RU43321U1 - Wrench for screwing and unscrewing threaded connections for hydraulic downhole motors - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к области машиностроения, а именно, к оборудованию для сервисного обслуживания гидравлических забойных двигателей. Ключ для свинчивания и развинчивания резьбовых соединений гидравлических забойных двигателей содержит силовую установку, привод вращения, патрон, задержку, привод перемещения задержки, раму, поддерживающее устройство и пульт управления. Согласно полезной модели на валы привода вращения и задержки установлены венцы, которые выполнены с зубьями по наружному диаметру, патрон имеет оси, на которых установлены эксцентриковые кулачки, которые состоят из эксцентриков и бандажей с зубчатой наружной поверхностью, на задержке установлены тензометрические датчики, выполняющие контроль крутящего момента. Ключ в заявленной полезной модели обеспечивает качество и надежность резьбовых соединений двигателей, значительно увеличивает производительность выполняемых на ключе работ и экономит производственные площади. Ключ прост в изготовлении и эксплуатации, обладает высокой ремонтопригодностью и удобен при монтаже.The utility model relates to the field of engineering, namely, equipment for servicing hydraulic downhole motors. The key for screwing and unscrewing the threaded joints of hydraulic downhole motors includes a power unit, a rotation drive, a cartridge, a delay, a delay moving drive, a frame, a supporting device and a control panel. According to a utility model, rims are installed on the shafts of the drive of rotation and delay, which are made with teeth on the outer diameter, the cartridge has axes on which eccentric cams are installed, which consist of eccentrics and bandages with a serrated outer surface, and strain gauges that control the torque are installed on the delay moment. The key in the claimed utility model ensures the quality and reliability of threaded connections of engines, significantly increases the productivity of work performed on the key, and saves floor space. The key is simple to manufacture and operate, has high maintainability and is convenient to install.

Description

Полезная модель относится к области машиностроения, а именно, к оборудованию для сервисного обслуживания гидравлических забойных двигателей (ГЗД), и предназначена для свинчивания и развинчивания резьбовых соединений ГЗД в стационарных условиях баз по ремонту забойных двигателей.The utility model relates to the field of mechanical engineering, namely, to equipment for servicing hydraulic downhole motors (HGDs), and is intended for screwing and unscrewing threaded connections of GDZ in stationary conditions of downhole motor repair bases.

Известен механический ключ КТ - 400 конструкции АзНИИбур-нефть, включающий силовую часть, предназначенную для создания крутящего момента, зажимную часть, предназначенную для задержки неподвижной части детали резьбовой пары и рольганг, на котором размещается ГЗД. Рольганг состоит из рельс - швеллеров и роликов, установленных на них (В.А.Добкин, Г.М.Никитин, А.А.Утробин «Обслуживание и ремонт гидравлических забойных двигателей», Москва, Недра, 1983 г., стр.83-85).Known mechanical wrench KT - 400 design AzNIIbur-oil, including the power part, designed to create torque, the clamping part, designed to delay the fixed part of the threaded pair parts and roller conveyor, which houses the hydraulic valve. The rollgang consists of rails - channels and rollers mounted on them (V.A. Dobkin, G.M. Nikitin, A.A. Utrobin "Maintenance and repair of hydraulic downhole motors", Moscow, Nedra, 1983, p. 83 -85).

Недостатком ключа КТ - 400 является наличие всего двух частот вращения патрона силовой части равных 4,5 об/мин и 12,5 об/мин. Частота вращения равная 4,5 об/мин, вследствие своей большой величины, не обеспечивает гарантированную надежность и целостность свинчиваемого резьбового соединения ГЗД в процессе свинчивания на больших крутящих The disadvantage of the KT - 400 key is the presence of only two frequencies of rotation of the cartridge of the power unit equal to 4.5 rpm and 12.5 rpm. The rotation speed of 4.5 rpm, due to its large size, does not provide guaranteed reliability and integrity of the screwed threaded connections of the hydraulic valve during screwdriving on large torque

моментах. Частота вращения равная 12,5 об/мин непроизводительна в начале свинчивания и в конце развинчивания резьбового соединения ГЗД, когда не нужны большие крутящие моменты, а важна высокая производительность.moments. A rotational speed of 12.5 rpm is unproductive at the beginning of screwing up and at the end of unscrewing the threaded connection of the hydraulic drive, when large torques are not needed, but high performance is important.

