SU635858A3 - Установка дл наружной опрессовки труб - Google Patents

Description

Изобретение касаетс  обработки труб без сн ти  стружки.

Известна установка дл  наружной опрессовки труб, содержаща  разъемный цилиндрический корпус, выполненный из отдельных секций, соединенных посредством запирающего устройства, средства уплотнени  и средства подачи жидкости в полость контрол , образованную закрытым корпусом .

Однако эта установка не предназначена дл  работы при высоком давлении рабочей жидкости.

Целью изобретени   вл етс  повышение надежности и безопасности работы.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что средства уплотнени  выполнены в виде размещенных на торцах корпуса сегментных резиновых уплотнений и установленных в разъемах корпуса резиновых продольных прокладок, перекрывающих сег.ментные уплотнени  и имеющих утолщение с встроенным в него недеформируемым вкладышем.

Установка снабжена силовыми устройствами дл  предварительного и окончательного закрывани  корпуса и крюковыми захватами с приводами.

Кромке того, установка .снабж-ена пластинами с отверсти ми, а корпус выполнен с

ребрами жесткости, в которых имеютс  отверсти , при этом запирающее устройство изготовлено в виде стерл н , установленного в отверсти х пластин и ребер, и снабжено приводом дл  перемещени  стержн  вдоль оси трубы.

На фиг. 1 показана предлагаема  установка в закрытом положении, общий вид; на фиг. 2 - то же, вид сверху; на фиг. 3 - взаимодействие запорных пальцев, крюков и прокладок; на фиг. 4 - сечение А-А на ф.иг. 2; на фиг. 5 - положение деталей после отведени  крюков от заиор.ных Пальцев; на фиг. 6 - положение деталей при полноМ открытии предлагаемой установки;на фиг. 7- сечение Б-Б на фиг. 1; на фиг. 8 - упор и подкладка дл  запорной щеки; на фиг. 9 - сечение В-В на фиг. 1; На фиг. 10 - сечеине Г-Г на фиг. 9; на фиг. 11 - сечение Д-Д на фиг. 10; на фиг. 12 - сечение Е-Е на фиг. 10; на фиг. 13 - сечение Ж-Ж на фиг. 10; на фиг. 14 - уплотнительные в свободном (несжатом) состо нии; на фиг. 15 - в увеличенном масштабе узел I на фиг. 13; на фиг. 16 - кольцевой уплотнительный сегмент; на фиг. 17 - сечение И-Я на фиг. 14; на фиг. 18 - верхн   часть устройства, наход щегос  в открытом положении (без запорного ци.. линдра); на фиг. 19 - выступы кольцевого

уплотнительного сегмента; на фиг. 20 - устройство, преп тствующее продольному выдавливанию резины кольцевых уплотиктельных сегментов, в вертикальном разрезе; на фиг. 21 - уплотнительный узел; иа фиг. 22 - узел I на фиг. 13 (в момент закрыти ).

Установка содержит разъемный цилиндрический корпус, выполненный из двух полуцилиндрических секций / и 2, верхние и нижние концы которых имеют утолщени  с кольцевыми проточками 3 и 4. Корпус имеет упрочн ющие элементы, выполненные в виде приваренных к секци м 1 и 2 симметричных ребер, 5 и 5, а также в виде пластин, надетых на стерл нн, проход щие через отверсти  в ребрах. Часть параллельных ребер 5 приварена снаружи к секции / корпуса на равных рассто ни х друг от друга (nepe/i сваркой ребра вставить в кольцевые канавки , сделанные на наружной поверхности корпуса). Часть параллельных ребер 6 приварена к секции 2 корпуса, причем ребра 6 расположены зеркально противопоположно ребрам 5. Через концы ребер 5 и 5 проход т четыре стержн  7-10, из которых стержни 7-9 посто нно креп тс  к ребрам с помощью гаек 11-13 (фиг. 2). Стержень 10 образует запорный элемент, который перемещаетс  с помощью специального цилиндра .

Стержни 7 и 8, расположенные в задней части корпуса соелТ,ииены друг с дрзгом пластинчатыми петл ми 14 (фиг. 7-9 и фиг. 19). Стержни 9 и 10, расположенные в передней части Kopnjca, соединены друг с другом запорными шарнирно-поворотными щеками 15. Петли 14 и запорные щеки /5.имеют форму толстых пластин, полностью заполн ющих промеж утки между соседними ребрами 5 и 5, в результате чего все стержни 7-10 работают на чистый срез, а не на изгиб.

Описанный упрочн ющий каркас корпуса симметричен относительно двух взаимно перпендикул рных плоскостей PI и PZ, проход щих 4iep«3 продольную ось устройства (фиг. 9). При такой симметрии два ребра 5 1 6 оказываютс  расположенными друг против друга и лежат в одной и той же плоскости, перпендикул рной к оси устройства . Точно так же и лластины 14   15 располагаютс  строго друг против друга и лежат в одной и той же плоскости, перпендикул рной к оси устройства.

Термин «симметричный характеризует пе только рассмотренную выще конструк 1ию ic ребрами и пластинам.и одинаковой формы, но и конструкцию, в которой ребра ч пластины имеют неодинаковую форму. Так, например, если запорную щеку 15 (фиг. 9) сделать в два раза шире, а размеры петли 14 не измен ть, то и в этом случае корпус останетс  «симметричным. относительно плоскости PZ.

Корпус описанной конструкции вместе с упрочн ющими элементами крепитс  к корпусу 16 с клапанами (фиг. 1) и подвешиваетс  соответствующими устройствами (не показаны) к буровой выщке нефтеносной скважины. Верхн   и нижн   стенки корпуса 16 с клапанами выступают вперед и соедин ютс  болтами с верхним и нижним ребрами 6.

Дл  того, чтобы корпус, состо щий из двух секций / и 2 и соответствующих деталей , мог образовать герметичную полость (полость контрол  17) вокруг контролируемого на герметичность участка трубы, ои снабжен уилотнительными элементами. Установка иредназначена дл  образовани  кольцевой полости контрол  17 (фиг. 10) вокруг участка трубы, образованной двум  трубами 18 и 19, соединенными друг с другом резьбовой муфтой 20. Такой трубой может быть бурова  труба, корнусна  труба и т. и.

