[go: up one dir, main page]

RU2268983C2 - Device for well tube interlock screwing together and unscrewing - Google Patents

Device for well tube interlock screwing together and unscrewing Download PDF

Info

Publication number
RU2268983C2
RU2268983C2 RU2003132661/03A RU2003132661A RU2268983C2 RU 2268983 C2 RU2268983 C2 RU 2268983C2 RU 2003132661/03 A RU2003132661/03 A RU 2003132661/03A RU 2003132661 A RU2003132661 A RU 2003132661A RU 2268983 C2 RU2268983 C2 RU 2268983C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
pipe
key
gear
case
hydraulic cylinders
Prior art date
Application number
RU2003132661/03A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2003132661A (en
Inventor
Анатолий Иванович Литвинов (RU)
Анатолий Иванович Литвинов
Алексей Анатольевич Литвинов (RU)
Алексей Анатольевич Литвинов
Андрей Юрьевич Литвинов (RU)
Андрей Юрьевич Литвинов
Original Assignee
Анатолий Иванович Литвинов
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 Анатолий Иванович Литвинов filed Critical Анатолий Иванович Литвинов
Priority to RU2003132661/03A priority Critical patent/RU2268983C2/en
Publication of RU2003132661A publication Critical patent/RU2003132661A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2268983C2 publication Critical patent/RU2268983C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Clamps And Clips (AREA)
  • Braking Arrangements (AREA)

Abstract

FIELD: mechanical engineering, particularly connecting or disconnecting drilling and casing pipe couplings or joints.
SUBSTANCE: key is divided into separate independent technological units and has upper and lower bodies with connectors in front parts thereof. Built in the front parts are toothed rotor wheels in which pipe clamping means are arranged. The key also has gear and intermediate gear assemblies, common drive to rotate and stop the pipes. The drive comprises differential and high-speed reduction gears with hydraulic motors. Upper body may be rotated about pipe clamping means axis to lift or lower thereof relative lower body. The body is provided with thread torqueing/loosening means, braking means and means to supply process lubricant to threaded nipple part of pipe to be screwed on. Lower body has thread torqueing/loosening means. The key also comprises positioner provided with horizontal and vertical key displacement mechanisms.
EFFECT: extended functional capabilities, reduced time to replace clamping members of upper and lower key executive tools and braking system members, increased reliability of device units, increased load-bearing capacity of pipe interlocks.
3 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к буровой технике и может быть использовано на буровых установках для механизации спускоподъемных операций при сборке или разборке бурильных и обсадных колонн.The invention relates to drilling equipment and can be used in drilling rigs for mechanization of hoisting operations during the assembly or disassembly of drill and casing strings.

В настоящее время на буровых установках применяются ключи различных типов, предназначенные для свинчивания бурильных и обсадных труб, при этом операции по докреплению или раскреплению резьбовых соединений выполняются либо вручную с использованием комплектов машинных ключей и пневмораскрепителей, либо ключами, оснащенными многоступенчатыми приводами настройки скоростей вращения и крутящих моментов.Currently, various types of wrenches are used in drilling rigs for screwing up drill and casing pipes, while fastening or unfastening threaded connections are performed either manually using sets of machine keys and pneumatic breakers, or keys equipped with multistage drives for setting rotation speeds and torque moments.

Наиболее распространенными ключами для свинчивания или развинчивания бурильных труб является автоматический буровой ключ типа АКБ с открытым зевом, оснащенный пневматическими приводами вращения верхней трубы и стопорения нижней трубы (1).The most common wrench for screwing or unscrewing drill pipes is an open-jaw type automatic drill wrench, equipped with pneumatic drives for rotating the upper pipe and locking the lower pipe (1).

К недостаткам этих ключей следует отнести:The disadvantages of these keys include:

- ограниченную возможность применения труб по диаметрам;- limited ability to use pipes in diameter;

- ограниченную возможность по величине передачи трубам крутящего момента при свинчивании или развинчивании.- a limited possibility of the magnitude of the transmission of torque to the pipes during make-up or unscrewing.

Известны ключи высокой степени механизации, имеющие встроенные захватные органы, выполненные в виде двух соосно расположенных механизмов, установленных на консольных опорных площадках и соединенных посредством направляющих вертикального перемещения с поворотными относительно общих осей кронштейнами и снабженных узлом позиционирования устройства. В этих ключах для стопорения нижней трубы и вращения верхней трубы используются раздельные приводы, выполненные в виде многоступенчатого редуктора с гидромотором для вращения верхней трубы и в виде гидроцилиндров шарнирно соединенных с наружными и внутренними корпусами для стопорения нижней трубы (2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11).Known keys of a high degree of mechanization having built-in gripping bodies made in the form of two coaxially arranged mechanisms installed on cantilever support platforms and connected by means of vertical guides with brackets rotatable relative to common axes and equipped with a positioning unit of the device. In these keys, for locking the lower pipe and rotating the upper pipe, separate drives are used, made in the form of a multi-stage gearbox with a hydraulic motor for rotating the upper pipe and in the form of hydraulic cylinders pivotally connected to the outer and inner cases for locking the lower pipe (2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11).

Вариант (11) выбран за прототип.Option (11) is selected for the prototype.

