Способ свинчивания или развинчивания резьбовых соединений труб и устройство для его осуществления

 

Использование: в машиностроении, в частности, может быть использовано в буровой технике для соединения бурильных или обсадных труб. Сущность изобретения: операции удержания неподвижной трубы и вращения свинчиваемой или развинчиваемой с ней другой трубы производят одновременно от одного привода при передаче трубам крутящих моментов одной величины с разными направлениями. Механизм зажатия труб в обоих ключах смонтирован в зубчатых колесах, находящихся в зацеплениях с шестернями общего привода, состоящего из быстроходного редуктора и дифференциального блока. Дифференциальный блок содержит корпус и водило и размещен внутри корпусов обоих ключей. Корпус дифференциального блока, имеющего наружный и внутренний зубчатые венцы, расположен в корпусе приводного ключа, а вал водила с находящейся с ним в зацеплении ведомой шестерней - в корпусе удерживающего ключа. Корпус дифференциального блока установлен на опорных подшипниках в расточках корпуса приводного ключа, зафиксирован от выпадания крышками, а водило дифференциального блока встроено на подшипниках качения во внутреннюю расточку корпуса блока, через которую проходит вертикальный вал, соединенный зацеплениями в нижней части с ведомой шестерней быстроходного редуктора, а в верхней части - с сателлитными шестернями водила дифференциального блока. 2 с. и 1 з. п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к машиностроению, в частности, к приводным ключам и может быть использовано в буровой технике для соединения или разделения бурильных и обсадных труб.

Известное устройство для свинчивания или развинчивания резьбовых соединений, выбранное в качестве прототипа предлагаемого устройства, содержит расположенные соосно два приводных ключа, смонтированные на общей раме. Приводной ключ выполнен в виде зубчатого колеса, в котором размещен кулачковый зажим. Привод колеса осуществляется через промежуточную шестерню от гидромотора. Удерживающий ключ может перемещаться в осевом направлении в процессе свинчивания и выполнен в виде неподвижного кулачкового кольца, жестко соединенного с корпусом, и двух дисков, несущих челюстной захват и соединенных с гидроприводом роликовыми цепями, охватывающими диски и звездочки, посаженные на вал гидропривода. (См. Патент США N 4445402, B 25 B 17/00, 1984 г.) Технический результат изобретения выражается в использовании одного привода, оснащенного дифференциальной передачей для выполнения операций по свинчиванию или развинчиванию замковых соединений труб, повышая надежность срабатывания захватных элементов трубозажимающих устройств с автоматическим саморегулированием крутящего момента в зависимости от сил сопротивления, возникающих при свинчивании-развинчивании.

Способ свинчивания или развинчивания резьбовых соединений труб заключается в том, что стопорение одной трубы и вращение для свинчивания или развинчивания другой трубы осуществляют одновременно с использованием одного привода для передачи трубам разнонаправленных крутящих моментов одной величины.

На чертеже дан общий вид устройства.

Устройство содержит корпус 1 стопорного ключа, корпус 2 вращателя труб, в которых смонтированы зубчатые колеса 3 и 4 со встроенными в них механизмами зажима труб 5 и 6, подшипниковые опоры 7 и 8, промежуточные шестерни 9 и 10 и сочлененные с ним эвольвентными зацеплениями ведомая шестерня 11 и блок дифференциала 12.

Блок дифференциала 12 установлен на подшипниках качения 13 в корпусе 2 вращателя труб и зафиксирован от выпадения верхней крышкой 14 и нижней крышкой 15. К нижнему основанию корпуса 1 встроен корпус быстроходного редуктора 16, содержащий ведомую шестерню 17, ведущую шестерню 18 и привод 19.

Блок дифференциала 12 состоит из корпуса 20, имеющего наружные эвольвентные зубья 21 и внутренние эвольвентные зубья 22, водила 23 со шлицевой расточкой 24 в нижней части и встроенных в корпусе водила 23 на осях 25 трех сателлитов 26.

