Стенд для испытания трубных резьбовых соединений при свинчивании-развинчивании в коррозионной среде



Стенд для испытания трубных резьбовых соединений при свинчивании-развинчивании в коррозионной среде
Стенд для испытания трубных резьбовых соединений при свинчивании-развинчивании в коррозионной среде

 


Владельцы патента RU 2555494:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ухтинский государственный технический университет" (RU)

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к стендам для испытаний резьбовых соединений, и может быть использовано для исследований износа резьбовых соединений труб нефтяного сортамента при свинчивании-развинчивании в коррозионной среде. Стенд содержит станину, жестко соединенный с ней центратор, привод с вращателем водила для свинчивания резьбового соединения с заданным крутящим моментом и развинчивания его, устройство зажимное с секторными клиньями. Устройство зажимное снабжено механизмом раскрепления клиньев, размещено в центраторе и удерживает муфту от вращения. Трубный ключ оснащен регистратором момента раскрепления резьбового соединения. Ниппель снабжен съемной крышкой с фиксаторами от проворачивания, центральным прямоугольным отверстием со скругленными короткими сторонами, обжат трубным ключом для вращения ниппеля, оборудован силовой пружиной с затяжной гайкой. Пружина и гайка размещены на верхнем конце центрального стержня, причем верхний конец стержня выполнен с двусторонней лыской для прохода через центральное отверстие крышки, а нижний снабжен резьбой и свободно ввинчен в донную заглушку контейнера. Контейнер соединен с нижней резьбой муфты, образует замкнутый внутренний объем и заполнен агрессивной коррозионной или другой жидкой средой. Технический результат - возможность испытания образцов резьбовых соединений труб в коррозионной среде с созданием осевой нагрузки на резьбу. 2 ил.

 

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к стендам для испытаний резьбовых соединений, и может быть использовано для исследований износа резьбовых соединений труб нефтяного сортамента при свинчивании-развинчивании в коррозионной среде.

Известен стенд для испытания замковых соединений бурильных труб на износ, включающий вышечно-лебедочный блок буровой установки для манипуляций с полномасштабными бурильными трубами и автоматический буровой ключ АКБ для свинчивания-развинчивания замковых резьб бурильных труб [Кузьминых Д. В. Совершенствование методов повышения долговечности замкового соединения бурильной колонный при многократном свинчивании: дис. канд. техн. наук: 05.02.13 / Д. В. Кузьминых; рук. работы И.Ю. Быков. - Ухта: УГТУ, 2011. - С. 60-63.].

Недостатками известного стенда являются громоздкость оборудования, требующая использования полномасштабных бурильных труб, бурового подъемного и вращательно-раскрепительного оборудования, невозможность испытаний резьбовых соединений насосно-компрессорных труб, в том числе в коррозионной среде.

Прототипом предлагаемого стенда является стенд для испытания замковых резьб на износ, включающий станину, на которой размещены шестеренчатый редуктор и гидромоторы для свинчивания-развинчивания резьбовых соединений с заданным крутящим моментом, узел захвата и удержания образца, испытуемый образец, содержащий муфту, ниппель и удлинитель, а также колонны, гидроцилиндры и подвижную раму для создания осевой нагрузки на резьбовое соединение [Стенд для испытания замковых резьб на износ: А. с. СССР 720132, M. Кл2 Е21В 17/00; опубл. 05.03.80, Бюл. №9. - 5 с.].

Недостатком известного решения является отсутствие возможности проведения испытаний резьбовых соединений в коррозионной среде и сложность гидравлического механизма для создания осевой нагрузки на резьбовое соединение.

Задачей изобретения является повышение эффективности испытаний резьбовых соединений труб на износ в коррозионной среде с созданием осевой нагрузки на резьбу за счет использования замкнутого контейнера с коррозионной жидкостью и пружинного механизма нагружения резьбового соединения.

Технический результат заключается в возможности испытания образцов резьбовых соединений труб в коррозионной среде с созданием осевой нагрузки на резьбу.

