УСТРОЙСТВО ДЛЯ ШЛИФОВАНИЯ ШТОКА ИЛИ ЧАСТИ НАСОСНОЙ ШТАНГИ В УСЛОВИЯХ УСТЬЯ СКВАЖИНЫ

Предложение относится к устройствам для обработки наружной поверхности цилиндрических изделий, в частности, для шлифования штока скважинного устьевого сальника или части насосной штанги в условиях устья скважины, в нефтегазодобывающей промышленности или других областях народного хозяйства, где требуется придать гладкость наружной поверхности цилиндрических изделий.
Известен шлифовально-полировальный модуль (см. патент RU №2022760, 5 В24В 5/00, опубл. 15.11.1994 г.) Он включает в себя шпиндельную головку, установленную на стойке с возможностью поворота. В основании стойки выполнен паз, в котором расположена гайка привода ее перемещения и механизм фиксации шпиндельной головки, который выполнен в виде двух связанных между собой винтом клиновых частей, одна из которых неподвижно закреплена на колонне, в которой размещено основание стойки. Гайка выполнена со сферическими торцами и расположенными в плоскости, перпендикулярной оси стойки, пальцами, которые связаны со стойкой. Гайка взаимодействует со сферическими поверхностями подпятника, который может регулироваться вдоль оси.
Известен также вертикально-шлифовальный станок (см. патент RU №2037389, 6 В24В 5/00, опубл. 19.06.1995 г.), размещенный в кожухе. Шлифовальная головка с ее шлифовальным элементом вставлена во вращающееся приспособление так, чтобы совершать качательное движение. Установка закреплена на двух рычагах, которые свободно перемещаются в горизонтальной плоскости, а один рычаг предназначен для вертикального перемещения по штанге. Это вертикальное перемещение может регулироваться для создания сбалансированного действия и подачи
направленного вниз усилия, давления подачи. Сбалансированное или уравновешивающее действие и давление подачи достигаются с помощью одного цилиндра (прототип).
Общим недостатком, как аналога, так и прототипа является сложность конструктивного исполнения, металлоемкость, и в силу их конструктивных особенностей применения их в условиях скважины для шлифовки части штанги насосного оборудования на ее устье не представляется возможным.
Задачей настоящей полезной модели является устранение вышеперечисленных недостатков.
Поставленная техническая задача решается описываемым устройством для шлифования штока или части штанги в условиях устья скважины, включающее корпус, приспособление с шлифовальным элементом, с возможностью перемещения вокруг оси и ограниченного вертикального перемещения и привод.
Новым является то, что корпус выполнен в виде двух дисков с выступающими за их контур ушками, закрепленными между собой шпильками, и с центральными отверстиями, при этом к поверхностям дисков, обращенным друг к другу закреплены кольца с косыми зубьями, причем косые зубья одного из колец выполнены смещенными относительно косых зубьев другого, приспособление с шлифовальным элементом установлено в промежутке между дисками корпуса и выполнено оно также в виде двух дисков с центральными отверстиями и закрепленных между собой шпильками, в промежутке между ними, закрепленные к ним, размещены подпружиненный ролик с желобом и шлифовальный элемент в виде сектора с внутренним диаметром равным диаметру шлифуемой штанги, по краям диска приспособления диаметрально-противоположно друг к другу закреплены, дублирующие друг друга, толкатели одинаковой конструкции, концы которых выполнены в виде зубьев треугольной формы для взаимодействия с косыми зубьями колец, при этом для подвода устройства к
штанге в дисках корпуса и его колец с косыми зубьями, а также в дисках приспособления выполнены пазы, прорезанные до центральных отверстий корпуса и приспособления, а для монтажа устройства к устьевому сальнику нижний диск корпуса снабжен зажимами.
Представленные рисунки поясняют суть полезной модели.
Где на фиг.1 изображено устройство в собранном виде, готовое к использованию.
На фиг.2 - сечение А-А по фиг.1, где видны шлифовальный элемент, подпружиненный ролик, а также зубчатые концы толкателей.
На фиг.3 - сечение Б-Б по фиг.1, где видны монтажные ушки корпуса, нижнее кольцо, закрепленное к корпусу, а также крепежные элементы.
Устройство содержит корпус, выполненный в виде двух дисков 1 и 2 (см. фиг.1) верхний и нижний соответственно с центральными отверстиями 3 и 4 под шлифуемый шток или штангу 5 и монтажными ушками 6, 7 и 8, выступающими за контур дисков (см. фиг.2), с выполненными отверстиями в них под крепежные шпильки 9, 10 и 11, связывающие диски 1 и 2 между собой. Упомянутые ушки расположены друг от друга под углом 105, 105 и 150°. К внутренним поверхностям упомянутых выше дисков 1 и 2 по всей длине периметра с помощью винтов 12 и 13 закреплены кольца 14 и 15, соответственно с косыми зубьями 16 и 17. При этом косые зубья 17 нижнего кольца выполнены смещенными относительно косых зубьев верхнего кольца 14 на 15°. Устройство содержит также приспособление для шлифования, устанавливаемое внутри корпуса между кольцами 14 и 15, содержащее два диска 18 и 19 верхний и нижний соответственно с центральными отверстиями 20 одинакового размера под шлифуемую штангу 5. Упомянутые диски 18 и 19 закреплены между собой шпильками 21 и 22. По краям от этих дисков 18 и 19 диаметрально противоположно друг к другу и дублирующие друг друга закреплены толкатели 23 и 24 одинаковой конструкции, направленные в сторону косых зубьев 16 и 17 колец 14 и 15.