Уплотнительные элементы обычно изготовл ютс  из резииы и имеют выступающие участки, которые при закрытии корпуса сжимаютс . Поэто.му закрытие корпуса требует значительных усилий.

Устройство дл  закрыти  корпуса и поджати  уплотнени  выполнено в виде двух крюков 21, один из которых расположен в верхней части корпуса, а другой - в нижней части. Каждый крюк 21 соединен щарнирио коротким пальцем 22 с рычагом 23 (фиг. 1), один .ко«ец которого шаранрНО закреплен на стержне 9 дл  занор ой щеки 15 (фиг. 14). Другой конец рычага 23 соединен щарнирио пальцем 24 с цилиндром 25, который в свою очередь шарнирно крепитс  к верхней (или нижней) стенке корпуса 16 с клапанами.

В средней части крюка 21 сделан вырез 26 (фиг. 5), позвол ющий иметь зазор между крюком и гайкой 13, навернутой на стержень 9. В результате этого крюки 21 поворачиваютс  не вокруг стержн  9, а вокруг пальцев 22, закрепленных на рычагах 23.

Крюки и рычаги 23 образуют рычажную систему, котора  ири срабатывании цилиндров 25 (вт гивании щтока внутрь цилиндра) обеспечивает опускание крюков (фиг. 2). при этом захватывают фиксирующие и запорные пальцы 27 (фиг. 2 и фиг. 18), расположенные в прорез х блоков 28, установленных с помощью болтов 29 к 30 на верхнем и нижнем ребрах 5.

В П|ротивополож:ность из-вестным устройствам , рычажна  система в которых выполнена таким образом, что крюковые захваты поворачиваютс  вокруг своих центров , в данной конструкции рычажной системы , образованной крюками 21 и рычаraAiH 23, крюки новорачиваютс  не вокруг своего центра. Когда корпус установки нолиостью закрыт (фиг. 2), пр ма  лини , проход ща  через ось запорного пальца 27 и ось пальца 12, располагаетс  за осью стержн  5 и не проходит через секции / и 2 корпуса . Така  конструкци  обладает существенным преимуществом, так как в этом случае поломка стержн  10, удерживающего каркас корпуса в закрытом положении, не приводит к поломке крюковых захватов 21. При аварийном (преждевременном) увеличении давлени  в полости контрол  /7 произойдет открытие корпуса за счет выхода пальцев 27 из крюков 21. При открытии корпуса и раскрытии его уплотнений давление в полости контрол  17 упадет прежде, чем произойдет поломка крюков. Если крюки будут закреплены шарнирно пе на конце, а в центре, т. е. на оси стерЖНЯ Я то При поломке запорного стержн  10 корпус установки не раскроетс  прежде , чем не произойдет поломки крюков. Пальцы 27 расположены р дом с запорным стержнем 10, что способствует взаимодействию этих элементов. Когда крюки 21 не упираютс  в соответствующие пальцы 27, их можно отвести от пальцев 27 (фиг. 5 и 6) с помощью цилиндра 31 (фиг. 1 и 7), который одним концом щарнирно крепитс  к кронштейну 32, приваренному к трубе 33, котора  в свою очередь приварена к нижней стороне верхнего рычага 23. Другой конец цилиндра 31 (его щток) соединен с кривошипом 34, который через втулку 35 шарнирно установлен на пальце 24. К верхнему и нижнему концам втулки 35 приварены дополнительные кривощипы 36, которые щарнирно соединены через звень  37 с центральными внешними участками крюков 21. Дл  перемещени  запорных щек 15 в открытое положение (фиг. 6), позвол ющее свободно ввести трубы 18 и 19 (фиг. 10) внутрь полости контрол  17, используетс  дополнительный цилиндр 38 (фиг. 9). Один конец цилиндра 38 щарнирно соединен с кронштейном 39, который болтами крепитс  к одному из ребер 6. Другой конец цилиндра 38 соединен с кривощипом 40, нодетым на одну из запорных щек 15, котора  соединена со всеми остальными щеками вертикальной соединительной планкой 41 и винтами, в результате чего все щеки 15 образуют жесткий узел, положение которого закрытом корпус определ етс  специальным упором. После освобождени  крюков .корпус предлагаемой установки можно открыть (фиг. 6) с помощью цилиндров 42 (показан только один). Один конец цилиндра щарнирно соединен со стержнем 43, располол енным между верхней и нижней стенками корпуса 16. Другой конец цилиндра 42 щарнирно соединен пальцем 44 с крон тейном 45, который болтами закреплен на оответств}1ощем ребре 5. Устаиовка работает следующим обраом . Вначале испытываемые трубы 18 и /.9 вод тс  сбоку внутрь полностью раскрыого корпуса установки (фиг. 6), после чео включаетс  цилиндр 42, закрывающим орпус. Зате.м цилиндр 38 поворачивает заорные щеки 15 в закрытое положение (фиг. 5), цилиндр 31 перемещает крюки к фиксирующим и запорным пальцам 27, а включение цилиндров 25 обеспечивает захват крюками пальцев 27 и полное смыкание обеих половпн корпуса, сопровождающеес  соответствующим поджатием его уплотпений . После этого опускаетс  запорный стержень 10, который исключает возможность открыти  корпуса под действием сил, обусловленных созданием сравнительно высокого давлени  в кольцевой полости контрол  17. Все детали корпуса должны находитьс  в строго определенном положении дл  того, чтобы запорный стерлсень 10 можно оыло легко поставить на место, что обеспечиваетс  с помощью соответствующих устройств. После закрыти  корпуса и образовани  герметичной полости контрол  17 (фиг. 10) в эту иолость от источника 46 высокого давлени  (фиг. 13) закачиваетс  соответствующа  текуча  среда (вода). Источник 46 давлени  соединен трубой 47 с отверстием 48, просверленным в стенке секции 2 корпуса. Поскольку полость контрол  17 образована не резиной, а металлом, соединение и уплотнение трубы 47 с корпусом установки выполн етс , например, с помощью штуцера, ввернутого в отверстие 48 корпуса. После того, как давление в полости контрол  17 достигает предельной вгл.ичипы, подача жидкости в полость прекращаетс . и после этого провер етс , падает или нет давление в полости 17. Отсутствие падени  давлени  в полости контрол  17 означает отсутствие утечек в трубах 18 и 19. Давленое в полости контрол  17 контролируетс  манометром 4.9 (фиг. 1). Запорный стержень 10 соединен с порщнем 50 (фиг. I), перемещающимс  в цилиндре 51, имеющем на нижнем конце крепежный фланец 52. Последний крепптс  к плите 53, котора  в свою очередь крепитс  болтами 29 и 30 к верхнему 5 (фиг. 4). При этом стержень 10 входит в отверстие верхнего ребра 5. Цилиндр 51 выполнен достаточно длинным и, когда поршень 50 находптс  в крайнем верхнем положении, нижний конец стержн  10 располагаетс  над верхней щекой 15 (фиг. 4), что позвол ет с помощью цилиндра 38 отвернуть все щеки 15 наружу вокруг оси стержн  9 (фиг. 6).