Недостатками прототипа являются:The disadvantages of the prototype are:

- обязательное наличие жестких направляющих потребных для гашения реактивных моментов при работе с раздельными приводами вращения и стопорения труб;- the mandatory presence of hard guides required to quench reactive moments when working with separate drives of rotation and locking of pipes;

- сложность конструкции, выраженная наличием приводов с многоступенчатой системой механической настройки крутящих моментов и частот вращения;- the complexity of the design, expressed by the presence of drives with a multistage system for mechanically adjusting torques and rotational speeds;

- повышенные контактные и изгибающие напряжения на зубчатые элементы при передаче им высоких крутящих моментов, что приводит к увеличению габаритов, массы и уменьшению надежности работы ключа;- increased contact and bending stresses on the gear elements when transmitting high torques to them, which leads to an increase in size, weight and a decrease in the reliability of the key;

- повышенная трудоемкость по обслуживанию ключа при замене захватных органов при переходе от одного диаметра труб на другой;- increased complexity of the key maintenance when replacing the gripping organs in the transition from one pipe diameter to another;

- ограниченная возможность применения ключей на буровых установках, оснащенных автоматической системой подачи труб (АСП);- limited ability to use keys on drilling rigs equipped with an automatic pipe feeding system (ASP);

- ограниченная возможность использования ключей при сборке компоновок и свечей.- limited ability to use keys when assembling layouts and candles.

Указанные проблемы стимулировали поиск новых технических решений.These problems stimulated the search for new technical solutions.

Предложенное изобретение направлено: на исключение передачи реактивных моментов на внешние конструкции буровой установки; на увеличение функциональных возможностей работы ключа; на сокращение времени замены захватных элементов верхних и нижних рабочих органов ключа и элементов тормозной системы с одновременным обеспечением надежности узлов при увеличении нагрузок на замковые соединения труб.The proposed invention is aimed at: eliminating the transfer of reactive moments to the external structure of the rig; to increase the functionality of the key; to reduce the time for replacing the gripping elements of the upper and lower working parts of the key and elements of the brake system while ensuring reliability of the nodes with an increase in the load on the lock pipe joints.

Эта задача решается путем разделения на отдельные самостоятельные технологические узлы и включает:This problem is solved by dividing into separate independent technological units and includes:

- верхний корпус со встроенным в нем устройством докрепления-раскрепления резьб, трубозажимным устройством, тормозным устройством и комплектом промежуточных зубчатых колес;- the upper case with a built-in device for fastening and unfastening the threads, pipe clamping device, brake device and a set of intermediate gears;

- нижний корпус со встроенным в нем устройством докрепления-раскрепления резьб, трубозажимным устройством и комплектом промежуточных зубчатых колес;- the lower case with a built-in device for fastening and unfastening the threads, pipe-clamping device and a set of intermediate gears;

- привод вращения труб выполнен в виде общего для вращения и стопорения труб приводного блока, содержащего дифференциальный и быстроходный редукторы с гидромоторами;- the pipe rotation drive is made in the form of a drive unit common for rotation and pipe locking, containing a differential and high-speed gearbox with hydraulic motors;

- позиционер, который выполнен с механизмами горизонтального и вертикального перемещения ключа;- a positioner that is made with mechanisms of horizontal and vertical movement of the key;

- механизм подачи смазки на резьбовую часть ниппеля навинчиваемой трубы.- a lubricant supply mechanism to the threaded portion of a screw pipe nipple.

При этом верхний корпус выполнен с возможностью его поворота относительно оси трубозажимного устройства и его подъема или опускания относительно нижнего корпуса, механизм вертикального перемещения позиционера ключа выполнен в виде двух самостоятельных узлов, включающий стол и нижнее основание, связанное со столом подвижной колонной со встроенным гидроцилиндром подъема стола, а нижний корпус, в свою очередь, снабжен выдвижными упорами для фиксации верхнего корпуса, двумя кронштейнами и четырьмя стяжками, скрепленными с двумя реечными скалками механизма горизонтального перемещения ключа позиционера, которые связаны через шестеренные блоки с гидроцилиндрами горизонтального перемещения, встроенными в корпус стола.In this case, the upper case is made with the possibility of its rotation about the axis of the pipe-clamping device and its raising or lowering relative to the lower case, the mechanism of vertical movement of the key positioner is made in the form of two independent nodes, including a table and a lower base connected to the table with a movable column with an integrated table lifting cylinder and the lower case, in turn, is equipped with retractable stops for fixing the upper case, two brackets and four couplers fastened with two rack and pinion rolling pins of the mechanism for horizontal movement of the positioner key, which are connected through gear blocks with horizontal hydraulic cylinders built into the table casing.

В свою очередь, тормозное устройство верхнего корпуса содержит шкив, четыре тормозные колодки и скобообразную обойму с размещенными в ней гидроцилиндрами прижима колодок к шкиву; при этом обойма в центральной части имеет зубчатый сектор, находящийся во взаимодействии через рейки и зубчатую шестерню с гидроцилиндрами докрепления-раскрепления резьб, от взаимодействия которых обратные реакции от привода вращения взаимно уничтожаются, а обойма, и через нее тормозной шкив, и трубозажимное устройство получают дополнительный крутящий момент, при этом ключ снабжен дополнительным механизмом докрепления-раскрепления резьб в нижнем корпусе, состоящим из двух гидроцилиндров, связанных штоками с роторным колесом, а корпусами через шарниры с нижним корпусом ключа, а реактивные моменты от приводного блока и действия гидроцилиндров направлены друг к другу с противоположными знаками.In turn, the brake device of the upper case contains a pulley, four brake pads and a staple-shaped cage with hydraulic cylinders for holding the pads against the pulley; in this case, the cage in the central part has a gear sector interacting via racks and gear with hydraulic cylinders for attaching and unfastening threads, from the interaction of which the reverse reactions from the rotation drive are mutually annihilated, and the cage and through it the brake pulley and pipe clamp device receive an additional torque, while the key is equipped with an additional mechanism of attachment-unfastening of threads in the lower case, consisting of two hydraulic cylinders connected by rods with a rotor wheel, and the body s via hinges to a lower key body, and the reactive torque from the drive unit and the action of hydraulic cylinders facing each other with opposite signs.

