Устройство для свинчивания и развинчивания труб

 

Устройство для свинчивания и развинчивания бурильных, обсадных и насосно-компрессорных труб, используемых в процессе спускоподъемных операций при бурении и эксплуатации нефтяных и газовых скважин. Устройство представляет собой цилиндрический корпус, устанавливаемый на подшипниках в станине. Внутри корпуса помещены два кольца, соединенных гибкими элементами, расположенными параллельно продольной оси корпуса по окружности. Нижнее кольцо соединено с корпусом при помощи выступов-шлицев, помещенных в соответствующих окнах нижней части корпуса. В этих же окнах над выступами кольца помещены пружины, обеспечивающие движение нижнего кольца вверх-вниз. Верхнее кольцо может вращаться на подшипнике относительно корпуса. Корпус в верхней части постоянно заторможен тормозом. Захват трубы, находящейся во внутренней полости корпуса, осуществляется при помощи гибких элементов, смещающихся к центру внутренней полости корпуса и равномерно охватывающих наружную поверхность тела трубы при повороте верхнего ведущего кольца относительно неподвижного корпуса. Чем больше угол поворота верхнего кольца относительно нижнего, тем больше уменьшается расстояние между этими кольцами по вертикали, так как длина гибких элементов неизменна. При достижении тягового усилия, передаваемого гибкими элементами нижнему кольцу, величины, превышающей трение в узле "корпус - тормоз", корпус начинает вращаться вместе с зажатой трубой. Причем, чем больше сопротивление вращению, тем больше усилие обжатия гибкими элементами тела трубы, то есть возрастает крутящий момент. После завершения свинчивания или развинчивания пружины возвращают нижнее кольцо в исходное положение, гибкие элементы располагаются параллельно оси корпуса, устройство вновь готово к работе. Предложенная конструкция упрощена и предотвращает износ труб по наружной поверхности. 1 ил.

Изобретение относится к технике бурения скважин, а именно к устройствам для свинчивания и развинчивания бурильных, обсадных и насосно-компрессорных труб.

Известно устройство для свинчивания и развинчивания труб, содержащее верхний и нижний захваты, установленные с возможностью их поворота, и узел их соединения (авторское свидетельство СССР N 115325, МКИ E 21 B 19/16).

Недостатком его является сложность конструкции, быстрый износ труб.

Целью изобретения является упрощение конструкции, исключение износа труб по наружной поверхности.

Указанная цель достигается тем, что захват трубы осуществляется при помощи гибких элементов, расположенных вдоль оси трубы и имеющих возможность надежного охвата тела трубы для передачи ей крутящего момента.

На чертеже изображено устройство свинчивания-развинчивания труб, представлен разрез общего вида.

Устройство представляет собой цилиндрический корпус 1, устанавливаемый на подшипниках 2 в станине 3. Внутри корпуса 1 помещены два кольца 4 и 5, соединенных между собой гибкими элементами 6, расположенными параллельно продольной оси корпуса по окружности. При этом нижнее кольцо 5 соединено с корпусом 1 при помощи наружных выступов-шлицев, помещенных в соответствующих окнах нижней части корпуса, в этих же окнах над выступами кольца 5 помещены пружины 7, обеспечивающие движение нижнего кольца 5 вверх-вниз. Верхнее ведущее кольцо 4 может вращаться на подшипнике 8 относительно корпуса 1 и связано с мотором 9 через редуктор 10. Корпус 1 в верхней части постоянно заторможен тормозом 11.

Устройство работает следующим образом.

При повороте ведущего кольца 4 относительно неподвижного корпуса 1 и неподвижного нижнего кольца 5 гибкие элементы смещаются к центру внутренней полости корпуса 1 и равномерно охватывают наружную поверхность тела трубы, находящуюся в полости корпуса 1. Когда тяговое усилие, передаваемое гибкими элементами нижнему кольцу 5, достигнет величины, превышающей трение в узле "корпус 1 - тормоз 11", корпус 1 начнет вращаться, а вместе с ним и зажатая в нем труба.

Причем, чем больше сопротивление вращению, тем больше усилие обжатия гибкими элементами тела трубы, т.е. возрастает крутящий момент, передаваемый гибкими элементами трубе.

Особенность данной конструкции в том, что чем больше угол поворота ведущего кольца относительно неподвижного, тем больше уменьшается расстояние между этими кольцами по вертикали, т.к. длина гибких элементов неизменна. Поэтому нижнее кольцо 5 крепится в корпусе 1 с возможностью перемещения по точкам вверх-вниз и подпружинено.

После завершения свинчивания или развинчивания трубы мотор 9 останавливают и пружины 7 возвращают нижнее кольцо 5 в исходное положение, гибкие элементы 6 становятся параллельно оси корпуса и устройство готово к работе.

Формула изобретения

Устройство для свинчивания и развинчивания труб, содержащее корпус, установленный на подшипниках в станине, внутри которого помещены два кольца, отличающееся тем, что кольца соединены между собой гибкими элементами, расположенными параллельно продольной оси корпуса по окружности и имеющими возможность охвата трубы по наружному диаметру и передачи ей крутящего момента, при этом верхнее кольцо выполнено ведущим с возможностью вращения относительно корпуса, нижнее кольцо закреплено в корпусе с возможностью перемещения вверх-вниз и подпружинено, а корпус заторможен тормозом.

РИСУНКИ

Рисунок 1