Так же и все остальные цилиддры 25, 31, 38 и 42 цилиндр 51 соединен с соответствующими гидравлическими (или воздушными) магистрал ми с клапанами, расположенными внутри корнуса 16. Все эти цилиндры двойного действи , что иозвол ет путем переключени  соответствующих клапанов (ие показаны) перемещать их поршни в том или ином направлении.

На нилсием конце запорного стержн  10 сдеЛаиа фаска 54 (фиг. 4). Это ле исключает необходимости в точном совмещении отверстий в Щ&ках 15 и ребрах 5, что должно быть сделано во избежание заклинивани  стержн  10 перед включением цилиндра 51 и опусканием порщн  50 и стержн  10 в закрытое положение, показанное на фиг. 1 пунктирными лини ми. Помимо фаски, котора  способствует попаданию стержн  10 в отверстие щек и ребер, целесообразно диаметр стержн  сделать несколько меньшим (пор дка на 0,02-0,5 мм} диаметра этих отверстий.

В ребрах 5 выполнены отверсти  55, а в щеках 15 - отверсти  56,  ричем и те и другие отверсти  имеют общую ось (фиг. 4 и ф,иг. 18). Дл  совмещеНИ  отверстий 55 л

56друг с другом и осью стержн  10 имеетс  три устройства. Первое из устройств образовано крюком 21 с соответствующим резиновым зплотнением. Как показано на ф.иг. 3, на выступающей части 57 крюка 21 закреплена прокладка 55 и башмак с вырезом 59, изготовленный из твердого металла. Прокладка 58 расположена между частью

57крюка и башмаком и зажата между ними винтом (фиг. 3), а вырез 59 в башмаке об. разует гнездо дл  фиксирующего и запорного пальца 27. Толщина прокладки 58 выбираетс  подбором.

Сжатое резиновое уплотнение (когда установка находитс  в запорном положении ) посто нно прижимает палец к вырезу 59 башмака. При этом взаимодействие резинового уплотнени , башмака с прокладкой и крюков 21 обеспечивает определенное расположение всех соответствующих деталей относительно одной из двух взаим40 перпендикул рных плоскостей. Между секци ми 1 и 2 наход щегос  в закрытом положении Корпуса, фиксирующими и преп тствующими выдавливанию резины планками 60 и нижними стенками целесообразно иметь небольшие зазоры с тем, чтобы относительное положение деталей закрытого корпуса определ лось только пальцами 27, а не размерами секций корпуса, планок 60 и т. п.

Дл  точного расположени  отверстий относительно другой из двух вертикальных | взаимно перпендикул рных плоскостей используютс  упоры 61 (фиг. 7 и 8), которые образуют второе устройство дл  указанного совмещени  отверстий или центровки их друг относительно друга. В это

устройство включены две пары упоров 61, расположенных под верхним ребром 5 и над нижним ребром 5 (два последних упора на чертеже не показаны и расположены вертикально по отношению к первой паре упоров). В упоры 61 упираютс  (фиг. 7 и 8) пр мые задние грани верхней и нижней запорных щек 15, что определ ет положение этих щек, прижимаемых к упорам цилиндров 38 во врем  закрыти  корпуса установки.

Дл  точного регулировани  закрытого положени  запорных щек 15 можно использовать прокладки 62 (фиг. 8) которые подкладываютс  под упоры 61. Все запорные щеки 15 соединены друг с другом соединительной планкой 41 и поэтому дл  ограничени  их положени  достаточно иметь всего две пары упоров 61 (с соответствующими ирокладкамИ 62). Однако дл  точной регулировки положени  запорных щек 15 можно пользоватьс  прО:Кладками, устанавливаемыми между соответствующей щекой и соединительной планкой 41.

Целесообразно один из упоров 61 привернуть винтом к нижней стороне одного из ребер 5, а другой упор этой пары привернуть винтами к верхней стороне соседнего ребра 5.

Дл  уменьшени  износа и вибрации предлагаемой установки в цилиндр 38, который закрывает запорные щеки /5, перемеща  их в показанное на фиг. 9 положение , желательно установить пружинное устройство дл  демпфировани  ударов с тем, чтобы щеки 15 не удар лись об упоры 61, а плавно прижимались к ним. Дл  этой цели можно также использовать и другие демпфирующие устройства, например дроссельные клапаны, резиновые амортизаторы и т. п.

Таким образом, упоры 61 вместе с прокладками 62 (фиг. 7 и 8) определ ют положение всех запорных щек 15 (в закрытом положении) относительно плоскости РЧ (фиг. 7), в которой лежат оси отверстий 55 ребер 5 и в которой должна лежать обща  ось отверстий 56 запорных щек 15. Крюки

и прокладки, показанные на фиг. 2 и 3, определ ют положение отверстий 56 запорных щек 15 относительно плоскости РЗ (фиг. 7), котора  проходит через общую ось отверстий 55 ребер 5. Плоскости РЗ н

Р взаимно перпендикул рны и проход т через общую ось отверстий 55.

