Устройство для сверления оборудования, находящегося под давлением

 

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и геологоразведке. Устройство состоит из корпуса, шпинделя со сверлом, ходового винта, присоединительного фланца с узлом контроля давления, штурвалов поступательного и вращательного движения сверла. Для обеспечения сверления оборудования, находящегося под высоким давлением, шпиндель, имеющий в сечении шестигранную форму, установлен с возможностью возвратно-поступательного движения в корпусе, внутренняя полость которого в нижней части имеет шестигранное сечение, обеспечивающее передачу шпинделю вращательного движения. При этом в стенке шпинделя, снабженного по всей длине полостью для пропуска ходового винта, просверлены два отверстия для перепуска давления рабочей среды из внутренней полости просверливаемого оборудования во внутреннюю полость устройства, обеспечивая выравнивание величин давления во внутренней полости корпуса и полости просверливаемого оборудования и снятие выталкивающего усилия со шпинделя. 1 ил.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей и геолого-разведочной отраслям промышленности и предназначено для сверления стенок технологического оборудования, находящегося под давлением, с целью сообщения с внутренней полостью для проведения специальных работ по ликвидации аварийных ситуаций или открытых газонефтяных фонтанов.

Согласно Справочнику. Оборудование и инструмент для предупреждения и ликвидации фонтанов. - М. : Недра. 1996, с.184 -186) известна конструкция устройства, предназначенного для сверления стенок труб нефтяного сортамента, находящихся под давлением, с целью создания каналов сообщения с их внутренней полостью для проведения технологических операций. Привод органов управления - ручной.

Известное устройство состоит из трех основных частей: хомута, затвора и инструмента.

Устройство позволяет производить следующие виды работ: - сверление стенок труб круглого сечения, а также квадратного профиля (ведущие бурильные трубы); - сверление шиберов задвижек; - сверление стенок корпусов и элементов изделий, находящихся под давлением; - Постоянный контроль давления во вскрытой сверлением полости; - Закачку во внутреннюю полость просверленного оборудования технологической жидкости.

Однако известная конструкция устройства для сверления обладает следующими существенными недостатками: - конструктивное исполнение рассчитано на применение в работе при давлениях не более 35 МПа, так как предельное рабочее давление для использованных в устройстве уплотнительных элементов согласно ГОСТу 9833-73 не допускает превышения указанного давления; - замена типа уплотнения на работоспособное при более высоких рабочих давлениях, а также увеличение прочностных характеристик конструкции не позволяет применить устройство для работы при высоких давлениях, так как возникающая после вскрытия стенок оборудования выталкивающая сила, воздействующая на шпиндель устройства, становится непреодолимой при ручном приводе вращения штурвала подачи инструмента.

Основной задачей предлагаемого технического решения является обеспечение процесса сверления оборудования, находящегося под высоким (более 35 МПа) давлением.

Достигнутый при этом технический результат - компенсация действующих на шпиндель выталкивающих сил, возникающих после вскрытия полости просверливаемого оборудования.

Поставленная задача решается следующим образом.

В устройстве для сверления оборудования, находящегося под давлением и состоящего из корпуса, шпинделя со сверлом, ходового винта, присоединительного фланца с узлом контроля давления, штурвалов поступательного и вращательного движения сверла, шпиндель имеет в сечении шестигранную форму и установлен с возможностью возвратно-поступательного движения в корпусе, внутренняя полость которого в нижней части имеет шестигранное сечение, обеспечивающее передачу шпинделю вращательного движения, при этом в стенке шпинделя, снабженного по всей длине полостью для пропуска ходового винта, просверлены два отверстия для перепуска давления рабочей среды из внутренней полости просверливаемого оборудования во внутреннюю полость устройства, обеспечивая выравнивание величин давления рабочей среды во внутренней полости корпуса и полости просверливаемого оборудования и снятие выталкивающего усилия со шпинделя.

Конструкция предлагаемого устройства для сверления оборудования, находящегося под давлением (далее по тексту - устройство), приводится на чертеже.