Дополнительно на тормозное устройство верхнего корпуса установлен механизм подачи технологической смазки на резьбовую часть ниппеля навинчиваемой трубы, который содержит основание с радиально размещенными пазами, в которые встроены корпуса блоков с форсунками, имеющие возможность радиального перемещения, при этом каждый корпус выполнен с цилиндрической расточкой, в которую встроен шприцевый механизм, состоящий из золотника с поршнем и пружины.In addition to the brake device of the upper case, there is a mechanism for supplying technological lubricant to the threaded part of the screw-in pipe nipple, which contains a base with radially placed grooves, into which the block bodies with nozzles are mounted, which are capable of radial movement, while each case is made with a cylindrical bore into which built-in syringe mechanism, consisting of a spool with a piston and a spring.

Технический результат при осуществлении изобретения выражается в использовании в конструкции ключа блочной системы отдельных узлов, оснащенных соответствующими механизмами, при взаимодействии которых выполняются операции:The technical result in the implementation of the invention is expressed in the use in the design of the key block system of individual units equipped with appropriate mechanisms, the interaction of which performs the operations:

- по свинчиванию-развичиванию замковых соединенных труб с высокими моментами кручения и стопорения труб с гашением реактивных моментов внутри собственного корпуса ключа и существенного уменьшения нагрузок на зубчатые элементы вращателя и стопорного ключа, обеспечивая надежность срабатывания замковых элементов трубозажимных устройств;- by screwing-unscrewing the lock joint pipes with high torsion moments and locking the pipes with damping of the reaction moments inside the key’s own case and significantly reduce the loads on the gear elements of the rotator and the lock key, ensuring the reliability of the operation of the lock elements of the clamping devices;

- быстрой замены трубозажимных устройств или их элементов при износе или переходе на другой типоразмер по диаметру скваженных труб за счет использования быстросъемного верхнего корпуса и блочных узлов трубозажимных элементов;- quick replacement of pipe clamping devices or their elements when worn or changing to a different size in diameter of well pipes due to the use of a quick-detachable upper case and block assemblies of pipe clamping elements;

- быстрой замены элементов тормоза при их износе за счет применения сборочных узлов, не связанных с общей разборкой ключа.- quick replacement of brake elements during their wear due to the use of assemblies that are not related to the general disassembly of the key.

Другими факторами, обеспечивающими технический результат, являются:Other factors providing a technical result are:

- увеличение функциональных возможностей в части расширения диапазона диаметров применяемых труб, повышения крутящих моментов, возможности осуществления установки ключа в подвесном варианте, работы ключа как с ручной расстановкой труб, так и с установкой оснащенной АСП;- increased functionality in terms of expanding the range of diameters of the pipes used, increasing torques, the possibility of installing the key in a suspended version, the key work with manual pipe alignment, and with the installation of an equipped ASP;

- применение отдельного механизма подачи смазки на резьбовую часть ниппеля навинчиваемой трубы;- the use of a separate lubricant supply mechanism to the threaded part of the screw pipe nipple;

- простота конструкции, ее обслуживание, сборка, наладка и разборка отдельных узлов за счет использования блочных элементов;- simplicity of design, its maintenance, assembly, commissioning and disassembly of individual nodes through the use of block elements;

- высокая взаимозаменяемость рабочих органов верхнего и нижнего трубозажимных устройств;- high interchangeability of the working bodies of the upper and lower pipe clamping devices;

- высокая технологичность и сравнительно низкая себестоимость изготовления.- high manufacturability and relatively low cost of manufacturing.

Это позволяет сделать вывод о применении нетрадиционных решений при разработке ключа, о его новизне, высоком уровне конструкции, а возможность изготовления ключа в условиях машиностроительного предприятия не вызывает сомнения.This allows us to conclude that the use of unconventional solutions in the development of the key, its novelty, a high level of design, and the possibility of manufacturing a key in a machine-building enterprise is not in doubt.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения, поясняются чертежами, где:Information confirming the possibility of carrying out the invention is illustrated by drawings, where:

на фиг.1 представлен общий вид ключа с боку;figure 1 presents a General view of the key from the side;

на фиг.2 - общий вид ключа в продольном разрезе;figure 2 is a General view of the key in longitudinal section;

на фиг.3 - вид нижнего корпуса по разрезу А-А;figure 3 is a view of the lower body along section AA;

на фиг.4 - вид верхнего корпуса по разрезу Б-Б;figure 4 is a view of the upper case along section BB;

на фиг.5 - вид механизма подачи смазки на резьбовую часть ниппеля, вид сверху;figure 5 is a view of the lubricant supply mechanism to the threaded part of the nipple, top view;

на фиг.6 - вид по разрезу В-В.figure 6 is a view along section bb.

Ключ состоит из отдельных технологических узлов:The key consists of separate technological units:

нижнего корпуса 1, верхнего корпуса 2, общего приводного блока 3, механизма позицирования 4 и механизма подачи смазки на резьбовую часть ниппеля 5.the lower housing 1, the upper housing 2, the common drive unit 3, the positioning mechanism 4 and the lubricant supply mechanism to the threaded part of the nipple 5.

Нижний и верхний корпуса с передней стороны имеют разъем и связаны между собой боковыми откидными направляющими 6, при этом верхний корпус установлен в цилиндрическую расточку стакана 7 нижнего корпуса и зафиксирован от поворота выдвижными упорами 8.The lower and upper bodies on the front side have a connector and are interconnected by lateral folding guides 6, while the upper case is installed in a cylindrical bore of a glass 7 of the lower case and is fixed against rotation by retractable stops 8.