Третье устройство дл  точной взаимной центровки отверстий 55 и 56, в которое входит запорный стержень 10 (так же как

и крюки 21 и фиксирующие запорные пальцы 27), играет важную роль в уплотнении камеры контрол  17. Это устройство образовано фиксирующими и преп тствующими выдавливанию резины планками 60 (фиг.

13, 15 и 18).

Как показано на фиг. 13, секции 1 и 2 корпуса слегка не доход т друг до друга (в диаметральной плоскости, проход щей через ось установки) и имеют в этой плоскости расположенные друг против друга продольные торцы 63, между которыми имеютс  небольшие зазоры. На каждом из этих торцов сделан паз 64, имеющий в сечении пр моугольную форму (фиг. 15). На противоположном торце секции / корпус,а сделан другой пр моугольный паз 65, в который входит больша  часть фиксирующей и преп тствующей выдавливанию резины планки 60. Крепление планки 60 в пазу 65 осуществл етс  винтами 66 (фиг. 11), которые проход т через отверсти , сделанные в соответствующей секции корпуса.

Край планки 60 выступает из паза 65 и, когда корпус закрыт, входит в паз 64, не каса сь при полностью закрытом корпусе нижней стенки этого паза. С другой стороны выступающий из паза 65 край планки 60 достаточно плотно входит в паз 64 (фиг. 16). Поэтому при закрытом корпусе установки планки 60 строго обеспечивают точное взаимное положевие секцнй 1 Ч1 2 корпуса и тем самым обеспечивают нужную центровку отверстий 55 и 56, в которые входит запорный стержень 10. На выступающем крае планки 60 на стороне, котора  расположена ближе к оси устройства, сделана коротка  фаска 67 (фиг. 15), а на другой стороне выступающего кра  планки сделана длинна  фаска 68. Эти фаски облегчают закрытие корпуса устройства и способствуют сжатию резиновой полосы, образующей часть уплотнени  полости контрол  /7.

Как показано на фиг. 10 и фиг. И, планки 60, упоры 61 и т. п. проход т по всей длине устройства, т. е. они перекрывают не только продольные, но и кольцевые уплотннтельные элементы.

В секци х / и 2 корпуса по всей их длине, т. е. межлу утолщенными концами с проточкой 3 (фиг. 10), сделаны продольные пазы 69 и 70, расположенные диаметрально противоположно друг другу. Эти пазы предназначены дл  установки в них только резиновых уплотнительных элементов и не используютс  дл  размещени  в них фиксирующих и преп тствующих выдавливанию резины планок 60.

Паз 69 .имеет радиальную боковую стенку 71, образованную в секции / корпуса, и противоположную радиальную боковую стенку 72, образованную в секции 2 корпуса (фиг. 15). Стенки 71 и 72 переход т через скругленные кромки 73 и 74 в цилиндрические внутренние поверхности секций J и 2 корпуса и образуют вместе с кромками 73 и 74 боковые стенки паза 69.

Нижн   стенка паза 69 (фиг. 15) образована частично стенкой 75 секции 1 корпуса . Остальна  часть нижней стенки паза

69 образована поверхностью 76, котора  лежит в одной нлоскости со стенкой 75 и представл ет собой внутреннюю сторону (|)1;ксирующей и преп тствующей выдавливанию резины планки 60.

Бокова  стенка 72 паза, котора  в радиальном направлении сделана короче боковой стенки 7/ паза, лежит в одной плоскости с продольными торцами 63 секций i

i 2 корпуса.

Продольный паз 70 имеет такую же форму как и паз 69 (фиг. 9 и фиг. 13). Разница заключаетс  лишь в том, что если паз 69 образован в основном в секции / корпуса,

то паз 70 - в секции 2 корпуса. Благодар  этому обе секцип 1 и 2 корпуса вместе с соответствующими детал ми можно выполнить абсолютно идентичными. Помимо этого в установке одинаковыми выполн ютс 

продольные уплотнени , а также уплотн.ительные сегменты.

Уплотнптельные элементы, расположенные на концах полости контрол  17, образованы кольцевыми уплотнительными сегментами 77, один из которых установлен в секцпп } корпуса, а другой - в секции 2 корпуса.

Особенностью данной установки  вл етс  идентичность этих сегментов, которые

можно изготавливать в одной и той же пресс-форме. В том случае, когда уплотнение конца полости контрол  образовано двум  сегментами, каждый из них охватывает (при закрытом корпусе) угол, равный

180°, т. е. половину окружности соответствующего диаметра.

Каждый сегме 1т 77 в поперечном сечении пмеет пр моугольную форму н расположен в утолщенном имеющем проточку 3

участке соответствующей секции 7 н 2 корпуса . Сегмент изготовлен из резины и в свободном состо нии (до сжати ) его углова  прот женность несколько превышаег 180°, что необходимо дл  того, чтобы npi:

закрытом корпусе торцы сегментов были достаточно плотно прижаты друг к дру обеспечива  необходимую герметичность поверхности стыка. Несмо11р  па то, что углова  прот женность сегмента в свободном

состо нии превышает 180°, никаких проблем с установкой сегментов на место не существует , так как сегменты не соединены дру; с другом и устанавливаютс  на место, когда корпус открыт.

Резиновый корпус 78 каждого сегментного уплотнени  -имеет два торца 79 и SO. лежашпе в радиальных плоскост х (фиг. 14). Когда корпус закрыт, эти торцы нржимаютс  друг к другу, что исключает

утечку через плоскости стыка сегментов.

При закрытом корпусе упирающиес 

друг в друга торцы 79 н 80 сегментов Н.