Поставленная задача решается описываемым стендом для испытания трубных резьбовых соединений при свинчивании-развинчивании в коррозионной среде, включающим станину, жестко соединенный с ней центратор, привод с вращателем водила для свинчивания резьбового соединения с заданным крутящим моментом и развинчивания его, устройство зажимное с секторными клиньями, при этом устройство зажимное снабжено механизмом раскрепления клиньев, размещено в центраторе и удерживает муфту от вращения, трубный ключ оснащен регистратором момента раскрепления резьбового соединения, ниппель снабжен съемной крышкой с фиксаторами от проворачивания, центральным прямоугольным отверстием со скругленными короткими сторонами, обжат трубным ключом для вращения ниппеля, оборудован силовой пружиной с затяжной гайкой, пружина и гайка размещены на верхнем конце центрального стержня, причем верхний конец стержня выполнен с двусторонней лыской для прохода через центральное отверстие крышки, а нижний снабжен резьбой и свободно ввинчен в донную заглушку контейнера, контейнер соединен с нижней резьбой муфты, образует замкнутый внутренний объем и заполнен агрессивной коррозионной или другой жидкой средой.

На фиг. 1 представлен схематично общий вид стенда для испытания трубных резьбовых соединений при свинчивании-развинчивании в коррозионной среде, на фиг. 2 изображено испытуемое резьбовое соединение в сборе, продольный разрез.

Стенд для испытания трубных резьбовых соединений при свинчивании-развинчивании в коррозионной среде содержит станину 1, размещенный на ней электропривод 2, шестеренчатый редуктор 3; вращатель 4, предназначенный для передачи крутящего момента на водило 5; центратор 6, в коническом седле которого установлено устройство зажимное 7, оснащенное винтами раскрепительными 8, выполненное в виде секторных клиньев и служащее для удержания от проворачивания муфты испытуемого резьбового соединения 9; трубный ключ 10, оснащенный регистратором момента раскрепления 11 и закрепленный на ниппеле испытуемого резьбового соединения 12; центральный стержень 13, выполненный с двусторонней лыской верхнего конца и нижним свободно ввинченный в резьбовое отверстие 14 заглушки донной 15, имеющей сливной штуцер 16, предназначенный для слива жидкости после окончания эксперимента или замены ее в процессе испытаний; замкнутый контейнер 17; пружину силовую 18, сжимаемую гайкой затяжной 19 и опирающуюся в крышку съемную 20 с центральным отверстием 21 в форме прямоугольника со скругленными короткими сторонами, рым-болтами 22 по ГОСТ 4751-73 и фиксатором 23, предотвращающим от проворачивания при свинчивании или развинчивании.

Стенд работает следующим образом. Муфта 9 испытуемого образца удерживается неподвижно в устройстве зажимном 7, выполненном в виде секторных клиньев с механизмом раскрепления, например, в виде винтов раскрепительных 8, и размещается в конусообразном седле центратора 6, опирающегося на станину 1. В верхнюю часть муфты 9 ввинчивается ниппель 12 испытуемого образца и обжимается трубным ключом 10, оснащенным регистратором 11 момента раскрепления резьбового соединения, например динамометрическим ключом. Вращение трубного ключа 10 осуществляется водилом 5 с помощью вращателя 4, обеспечивающего затяжку резьбового соединения с заданным крутящим моментом и приводимым во вращение в прямом и обратном направлениях через шестеренчатый редуктор 3 с помощью электропривода 2. Вращение трубного ключа 10 по часовой стрелке обеспечивает свинчивание резьбового соединения с заданным крутящим моментом, против часовой стрелки - развинчивание резьбового соединения с регистрацией момента его раскрепления.

Для имитации осевой нагрузки на резьбовое соединение от массы свинчиваемой или развинчиваемой трубы конструкция испытуемого образца снабжена силовой пружиной 18, которая размещается на верхнем конце центрального стержня 13 между съемной крышкой 20 и гайкой затяжной 19. Такой прием позволяет создать заданную осевую нагрузку на резьбовое соединение путем сжатия пружины силовой 18 с помощью гайки затяжной 19. При этом съемная крышка 20 служит опорой для силовой пружины 18 и фиксируется на ниппеле 12 от проворачивания фиксатором 23. Кроме того, для обеспечения синхронного вращения ниппеля 12 и центрального стержня 13 его верхний конец выполнен с двусторонней лыской, а центральное отверстие 21 съемной крышки 20 образует ответную форму в виде прямоугольника со скругленными короткими сторонами. При этом центральный стержень 13 пропущен через всю конструкцию испытуемого образца и нижним концом свободно ввинчен в резьбовое отверстие 14 заглушки донной 15. При свинчивании-развинчивании резьбового соединения центральный стержень 13 синхронно ввинчивается или вывинчивается из резьбового отверстия 14 заглушки донной 15, сохраняя постоянство сжатия пружины силовой 18, имитирующей осевую нагрузку на резьбовое соединение в процессе всего цикла испытаний.