Еще одним недостатком ключа КТ-400 является малая величина максимального крутящего момента, равная 40 кНм, из-за чего ограничиваются технологические возможности ключа по развинчиванию резьбовых соединений зашламованных ГЗД диаметром 195-240 мм.Another drawback of the KT-400 key is the small maximum torque value of 40 kNm, which limits the technological capabilities of the key to unscrew the threaded connections of sluggish gas-pressure valves with a diameter of 195-240 mm.

Также недостатком ключа КТ-400 является визуальный контроль крутящего момента при свинчивании и развинчивании резьбовых соединений ГЗД с помощью манометра и отключение силовой части ключа вручную при достижении необходимой величины крутящего момента.Another drawback of the KT-400 wrench is the visual control of the torque when screwing and unscrewing the threaded connections of the hydraulic control valve using a manometer and manually disconnecting the power part of the key when the required torque is reached.

Известен ключ МСТ конструкции ПФВНИИБТ, включающий силовую установку, привод вращения, патрон, задержку, привод перемещения задержки, раму и поддерживающее устройство. (В.А.Добкин, Г.М.Никитин, А.А.Утробин «Обслуживание и ремонт гидравлических забойных двигателей», Москва, Недра, 1983 г., стр.85-89). Этот аналог является наиболее близким и взят за прототип полезной модели.Known key MCT design PFVNIIBT, including a power plant, a rotation drive, a cartridge, a delay, a delay movement drive, a frame and a supporting device. (V.A. Dobkin, G.M. Nikitin, A.A. Utrobin “Maintenance and repair of downhole hydraulic motors”, Moscow, Nedra, 1983, pp. 85-89). This analogue is the closest and is taken as a prototype of a utility model.

Недостатком ключа МСТ является наличие всего двух частот вращения патрона силовой установки привода вращения 2,4 об/мин и 5,8 об/мин. Силовая установка привода вращения патрона ключа обладает большой инерционностью. При свинчивании резьбового соединения ГЗД и создании необходимого натяга по торцам резьбы типа МК, РКТ, 3 крутящий The disadvantage of the MCT key is the presence of only two speeds of rotation of the cartridge of the power plant of the drive of rotation of 2.4 rpm and 5.8 rpm. The power plant of the key cartridge rotation drive has a large inertia. When screwing the threaded joint of the hydraulic control valve and creating the necessary tightness on the ends of the thread type MK, PKT, 3 torque

момент резко возрастает на 10 кНм за 1-2 сек. Отсутствие тормозного устройства на валу электродвигателя силовой установки и высокая частота вращения патрона равная 2,4 об/мин не дают гарантии получения крутящего момента при свинчивании резьбового соединения, соответствующего заданному в допустимых пределах. Частота вращения равная 5,8 об/мин непроизводительна в начале свинчивания и в конце развинчивания резьбового соединения ГЗД, когда не нужны большие крутящие моменты, а важна высокая производительность.the moment increases sharply by 10 kNm in 1-2 seconds. The absence of a braking device on the shaft of the electric motor of the power plant and the high frequency of rotation of the cartridge equal to 2.4 rpm do not guarantee the torque when making up the threaded connection corresponding to the specified limits. A rotational speed of 5.8 rpm is unproductive at the beginning of make-up and at the end of unscrewing the threaded joint of the hydraulic drive when large torques are not needed, but high performance is important.

Существенным недостатком ключа МСТ в прототипе является конструкция зубчатых венцов в приводе вращения и задержке, выполненная в виде кольца с зубьями внутри. При больших крутящих моментах, возникающие радиальные усилия передаются через три эксцентриковых кулачка патронов на венцы и стремятся превратить кольца венцов в треугольник, в результате чего зубчатое зацепление венцов с эксцентриковыми кулачками перестает работать или совсем разрушается.A significant disadvantage of the MCT key in the prototype is the design of the gear rims in the rotation drive and the delay, made in the form of a ring with teeth inside. At high torques, the resulting radial forces are transmitted through the three eccentric cams of the cartridges to the rims and tend to turn the rims of the rims into a triangle, as a result of which the gearing of the rims with the eccentric cams stops working or completely collapses.