Устройство состоит из полого корпуса 1, концентрично расположенного в нем полого шпинделя 2 с закрепленным на его нижнем конце сверлом 3, ходового винта 4 с наружной трапецеидальной левой резьбой, присоединительного фланца 5 с узлом контроля величины давления в полости устройства 6 и расположенным внутри него уплотнительным узлом 7, накидной гайки 8 с фиксирующими eе на фланце четырьмя болтами 9; в верхней части корпуса располагается уплотнительный узел 10, а на его резьбовую часть навинчена гайка 11 с фиксирующими ее на корпусе четырьмя болтами 12. Корпус 1 приводится во вращение вручную штурвалом 13 в подшипниковом узле 14, а ходовой винт 4 приводится во вращение штурвалом 15 в подшипниковом узле 16. Внутренняя полость корпуса 1 по всей длине выполнена цилиндрической формы за исключением его нижней части, выполненной шестигранной формы. Наружная поверхность шпинделя 2 по всей длине изготавливается шестигранной, входящей в шестиугольное отверстие в корпусе 1 (сечение А-А).

Внутренняя полость шпинделя цилиндрическая, верхняя ее часть выполнена в виде гайки с резьбой, сопрягаемой с резьбой ходового винта 4. В стенках шпинделя просверлены отверстия 17 и 18 для перепуска давления рабочей среды "Р" из полости оборудования в полость устройства. Устройство к просверливаемому оборудованию крепится посредством задвижки 19, являющейся отсекающим от давления рабочей среды Т" узлом при его монтаже-демонтаже.

Для проведения операции сверления просверливаемое оборудование оснащается специальным герметичным узлом, имеющим присоединительный фланец того же типоразмера, что и фланец отсекающей задвижки.

Компенсация возникающей выталкивающей силы на шпиндель 2 осуществляется перепуском давления рабочей среды "Р" (через отверстие 17 - кольцевой зазор между стенками шпинделя 2 и ходового винта 4 - отверстие 18) во внутреннюю полость корпуса 1, герметичную по отношению к внешней среде за счет уплотнительных узлов 7 и 10.

Порядок работы с устройством следующий.

Фланцем 5 устройство монтируется на закрытую задвижку 19, которая предварительно устанавливается на просверливаемое оборудование, оснащенное специальным герметичным узлом.

После ее открытия штурвалом 15 приводится во вращение по часовой стрелке ходовой винт 4, в результате чего шпиндель 2 со сверлом 3 поступательно движется через открытую задвижку 19 в полость оборудования до упора сверлом в место сверления, после чего штурвалом 13 приводится во вращение по часовой стрелке корпус 1 и соответственно шпиндель со сверлом.

При одновременном вращении штурвалов 13 и 15 производится сверление.

После вскрытия концом сверла внутренней полости просверливаемого оборудования давление среды проходит в полость устройства и, действуя на площадь поперечного сечения шпинделя, создает выталкивающую силу, препятствующую дальнейшему вводу шпинделя. Через просверленные в стенке шпинделя отверстия "17" и "18" давление рабочей среды передается в верхнюю часть внутренней полости корпуса 1 и тем самым компенсирует возникшую выталкивающую силу. Для дальнейшего сверления работающему персоналу необходимо преодолевать только усилия трения в подшипниковых и уплотнительных узлах, не затрачивая энергию на преодоление выталкивающей силы.

После окончания процесса сверления шпиндель вращением штурвала 15 против часовой стрелки выводится из полости оборудования, запорная (отсекающая) задвижка закрывается, узлом 6 давление из внутренней полости устройства стравливается в атмосферу и устройство демонтируется.

Устройство может быть использовано и в других отраслях промышленности: нефтехимической, химической и пр.

Объектами сверления также могут быть трубы, запорная арматура, сосуды под давлением и др.

Формула изобретения

Устройство для сверления оборудования, находящегося под давлением, состоящее из корпуса, шпинделя со сверлом, ходового винта, присоединительного фланца с узлом контроля давления, штурвалов поступательного и вращательного движения сверла, отличающееся тем, что шпиндель, имеющий в сечении шестигранную форму, установлен с возможностью возвратно-поступательного движения в корпусе, внутренняя полость которого в нижней части имеет шестигранное сечение, обеспечивающее передачу шпинделю вращательного движения, при этом в стенке шпинделя, выполненного по всей длине с полостью для пропуска ходового винта, просверлены два отверстия для перепуска давления рабочей среды из внутренней полости просверливаемого оборудования во внутреннюю полость устройства для обеспечения выравнивания величин давления во внутренней полости корпуса и полости просверливаемого оборудования и снятия выталкивающего усилия со шпинделя.