должны лежать в радиальной плоскости

торцов 63 секцнй корпуса. При этом торцы

79 н 80 резиновых сегментов располагаютс  на некотором рассто нии от наружных выступов 81 сегментов, один из которых сделан на кольцевом сегменте 77. Выступы 81 размепдаютс  в крайних участках пазов 69 и 70. В каждый из резиновых корпусов 78 залито два армирующих элемента 82 и 83, которые выполн ют р д функций, в том числе способствуют начальному сжатию сегментных уплотнений. Армирующий элемент 82 имеет кольцевую форму и один из его концов расположен на небольщом рассто нии от торца 79 сегмента, а другой конец расположен на небольшом рассто нии от выступа 81. На верхней и нижней поверхност х армирующего элемента расположен р д отдельных зубьев (фиг. 16). Зазоры 85 между зубь ми достаточно .велики и обеспечивают возможность выдавливани  в них резины при rTnH.nn IfPUT,iH приложении к сегментному уплотнению высоких усилий. В армирующем элементе 82 сделано на конце, ЗДаленном от выступа 81, резьбовое отверстие под винт 86 (фиг. 12), который проходит через отверстие в стенке, соответствующей секции корпуса. Этот винт используетс  дл  креплени  сегмента и дл  начального сжати  резины. Резьбовое радиальное отверстие под винт 86, ланное в армирующем элементе 82 , ментного уплотнени , видно на фиг. 17. Второй армирующий элемент 83 имеет форму крыльев или хомута, отогнутые кра  которого ра|0положены .на л-екотором рассто нии от скругленных кромок 73 и 74 (ф.иг. 15) пазов €9 и 70 (фиг. 10 и флг. 12). В центре армирующего элемента 83 снаружи приварена бобыщка 87 с внутренней резьбой, котора  обращена по радиусу к н;иж:ней стенке паза 69 иди 70, в котором размещаетс  выступ 81 сегмента. В сек 1;и х /   2 корпуса имеетс  .еще одно радиальное отверстие под второй винт 88, .4лСе°сГ.уГ нени  и его крепление к соответствующей секции корпуса. Как показано на фиг. 14, 19 и 21, наружный торец бобыщки 87 слегка утоплен п резиновый корпус 78 сегмента (на участке расположени  выступа 81), т. е. перед нача.льным сжатием уплотнени  в нем имеетс  углубление 89, высота которого равна рассто нию от верхнего кра  бобышки 87 до наружной поверхности выст}ща 81. Как показано на фиг. 17, наружна  поверхность 90 армирующего элемента 82 утоплена вглубь резины и расположена на некотором рассто нии от вертикальной наружной поверхности корпуса 78 сегмента . Дл  того, чтобы винты 86 можно было завернуть в армирующие элементы 82, в резине сделаны отверсти  91 с фасками. Сжатие резины, полученное с помощью бобыщки 87, ограничено ее размерами, которые выбираютс  таким образом, чтобы при заворачивании винта в бобышку резина в зоне расположени  бобыщки была сжата до определенной степени (так называемое начальное сжатие). Бобыщ,ка 87 при зат гивании винта прит гиваетс  к нижней стенке паза, в который устанавливаетс  данный сегмент. Верхний торец бобьшки не упираетс  при этом в цилиндрическую внутреннюю поверхность корпуса и между ним и этой поверхностью после заворачивани  винта 86 на определенное количество витков остаетс  небольщой зазор. Кра  армирующего элемента 83, отогнутые по радиусу, соответствующему радиусу скруглени  кромок 73 и 74 паза (фиг. 15), обеспечивают эффективное прижатие резины к этим кромкам и исключают утечку воды или другой жидкости через зоны уплотнени . Как показано на фиг. 17, на внутренней поверхности корпуса 78 каждого сегмента имеетс  кольцевой выстун 92, а на наружной поверхности - четыре выступа 93-96, два из которых расположены над отверстием 91, а два - под ним. Выступ 92 направлен по радиусу .к оси корпуса установки и прижимаетс  (когда корпус закрыт) к наружной цилиндрической поверхности трубы, а выступы 93-96 .направлены по радиусу наружу (от оси установки) и прижимаютс  к внутренней цилиндрической поверхности секции корпуса. В местах расположени  этих выступов создаетс  особо высокое сжатие резины, максимально упплотн ющее соответствующие поверхности. Пунктирными лини ми на фиг. 12 (на которой изображены уплотнительные сегменты 77 после закрыти  надетого на трубу корпуса) показано положение внешних краев выступов 92-96 дл  наход щегос  ° лотнени . Выступы уплотнительных сегментов обеспечивают значительное радиальное прижатие резины к стенкам секций корпуса, к стенкам пазов 69 w. 70 vi к аружной поверхности трубы. Предварительное радиальное сжатие наружных участков резины обеспечиваетс  путем зат жки винтов 86 и 88, а окончательное поджатие наружных и внутренних участков уплотнени  происходит при закрытии надетого на трубу корпуса. При создании в полости контрол  17 высокого давлени  жидкости происходит продольное сжатие резины (фиг. 20), сопровождающеес  ее объемным обжатием и двусторонним выдавливанием резины в радиальном направлении, что в еще больей степени повышает герметизирующее ействие уплотнительных сегментов 77. Таим образом, уплотнение проходит три