Еще одним недостатком ключа МСТ является визуальный контроль крутящего момента с помощью манометра и отключение силовой установки привода вращения патрона стенда вручную с пульта управления при достижении необходимой величины крутящего момента.Another drawback of the MCT key is the visual control of the torque using a pressure gauge and the shutdown of the power plant for rotating the stand cartridge rotation manually from the control panel when the required torque value is reached.

Недостатком ключа МСТ в прототипе также является величина максимального крутящего момента равная 61,44 кНм. Величина эта мала, что ограничивает технологические возможности ключа по развинчиванию резьбовых соединений зашламованных ГЗД диаметром 195-240 мм.The disadvantage of the MCT key in the prototype is also the maximum torque value equal to 61.44 kNm. This value is small, which limits the technological capabilities of the key for unscrewing the threaded connections of sludge gas-pressure valves with a diameter of 195-240 mm.

Недостатком ключа МСТ в прототипе также является большая длина рамы стенда, составляющая 20 м.The disadvantage of the MCT key in the prototype is also a large stand frame length of 20 m.

Улучшение качества изготовления и эксплуатации резьбовых соединений ГЗД имеет наиважнейшее значение. В ГЗД применяются коническая и цилиндрическая резьба типа МК, РКТ, 3 с крупным шагом. В процессе бурения резьбовые соединения ГЗД подвергаются интенсивным динамическим нагрузкам и вибрациям и повышенным перепадам давления. Некачественное выполнение операций свинчивания резьбовых соединений приводит к деформации витков резьбы, что вызывает уменьшение натяга. Уменьшение натяга приводит к снижению прочности закрепления резьбового соединения, а это ведет к преждевременному износу, потере герметичности и самоотвинчиванию резьбовых соединений при бурении. Для предотвращения деформации резьбы и сомоотвинчивания при эксплуатации необходимо при свинчивании резьбового соединения строго выдерживать натяг и контролировать крутящий момент, указанный в инструкции по сборке ГЗД на каждый типоразмер ГЗД конкретно. Использование большего или меньшего крутящего момента при свинчивании резьбового соединения приводит к нарушению распределения осевого люфта турбины ГЗД и износу последней по высоте лопаток. При свинчивании резьбовых соединений с недостаточным крутящим моментом в процессе бурения нарушается взаимная неподвижность деталей роторной и статорной систем ГЗД, детали проворачиваются, в результате чего происходит их износ по торцевым поверхностям. Для сохранения целостности резьбы и Improving the quality of manufacture and operation of threaded connections for hydraulic manifolds is of paramount importance. In GZD, conical and cylindrical threads of the MK, RKT, 3 type with a large pitch are used. During the drilling process, threaded connections of hydraulic drives are subjected to intense dynamic loads and vibrations and increased pressure drops. Poor execution of screwing operations of threaded joints leads to deformation of the threads, which causes a reduction in tightness. Reducing the interference leads to a decrease in the fastening strength of the threaded connection, and this leads to premature wear, loss of tightness and self-unscrewing of the threaded joints during drilling. To prevent deformation of the thread and self-unscrewing during operation, it is necessary when tightening the threaded connection to strictly withstand the tightness and control the torque specified in the assembly instructions for the hydraulic valve for each size of the hydraulic valve specifically. The use of more or less torque when making up a threaded connection leads to a violation of the distribution of the axial play of the turbine engine and the wear of the latter on the height of the blades. When screwing threaded joints with insufficient torque during drilling, the mutual immobility of the parts of the rotor and stator systems of the hydraulic drive is disrupted, the parts rotate, resulting in wear on the end surfaces. To maintain thread integrity and

обеспечения надежности резьбового соединения при его свинчивании на больших крутящих моментах необходимо иметь частоту вращения патрона силовой установки привода вращения ключа порядка 0,3-0,6 об/мин.To ensure the reliability of the threaded connection when screwing it up at high torques, it is necessary to have a rotation frequency of the cartridge of the power plant of the key rotation drive of the order of 0.3-0.6 rpm.