В свою очередь, водило 23 установлено на подшипниках качения 27 во внутренние расточки корпуса 20. Во внутреннюю расточку водила 23 встроен вертикальный вал 28, в верхней части имеющий эвольвентные зубья 29, посредством которых он находится в зацеплении с сателлитами 26 дифференциального блока 12, и шлицевую расточку 30 в нижней части, посредством которой вертикальный вал 28 находится в зацеплении с ведомой шестерней 17 редуктора 16. Вал 28 опирается на подшипниковую опору 31, установленную в крышке 32 редуктора 16.

Устройство работает следующим образом.

При включении привода 19 вращение через ведущую шестерню 18 передается ведомой шестерне 17 редуктора 16, а вместе с ней через шлицевую расточку 30 вертикальному валу 28. Вал 28, получив вращение, передает его через эвольвентные зубья 29 сателлитам 26, которые в свою очередь приводят во вращение водило 23, а через него и шлицевую расточку 24, ведомой шестерне 11 и промежуточной шестерне 9, приводят во вращение зубчатое колесо 3. Встроенный в зубчатое колесо 3 механизм зажима труб 5 приводится в движение, его сухари сходятся на нижней трубе 33 и замыкаются на них.

После того как нижний механизм зажима труб 5 замыкается на трубе 33, вращение колеса 3, шестерен 9, 11 и водила 23 прекращается, сохраняя при этом усилие зажима сухарями трубы 33 и вращение вала 28, который в свою очередь, вращаясь через сателлиты 26, приводит во вращение корпус 20 блока дифференциала 12, а через него и промежуточную шестерню 10 вращение зубчатого колеса 4.

Зубчатое колесо 4, получив вращение, противоположное по направлению к колесу 3, приводит в движение трубозажимной механизм 6, его сухари сходятся на верхней трубе 34, зажимают ее и передают ей вращение. Происходит процесс свинчивания или развинчивания замковых соединений.

Формула изобретения

1. Способ свинчивания или развинчивания резьбовых соединений труб, при котором производят стопорение одной трубы и вращение для свинчивания или развинчивания с ней другой трубы, отличающийся тем, что стопорение одной трубы и вращение для свинчивания или развинчивания другой трубы осуществляют одновременно с использованием одного привода для передачи трубам разнонаправленных крутящих моментов одной величины.

2. Устройство для свинчивания или развинчивания резьбовых соединений труб, содержащее два соосных приводных ключа, каждый из которых включает корпус и механизм зажима труб, отличающееся тем, что оно снабжено двумя зубчатыми колесами, каждое из которых посредством подшипниковых опор установлено в корпусе соответствующего ключа с возможностью взаимодействия с соответствующим механизмом зажима труб и двумя промежуточными шестернями, каждая из которых установлена в корпусе соответствующего ключа с возможностью взаимодействия с соответствующим зубчатым колесом, привод ключей выполнен общим и состоит из кинематически связанных валом быстроходного редуктора и дифференциального блока, состоящего из корпуса с наружным и внутренним зубчатыми венцами, водила с установленными в нем тремя сателлитами и размещенного в корпусе первого ключа, ведомой шестерней, кинематически связанной с водилом и установленной в корпусе второго ключа с возможностью взаимодействия с соответствующей промежуточной шестерней, при этом наружный венец корпуса дифференциального блока расположен в корпусе первого ключа с возможностью взаимодействия с его промежуточной шестерней.

3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что корпус дифференциального блока снабжен двумя противоположно установленными крышками, жестко скрепленными с корпусом первого ключа, при этом корпус дифференциального блока установлен в корпусе первого ключа посредством опорных подшипников и выполнен с отверстием для размещения посредством подшипников качения водила, выполненного с отверстием, в котором размещен один конец вала с выполненными на нем звольвентными зубьями, установленными с возможностью взаимодействия с сателлитами, на другом конце упомянутого вала выполнены шлицы, предназначенные для взаимодействия с зубчатым колесом быстроходного редуктора.