Для имитации солевой или другой (абразивной, щелочной, кислотной и т.п.) агрессии на резьбовое соединение конструкция образца оснащена замкнутым контейнером 17, имеющим донную заглушку 15 с резьбовым отверстием 14 и подсоединенным на резьбе к нижней части муфты 9. При этом внутри испытуемого образца образуется замкнутый объем, который заполняют агрессивной коррозионной или другой средой, например, пластовой водой, щелочью, кислотой, абразивной жидкостью и т.п. При свинчивании-развинчивании резьбового соединения агрессивная среда будет периодически воздействовать на поверхность резьбы. Для слива жидкости после окончания эксперимента или замены ее в процессе испытаний служит сливной штуцер 16. Для извлечения конструкции испытуемого образца в сборе из устройства зажимного 7 центратора 6 служат рым-болты 22 по ГОСТ 4751-73.

Стенд для испытания на износ резьбовых соединений труб, включающий станину, жестко соединенный с ней центратор, привод с вращателем водила для свинчивания резьбового соединения с заданным крутящим моментом и развинчивания его, устройство зажимное с секторными клиньями, отличающийся тем, что устройство зажимное снабжено механизмом раскрепления клиньев, размещено в центраторе и удерживает муфту от вращения, трубный ключ оснащен регистратором момента раскрепления резьбового соединения, ниппель снабжен съемной крышкой с фиксаторами от проворачивания, центральным прямоугольным отверстием со скругленными короткими сторонами, обжат трубным ключом для вращения ниппеля, оборудован силовой пружиной с затяжной гайкой, пружина и гайка размещены на верхнем конце центрального стержня, причем верхний конец стержня выполнен с двусторонней лыской для прохода через центральное отверстие крышки, а нижний снабжен резьбой и свободно ввинчен в донную заглушку контейнера, контейнер соединен с нижней резьбой муфты, образует замкнутый внутренний объем и заполнен агрессивной коррозионной или другой жидкой средой.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области сельского хозяйства и может быть использовано для исследования физико-механических свойств корнеклубнеплодов. Устройство для исследования физико-механических свойств корнеклубнеплодов содержит раму (1) с прикрепленными к ней электродвигателем (2), на валу которого установлен сменный диск (3) с исследуемой поверхностью, и направляющей (4), на которой установлена подвижная тележка (5).

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к машинам для проведения испытаний на устойчивость к колееобразованию дорожных покрытий, и может применяться в соответствующих областях народного хозяйства.

Испытательный цилиндр и способ испытания сверхтвердого компонента. Испытательный цилиндр включает в себя первый конец, второй конец и боковую стенку, продолжающуюся от первого конца до второго конца.

Изобретение относится к области исследования прочностных свойств материалов и может быть использовано при испытании сверхтвердых компонентов на сопротивление абразивному износу и/или стойкость к ударной нагрузке.

Изобретение относится к области исследования прочностных свойств материалов и может быть использовано для испытания сверхтвердого компонента на сопротивление абразивному износу и/или стойкость к ударной нагрузке.

Предусмотрены стачиваемый цилиндр и способ изготовления данного стачиваемого цилиндра. Стачиваемый цилиндр включает в себя первый конец, второй конец и боковую стенку, проходящую от первого конца ко второму концу.

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к измерительным устройствам, и может быть использовано не только для исследования свойств материалов, но и точности исследования износа трущихся поверхностей.

Изобретение относится к технике механических испытаний материалов на стойкость к истиранию до разрушения и может быть использовано, в частности, для испытаний на ледовое истирание.

Изобретение относится к технике механических испытаний материалов на стойкость к истиранию до разрушения и может быть использовано, в частности, для испытаний на ледовое истирание.

Изобретение относится к технике механических испытаний материалов на стойкость к истиранию до разрушения и может быть использовано, в частности, для испытаний на ледовое истирание.