В свою очередь, нижний корпус 1 содержит раму 9, состоящую из нижнего опорного листа 10, верхнего листа 11 и боковых листов 12, соединяющих верхние и нижние листы, при этом в листе 10 встроены опоры 13, на которые установлено роторное колесо 14, а на лист 11 установлен стакан 7.In turn, the lower case 1 comprises a frame 9, consisting of a lower support sheet 10, an upper sheet 11 and side sheets 12 connecting the upper and lower sheets, while the supports 10 are mounted in the sheet 10, on which the rotor wheel 14 is mounted, and on sheet 11 is installed glass 7.

Роторное колесо 14 с внутренней стороны имеет копирную поверхность 15, в которую установлено трубозажимное устройство 16, содержащее обойму 17 и четыре ползуна 18, имеющие со стороны копирной поверхности роликовую опору 19, а со стороны трубы челюсть с плашкой из твердого сплава 20.The rotor wheel 14 has an inner surface 15 on the inner side, in which a tube-clamping device 16 is installed, comprising a ferrule 17 and four slide blocks 18, having a roller bearing 19 on the side of the carbon surface and a jaw with a carbide die 20 on the pipe side.

Обойма 17 зафиксирована с нижним листом 10 дюбелями 21.The holder 17 is fixed with the bottom sheet 10 dowels 21.

Между листами 10 и 11 встроены два промежуточных блока 22, из которых один сопряжен зацеплением с роторным колесом 14, а другой с приводной шестерней 23 приводного блока 3. Со стороны приводного блока 3 в цилиндрическую расточку листа 11 установлен стакан 24, на который установлен приводной блок 3.Two intermediate blocks 22 are built in between the sheets 10 and 11, one of which is engaged with the rotor wheel 14 and the other with the drive gear 23 of the drive unit 3. On the side of the drive unit 3, a cup 24 is mounted in the cylindrical bore of the sheet 11 on which the drive unit is mounted 3.

Стакан 24 имеет две горизонтальные цилиндрические расточки, в которые вставлены выдвижные упоры 8.The glass 24 has two horizontal cylindrical bores in which retractable stops 8 are inserted.

По боковым поверхностям 12 рамы 9 с каждой стороны установлены: со стороны оси трубозажимного устройства 16 - гидроцилиндр 25 подъема верхнего корпуса 2, скоба 26 для откидных направляющих 6, гидроцилиндр докрепления-раскрепления резьб 27, со стороны привода - две площадки 28 для встройки в них четырех стяжек 29, посредством которых нижний корпус 1 скреплен с реечными скалками 30 механизма позицирования 4, а с передней стороны корпус 1 имеет два кронштейна 31, к которым прикреплены скалки 30.On the lateral surfaces 12 of the frame 9, on each side are installed: on the axis of the pipe-clamping device 16 — a hydraulic cylinder 25 for lifting the upper housing 2, a bracket 26 for hinged guides 6, a hydraulic cylinder for attaching and unfastening the threads 27, on the drive side — two pads 28 for mounting therein four ties 29, by means of which the lower case 1 is fastened to the rack rolling rods 30 of the positioning mechanism 4, and on the front side, the housing 1 has two brackets 31 to which the rolling pins 30 are attached.

Верхний корпус 2 (фиг.4) также содержит сварную раму 32, состоящую из нижнего опорного листа 33, верхнего листа 34 и боковых листов 35.The upper body 2 (Fig. 4) also comprises a welded frame 32 consisting of a lower support sheet 33, an upper sheet 34 and side sheets 35.

На нижнем листе 33 встроены опорные ролики 36, на которые установлено роторное колесо 37, также имеющие копирную поверхность 15, и трубозажимное устройство 16, обойма 17 которого зафиксирована дюбелями 21 со шкивом 38 тормозного устройства 39.Support rollers 36 are mounted on the bottom sheet 33, on which a rotor wheel 37 is installed, also having a copy surface 15, and a pipe clamping device 16, the clip 17 of which is fixed with dowels 21 with a pulley 38 of the brake device 39.

Между листами 33 и 34 встроены два промежуточных блока 40 и промежуточный блок 41, которые сочленены зацеплением: блоки 40 с роторным колесом 37 и блоком 41, а блок 41 с приводной шестерней 42 приводного блока 3.Two intermediate blocks 40 and an intermediate block 41 are integrated between the sheets 33 and 34, which are articulated by gearing: blocks 40 with the rotor wheel 37 and block 41, and the block 41 with the drive gear 42 of the drive block 3.

На верхнем листе 33 по оси трубозажимного устройства 16 установлено тормозное устройство 39, состоящее из шкива 38, скобообразной обоймы 43 с размещенными внутри нее в горизонтальных расточках восьми гидроцилиндров 44 и четырех тормозных колодок 45.On the top sheet 33 along the axis of the pipe-clamping device 16, a brake device 39 is installed, consisting of a pulley 38, a staple clip 43 with eight hydraulic cylinders 44 and four brake pads 45 placed inside it in horizontal bores.

Обойма 43 имеет три выступа, из которых два выступа 46 размещены по краям обоймы, а один 47 по центру обоймы, при этом выступ 47 выполнен с зубчатым сектором 48.The holder 43 has three protrusions, of which two protrusions 46 are located at the edges of the holder, and one 47 in the center of the holder, while the protrusion 47 is made with a gear sector 48.

На верхнем листе 33 также установлен механизм докрепления-раскрепления резьб 49, который состоит из двух пар гидроцилиндров 50 и 51, двух реек 52 и 53, и зубчатой шестерни 54. При этом рейка 52 непосредственно связана зацеплением с зубчатым сектором 48 в нижней части, а рейка 53 связана зацеплением с сектором 48 в верхней части через зубчатую шестерню 54.On the top sheet 33 is also installed the mechanism of the fastening and unfastening of the threads 49, which consists of two pairs of hydraulic cylinders 50 and 51, two racks 52 and 53, and a gear gear 54. In this case, the rack 52 is directly connected to the gear sector 48 in the lower part, and the rack 53 is engaged by a sector 48 in the upper part via a gear gear 54.