13 стадии: состо ние уплотнени  до закрыти  корпуса, иосле его закрыти  и после создани  в полости контрол  высокого давлени  жидкости. После этого уплотнение обеспечивает высокую герметичность полости контрол  даже при очень высоких давлени х нагнетаемой в нее жидкости и полностью исключает утечку жидкости из полости контрол . Кольцевые армирующие элементы 82 лучше изготавливать из алюмини  или другого легкого металла, хот  в принципе они могут быть изготовлены и из стали, нейлона и т. п. Армирующие элементы 83 лучще изготавливать из стали. На фиг. 13-15 показано два одинаковых ленточных уплотнени  97, которые устанавливаютс  в пазы 69 и 70 между уплотнительными сегментами 77. Ленточные уплотнени  97 частично перекрывают уплотнительные сегменты с целью герметизации участков прилегани  их друг к другу. Каждое ленточное уплотнение 97 представл ет собой длинную полосу из резины, 2 поперечное сечение которой (в свободном состо нии) показано щтрих-пунктирными лини ми 98 на фиг. 15. Это поперечное сечение имеет форму пр моугольника с ра диально выступающими наружу фланцами 3 99, расположенными в нижней части паза 69 или 70. Кра  100 этих фланцев, удаленные от центра полосы, выполнены округленными , т. е. уплотнение 97 имеет в сечение Т-образную форму при толщине выступающих краев, существенно меньщей высоты всего уплотнени . В уплотнение 97 залит армирующий стержень 101 пр моугольного сечени , кра  которого слегка не доход т до краев уплотнени  (фиг. 10). Один из боковых краев стержн  101, а именно край 102 (фиг. 15), подходит к соответствующей боковой стороне уплотнени  ближе, чем другой его край. В отдельных местах по длине уплотнени  к стерл ню 101 приварены бобыщки 103 с внутренней резьбой (фиг. 10), внешние кра  которых не доход т до наружной поверхности наход щегос  в свободном состо нии зшлотнени , что достигаетс  за счет подрезки верхних участков бобышек 104 (фиг. 14). При ввертывании в бобыщки 103 винтов 105 (фиг. 10) и их зат жке бобышки смещаютс  наружу и упираютс  в нижнюю стенку соответствующего паза 69 (ИЛИ 70. На дру,го1Й стороне уплотнени  в местах расположени  бобыщек сделаны кольцевые выступы 106, способствующие уплотнению полости контрол  вокруг концов зат л ных винтов. Применительно к винтам 88 уплотнительных сегментов бобышки одновременно выполн ют роль упоров , преп тствующих чрезмерному сжатию резины при зат жке винтов 105.

14 Продольные уплотнени  97 устанавливаютс  в секци5гх 1 и 2 наход щегос  в открытом положении корпуса. На фиг. 21 одно 1з этих уплотнений изображено в момент установки его в секцию / корпуса, а на фиг. 15 это же уплотнение изображено после закрыти  корпуса и сл :атп  резины между противоположными стенками 7/ и 72 паза 69. Дл  установки продольных уплотнений необходимо поставить на место винты 105 и зат нуть их до тех пор, пока бобыщки 103 не упрутс  в нижнюю стенку соответствующего паза. Зат лчка винта сопровождаетс  сжатием одного из фланцев 99 (фиг. 1А и 15), который располол ен блил-;е к углу между стенками 71 и 75 (фиг. 15). При этом другой фланец 99 не сл имаетс  в боковом направлении (фиг. 22), однако резина при этом сжимаетс  в радиальном наравлении армирующим стержнем 01 и нижними стенками 75 и 76 паза (фиг. 15), что обеспечивает необходимое ачальное сжатие уплотнени  и прижатие езины к стенкам 71, 75 и 76 паза. При закрытни корпуса степень сжати  плотнени  увеличиваетс  и при этом тенка 72 паза сл пмает свободный фланец 9 уплотнени . Благодар  наличию двух фланцев 99 уплотнение оказываетс  сжатым в большей степени в зоне, примыкающей к пильней стенке паза. При закачке в полость 17 жидкости и создании в ней высокого давлени  (фиг. 10) степень резины еще больще возрастает благодар  ее перемещению под действием давлени  в радиальном направлении , что создает за счет окончательного поджати  уплотнени  необходимый уплотнительный эффект. Наиболее сложно подаютс  уплотнению в предлагаемой установке з частки примыкани  ленточных уплотнений 97 к ЗПлотнительпым сегментам 77. Когда корпус открыт илп закрыт, относительного перемещени  калчдым концом уплотнени  97 и соответствующим участком сегмента 77 не происходит. Под перемещением понимаетс  скольл ение или другое перемещение, а не выпзчивание или сжатие резины под действием давлени . На фиг. 14 показано, что примыкающие друг к другу торцы кольцевых сегментных уплотнений не лежат в плоскости выступов 81, которые, располага сь в пазах 69 и 70, взаимодействуют с концами продольных (ленточных) уплотнений 97. На калчдом конце продольного уплотнени  97 имеетс  тонкий выступающий край 107, который входит в соответствующее углубление 108 или 109, сделанное в выступе 81 сегментного уплотнени . В местах прижати  продольных уплотнений к кольцевым, располол енным в верхней части установки, тонкие кра  107 вход т в

15

нижние углублени  108 сегментов. И наоборот , в местах, расположенных в нижней части установки, кра  107 вход т в верхние углублени  109 выступа. Дл  лучшего уплотнени  корпуса необходимо углубление 108 плн 109 заполнить резиной, металлом или каким-либо другим материалом. Форма поперечного сечени  каждого тонкого кра  107 (в горизонтальной плоскости ) така  же, как и у поперечного элемента Т-образного продольного уплотнени , т. е. тонкие кра  107 имеют (как и остальна  часть продольного уплотнени ) фланцы 99. Тонкий край 107 первоначально сжимаетс  в нижней части паза 69 или 70 вследствие зат жки винтов 88 (фиг. 21), которые ввертываютс  в смегцаемые при этом наружу в радиальном направлении бобышки, приваренные к армирующему элементу 83. При закрытии корпуса происходит дополнительное обжатие краев 107, так как при этом резина корпусов 78 сегментов сжимаетс  между трубой и нижней стенкой паза значительными, действующими в радиальном нап равлении силами (фиг. 10). При создании в полости 17 высокого давлени  жидкости давление, действующее в продольном и радиальном направлени х , приводит к дополнительному сжатию резиновых уплотнений и увеличению степени сжати  краев 107, которые надежно герметизируют участки стыка продольных и кольцевых уплотнений.

На фиг. 14 показано, что кра  выступов 93 и 94 или 95 и 96 (в зависимости от того, о каком .конце полости контрол  идет речь), расположенные на поверхности выступов 81, также прижимаютс  к тонким кра м 107 продольных уплотнений, что дополнительно герметизирует эти места, преп тству  утечке жидкости из полости контрол  вверх или вниз вдоль наружных позерхностей кольцевых сегмбнтных уплотнений , причем, как показано на фиг. 14 и 9, эти выступы частично заход т и на боковые скругленные поверхности выступов 81 на наружной поверхности.

Между соседними выступами 94 и 95 расположен еще один вертикальный выступ 110 (фиг. 14 и 19), который преп тствует попаданию жидкости в нижнюю зону пазов 69 и 70 (фиг. 13).

