Устройство для правки насосных штанг

Авторы патента:

B21D3 - Правка пруткового металла, труб, профилей или особых изделий из них совместно с деталями, изготовленными из листового металла, или отдельно от них (правка обсадных труб на месте E21B)

Устройство для правки длиномерных изделий типа насосных штанг относится к обработке металлов давлением и может быть использовано на предприятиях нефтяной промышленности, осуществляющих ремонт и ревизию нефтепромыслового оборудования. Принцип работы установки заключается в следующем. Искривленные в процессе эксплуатации штанги проходят процедуру мойки, далее на сортировочном стеллаже осматриваются на наличие механических повреждений. На отсортированные и подлежащие правке штанги наворачиваются переходники, профиль которых соответствует профилям пазов самоустанавливающихся захватов. Далее концы штанг с переходниками вставляются в пазы захватов, после чего происходит, собственно, операция растяжения штанг. В зависимости от диаметра, длины и класса прочности штанг, программное обеспечение установки определяет величину вытяжки штанг. По результатам правки штангам присваивается класс прочности и категория, определяется пригодность штанг к дальнейшей эксплуатации. Устройство представляет собой установку, в основе которой находится технологическая рама, на которой, в свою очередь, находятся механизмы правки штанг. Механизмы правки штанг выполнены в виде двух рабочих головок - установочной и растяжной. Рабочие головки содержат захваты для концов штанг, выполненные в виде самоустанавливающихся звеньев. Опоры самоустанавливающихся звеньев имеют сферическую поверхность, что позволяет им свободно двигаться относительно осей рабочих головок, и, соответственно, осуществлять захват концов штанг, имеющих продольные искривления тела. Установочная головка выполнена на самоустанавливающейся и фиксирующейся опоре. Перестановка установочной головки осуществляется посредством винтовой пары "вал-гайка". Растяжная головка, в свою

очередь, выполняет растяжную функцию при помощи силовых цилиндров, соединенных штоком с головкой и жесткой связью с рамой.

Предлагаемая полезная модель относится к оборудованию, предназначенному для правки и восстановления геометрии длинномерных изделий типа насосных штанг, и может быть использовано на предприятиях нефтяной промышленности, осуществляющих ревизию и ремонт нефтепромыслового оборудования.

Известно устройство для правки насосных штанг растяжением, содержащее установленные на раме рабочие головки - растяжную и установочную (патент RU №2164833 С2), с захватами для концов штанги, гидроцилиндры, шток которых жестко соединен с растяжной головкой, и блок управления, включающий закрепленную на основании неподвижную часть со шкалой и размещенную на растяжной головке, подвижную часть с пластиной, периодически взаимодействующей со шкалой.

Недостатки этого устройства состоит в том, что существующий привод установочной головки не позволяет производить ее перестановку механизированным способом. Это означает, что перестановка установочной головки под расхождения длин обрабатываемых штанг осуществляется вручную. В этом случае оператору установки для правки штанг необходимо периодически применять определенное физическое усилие для перестановки, что приводит к дополнительным затратам рабочего времени и снижению работоспособности оператора.

Технической задачей является созданием конструкции без указанного недостатка. Указанная задача решается предлагаемым устройством, которое имеет захваты для концов штанги, размещенных на растяжной и установочной головках и выполненных в виде отдельного звена с самоустанавливающимися опорами на концах; захваты имеют открытый паз, с геометрией, соответствующей профилям переходников, необходимых для вкладки и фиксации штанги в захватах. Самоустанавливающиеся захваты представляют собой механизм, работающий по принципу шарового пальца. Опорная поверхность звена и внутренняя опорная поверхность рабочей головки (растяжной и

установочной) имеют сферическую форму, что позволяет захвату свободно перемещаться в различных плоскостях относительно плоскости рабочей головки. Это позволяет производить вкладку в пазы захватов концов штанг, искривленных в процессе эксплуатации и подлежащих восстановлению. На установочной головке расположен соосно со штангой приводной винтовой вал на самоустанавливающейся и фиксирующейся опоре, что позволяет производить перестановку головки в силу большого расхождения длин штанг. Привод установочной головки осуществляется с помощью винтовой пары "вал-гайка". Механическая связь между валом и установочной головкой осуществляется посредством подшипника качения, а гайка винтовой пары жестко закреплена на раме. Устройство позволяет повысить производительность и качество правки насосных штанг.

На фиг.1 изображен вид в плане на устройство для правки насосных штанг;

на фиг.2 - разрез по линии А-А на фигуру.

Устройство для правки насосных штанг содержит раму 1, расположенные на раме установочную 2 и растяжную 3 головки с захватами, соответственно, 4, 5 для концов штанги 6, подлежащей правке. Растяжная головка соединена со штоками 7 силовых цилиндров 8 посредством жесткой связи 9. Установочная головка 2 и рама 1 снабжены отверстиями под фиксирующие штыри (не показаны), используемые при перестановках головки 2 в силу расхождения длин штанг 6.

Установочная 2 и растяжная 3 головки соответственно содержат отдельные самоустанавливающиеся звенья 12 со сферическими опорными поверхностями на концах 13 (фиг.1). На самоустанавливающихся звеньях 12 предусмотрен зев 17 для установки переходника 15 с полу-сферической головкой 16 (фиг.2). Установочная головка 2 (фиг.1) снабжена расположенным соосно со штангой 6 приводным винтовым валом 14 и винтовой гайкой 18. Связь установочной головки с винтовым валом осуществляется посредством подшипника качения 19.

Величина вытяжки и время правки штанг определяется программным обеспечением установки в зависимости от класса прочности и состава стали штанг. Контроль осуществляется посредством акустоэмиссионного датчика и экранирующего элемента.

Устройство для правки насосных штанг работает следующим образом.

Необходимо предварительно вымытые насосные штанги разложить на стеллаже (не указан), проверить состояние резьбовых концов штанг. Завернуть на штангу переходники 15, установить в захватные пазы 17 рабочих головок 2, 3. Поднять давление в силовых цилиндрах 8, вытянуть штангу до величины предварительной правки, выключить гидростанцию (не указана). При этом программным обеспечением определяется момент начала правки и обнуляются предыдущие параметры правки. Далее, повышая давление в цилиндрах 8, вытянуть штангу до ее удлинения на требуемую величину. По данным программного обеспечения определяют пригодность штанги к последующей эксплуатации.

Снять давление с силовых цилиндров, освободить штангу от захватов и переходников, подать штангу на соответствующий стеллаж по состоянию годности.

Простота конструкции в данном случае, несомненно, является большим преимуществом, как при монтаже установки, так и при ее промышленном использовании.

Это позволяет повысить производительность устройства путем сокращения затрат рабочего времени на каждую операцию по правки штанг.

Устройство для правки насосных штанг, содержащее расположенные на раме установочную и растяжную головки с захватами для концов штанги, силовые цилиндры со штоком, соединенным с захватом растяжной головки, и блок управления, выполненный в виде размещенного на растяжной головке акусто-эмиссионного датчика и экранирующего элемента, закрепленного на раме, отличающееся тем, что привод установочной головки является винтовым и позволяет осуществлять перестановку головки максимально эффективно.