Гидроцилиндры 50, взаимодействуя с рейкой 52, обеспечивают докрепления резьб при свинчивании, а гидроцилиндры 51 и рейка 53 обеспечивают раскрепление резьб при развинчивании.The hydraulic cylinders 50, interacting with the rail 52, provide fastening of the threads during make-up, and the hydraulic cylinders 51 and rail 53 provide a fastening of the threads when unscrewing.

По боковым поверхностям корпуса 2 также установлены скобы 26 для откидных направляющих 6, а нижний лист дополнительно снабжен центрирующим стаканом 55.On the side surfaces of the housing 2, brackets 26 are also installed for the hinged guides 6, and the bottom sheet is additionally provided with a centering cup 55.

Приводной блок 3 устанавливается в расточку стакана 24 и состоит из дифференциального редуктора 56 и быстроходного редуктора 57 со встроенными гидромоторами 58.The drive unit 3 is installed in the bore of the cup 24 and consists of a differential gear 56 and a high-speed gear 57 with built-in hydraulic motors 58.

Механизм вертикального и горизонтального перемещений ключа 4 выполнен в виде двух самостоятельных узлов: стола 59 (верхнего основания) и нижнего основания 60, содержащего подвижную колонну 61 со встроенным гидроцилиндром 62 подъема стола.The mechanism of vertical and horizontal movements of the key 4 is made in the form of two independent nodes: table 59 (upper base) and lower base 60, containing a movable column 61 with a built-in hydraulic cylinder 62 for lifting the table.

В свою очередь, стол 59 по боковым поверхностям имеет два продольных паза, в которые установлены реечные скалки 30, соединенные зацеплением через шестеренные блоки 65 с гидроцилиндрами горизонтального перемещения 66, встроенные в корпусе стола 59 (не показан).In turn, the table 59 on the lateral surfaces has two longitudinal grooves in which rack rolling rods 30 are mounted, connected by engagement through gear blocks 65 with horizontal cylinders 66, integrated in the table casing 59 (not shown).

Механизм подачи технологической смазки 5 установлен на скобообразную обойму 43 тормозного устройства 39, состоит из корпуса 67, имеющего радиальные направляющие 68, в которые встроены четыре ползуна 69 с блоком форсунки 70.The lubricant supply mechanism 5 is mounted on a staple clip 43 of the brake device 39, consists of a housing 67 having radial guides 68 into which four sliders 69 with an injector block 70 are integrated.

Каждый ползун 69 имеет внутреннюю цилиндрическую расточку 71, в которую установлен золотник с поршнем 72 и пружина 73.Each slider 69 has an inner cylindrical bore 71 into which a spool with a piston 72 and a spring 73 are mounted.

Для радиального перемещения ползуна 69 с форсункой 70 используется винтовой механизм 74.For the radial movement of the slider 69 with the nozzle 70, a screw mechanism 74 is used.

Ключ работает следующим образом. При одновременной замене трубозажимных устройств 16 у нижнего корпуса 1 и верхнего корпуса 2 производится отсоединение откидных направляющих 6, отвод выдвижных упоров 8 внутрь стакана 24 и вручную верхний корпус поворачивают относительно оси трубозажимного устройства, выводя его из расточки стакана 24. После чего с помощью крана извлекается верхний корпус из центрирующего стакана 7.The key works as follows. With the simultaneous replacement of the tube-clamping devices 16 at the lower case 1 and the upper case 2, the hinged guides 6 are disconnected, the retractable stops 8 are retracted inside the cup 24 and the upper case is manually rotated relative to the axis of the pipe-clamping device, leading it out of the cup bore 24. Then it is removed using a crane the upper body of the centering cup 7.

Замена трубозажимных устройств 16 производится: у верхнего корпуса 2 путем извлечения тормозного шкива 38 вместе с трубозажимным устройством 16 и последующего его отсоединения; у нижнего корпуса путем снятия стакана 7 и отсоединения болтов скрепляющих обойму 17 с нижним листом 10, после чего трубозажимное устройство 16 извлекается из роторного колеса 14.Replacement of pipe-clamping devices 16 is carried out: at the upper housing 2 by removing the brake pulley 38 together with the pipe-clamping device 16 and its subsequent disconnection; at the lower case by removing the cup 7 and disconnecting the bolts fastening the yoke 17 with the bottom sheet 10, after which the pipe-clamping device 16 is removed from the rotor wheel 14.

Свинчивание или развинчивание замковых соединений с докреплением или раскреплением резьб производится по схеме: при свинчивании труб - отклонением рукоятки управления манипулятора включается гидропривод ключа. Вращение и крутящий момент от гидромоторов 58 через зубчатые передачи приводного блока 3, промежуточные шестерни 40 и 41 верхнего корпуса передаются роторным колесам 14 и 37 с противоположными друг к другу направлениями. Одновременно автоматически подается давление в гидроцилиндры 44 тормоза 39, колодки 45 прижимаются к шкиву 38, затормаживая его, а через него и роторное колесо 37. В начале происходит схождение твердосплавных плашек 20 на муфте трубы 75, при этом обойма 17, зафиксированная дюбелями 21 с листом 10 корпуса 1, остается неподвижной.Fastening or unscrewing of the locking joints with the fastening or unfastening of the threads is carried out according to the scheme: when making up the pipes, by turning the control handle of the manipulator, the key hydraulic drive is turned on. The rotation and torque from the hydraulic motors 58 through the gears of the drive unit 3, the intermediate gears 40 and 41 of the upper housing are transmitted to the rotor wheels 14 and 37 with opposite directions to each other. At the same time, pressure is automatically applied to the hydraulic cylinders 44 of the brake 39, the pads 45 are pressed against the pulley 38, braking it, and through it the rotor wheel 37. In the beginning, carbide dies 20 converge on the pipe coupling 75, while the cage 17 is fixed by dowels 21 with the sheet 10 of housing 1, remains stationary.

