as well as increasing the durability and reliability of the stand and reducing energy consumption.
Для достижения указанного технического результата в стенде для сборки и разборки резьбовых соединений забойных двигателей, содержащем механизм создания крутящего момента, включающий приводное устройство, с полым валом, планшайбу с радиально установленными на ней зажимными гидроцилиндрами, каждый из которых содержит камеры высокого и низкого давления, а также устройство задержки и гидравлическую систему, включающую маслонаносный агрегат, реверсивные распределители потока и делитель расхода, на полом валу приводного устройства установлена неподвижная втулка, на внутренней поверхности которой выполнены две кольцевые камеры, соединенные с одним реверсивным распределителем потока, в стенке полого вала выполнены каналы, связывающие одну из кольцевых камер с камерами высокого давления всех гидроцилиндров, а другую кольцевую камеру - с камерами низкого давления этих гидроцилиндров, причем делитель расхода установлен на вращающейся планшайбе механизма создания крутящего момента. Стенд может быть снабжен гидропневмоаккумуляторами.To achieve the indicated technical result, in a stand for assembling and disassembling threaded joints of downhole motors containing a torque generating mechanism including a drive device with a hollow shaft, a face plate with clamping hydraulic cylinders radially mounted on it, each of which contains high and low pressure chambers, and also a delay device and a hydraulic system including an oil-bearing unit, reversible flow distributors and a flow divider, are installed on the hollow shaft of the drive unit A fixed sleeve is introduced, on the inner surface of which there are two annular chambers connected to one reversible flow distributor, channels connecting one of the annular chambers with high-pressure chambers of all hydraulic cylinders and the other annular chamber with low-pressure chambers of these hydraulic cylinders are made in the wall of the hollow shaft moreover, the flow divider is mounted on a rotating faceplate of the torque generating mechanism. The stand can be equipped with hydropneumatic accumulators.
Отличительными признаками предлагаемого стенда от указанной выше известной, наиболее близкой к ней, является то, что на полом валу приводного устройства установлена неподвижная втулка, на внутренней поверхности которой выполнены две кольцевые камеры, соединенные с одним реверсивным распределителем потока, в стенке полого вала выполнены каналы, связывающие одну из кольцевых камер с камерами высокого давления всех гидроцилиндров, а другую кольцевую камеру - с камерами низкого давления этих гидроцилиндров, причем делитель расхода установлен на вращающейся планшайбе механизма создания крутящего момента. Стенд может быть снабжен гидропневмоаккумуляторами. Благодаря наличию этих признаков стенд предлагаемой конструкции позволяет производить сборку и разборку резьбовых соединений качественно, быстро и дешево.Distinctive features of the proposed stand from the above known, closest to it, is that a fixed sleeve is installed on the hollow shaft of the drive device, on the inner surface of which there are two annular chambers connected to one reversible flow distributor, channels are made in the wall of the hollow shaft, connecting one of the annular chambers with high-pressure chambers of all hydraulic cylinders, and the other annular chamber - with low-pressure chambers of these hydraulic cylinders, and the flow divider is set connected to the rotating faceplate of the torque mechanism. The stand can be equipped with hydropneumatic accumulators. Due to the presence of these features, the stand of the proposed design allows the assembly and disassembly of threaded joints in a quality, quick and cheap manner.
Предлагаемая конструкция стенда иллюстрируется чертежами, приведенными на фиг.1-4.The proposed design of the stand is illustrated by the drawings shown in figures 1-4.
На фиг.1 показан общий вид стенда,Figure 1 shows a General view of the stand,
на фиг.2 - продольный разрез механизма создания крутящего момента с планшайбой,figure 2 is a longitudinal section of a mechanism for creating torque with a faceplate,
на фиг.3 - вид по стрелке А на механизм создания крутящего момента с планшайбой,figure 3 is a view along arrow A of the mechanism for creating torque with a faceplate,
на фиг.4 - гидравлическая схема стенда.figure 4 is a hydraulic diagram of the stand.