РИСУНКИ

Рисунок 1



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к трубопроводному транспорту жидкостей и газов и может быть использовано при присоединении ответвлений к действующему трубопроводу без снижения в нем давления

Изобретение относится к оборудованию, применяемому при работах на действующем трубопроводе, находящемся под давлением рабочей среды, и может быть использовано для установки на трубопроводе отводов

Изобретение относится к трубопроводному транспорту жидкостей и газов и предназначено для врезки отводов к действующим трубопроводам

Изобретение относится к области газовой промышленности, в частности к вырезанию отверстий в трубе под давлением в зоне предполагаемого монтажа газоотводящего патрубка с запорным газовым краном

Изобретение относится к устройствам для вырезания отверстий и дисков преимущественно в листовом материале

Изобретение относится к области обработки резанием и может быть использовано при монтаже или ремонте уплотнений сосудов , используемых в химической или энергетической промышленности

Изобретение относится к трубопроводному транспорту жидкостей и газов и предназначено для вырезки отверстий в действующем трубопроводе

Изобретение относится к трубопроводному транспорту жидкостей и газов и предназначается для присоединения ответвления к действующим трубопроводам

Изобретение относится к транспортировке жидкостей и газов трубопроводным транспортом, к врезке отводов в действующий трубопровод

Изобретение относится к нефтегазодобывающей и геологоразведочной отраслям промышленности и предназначено для дистанционного сверления стенок технологического оборудования, находящегося под давлением, с целью сообщения с внутренней полостью для проведения специальных работ по ликвидации аварийных ситуаций или открытых газонефтяных фонтанов

Изобретение относится к устройствам, предназначенным для холодной вырезки отверстий в действующем нефтепроводе с целью последующего присоединения к нефтепроводу ответвлений

Изобретение относится к строительству и используется при сооружении и эксплуатации трубопроводов

Изобретение относится к трубопроводному транспорту, а именно к способам монтажа обводных линий трубопроводов, и может быть использовано при ремонте магистральных нефтепроводов без остановки перекачки продукта. Способ монтажа включает установку на трубопровод муфтовых тройников, монтаж на тройники задвижек, снабженных фланцами, установку на фланцы задвижек устройств холодной вырезки отверстий, вырезку отверстий в трубопроводе посредством указанных устройств при открытых задвижках, закрытие задвижек, сброс избыточного давления из корпусов задвижек, демонтаж устройств вырезки, соединение фланцев задвижек обводной линией трубопровода. При этом используют устройство вырезки отверстий, содержащее корпус, размещенный в корпусе шпиндель, на конце которого установлен режущий инструмент в виде фрезы со сменными режущими пластинами, механизмы вращения и осевого перемещения шпинделя и средство герметизации шпинделя со стороны режущего инструмента. Технический результат: упрощение способа, повышение оперативности монтажа и увеличение надежности монтируемой обводной линии. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей и геологоразведочной отраслям промышленности и может быть использовано для дистанционного сверления отверстий в стенках технологического оборудования, находящегося под давлением. Устройство содержит опорную стойку, корпус, шпиндель со сверлом и узлом автоматической подачи шпинделя, ходовой винт, присоединительный фланец с узлом контроля давления, штурвал поступательного движения шпинделя и узел привода его вращения от гидромотора. Предусмотрена размещенная на валу гидромотора ведущая шестерня с двумя зубчатыми венцами, входящими в зацепление с ней двумя ведомыми шестернями, обеспечивающими одновременное вращение шпинделя вокруг своей оси и его поступательное перемещение. В опорную стойку встроен механический счетчик перемещения шпинделя, обеспечивающий контроль и фиксацию величины осевого перемещения шпинделя и контроль глубины сверления. В результате упрощается конструкция устройства и повышается надежность его работы. 8 ил.
Наверх