При достижении определенной величины давления в гидросистеме приводится во вращение колесо 37 и происходит схождение твердосплавных плашек 20 к верхней трубе 76 с последующим ее зажатием, после чего роторное колесо 37 и трубозажимное устройство 16 вращаются вместе как одно целое, а трубе 76 передаются крутящие моменты за счет сцепления плашек 20 с трубой 76 под действием тормозного момента тормозного устройства 39.When a certain pressure in the hydraulic system is reached, the wheel 37 is rotated and the carbide dies 20 converge to the upper pipe 76 and then clamp it, after which the rotor wheel 37 and the pipe clamping device 16 rotate together as a whole, and the torques 76 are transmitted due to the clutch of the dies 20 with the pipe 76 under the action of the braking torque of the braking device 39.

При касании торцов ниппеля 76 с муфтой трубы 75 происходит резкое возрастание сопротивлений, что приводит к увеличению давления в гидросистеме и при достижении определенной величины давления автоматически открывается клапан в гидросистеме, и рабочая жидкость поступает в гидроцилиндры 50 механизма докрепления резьб верхнего корпуса 2 и гидроцилиндры 27 механизма докрепления резьб нижнего корпуса 1. Происходит процесс докрепления резьб.When touching the ends of the nipple 76 with the pipe coupling 75, a sharp increase in resistances occurs, which leads to an increase in pressure in the hydraulic system and when a certain pressure is reached, the valve in the hydraulic system automatically opens and the working fluid enters the hydraulic cylinders 50 of the fastening mechanism of the threads of the upper body 2 and the hydraulic cylinders 27 of the mechanism attachment of threads of the lower case 1. There is a process of attachment of threads.

При развинчивании труб отклонением рукоятки управления включается гидросистема на максимальное давление, при котором рабочая жидкость одновременно поступает в гидроцилиндры 51 и 27 механизмов раскрепления резьб, в гидроцилиндры 44 тормоза 39 и гидромоторы 58 - происходит срыв резьбы. Одновременно с началом раскрепления подается давление в гидроцилиндры 25 подъема верхнего корпуса 2.When the pipes are unscrewed by the deviation of the control handle, the hydraulic system is switched on to the maximum pressure at which the working fluid simultaneously enters the hydraulic cylinders 51 and 27 of the thread unlocking mechanisms, into the hydraulic cylinders 44 of the brake 39 and the hydraulic motors 58 - the thread breaks. Simultaneously with the beginning of the release, pressure is applied to the hydraulic cylinders 25 of the lifting of the upper housing 2.

При завершении операций по свинчиванию или развинчиванию труб ключ отводится от оси скважины в резервную позицию посредством реечных скалок 30, шестеренных блоков 65 и гидроцилиндров 66.At the completion of the pipe screwing or unscrewing operations, the key is retracted from the well axis to the reserve position by means of rack rolling rods 30, gear units 65 and hydraulic cylinders 66.

Смазка резьбовой части ниппеля навинчиваемой трубы 76 производится по схеме: ключ опущен в нижнее положение, его блоки 69 с форсунками 70 находятся в позиции резьбовой части ниппеля трубы 76, предварительно вставленной в муфту колонны 75. Подается давление в поршневую часть золотника 72, пружины 73 сжимаются, отводя золотник 72, образуя емкость в передней части блока 72, в которую подается порция смазки. При снятии давления пружины 73 разжимаются, перемещая золотник 72, и выдавливают порцию смазки через форсунки на резьбовую часть ниппеля, после чего ключ поднимается в позицию свинчивания-развинчивания.The threaded part of the screw nipple of the screw pipe 76 is made according to the scheme: the key is lowered to the lower position, its blocks 69 with nozzles 70 are in the position of the threaded part of the pipe nipple 76, previously inserted into the coupling of the column 75. Pressure is applied to the piston part of the spool 72, the springs 73 are compressed , withdrawing the spool 72, forming a container in front of the block 72, into which a portion of the lubricant is supplied. When the pressure is released, the springs 73 are opened, moving the spool 72, and squeeze a portion of the lubricant through the nozzles onto the threaded part of the nipple, after which the key rises to the screw-unscrew position.

Источники информацииInformation sources

1. Буровой ключ автоматический стандартный АКБ-3М2 ТУ 26-02028-79.1. Drill key automatic standard AKB-3M2 TU 26-02028-79.

2. Патент США № 3550485, МКИ В 25 В 17/00.2. US Patent No. 3550485, MKI B 25 V 17/00.

3. Патент США № 4585079, МКИ Е 21 В 3/04.3. US patent No. 4585079, MKI E 21 3/04.

4. Авторское свидетельство № 1170111, МКИ Е 21 В 19/16.4. Copyright certificate No. 1170111, MKI E 21 B 19/16.

5. Авторское свидетельство № 1640352, МКИ Е 21 В 19/16.5. Copyright certificate No. 1640352, MKI E 21 V 19/16.

6. Авторское свидетельство № 1498904, МКИ Е 21 В 19/16; 19/00.6. Copyright certificate No. 1498904, MKI E 21 B 19/16; 19/00.

7. Авторское свидетельство № 1661335, МКИ Е 21 В 19/16.7. Copyright certificate No. 1661335, MKI E 21 B 19/16.

8. Патент № 20119677, МКИ 5 Е 21 В 19/16.8. Patent No. 20119677, MKI 5 E 21 B 19/16.

9. Патент № 2078901, МКИ Е 21 В 19/16.9. Patent No. 2078901, MKI E 21 B 19/16.

10. Патент № 2086400, МКИ Е 21 В 19/16.10. Patent No. 2086400, MKI E 21 B 19/16.

