КЛЮЧ ДЛЯ СБОРКИ И РАЗБОРКИ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ ЗАБОЙНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ

Полезная модель относится к области машиностроения, а именно к оборудованию для сервисного обслуживания гидравлических забойных двигателей (ГЗД) и предназначена для закрепления и раскрепления резьбовых соединений ГЗД, извлечения ротора из статора двигательной секции ГЗД, вала из корпуса шпинделя ГЗД, монтажа ротора и статора и вала в корпус шпинделя ГЗД.
Известен стенд для развинчивания TORQUEMASTER фирмы «Griffith» - прототип, включающий два гидравлических зажима и гидравлический цилиндр для проталкивания/выталкивания, установленные на рамную конструкцию. Задний зажим имеет возможность перемещаться вдоль рамы стенда и оснащен гидравлическим вращателем и патроном, который поворачивается с помощью двух гидроцилиндров. (Griffith drilling motor test stend. NATIONAL OILWELL DOWNHOLE TOOLS CATALOG 1998-99. C.73).
Недостатком стенда в прототипе является низкая величина крутящего момента, создаваемого гидравлическим вращателем и, как следствие, низкая производительность выполняемых работ по сборке турбинных и шпиндельных секций турбобуров.
При сборке турбинной секции шпиндельного турбобура необходимо собрать роторы турбинок на валу секции и статоры турбинок в корпусе секции. После чего необходимо свинтить закрепляющие эти наборы резьбовые соединения с крутящим моментом, суммарно состоящим из момента на крепление (деформацию) деталей системы (M1), момента на преодоление натяга резьбового конического соединения (М2) и момента на создание монолитности соединения на торцах резьбовых соединений (М3). При этом натяг (деформация деталей) в системе крепления и натяг в
резьбовом соединении, которые необходимо преодолеть с помощью суммарного крутящего момента (М1+М2+М3) достигает 12-18 мм. При максимальном шаге резьб, применяемых в конструкциях шпиндельных турбобуров, равном 6 мм и повороте патрона заднего зажима ключа с помощью двух гидроцилиндров на 30 градусов необходимо сделать 24-36 возвратно-поступательных движений гидроцилиндрами поворота патрона.
Гидравлический вращатель предназначен для повышения производительности выполняемых работ и используется для свинчивания и развинчивания резьбовых соединений турбобуров вначале свинчивания конических резьб и в конце их развинчивания, когда не требуются большие крутящие моменты закрепления.
В стенде-прототипе конструкция гидравлического вращателя консольно установлена на раму заднего зажима, оснащена одним гидроцилиндром, одной направляющей и четырьмя гидромоторами, на вал каждого из которых закреплен ролик с зубчатой поверхностью.
Максимальный крутящий момент, создаваемый конструкцией вращателя стенда-прототипа, равен 323,5 кгм, что позволяет свинтить лишь часть типоразмеров резьбовых соединений турбобуров с моментом M1, уменьшив величину суммарного натяга в системе крепления до 5-6 мм и количество возвратно-поступательных движений гидроцилиндров поворота патрона заднего зажима до 10-12.
Задача настоящей полезной модели заключается в увеличении производительности выполняемых на ключе работ по закреплению и раскреплению резьбовых соединений, сборке и разборке ГЗД.
Решение поставленной задачи достигается тем, что в ключе для сборки и разборки гидравлических забойных двигателей, включающем раму, установленные на раме неподвижный гидравлический зажим и подвижный гидравлический зажим с закрепленным на нем гидравлическим вращателем, содержащем гидроцилиндр, гидромоторы и ролики, согласно полезной модели, гидравлический вращатель выполнен в виде рамной конструкции,
установленной с возможностью перемещения вдоль рамы ключа, внутри которой вертикально расположены два гидроцилиндра, причем на штоках и корпусах гидроцилиндров закреплены ползуны с установленными в них попарно роликами, вращение на каждый из которых передается с отдельного гидромотора через механическую передачу.