Стенд для сборки и разборки резьбовых соединений забойных двигателей (фиг.1) включает механизм создания крутящего момента I, устройство задержки II и гидравлическую систему III, смонтированные на общей раме 1, представляющей собой жесткую сварную конструкцию.A stand for assembling and disassembling threaded joints of downhole motors (Fig. 1) includes a torque generating mechanism I, a delay device II, and a hydraulic system III mounted on a common frame 1, which is a rigid welded structure.
Механизм создания крутящего момента 1 (фиг.2) включает электродвигатель 2, редуктор J с понижающей передачей, полый вал 4, установленный на двух радиальных подшипниках 5. На консольной части полого вала 4 закреплена планшайба 6 с радиально установленными на ней зажимными гидроцилиндрами 7, каждый из которых содержит камеру высокого давления 8, расположенную на периферии планшайбы 6, камеру низкого давления 9, расположенную на другой стороне гидроцилиндра 7. Указанные камеры разделены поршнем 10 с уплотнением 11. Шток 12 поршня 10 (фиг.3) направлен к центральной оси планшайбы 6 и полого вала 4, на конце штока 12 закреплен сухарь 13, изготовленный с высокой твердостью и имеющий насечку для улучшения сцепления с изделиями, подвергающимися свинчиванию или развинчиванию. Количество гидроцилиндров 7 на планшайбе 6 обычно равно четырем или шести, но могут быть и другие варианты.The torque generating mechanism 1 (FIG. 2) includes an electric motor 2, a gearbox J with a reduction gear, a
На консольной части вала 4 (фиг.2) смонтирована с минимальными зазорами толстостенная втулка 14, зафиксированная от вращения с помощью стойки 15. На внутренней поверхности втулки 14 выполнены две кольцевые канавки 16, каждая из которых герметизирована с помощью кольцевых уплотнений 17. В стенке полого вала 4 выполнены каналы 18 и 19 для соединения кольцевых канавок 16 с камерами высокого давления 8 и низкого давления 9 гидроцилиндров 7. На планшайбе 6 смонтирован также делитель расхода 20, предназначенный для выравнивания скорости подачи жидкости в гидроцилиндры 7 с целью обеспечения синхронного схождения штоков 12. Делители 20 могут иметь различное исполнение, например на базе регулируемых дросселей, устанавливаемых на каждом гидроцилиндре, или на базе одинаковых объемных гидронасосов, валы которых вращаются синхронно. На фигурах условно показан последний вариант делителя.On the cantilever part of the shaft 4 (FIG. 2), a thick-
Устройство задержки II (фиг.1) представляет собой жесткую раму 21, снабженную колесами 22 для перемещения вдоль рамы 1, а также приводом для перемещения и предохранительными устройствами от опрокидывания при больших крутящих моментах (привод и предохранительные устройства на чертежах не показаны). На раме 21 устройства задержки II смонтирована соосно с планшайбой 6 (фиг.1) планшайба 23, идентичная по конструкции планшайбе 6, но зафиксированная от проворота. Планшайба 23 также снабжена делителем расхода 24.Delay device II (FIG. 1) is a rigid frame 21 provided with wheels 22 for moving along frame 1, as well as a drive for moving and safety devices against tipping over at high torques (the drive and safety devices are not shown in the drawings). On the frame 21 of the delay device II is mounted coaxially with the faceplate 6 (Fig.1) faceplate 23, identical in design to the
Для привода в действие гидроцилиндров планшайб стенд снабжен гидравлической системой III, которая включает маслонасосный агрегат, состоящий из электродвигателя 25, установленного на маслобаке 26 и приводящего в действие маслонасос 27, который подает масло под давлением на гидрораспределители 28 и 29. Соединение гидрораспределителей 28 и 29 с гидроцилиндрами представлено на гидросхеме (фиг.4). В схему встроены также гидропневмоаккумуляторы 30 и 31, связанные с регулируемыми обратными клапанами 32 и 33 соответственно.To drive the hydraulic cylinders of the faceplates, the stand is equipped with a hydraulic system III, which includes an oil pump unit consisting of an electric motor 25 mounted on the oil tank 26 and driving the
