Установка для гидравлического испытания нарезных труб нефтяного сортамента
Полезная модель может быть использована для испытания внутренним гидростатическим давлением на прочность и герметичность насосно-компрессорных, обсадных и бурильных труб с навинченными муфтами. Установка содержит раму с опорами, механизмы поперечной загрузки и выгрузки труб, сменную технологическую пару соосных герметизирующих узлов для открытых концов трубы, включающую опрессовочную заглушку для ниппельного конца трубы, размещенную на перемещаемой по направляющим каретке, и установленную встречно неподвижную опрессовочную головку для муфтового конца трубы, связанную с системой подачи опрессовочной жидкости и создания испытательного давления. При этом опрессовочная заглушка включает подвижный в осевом направлении корпус, размещенные в нем эластичную манжету, герметизирующую внутреннюю полость испытуемой трубы, и разжимные кулачки, резьбовая поверхность которых, контактирующая с внешней поверхностью трубы, выполнена соответствующей резьбе ниппеля. Опрессовочная головка содержит два соединенных между собой фланца, в которых установлены узел уплотнения для герметизации по наружному диаметру муфты и узел фиксации в виде раздвижных захватов с приводом. При осуществлении полезной модели реализуется самоуравновешивающаяся силовая схема нагружения испытуемой трубы без навинчивания уплотнительных элементов на ее открытые концы, что позволяет имитировать воздействие на трубу реальных нагрузок без увеличения металлоемкости установки и способствует увеличению ресурса работы герметизирующих узлов и установки в целом.
Полезная модель относится к устройствам для испытания труб на прочность и герметичность и может быть использована для испытания внутренним гидростатическим давлением насосно-компрессорных, обсадных и бурильных труб с навинченными муфтами.
Известен стенд для гидравлического испытания труб, содержащий подвижный в продольном направлении герметизирующий узел с приводом, фиксируемый герметизирующий узел и механизм загрузки и фиксации трубы в процессе испытания (патент РФ №728009, G 01 M 3/02).
Известен также стенд для гидравлического испытания труб, содержащий раму, подвижный в продольном направлении и неподвижный герметизирующие узлы, привод подвижного узла, механизм загрузки и фиксации трубы в процессе испытания и зажимное устройство в виде подвижного в продольном направлении корпуса и механизма зажима, снабженного губками с приводом зажима и разжима (патент РФ №2097725, G 01 M 3/02).
К недостаткам указанных устройств следует отнести их большую металлоемкость, обусловленную выбранной схемой замыкания на раму больших продольных усилий, возникающих в полости трубы в процессе гидравлических испытаний.
Наиболее близким по совокупности существенных признаков к заявляемой полезной модели является устройство для гидравлического испытания насосно-компрессорных труб, содержащее раму со стойкой и опорами, механизмы поперечной загрузки и выгрузки труб с приемно-опорными роликами, сменную технологическую пару соосных герметизирующих узлов для открытых концов трубы,
включающую подвижный герметизирующий узел, установленный на перемещаемой по направляющим вдоль рамы каретке,, и установленный встречно неподвижный в продольном направлении герметизирующий узел, связанный с системой подачи опрессовочной жидкости и создания испытательного давления (патент РФ №2192627, G 01 M 3/08). Данное устройство обеспечивает имитацию воздействия на испытуемую трубу реальных продольно-растягивающих гидравлических нагрузок. Однако, наличие большого количества узлов и механизмов, необходимых для совершения полного цикла испытаний, а также конструкция герметизирующих узлов, предусматривающая их навинчивание на открытые концы трубы, приводит к снижению надежности, эксплуатационного ресурса, производительности этого устройства.
Задачей заявляемой полезной модели является повышение надежности, эксплуатационного ресурса, обеспечение необходимой производительности в условиях трубных баз при оптимальном сочетании качества и стоимости установки.
Поставленная задача решается путем того, что в установке для гидравлического испытания нарезных труб нефтяного сортамента, содержащей раму с опорами, механизмы поперечной загрузки и выгрузки труб, сменную технологическую пару соосных герметизирующих узлов для открытых концов трубы, включающую опрессовочную заглушку для ниппельного конца трубы, размещенную на перемещаемой по направляющим каретке, и установленную встречно неподвижную опрессовочную головку для муфтового конца трубы, связанную с системой подачи опрессовочной жидкости и создания испытательного давления, в отличие от прототипа опрессовочная заглушка включает подвижный в осевом направлении корпус, размещенные в нем эластичную манжету, герметизирующую внутреннюю полость испытуемой трубы, и разжимные кулачки, резьбовая поверхность которых, контактирующая с внешней поверхностью трубы, выполнена соответствующей резьбе ниппеля, а опрессовочная головка содержит два соединенных между собой фланца, в
которых установлены узел уплотнения для герметизации по наружному диаметру муфты и узел фиксации в виде раздвижных захватов с приводом. При этом узел уплотнения опрессовочной головки может быть снабжен набором эластичных манжет V-образного сечения и коррозионностойких стальных колец. Кроме того, система подачи опрессовочной жидкости и создания испытательного давления может содержать насос низкого давления и мультипликатор, выполненный в виде гидроцилиндра и гидроусилителя, шток которого соединен с поршнем гидроцилиндра.
