УСТРОЙСТВО ДЛЯ СВИНЧИВАНИЯ И РАЗВИНЧИВАНИЯ НАСОСНЫХ ШТАНГ
FACILITY FOR SCREWING AND UNSCREWING PUMP RODS

Изобретение относится к стационарным устройствам для сборки и разборки резьбовых соединений и предназначено для развинчивания и довинчивания муфт насосных штанг в условиях ремонтных баз.
Известен механический трубный ключ для свинчивания-развинчивания труб нефтяного сортамента и деталей турбобуров в условиях ремонтных баз (патент РФ № 2086384, МПК В23Р 19/06). Данное устройство содержит раму и размещенные на ней привод с редуктором. Редуктор имеет два соосных вала, соединенных дифференциальной передачей и механизмом возврата валов в исходное угловое положение, при этом каждый выходной вал снабжен рядом эксцентриковых кулачков. Указанный ключ имеет сложную конструкцию и недостаточно надежен в работе.
Известен также ключ для сборки резьбовых соединений, в том числе труб, применяемых в нефтегазовой промышленности (патент РФ № 2244620, МПК В25В 13/50). Ключ содержит корпус с внутренней профилированной поверхностью, выполняющей роль кулачка, с которой контактируют ролики. Оси роликов связаны с зажимами, имеющими фиксирующие вкладыши. Корпус через подшипник скольжения установлен на основании. Основание имеет торцевой выступ с пазами, в которых установлены с возможностью перемещения зажимы, размещенные напротив друг друга и соединенные при помощи двух направляющих. К недостаткам этого устройства следует отнести необходимость замены фиксирующих вкладышей при свинчивании труб различных диаметров, что затрудняет обслуживание устройства и снижает его надежность.
Наиболее близким по совокупности существенных признаков к предлагаемому изобретению является механический трубный ключ для свинчивания труб и деталей турбобуров в условиях ремонтных баз по патенту РФ № 2114729, МПК В25В 21/00. Ключ содержит раму, размещенные на ней привод, редуктор и имеющие одинаковую конструкцию взаимозаменяемые вращающийся и неподвижный патроны. В корпусе каждого патрона расположены радиальные ползуны, кинематически связанные между собой, и самозажимные профильные кулачки, кинематически связанные между собой и установленные попарно в ползунах. Кинематическая связь между кулачками выполнена в виде шатуна с фиксатором исходного положения кулачков. К недостаткам данного устройства следует отнести наличие множества узлов и деталей, что обуславливает недостаточную надежность его работы. При этом в процессе работы необходимо проведение дополнительной подготовительной операции, обеспечивающей в ручном режиме сведение профильных кулачков до контакта с обрабатываемой деталью. Кроме того, возникающие большие боковые нагрузки на регулировочные винты требуют для обеспечения надежности значительного увеличения массы устройства.
Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является упрощение конструкции, повышение надежности и технологичности устройства для свинчивания и развинчивания насосных штанг в условиях ремонтных баз.
Поставленная задача решается за счет того, что в устройстве для свинчивания и развинчивания насосных штанг, включающем основание, размещенные на нем привод, кинематически связанный с приводом вращающийся патрон и узел фиксации и осевой подачи насосной штанги, в отличие от прототипа вращающийся патрон выполнен в виде соосно расположенных и жестко связанных между собой торцевых фланцев, размещенных между ними двух колец и установленного между кольцами сепаратора, снабженного установленными на осях эксцентриковыми кулачками, при этом сепаратор выполнен с пазами и выступами, взаимодействующими соответственно с выступами и впадинами кулачков. Кроме того, узел фиксации и осевой подачи насосной штанги может быть выполнен в виде кронштейна, снабженного вилкой, паз которой соответствует галтели насосной штанги. Устройство может быть снабжено стопором, кинематически связанным с вращающимся патроном.
Технический результат, обеспечиваемый при осуществлении данного изобретения, заключается в том, что устройство представляет собой компактную надежную конструкцию, с помощью которой возможно осуществлять без дополнительной переналадки сборку-разборку насосных штанг различного диаметра, и расширяет арсенал стационарных инструментов для трубных баз и цехов ремонта предприятий нефтяной промышленности.
Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен общий вид устройства, на фиг.2 - вращающийся патрон, на фиг.3 - разрез по А-А фиг.2, на фиг.4 - узел фиксации и осевой подачи штанги.
max
min
Устройство содержит основание 1, привод (например, гидродвигатель) 2, на валу 3 которого установлен вращающийся патрон 4. С патроном 4 кинематически связан стопор 5. На основании 1 размещен также узел фиксации и осевой подачи насосной штанги, выполненный в виде кронштейна 6, с вилкой 7, в пазу которой размещается галтель обрабатываемой штанги 8. Патрон 4 включает соосно расположенные торцевые фланцы 9, 10, кольца 11, 12 и сепаратор 13, размещенный между кольцами 11, 12. Фланцы и сепаратор жестко связаны между собой, например, с помощью болтового соединения. В сепараторе 13 на осях 14 установлены эксцентриковые кулачки 15. Сепаратор 13 имеет выступы 16 и пазы 17, взаимодействующие соответственно с впадинами 18 кулачков (при рабочем ходе сепаратора) и выступами 19 кулачков (при реверсе). Выступы 18 кулачков 15 в данном случае выполнены в виде штифтов. Профиль эксцентриковых кулачков обеспечивает заклинивание штанговых муфт различных диаметров (D-D) и обеспечивает возврат кулачков в исходное положение.
Устройство работает следующим образом. Галтель обрабатываемой штанги 8 укладывается в паз вилки 7 кронштейна 6 и перемещается до упора штанговой муфты в кольцо 12. При включении привода 2 заданный вращающий момент передается на вращающийся патрон 4. С помощью стопора 5 осуществляется притормаживание кольца 11. За счет разности угловых скоростей сепаратора 13 и колец 11, 12 с установленными в них осями 14 происходит проворот эксцентриковых кулачков 15 относительно осей 14 и заклинивание (зажим) ими штанговой муфты. При дальнейшем вращении привода 2 и патрона 4, соответственно, осуществляется развинчивание муфты со штанги 8. Для осуществления операции свинчивания необходимо повернуть патрон 4 на 180°.