Работа стенда осуществляется следующим образом. При необходимости осуществить свинчивание по резьбе двух деталей одна из них вводится в планшайбу 6 механизма создания крутящего момента L. Включается электродвигатель 25, приводящий в действие маслонасос 27 маслонасосного агрегата. Масло подается маслонасосом 27 из маслобака 26 через реверсивный гидрораспределитель 29 по маслопроводам во втулку 4, откуда через каналы 18 и делитель расхода 20 направляется равными долями в камеры высокого давления 8 гидроцилиндров 7 вращающейся планшайбы 6. Благодаря равномерному распределению потока между цилиндрами их поршни 10 синхронно перемещаются к оси стенда, при этом штоки 12 с сухарями 13 зажимают свинчиваемую деталь соосно с планшайбой 6. Давление, необходимое для создания достаточного усилия зажатия детали, устанавливается с помощью маслонасосного агрегата (управляющая гидроаппаратура на гидросхеме не показана). При повышении давления в камерах высокого давления 8 гидроцилиндров 7 заряжается и гидропневмоаккумулятор 30, предварительно заправленный газообразным азотом, но окончании подачи масла гидрораспределитель zy переключается в нейтральное положение, регулируемый обратный клапан 32 закрыт и давление в гидроцилиндрах 7 вращающейся планшайбы 6 сохраняется.The work of the stand is as follows. If necessary, make screwing on the thread of two parts, one of them is inserted into the
Вторая свинчиваемая деталь аналогично устанавливается в планшайбе 23 устройства задержки II, при этом масло через гидрораспределитель 28 направляется по соответствующим маслопроводам через делитель 24 в напорные камеры гидроцилиндров планшайбы 23 устройства задержки II. При этом заряжается гидропневмоаккумулятор 31, гидрораспределитель 28 переводится в нейтральное положение, маслонасос 27 отключается. Путем перемещения устройства задержки II к устройству создания крутящего момента резьбовые концы соединяемых деталей стыкуются.The second screw-in part is likewise installed in the faceplate 23 of the delay device II, while the oil is directed through the
Электродвигатель 2 через редуктор 3 приводит во вращение полый вал 4 и смонтированную на нем планшайбу 6 с зажатой в ней деталью, а вторая деталь, зажатая в планшайбе 23 устройства задержки II при перемещении последней к планшайбе 6 свинчивается с первой деталью. Процесс свинчивания осуществляется до тех пор, пока момент свинчивания не достигнет величины, требуемой для данного типа резьбы. Аппаратура, с помощью которой осуществляются контроль крутящего момента и отключение двигателя 2 при достижении необходимого момента, общеизвестна и потому в данном описании не рассматривается.The electric motor 2 through the gearbox 3 drives the
При необходимости разъединить детали по резьбе дается обратное вращение двигателя с помощью электрического переключателя на пульте 34 (фиг.1) (переключатель не показан), создается необходимый крутящий момент, направленный на развинчивание. Свинчивание и развинчивание деталей в отличие от прототипа производятся при одноразовом захвате деталей штоками гидроцилиндров задержки и планшайбы 6.If it is necessary to disconnect the parts by thread, the engine is rotated back using the electric switch on the remote control 34 (Fig. 1) (the switch is not shown), the necessary torque is created, which is aimed at unscrewing. Screwing and unscrewing of parts, in contrast to the prototype, is carried out with a one-time capture of parts by the rods of the delay hydraulic cylinders and
Для освобождения деталей гидрораспределители 28 и 29 переключаются в положение, когда масло от маслонасоса 27 подается в камеры низкого давления 9 гидроцилиндров 7, при этом открываются обратные регулируемые клапаны 32 и 33 и масло из камер высокого давления 8 гидроцилиндров 7 через делители расхода 20 и 24, обратные клапаны 32 и 33, гидрораспределители 28 и 29 подается на слив.To release parts, the