Концы толкателей для взаимодействия с косыми зубьями 16 и 17 выполнены в виде зубьев (см. фиг.2) треугольной формы. Таким образом кольца с косыми зубьями и толкателями 23 и 24, образуют единый механизм наподобие храпового. Приспособление снабжено шлифовальным элементом 25, в качестве которого, например, можно использовать точильный камень, выполненный в виде сектора с внутренним диаметром, совпадающим с диаметром шлифовальной штанги 5. Шлифовальный элемент 25 закреплен к дискам 18 и 19 с помощью упоров 26, которые обеспечивают его центрирование. С противоположной стороны от шлифовального элемента к одному из дисков 18 или 19 закреплен подпружиненный пружиной 27 ролик 28 с желобом 29 под наружную поверхность шлифуемой штанги 5 для поджима ее к шлифовальному элементу 25.
Для подвода устройства к штанге 5, а именно к центральным отверстиям дисков 1 и 2 корпуса и к дискам 18 и 19 приспособления для шлифования, а также в кольцах 14 и 15 прорезаны пазы 30, 31 и 32 соответственно, с шириной обеспечивающей беспрепятственный проход к штанге. Необходимость в двух толкателях 23 и 24 диктуется тем, что при достижении одного из толкателей прорезей 31 и 32 колец 14 и 15 он начинает работать вхолостую и его работу продолжает второй толкатель. Для его монтажа к устьевому сальнику нижний диск 2 корпуса снабжен зажимами 33, которые фиксируют устройство на крышке головки скважинного устьевого сальника.
Устройство работает следующим образом.
Через пазы 30, 31 и 32, выполненных в дисках 1 и 2 корпуса и дисков 18 и 19 колец 14 и 15 устройство подводят к выступающей за скважинный устьевой сальник штанге 5 до контакта с ней, после чего его закрепляют зажимами 33 к крышке головки устьевого сальника и поджимают упорами 34 (см. фиг.1). Затем во внутрь корпуса подводят приспособление для шлифования с роликом 28 для поджима, толкателями 23 и 24, после чего к
дискам 18 и 19 крепят и центрирующий шлифовальный элемент 25 с помощью упоров 26. На этом сборка и монтаж устройства заканчивается.
Процесс шлифования заключается в следующем. Когда станок-качалку запускают в работу, связанная с ней штанга 5, например, при движении вверх за счет силы трения увлекает приспособление для шлифования вверх до контакта толкателя 23 с одного из зубьев 16 верхнего кольца 14, происходит поворот на 15° и фиксация приспособления, через которое штанга 5 на всю длину подъема шлифуется шлифовальным элементом. При ходе штанги 5 от верхней точки вниз происходит аналогичный процесс шлифования ее, при котором сначала толкатель 24 приспособления вместе со штангой двигаясь вниз достигая одного из зубьев 17 нижнего кольца 15 упирается в него, происходит взаимодействие и поворот приспособления на 15°. Процесс шлифования будет продолжаться до тех пор, пока верхний конец штанги не дойдет до нижнего кольца устьевого сальника. Таким образом, штанга 5 совершая возвратно-поступательное движение приводит приспособление с шлифовальным элементом в цикличный поворот вокруг оси штанги, осуществляя шлифование. Полный оборот вокруг оси штанги приспособление устройства совершает за 12 циклов, в каждом цикле шлифуя таким образом поверхность штанги. После того как будет обеспечена требуемая гладкость поверхности штока или штанги, устройство демонтируют в обратной последовательности. Для этого сначала останавливают станок-качалку, освобождают устройство от головки устьевого сальника, освобождаются от шлифовального элемента, отвинчивая крепежные винты, и далее через прорези 30, 31 и 32 устройство освобождают от штанги. Затем скважину запускают в работу в оптимальном режиме, предварительно отрегулировав числа качаний станка-качалки и длину хода штанги.
В случае необходимости устройство аналогично может быть использовано для шлифования штока устьевого сальника для другой
скважины в условиях ее устья или в стендовых условиях на центральных базах промыслового обслуживания (ЦБПО).
Технико-экономическое преимущество предложения заключается в следующем. Его использование позволит оперативно запускать в работу скважины, эксплуатируемые механизированным способом, в частности штанговыми насосами, в случае отсутствия в поставках насосного оборудования полированных штоков для устьевого сальника, или его выхода из строя, тем самым исключая неоправданный простой скважины, вышедшей из бурения. Оно просто по конструкции и не металлоемко.