Дл  лучшего уплотнени  винтов 86, 88 п 105 можно использовать в качестве дополнительных уплотнений обычные уплот П1тельные кольца круглого сечени . Эти кольц-а следует располагать под головкой проход щего через отверстие в стенке корпуса винта.

Таким образом, кольцевые уплотнительные сегменты 77 и продольные ленточные 1Плотнени  97 устанавливаютс  в корпус и креп тс  в нем путем зат жки винтов 86, 88 и 105. Положение, которое занимают эти детали перед зат жкой винтов, показа16

но на фиг. 21. Лучше вначале поставить на место и зажать винтами 105 продольные уплотнени  97 (вилоть до упора в корпус бобышек 103), обеспечив тем самым предварнтельное сжатие этих уплотнений. Затем следзет зат нуть винты 86 и 88, обеспечив предварительное радиальное сжатие кольцевых уплотнительных сегментов 77 и тонких краев 107 продольных уплотнений.

При начальном сжатии уплотнений, их последующем обжатии и окончательном сжатии постепенно исчезают различные выступы сегментных уплотнений, в местах расположени  которых происходит при

этом концентраци  давлени  сжати  резины .

Часть нижней стенки каждого паза 69 и 70 образована поверхностью 75 (фиг. 15). Эта поверхность представл ет собой внутренвюю сторону фиксируюшей и преп тствующей выдавливанию резины планки 60. котора  устанавливаетс  в паз или углубление 65.

Длина фиксирующей и преп тствующей

выдавливанию резины планки равна суммарной длине продольного и кольцевого уплотнени  (фиг. 10). Па внутреннем крае планки 60, т. е. крае, противоположном краю, на котором сделаны фаски 67 и 68,

сделаны вырезы, через которые проход т винты 88 и 105 (фиг. 11).

При раст жении корпуса, происход щем под действием закачиваемой внутрь него под высоким давлением жидкости, внутри

корпуса в местах расположени  уплотнений не будут образовыватьс  зазоры. Наличие планки 60 полностью исключает при раст жении корпуса выдавливание резины в местах лр.илегани  друг к другу двух

взаимно перпендикул рных поверхностей 76 и 72. Поверхность /// планки плотно прилегает к внутренней стенке паза 64.

Участок поверхности 76, который перекрывает противоположную секцию корпуса , а именно участок поверхности /// (фиг. 15), образует кроме того при закрытии корпуса (фиг. 22) подкладку дл  уплотнени  97, а именно дл  его нижнего фланца 99 (фиг. 15). Поэтому .после закрыти  корпуса нижний фланец 99 не зажимаетс  между противоположными металлическими детал ми, а плавно сжимаетс  до положени , показанного на фиг. 15 сплошными лини ми.

Пла ки 60 исключают радиальное выдавливание наружу не только резины продольных уплотнений 97, но также и резины, расположенной в выступах 8/ уплотнительных сегментов 77. Чтобы исключить

продольное выдавлива-ние резины, используютс  клиновые устройства, показанные на фиг. 7, 10 и 20.

Эти устройства (на каждой стороне корпуса ) образованы подкладным кольцом

(состо щим из двух половин или сегментов

17 112 дл  секций 1 и 2 корпуса), которое крепитс  на место винтами 113 (фиг. 7 и 20), проход щими через стенку корпуса. Точнее говор , каждый сегмент 112 располагаетс  в расточке, сделанной на утолпденном конце корпуса (фиг. 10). Под кольцевыми сегментами 112 расположены подвижные клиновые сегменты 114, которые скошены вниз в направлении от оси полости контрол . Эти клиновые сегменты фиксируютс  в определенном положении винтами 115 (фиг. 20) и их скошенные поверхности упираютс  в нижние скошенные поверхности кольцевых сегментов 112. Взаимодействие клиновых сегментов таково, что продольное перемещение сегМэнтов 114, происход щее под действием давлени , сжимающего уплотнени , сопровождаетс  их смещением к оси корпуса и прижатием к наружной поверхности трубы , что практически полностью исключает выдавливание резины в продольном направлении вдоль трубы. Предположим, что вначале предлагаема  установка находитс  в открытом положении (фиг. 6) без уплотнительных элементов . При этом размеры прокладок 58 и 62 (фиг. 3 и фиг. 8) и планок 60 таковы, что при закрытии KOjjnyca отверсти  56 будут точно совпадать с отверсти ми 55 (фиг. 4 и фиг. 18). Кольцевые уплотнительные сегменты 77 выполнены идентичными и отлиты в одной и той же пресс-форме, причем то же самое относитс  и к продольным ленточным уплотнени м 97. Так как количество армирующих элементов сравнительно невелико, то изготовление уплотнений не представл ет никаких трудностей. Небольшие размеры уплотнений и р д других факторов не только облегчает их изготовление, но и не создают никаких проблем при их хране ии и транспортировке. Вначале устанавливаютс  продольные уплотнени  97 путем зат л ки винтов 105. При этом детали занимают положение, показанное на фиг. 22, и на этой стадии под начальным сжатием наход тс  только две стороны каждой резиновой полосы. Винты 105, а затем и винты 88 зат гиваютс  на определенную величину до тех пор, пока бобышки 103 не упрутс  в нижние стенки пазов 69 и 70 (фиг. 10 и фиг. 13). При этом величина начального сжати  продольных уплотнений определ етс  высотой бобышек и размерами отверстий под винты, т. е. рассто нием от гнезда под головку винта 105 до нижней стенки 71 соответствующего паза (фиг. 15) Скругленные кромки 73 (фиг. 15) способствуют вт гиванию продольных уплотнений в соответствующие пазы. Затем производитс  установка в верхней и нижней част х корпуса четырех кольцевых сегментом 77. Дл  этого ис