Изобретение относится к испытаниям материалов на фреттинг-усталость. Способ испытания материалов на фреттинг-усталость заключается в том, что испытуемый цилиндрический образец, в виде стержня переменного сечения с напрессованной на него втулкой контробразца, располагается в машине для усталостных испытаний типа НУ. Втулка контробразца выполнена с диаметром, обеспечивающим натяг в области рабочего сечения образца. Техническим результатом является приближение условий испытания к эксплуатационным, характерным, в том числе соединениям с натягом. 3 ил.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для изучения процесса работы поверхностей деталей машин. Согласно заявленному способу определения длительности этапов эксплуатации циклически нагруженных поверхностей деталей машин регистрируют изменения во времени параметра состояния контактирующих поверхностей деталей, нагруженных в соответствии с реальными условиями эксплуатации. В качестве оцениваемого параметра состояния рассматривают температуру в зоне контакта. Строят график зависимости температуры по времени и выделяют установившийся участок изменения температуры во времени. Определяют температуру, соответствующую началу и окончанию установившегося режима работы. С учетом найденной температуры, соответствующей началу и окончанию установившегося режима работы, по имеющемуся графику зависимости температуры по времени определяют точки на графике, соотносящиеся с началом и окончанием установившегося режима работы, проекция которых на временную ось идентифицирует длительность этапов эксплуатации циклически нагруженных поверхностей деталей машин. Технический результат - повышение точности определения длительности этапов эксплуатации циклически нагруженных поверхностей деталей машин. 2 ил.

Техническое решение относится к устройствам для измерения величины износа и температуры изделий при трении. Устройство для измерения величины износа и температуры изделия при трении содержит последовательно соединенные источник лазерного излучения, светоделитель и как минимум один измерительный волоконно-оптический световод, второй конец которого размещен в изделии на глубине Н, равной или меньшей расстояния R до трущейся поверхности. А также последовательно соединенные один передающий волоконно-оптический световод, детектор и контроллер определения величины износа и температуры изделия при трении. Причем первый конец передающего волоконно-оптического световода соединен со вторым выходом светоделителя. Кроме того, на отрезке длиной L измерительного волоконно-оптического световода в области его второго конца сформирован внутриволоконный оптический датчик величины износа и температуры изделия при трении. Причем источник лазерного излучения выполнен как источник непрерывного лазерного излучения, а светоделитель - как оптический циркулятор. Технический результат - повышение диапазона непрерывного измерения величины износа, приходящегося на одно волокно, повышение точности измерений величины износа и температуры, упрощение конструкции устройства. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

Трибометр // 2559798
Изобретение относится к испытательным и обкаточным стендам. Трибометр состоит из предметного стола, ограничивающей рамки, заполняемой пробой насыпного груза, навески и тягового органа для предметного стола с прибором для определения его тягового усилия. Ограничивающая рамка с помощью опорных катков, закрепленных на боковых кронштейнах, опирается на продольные горизонтальные направляющие, закрепленные на стойках, нижние части которых закреплены на боковых кромках предметного стола. Нижние кромки ограничивающей рамки размещены с зазором над верхней поверхностью размещаемого на предметном столе слоя сыпучего груза. Технический результат - повышение точности измеряемых физико-механических показателей сыпучего груза, влияющих на выбор параметров проектируемых и выбираемых типов транспортных машин. 1 ил.

Изобретение относится к области триботехнических испытаний материалов и может быть использовано при создании новых сталей и сплавов с особыми свойствами для тяжелых условий эксплуатации, а также при оценке работоспособности модифицированных поверхностей и покрытий. Сущность: осуществляют перемещение с помощью привода относительно друг друга взаимно прижатых и расположенных под углом цилиндрических образцов. Каждый из двух образцов принудительно вращают вокруг своей оси, при этом один из образцов перемещают одновременно вдоль своей оси и оси второго образца. Технический результат: повышение достоверности результатов при исследовании работы пары трения в режиме приработки и расширение технологических возможностей при испытании. 2 ил.

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к устройствам для испытания металлов и сплавов, а также композиционных материалов и покрытий на стойкость к абразивному изнашиванию при нормальной и повышенных температурах. Установка содержит основание, на котором установлены привод вращения, вертикальный вал, контртело в виде плоского кольца с абразивной массой на его поверхности, держатель образца, закрепленный на механизме нагружения, и грузы. Держатель образца состоит из двух электрически изолированных друг от друга медных токоподводящих пластин, соединенных с источником тока. Кольцо закреплено на барабане с возможностью их вращения вокруг вертикального вала, жестко закрепленного на основании. Под кольцом расположен электрический нагреватель в виде ленты из материала с высоким электрическим сопротивлением, концы которой подключены к двум медным кольцевым шинам, расположенным на поверхности барабана и электрически изолированным от него. Кольцевые шины находятся в скользящем контакте с неподвижными токоподводящими узлами, подключенными к источнику тока, а кольцо и электрический нагреватель расположены в теплоизоляционном кожухе. Технический результат: расширение технологических возможностей и повышение достоверности результатов испытаний за счет реализации нагрева образца проходящим через него током до температур 1100°C, нагрева контр-тела и абразивной массы с помощью электрического нагревателя до температур 600°C. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области определения свойств материалов в условиях сухого трения, преимущественно для испытания структурных зон металла, образующихся в результате сварочных технологических процессов или локальной поверхностной термической обработки концентрированными источниками нагрева. Сущность: осуществляют вращение контробразца с постоянной скоростью и прорезывание контробразцом в образце паза в зоне трибологического контакта при постоянной нагрузке до заданной глубины, чем обеспечивается постоянство условий испытаний. Диаметр контробразца D выбирается из условия D=(10÷50)h, где h - ширина образца. Технический результат: возможность ускорить процесс испытания, упростить измерение величины износа и получения достоверных результатов при проведении испытаний на износостойкость при жестком типе изнашивания (100% проскальзывание) материала образца в условиях сухого трения. 3 ил.