Таким образом, благодаря внесенным согласно изобретению усовершенствованиям создан стенд для сборки и разборки резьбовых соединений, позволяющий повысить производительность труда и удобство в работе обслуживающего персонала стенда, повысить надежность и долговечность оборудования, обслуживаемого на стенде, а также снизить расход электроэнергии благодаря возможности отключения двигателя маслонасоса при свинчивании и развинчивании резьб ГЗД. Стенд согласно предлагаемому изобретению разработан, изготовлен и запущен в работу в ЗАО «Гидробур-сервис».Thus, thanks to the improvements made according to the invention, a stand has been created for assembling and disassembling threaded joints, which allows to increase the productivity and convenience of the stand staff, increase the reliability and durability of the equipment serviced at the stand, and also reduce energy consumption due to the possibility of turning off the oil pump engine when make-up and unscrewing of the GZD threads. The stand according to the invention is designed, manufactured and put into operation at ZAO Gidrobur-service.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010111160/02A RU2420387C1 (en) | 2010-03-23 | 2010-03-23 | Bench for assembly and disassembly of downhole motors |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010111160/02A RU2420387C1 (en) | 2010-03-23 | 2010-03-23 | Bench for assembly and disassembly of downhole motors |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2420387C1 true RU2420387C1 (en) | 2011-06-10 |
Family
ID=44736617
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2010111160/02A RU2420387C1 (en) | 2010-03-23 | 2010-03-23 | Bench for assembly and disassembly of downhole motors |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2420387C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106312530A (en) * | 2016-09-29 | 2017-01-11 | 苏州混凝土水泥制品研究院有限公司 | Pre-stressed overall-release form stripping machine and form stripping method |
-
2010
- 2010-03-23 RU RU2010111160/02A patent/RU2420387C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106312530A (en) * | 2016-09-29 | 2017-01-11 | 苏州混凝土水泥制品研究院有限公司 | Pre-stressed overall-release form stripping machine and form stripping method |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20170204852A1 (en) | Segmented fluid end | |
CN107850110A (en) | For improving the connecting rod and cross head assembly of reciprocating pump performance | |
CN105179227A (en) | Eccentric screw pump | |
CA2772741A1 (en) | Pump body | |
RU2420387C1 (en) | Bench for assembly and disassembly of downhole motors | |
RU96052U1 (en) | STAND FOR ASSEMBLY AND DISASSEMBLY OF THREADED CONNECTIONS OF BOTTOM MOTORS | |
CN203604682U (en) | Electro-hydraulic large torque pore plate throttling valve | |
CN103527117A (en) | 360-degree continuous rotation large-torque screwing and buckling machine | |
CN111156327A (en) | Pneumatic hydraulic bellows ring group type wear-resisting ball valve | |
CN104295436B (en) | A kind of plunger hydraulic energy recycle device | |
RU2346802C2 (en) | Downhole hydraulic motor assembly/disassembly rod tiller | |
CN105003733A (en) | Hydraulic actuator for butterfly valve | |
WO2011105934A1 (en) | Synchronization method, stand for threaded connections, and divider (variants) | |
CN103174888A (en) | Undetachable tube connector and method of preventing detachment of tube connector | |
CN113323863B (en) | Fast-assembling combined piston rod of drilling pump | |
RU2392103C1 (en) | Facility for screwing and unscrewing pump rods | |
CN102691655A (en) | Shaft rotation double-stator cam rotor multi-output pump | |
CN203822538U (en) | Quantitative double-oblique-disc large-torque axial plunger motor | |
JP2017535717A (en) | Media transport equipment | |
CN203228177U (en) | Special tool for installing belt wheel | |
RU2497027C1 (en) | Hydraulic drive of discrete angular displacement | |
EP2715132B1 (en) | Cylinder block for hydraulic pump in renewable power generating apparatus | |
CA2992209C (en) | Torque absorber for absorbing a torque and an apparatus comprising such a torque absorber | |
US2374592A (en) | Hydraulic pump or motor | |
CN204386467U (en) | Power Counterboring apparatus |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150324 |