Технический результат, обеспечиваемый при осуществлении заявляемой полезной модели, заключается в реализации самоуравновешивающейся силовой схемы нагружения испытуемой трубы без навинчивания уплотнительных элементов на ее открытые концы, что позволяет имитировать воздействие на трубу реальных нагрузок без увеличения металлоемкости установки, а с другой стороны способствует увеличению ресурса работы герметизирующих узлов и установки в целом. Выполнение предложенным образом системы подачи опрессовочной жидкости и создания испытательного давления также способствует увеличению эксплуатационного ресурса установки и снижению ее стоимости.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен общий вид установки, на фиг.2 - вид А фиг.1, на фиг.3 - вид Б фиг.1, на фиг.4 - подвижный герметизирующий узел, на фиг.5 - неподвижный герметизирующий узел, на фиг.6 - система подачи опрессовочной жидкости и создания испытательного давления.
Установка для гидравлического испытания нарезных труб нефтяного сортамента содержит раму 1 с опорами 2, механизм 3 загрузки и механизм 4 выгрузки труб, опрессовочную заглушку 5, опрессовочную головку 6, систему 7 подачи опрессовочной жидкости и создания испытательного давления. Заглушка 5 установлена на каретке 8, перемещаемой по направляющим 9, и содержит подвижный в осевом направлении корпус 10, эластичную манжету
11, разжимные кулачки 12, поверхность которых, контактирующая с испытуемой трубой 13, выполнена соответствующей резьбе ниппельного конца трубы. Опрессовочная головка 6 включает соединенные шпильками с гайками фланцы 14, 15, узел уплотнения 16 с пакетом уплотнения 17 в виде набора эластичных V-образных манжет и коррозионностойких стальных колец и узел фиксации в виде раздвижных захватов 18 с приводом 19. Система 7 включает насос 20 низкого давления и мультипликатор 21, состоящий из гидроцилиндра 22 и гидроусилителя 23. Испытательная жидкость из системы 7 подается в трубу 13 через штуцер 24.
Установка работает следующим образом. Испытуемая труба 13 поступает с участка подготовки в зону механизма 3 загрузки, который перекладывает ее в рабочую зону. После этого со стороны ниппельного конца трубы подводится каретка 8 с опрессовочной заглушкой 5 и перемещает трубу до тех пор, пока муфтовый конец трубы не войдет в опрессовочную головку 6. После чего производится захват и фиксация муфтового и ниппельного концов трубы с их уплотнением. В исходном состоянии корпус 10 заглушки 5 сдвинут в крайне правое положение и кулачки 12 разжаты. В этом состоянии заглушка 5 надвигается на ниппельный конец трубы и эластичная манжета 11 плотно входит во внутреннюю часть трубы и герметизирует ее. После этого корпус 10 сдвигается влево и своим конусом сжимает кулачки 12, которые входят в зацепление с резьбой ниппеля, надежно удерживая заглушку 5 на ниппельном конце трубы. Муфтовый конец трубы входит до упора в узел уплотнения 16 головки 6, который герметизирует внутреннюю полость трубы по наружному диаметру муфты. Привод 19 сводит захваты 18 за задним торцом муфты, они обхватывают трубу и блокируются в сведенном положении. После этого труба через штуцер 24 заполняется опрессовочной жидкостью. Затем с помощью мультипликатора 21 в трубе создается высокое давление - производится выдержка трубы под давлением в течение заданного времени и контроль результатов испытания. После
сброса давления и слива испытательной жидкости открываются захваты 18 опрессовочной головки 6, а опрессовочная заглушка 5, удерживая ниппельный конец трубы и перемещаясь в обратном направлении, вытаскивает муфтовый конец трубы из головки 6. Кулачки 12 разжимаются, труба освобождается, а заглушка 5 вместе с кареткой 8 возвращаются в исходное положение. Механизм 4 выгрузки перекладывает трубу на удаляющий рольганг.
1. Установка для гидравлического испытания нарезных труб нефтяного сортамента, содержащая раму с опорами, механизмы поперечной загрузки и выгрузки труб, сменную технологическую пару соосных герметизирующих узлов для открытых концов трубы, включающую опрессовочную заглушку для ниппельного конца трубы, размещенную на перемешаемой по направляющим каретке, и установленную встречно неподвижную опрессовочную головку для муфтового конца трубы, связанную с системой подачи опрессовочной жидкости и создания испытательного давления, отличающаяся тем, что опрессовочная заглушка включает подвижный в осевом направлении корпус и размещенные в нем эластичную манжету, герметизирующую внутреннюю полость испытуемой трубы, и разжимные кулачки, резьбовая поверхность которых, контактирующая с внешней поверхностью трубы, выполнена соответствующей резьбе ниппеля, а опрессовочная головка содержит два соединенных между собой фланца, в которых установлены узел уплотнения для герметизации по наружному диаметру муфты и узел фиксации в виде раздвижных захватов с приводом.
2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что узел уплотнения опрессовочной головки снабжен набором эластичных манжет V-образного сечения и коррозионностойких стальных колец.
3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что система подачи опрессовочной жидкости и создания испытательного давления содержит насос низкого давления и мультипликатор, выполненный в виде гидроцилиндра и гидроусилителя, шток которого соединен с поршнем гидроцилиндра.