11. Авторское свидетельство № 1357537, МКИ Е 21 В 19/16 (прототип).11. Copyright certificate No. 1357537, MKI E 21 B 19/16 (prototype).

Claims (3)

1. Ключ для свинчивания и развинчивания замковых соединений скважинных труб, содержащий верхний и нижний корпуса со встроенными в них зубчатыми роторными колесами, в которых размещены трубозажимные устройства; блоки зубчатых и промежуточных шестерен с приводом вращения труб, а также позиционер перемещения ключа, отличающийся тем, что он разделен на отдельные самостоятельные технологические узлы и включает верхний корпус со встроенными в нем устройством докрепления-раскрепления резьб, трубозажимным устройством, тормозным устройством и комплектом промежуточных зубчатых колес; нижний корпус со встроенными в нем устройством докрепления-раскрепления резьб, трубозажимным устройством и комплектом промежуточных зубчатых колес; привод вращения труб выполнен в виде общего для вращения и стопорения труб приводного блока, содержащего дифференциальный и быстроходный редукторы с гидромоторами; позиционер, который выполнен с механизмами горизонтального и вертикального перемещения ключа; механизм подачи смазки на резьбовую часть ниппеля навинчиваемой трубы; при этом верхний корпус выполнен с возможностью его поворота относительно оси трубозажимного устройства и его подъема или опускания относительно нижнего корпуса, механизм вертикального перемещения позиционера выполнен в виде двух самостоятельных узлов, включающих стол и нижнее основание, связанное со столом подвижной колонной со встроенным гидроцилиндром подъема стола, а нижний корпус, в свою очередь, снабжен выдвижными упорами для фиксации верхнего корпуса, двумя кронштейнами и четырьмя стяжками, скрепленными с двумя реечными скалками механизма горизонтального перемещения ключа позиционера, которые связаны через шестеренные блоки с гидроцилиндрами горизонтального перемещения, встроенными в корпус стола.1. A key for screwing and unscrewing the locking joints of downhole pipes, comprising an upper and lower case with gear rotor wheels integrated in them, in which pipe clamping devices are placed; blocks of gear and intermediate gears with a pipe rotation drive, as well as a key displacement positioner, characterized in that it is divided into separate independent technological units and includes an upper case with an integrated thread fastening device, a pipe clamp device, a brake device and a set of intermediate gear wheels lower case with built-in device for fastening and unfastening threads, pipe clamping device and a set of intermediate gears; the pipe rotation drive is made in the form of a drive unit common for rotation and pipe locking, comprising a differential and high-speed gearbox with hydraulic motors; a positioner that is made with mechanisms of horizontal and vertical movement of the key; a lubricant supply mechanism to a threaded portion of a screw pipe nipple; the upper case is made with the possibility of its rotation about the axis of the pipe-clamping device and its raising or lowering relative to the lower case, the mechanism of vertical movement of the positioner is made in the form of two independent nodes, including a table and a lower base connected to the table with a movable column with an integrated table lifting cylinder, and the lower case, in turn, is equipped with retractable stops for fixing the upper case, two brackets and four ties, fastened with two rack rolling pin the mechanism of the horizontal movement of the positioner key, which are connected through gear units to the horizontal hydraulic cylinders built into the table body. 2. Ключ по п.1, отличающийся тем, что тормозное устройство верхнего корпуса содержит шкив, четыре тормозные колодки и скобообразную обойму с размещенными в ней гидроцилиндрами прижима колодок к шкиву; при этом обойма в центральной части имеет зубчатый сектор, находящийся во взаимодействии через рейки и зубчатую шестерню с гидроцилиндрами докрепления-раскрепления резьб, от воздействия которых обратные реакции от привода вращения взаимно уничтожаются, а обойма и через нее тормозной шкив, и трубозажимное устройство получают дополнительный крутящий момент, при этом ключ снабжен дополнительным механизмом докрепления-раскрепления резьб в нижнем корпусе, состоящим из двух гидроцилиндров, связанных штоками с роторным колесом, а корпусами через шарниры с нижним корпусом ключа, а реактивные моменты от приводного блока и действия гидроцилиндров направлены друг к другу с противоположными знаками.2. The key according to claim 1, characterized in that the brake device of the upper case contains a pulley, four brake pads and a staple clip with hydraulic cylinders for clamping the pads to the pulley placed therein; in this case, the cage in the central part has a gear sector, which interacts through the racks and the gear with the hydraulic cylinders of fastening and unfastening the threads, from the influence of which the reverse reactions from the rotation drive are mutually annihilated, and the cage and through it the brake pulley and pipe clamping device receive an additional torque moment, while the key is equipped with an additional mechanism of fastening and unfastening the threads in the lower case, consisting of two hydraulic cylinders connected by rods to the rotor wheel, and the bodies through hinges with the lower key housing, and the reactive moments from the drive unit and the actions of the hydraulic cylinders are directed to each other with opposite signs. 3. Ключ по п.1 или 2, отличающийся тем, что на тормозное устройство верхнего корпуса установлен механизм подачи технологической смазки на резьбовую часть ниппеля навинчиваемой трубы, который содержит основание с радиально размещенными пазами, в которые встроены корпуса блоков с форсунками, имеющие возможность радиального перемещения, при этом каждый корпус выполнен с цилиндрической расточкой, в которую встроен шприцевый механизм, состоящий из золотника с поршнем и пружиной.3. The key according to claim 1 or 2, characterized in that on the brake device of the upper case there is a mechanism for supplying technological lubricant to the threaded part of the screw pipe nipple, which contains a base with radially placed grooves, into which the block bodies with nozzles are integrated, which have the possibility of radial displacement, with each case is made with a cylindrical bore, in which is built a syringe mechanism consisting of a spool with a piston and a spring.
RU2003132661/03A 2003-11-11 2003-11-11 Device for well tube interlock screwing together and unscrewing RU2268983C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003132661/03A RU2268983C2 (en) 2003-11-11 2003-11-11 Device for well tube interlock screwing together and unscrewing