На фиг.1 показан общий вид ключа для сборки и разборки ГЗД.
Показанный на фиг.1 ключ включает раму 1, неподвижный передний гидравлический зажим 2 с поворотным патроном, задний гидравлический подвижный зажим 3, гидравлический вращатель 4, три поддерживающих опоры 5 и привод 6 перемещения заднего зажима 3.
Гидравлический вращатель (фиг.2) представляет собой жесткую коробчатую рамную конструкцию 7, установленную на катки 8 для обеспечения перемещения вдоль рамы ключа. В рамную конструкцию 7 встроены два гидроцилиндра 9, размещенные вертикально. На штоки 10 и корпуса 11 гидроцилиндров 9 закреплены ползуны 12, в которые встроены попарно четыре ролика 13. Вращение на каждый ролик 13 передается отдельным гидромотором 14 через зубчатую передачу, что увеличивает передаваемый гидромотором 14 момент вращения. Опрокидывание рамной конструкции 7 вращателя в процессе свинчивания-развинчивания предотвращают вращающиеся опоры 15. Применение четырех гидромоторов 14 и зубчатой передачи от валов гидромоторов 14 к роликам 13 обеспечивает величину крутящего момента свинчивания резьбового соединения в размере 800-900 кгм, что позволяет свинтить почти все резьбы ГЗД практически до соприкосновения торцов резьбового соединения. Количество возвратно-поступательных движений поворотных гидроцилиндров патрона заднего зажима 3 ключа, необходимых для выполнения операции свинчивания резьбового соединения, сокращается до 2-3.
Ключ для сборки и разборки ГЗД работает следующим образом. Вал или корпус ГЗД с собранным пакетом деталей и навинченными вручную переводниками или полумуфтами краном устанавливается одним концом в
задний зажим 3 (фиг.1), укладывается на опору 5, зажимается гидроцилиндрами заднего зажима 3 и передвигается в помощью привода перемещения 6 заднего зажима 3 до установки другого конца ГЗД в гидравлический вращатель 4. В штоковую полость гидроцилиндров 9 (фиг.2) вращателя с маслостанции подается масло, ползуны 12 роликами 13 охватывают и зажимают деталь ГЗД (переводник или полумуфту). Включаются гидромоторы 14 и производится ускоренное свинчивание резьбовых соединений с максимально возможным для вращателя моментом свинчивания. Масло подается в корпуса гидроцилиндров 14, деталь во вращателе раскрепляется. С помощью привода перемещения 6 заднего зажима 3 (фиг.1) ГЗД перемещается до установки переводника или полумуфты в неподвижный передний зажим 2 с поворотным патроном, с помощью гидроцилиндров которого производится докрепление резьбового соединения по торцам до рекомендуемого момента свинчивания.
В прототипе ключ имеет конструкцию гидравлического вращателя консольно закрепленную на подвижном заднем зажиме. Конструкция вращателя имеет одну направляющую, по которой перемещаются с помощью одного гидромотора ползуны с роликами и гидроцилиндрами.
В прототипе вращатель оснащен четырьмя роликами, каждый из которых установлен непосредственно на вал гидромотора. Максимальный крутящий момент развиваемый вращателем равен 323,5 кгм.
В предлагаемой полезной модели, в отличие от прототипа, конструкция вращателя имеет жесткую коробчатую конструкцию, установленную на катки для обеспечения перемещения вдоль рамы стенда, в вертикальные стойки которой вмонтированы два гидроцилиндра. На штоки и корпуса гидроцилиндров закреплены ползуны, в которые попарно встроены ролики. Вращение на каждый ролик передается с вала отдельного гидромотора через зубчатую передачу, увеличивая передаваемый момент до 800-900 кгм.
Все вышеперечисленное значительно увеличивает производительность выполняемых на ключе работ по закреплению и раскреплению резьбовых
соединений ГЗД, сборке и разборке ГЗД, обеспечивает расширение технологических возможностей проводимых на ключе операций.