18 ользуютс  впнты 88, причем их зат жка беспеч 1вает начальное сжатие тонких раев 107 продольных уплотнений, которые ход т в углублени  108 iii 109 кольцевых егментов. После установки всех уплотнений внутрь орпуса сбоку вводитс  труба и включатс  соответствующие клапаны (не покааны ) цилиндров, которые поворачиваюг екцию 1 корпуса против часовой стрелки з положени , показанного на фиг. 6, в оложение предварительного закрыти  корпуса, показанное на фиг. 5. Поворот секции / кончаетс  при упоре торцов 79 к 80 сегментов друг в друге, когда несжаые фланцы 99 полос 97 упираютс  в стенки 72 корпуса. Следовательно, цилиндры 42 не увеличивают степень сжати  соответствующих уплотнений и поэтому и их можно сделать достаточно маломощными . Затем включаетс  цилиндр 38 (фиг. 9), который поворачивает по часовой стрелке запорные щеки 15 из положени , показанного на фиг. 6, в положение, показанное на фиг. 3, 5 и 7, и при этом щеки 15 проход т ребрами 5 корпуса. Поворот щек продолжаетс  до тех пор, пока они не упрутс  в упоры 61 (фиг. 7 ,и фиг. 8). Работой цилиндра 38 управл ют клапаны (не показаны), расположенные в корпусе 16. В этот момент, когда щеки 15 дойдут до упоров 61, ребро 6 (фиг. 7), поворачивает по часовой стрелке кривошипы 36 (фиг. 1 и фиг. 7) и крюки 21 (фпг. 2, 3 и 6), подвод  башмаки с вырезами 59 к фиксирующим пальцам 27. Ход цилиндра 31 и пальца 27 ограничивает перемещение крюков 21. После этого включаютс  цилиндры 25 посредством соответствующих клапанов, которые поворачивают рычаги 23 против часовой стрелки и прижимают башмаки с вырезами 59 к пальцам 27, устанавлива  крюки 21 в положение, определ емое толщиной прокладок 5S (фиг. 3). Размеры прокладок 58 и упоров 61 выбираютс  таким образом, чтобы осп отверстий 55 и 56 (фиг. 4) совпадали одна .с другой и располагались на оси стержн  10. Затем включаетс  посредством соответств ющих клапанов цилиндр 51, который опускает в крайнее нижнее положение стержень 10, который проходит через отверсти  55 ц 56. При этом стержень 10 выполн ет такую роль, как и стержни 7-9 в смысле обеспечени  симметрии каркаса, равномерно и эффективно повышающего прочность секций / и 2 корпуса. Цилиндры 25 не предназначены дл  запирани  корпусов, так как из-за нецентрального выполнени  захватов аварийна  поломка стержн  10 не приводит к повреждению каких-либо других деталей установки, поскольку при этом произойдет открытие корпуса и мгновенное падение давлени  жидкости.

Полное закрытие корпуса (фиг. 2) сопровождаетс  необходимым поджатием резины иа участках прилегани  торцов 79 и 80 в местах расположени  флаицев 99, выступов 93 и 110, а также в других местах. Закрытие корпуса, сопровождающеес  поджатием резины, увеличивает начальиое сжатие уплотнений, создаваемое за счет зат жки винтов 86, 88 и 105, и обеспечивает высокую герметичность корпуса до закачки в полость контрол  17 жидкости высокого давлени .

Срабатывание цилиндров 42 сопровол даетс  надежным замыканием секций 1 и 2 корпуса, обусловлеННым прижатием кольцевых уплотнительных сегментов 77 к трубе и заходом скошенных концов планок 60 в пазы 64. Планки 60 с пазами 64 (фиг. 22) и прокладки 58 и 61 способствуют фиксации секций корпуса. После окончательного закрыти  корпуса и обжати  уплотнений в полость контрол  17 по трубе 47 подаетс  от источника 46 (фиг. 13) через соответствующий клапан жидкость (вода), и давление в полости контрол  17 постепенно повышаетс . Под действием этого давлени  происходит окончательное сжатие уплотнений. Давление жидкости контролируетс  манометром 49 и, когда давление в полости контрол  17 повышаетс  до испытательного давлени , подача жидкости в полость контрол  17 прекращаетс . После этого оператор в течение нескольких секунд следит за показани ми манометра и определ ет, происходит или нет падение давлени  жидкости (падение давлени  означает утечку жидкости внутрь трубы через негерметично соедииенные муфтой 20 трубы 18 и 19).

По окончании испытаний давление в полости контрол  сбрасываетс  (включением соответствующего клапана, установленного в магистрали между трубой 47 и источником 46 давлени , после чего в обратной последовательности выполн ютс  описанные выше операции и корпус установки полностью открываетс  (фиг. 6). Затем из корпуса выводитс  труба и после этого весь цикл проверки соединени  на герметичность повтор етс , но уже дл  другого участка.

Claims (3)

1. Установка дл  наружной опрессовки труб, содержаща  р-азъемный цилиндрический корпус, выполненный из отдельных секций , соединенных посредством запирающего устройства, средства уплотнени  и средства подачи жидкости в полость контрол , образованную закрытым корпусом, отличающа с  тем, что, с целью повышени  надежности и безопасности работы, средства уплотнени  выполнены в виде размещенных

на торцах корпуса сегментных резиновых уплотнений и установленных в разъемах корпуса резиновых продольных прокладок, перекрывающих сегментные уплотнени  и имеющих утолщение с встроенным в него

недеформируемым вкладыщем.

2.Установка по п. I, о т л,и ч а ю щ а   с   тем, что она снабжена силовыми устройствами дл  предварительного и окончательного закрывани  корпуса и крюковыми захватами с приводами.

3.Установка по пи. 1 и 2, отличающа с  тем, что она снабжена пластинами с отверсти ми, а выполнен с ребрами жесткости,В которых также имеютс  отверсти , при этом запирающее устройство выполнено в виде стержн , установленного в отверсти х пластин и ребер, и снабжено приводом дл  перемещени  стержн  вдоль оси трубы.

Источник (Информации, прин тый во внимание при экспертизе:

1. Патент США № 2255921, кл. 73-46, 1941.

21

риг.З

57

se

ББ

ZB

с.

lil

38

Риг.з

еЧ 8 2 100 1/ 77

77

(риъ-13

|-у -;-:Цч Х -Я (

,

SO i- 7/ 77

Л.АС

so J

78

put. 20

CpUi. 27

70В

сриг.22