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003132661/03A RU2268983C2 (en) 2003-11-11 2003-11-11 Device for well tube interlock screwing together and unscrewing

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2003132661A RU2003132661A (en) 2005-04-27
RU2268983C2 true RU2268983C2 (en) 2006-01-27

Family

ID=35635739

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2003132661/03A RU2268983C2 (en) 2003-11-11 2003-11-11 Device for well tube interlock screwing together and unscrewing

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2268983C2 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2498042C2 (en) * 2008-06-18 2013-11-10 Нэшнел Ойлвелл Варко Норвей Ас Hydraulic clamping device
RU2608136C1 (en) * 2016-03-14 2017-01-16 Анатолий Иванович Литвинов Universal drilling robot
RU2764760C1 (en) * 2021-07-21 2022-01-21 Общество с ограниченной ответственностью "Газпром газобезопасность" Column head turning device

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3550485A (en) * 1969-05-16 1970-12-29 Byron Jackson Inc Power pipe tongs with variable brake
SU597809A1 (en) * 1972-12-25 1978-03-15 Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Методики И Техники Разведки Wrench for screwing-on/off tool joints
SU1170111A1 (en) * 1983-12-20 1985-07-30 Всесоюзный Научно-Исследовательский И Проектно-Конструкторский Институт Нефтяного Машиностроения Automatic stationary drill pipe wrench
US4585079A (en) * 1982-04-30 1986-04-29 Brissonneau Et Lotz Marine Method and a machine for handling drill pipes
SU1357537A1 (en) * 1985-12-24 1987-12-07 Специальное Проектно-Конструкторское Бюро Автоматизации Глубокого Разведочного Бурения Всесоюзного Производственного Объединения "Союзгеотехника" Device for releaseing/tightening lock joints of drill string
SU1640352A1 (en) * 1988-12-08 1991-04-07 Всесоюзный Научно-Исследовательский И Проектно-Конструкторский Институт Нефтяного Машиностроения Power tubing tongs
SU1661355A2 (en) * 1985-10-09 1991-07-07 Азербайджанский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт нефтяного машиностроения Mechanical tubing tongs

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3550485A (en) * 1969-05-16 1970-12-29 Byron Jackson Inc Power pipe tongs with variable brake
SU597809A1 (en) * 1972-12-25 1978-03-15 Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Методики И Техники Разведки Wrench for screwing-on/off tool joints
US4585079A (en) * 1982-04-30 1986-04-29 Brissonneau Et Lotz Marine Method and a machine for handling drill pipes
SU1170111A1 (en) * 1983-12-20 1985-07-30 Всесоюзный Научно-Исследовательский И Проектно-Конструкторский Институт Нефтяного Машиностроения Automatic stationary drill pipe wrench
SU1661355A2 (en) * 1985-10-09 1991-07-07 Азербайджанский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт нефтяного машиностроения Mechanical tubing tongs
SU1357537A1 (en) * 1985-12-24 1987-12-07 Специальное Проектно-Конструкторское Бюро Автоматизации Глубокого Разведочного Бурения Всесоюзного Производственного Объединения "Союзгеотехника" Device for releaseing/tightening lock joints of drill string
SU1640352A1 (en) * 1988-12-08 1991-04-07 Всесоюзный Научно-Исследовательский И Проектно-Конструкторский Институт Нефтяного Машиностроения Power tubing tongs

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2498042C2 (en) * 2008-06-18 2013-11-10 Нэшнел Ойлвелл Варко Норвей Ас Hydraulic clamping device
RU2608136C1 (en) * 2016-03-14 2017-01-16 Анатолий Иванович Литвинов Universal drilling robot
RU2764760C1 (en) * 2021-07-21 2022-01-21 Общество с ограниченной ответственностью "Газпром газобезопасность" Column head turning device

Also Published As

Publication number Publication date
RU2003132661A (en) 2005-04-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2340995C (en) An apparatus for connecting tubulars using a top drive
US7707914B2 (en) Apparatus and methods for connecting tubulars
DE3327739C2 (en) Device for the production of boreholes
US9528332B2 (en) Power tong
CA2389449C (en) Wrenching tong
CN112338505B (en) Pipe column connecting and disassembling device
DE69714088T2 (en) MAKE AND DISCONNECT CONNECTIONS BETWEEN DRILL PIPELINES
WO2014091246A2 (en) Apparatus and method for connecting components
CA1133888A (en) Rod break-out and make-up tool
EP1517000B1 (en) Adapter frame for a power frame
US9217303B2 (en) Apparatus for connecting or disconnecting a threaded coupling between two riser joints
US10590718B2 (en) Pipe handling unit
US7707913B2 (en) Method of disconnecting a pipe length
WO2016074060A1 (en) Hydraulically actuable drill pipe wrench assembly
CN101709627A (en) Rotating hydraulic clamp and rotating bidirectional hydraulic clamp applying same
RU2268983C2 (en) Device for well tube interlock screwing together and unscrewing
RU2105861C1 (en) Top-driven drilling device
RU40377U1 (en) WRENCH AND SCREW WRENCH WRENCH
CN201065743Y (en) Drilling pipe column spinning device
RU2078901C1 (en) Spinning wrench
CN1304723C (en) Pincer pliers device
CA2547944C (en) Wrenching tong
CN2908765Y (en) Power pliers
CA2590542C (en) An apparatus for connecting tubulars using a top drive
CN201574701U (en) Rotary hydraulic slip and rotary bidirectional hydraulic slip using same

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20091112