Изобретение относится к технологии оценки качества смазочных масел, в частности к определению их смазочной способности. Способ определения смазывающей способности масел заключается в том, что эксплуатируют пару трения в присутствии смазки, пропускают через нее электрический ток, измеряют постоянный ток при неподвижной паре трения и при установившемся режиме трения, пробу масла постоянной массы нагревают при определенной температуре в течение постоянного времени. Затем отбирают часть пробы окисленного масла, которую фотометрируют, и определяют коэффициент поглощения светового потока, а другую часть пробы окисленного масла испытывают на машине трения, определяют смазывающую способность по значениям коэффициента влияния тока. При этом пробу окисленного масла испытывают на машине трения при постоянных параметрах трения, пропускают через пару трения постоянный ток от внешнего стабилизированного источника напряжения, записывают диаграмму изменения тока в процессе трения, по которой определяют начало установившегося изнашивания и величину тока. Далее определяют коэффициент электропроводности граничного слоя как отношение тока, протекающего через граничный слой, к заданному току, определяют диаметр пятна износа и отношение коэффициента поглощения светового потока к диаметру пятна износа. Затем определяют падение напряжения UГС на граничном слое, разделяющем поверхности трения при установившемся изнашивании, по эмпирической формуле: U Г С = К П U ⋅ К Э Г С , где КП - коэффициент поглощения светового потока; U - диаметр пятна износа, мм; КЭГС - коэффициент электропроводности граничного слоя. Строят графическую зависимость падения напряжения на граничном слое от коэффициента поглощения светового потока, по которой определяют смазывающую способность испытуемого масла, причем чем больше значение падения напряжения на граничном слое, тем выше смазывающая способность. Техническим результатом является обоснованный выбор масел для двигателей внутреннего сгорания на основе комплексной оценки смазывающих свойств испытуемого масла по его оптическим свойствам, величине износа и коэффициенту электропроводности фрикционного контакта, отражающему сопротивляемость граничного смазочного слоя. 2 ил.

Использование: для определения эрозионной стойкости твердых микро- и нанообъектов при воздействии кавитации. Сущность изобретения заключается в том, что одну грань исследуемого объекта упрочняют, после чего проводят кавитационное воздействие в герметичной камере с жидкостью при избыточном гидростатическом давлении, обработку исследуемого объекта ведут гидроакустическим потоком при плотности мощности ультразвукового излучения, достаточной для нахождения исследуемого образца во взвешенном состоянии, оценивают эрозионную стойкость по состоянию рельефа поверхности, его геометрическим и объемным параметрам по сравнению с первоначальным состоянием объекта. Технический результат: обеспечение возможности полной и объективной оценки эрозионной стойкости твердых микро- и нанообъектов. 1 ил.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к железнодорожному транспорту, и может быть использовано при испытаниях пар трения по определению предельных нагрузок и триботехнических характеристик. Устройство содержит основание с закрепленной на нем стойкой и платформой, на которой установлен привод вращения вала и осевого его перемещения, узел нагружения образцов и систему измерения силы нагружения, дисковый контробразец, вал с размещенным на нем держателем образца, систему измерения силы трения. В качестве испытываемого образца устанавливается вырезанный темплет упрочненного гребня колеса после плазменной обработки толщиной 10-13 мм, в качестве контробразца - ролик, изготовленный из рельсовой стали, диаметром 40 мм и шириной 6 мм. Технический результат: повышение достоверности результатов оценки триботехнических свойств гребней колес, что обеспечит экономическую целесообразность выбранного режима и технологии поверхностного упрочнения колесных пар и надежность при эксплуатации без снижения работоспособности рельсов. 3 ил.
Наверх