Техническая задача полезной модели заключается в улучшении качества и повышении надежности резьбовых соединений ГЗД, увеличении производительности выполняемых на ключе работ по свинчиванию и развинчиванию резьбовых соединений и экономии производственных площадей.The technical task of the utility model is to improve the quality and reliability of the threaded joints of hydraulic drives, to increase the productivity of the work on screwing up and unscrewing threaded joints and to save floor space.

Решение поставленной задачи достигается тем, что в известном ключе для свинчивания и развинчивания резьбовых соединений гидравлических забойных двигателей, содержащем силовую установку, привод вращения, патрон, задержку, привод перемещения задержки, раму, поддерживающее устройство и пульт управления, согласно полезной модели, силовая установка состоит из электродвигателя, коробки передач и редуктора, соединенного с валом привода вращения цепной передачей, на валы привода вращения и задержки установлены венцы, которые выполнены с зубьями по наружному диаметру, патрон имеет оси, причем зубья осей входят в зацепление с зубьями венцов привода вращения и задержки, на осях патрона установлены эксцентриковые кулачки, которые состоят из эксцентриков и бандажей с зубчатой наружной поверхностью, на задержке установлены не менее двух тензометрических датчика, выполняющих контроль крутящего момента, при этом привод перемещения задержки установлен на задержку и содержит мотор-редуктор и электромагнитную The solution to this problem is achieved by the fact that in the well-known key for screwing and unscrewing threaded joints of hydraulic downhole motors containing a power unit, a rotation drive, a cartridge, a delay, a delay movement drive, a frame, a supporting device and a control panel, according to the utility model, the power plant consists from an electric motor, gearbox and gearbox connected to the shaft of the drive of rotation by a chain drive, rims are installed on the shafts of the drive of rotation and delay, which are made with a tooth with the outer diameter, the cartridge has axes, and the teeth of the axes mesh with the teeth of the rims of the drive for rotation and delay, eccentric cams are installed on the axes of the cartridge, which consist of eccentrics and bandages with a serrated outer surface, at least two strain gauge sensors are installed on the delay, performing torque control, while the delay displacement drive is set to a delay and contains a gear motor and electromagnetic

муфту, а пульт управления установлен с возможностью воздействия на тензометрические датчики и привод перемещения задержки.the clutch, and the control panel is installed with the possibility of influencing the strain gauges and the drive moving delay.

На фиг.1 показан вид сверху ключа для свинчивания и развинчивания резьбовых соединений ГЗД.Figure 1 shows a top view of the key for screwing and unscrewing the threaded connections of the hydraulic valve.

На фиг.2 - общий вид ключа для свинчивания и развинчивания резьбовых соединений ГЗД.Figure 2 is a General view of the key for screwing and unscrewing threaded connections GZD.

На фиг.3 - общий вид привода вращения патрона.Figure 3 is a General view of the drive rotation of the cartridge.

На фиг.4 - вид привода вращения патрона по стрелке А.Figure 4 is a view of the drive rotation of the cartridge in the direction of arrow A.

На фиг.5 - общий вид задержки.Figure 5 is a General view of the delay.

На фиг.6 - вид задержки по стрелке Б.Figure 6 is a view of the delay along arrow B.

Показанный на фиг.1, 2 ключ включает силовую установку 1, привод вращения 2, патрон 3, задержку 4, привод перемещения задержки 5, раму 6, поддерживающее устройство 7 и пульт управления 8.The key shown in figures 1, 2 includes a power unit 1, a rotation drive 2, a cartridge 3, a delay 4, a delay displacement drive 5, a frame 6, a supporting device 7 and a control panel 8.

Силовая установка 1 привода вращения 2 патрона 3 включает двухскоростной электродвигатель 9 (фиг.1) (N=15/1,5 кВт, n=1365/175 об/мин), пятиступенчатую коробку передач 10, например, как коробка передач в автомобиле ЗИЛ, и специальный крановый редуктор 11 (марки РК-500).The power plant 1 of the rotation drive 2 of the cartridge 3 includes a two-speed electric motor 9 (Fig. 1) (N = 15 / 1.5 kW, n = 1365/175 rpm), a five-speed gearbox 10, for example, as a gearbox in a ZIL car , and a special crane gear 11 (grade RK-500).

Привод вращения 2 имеет основание 12 (фиг.3, 4), в котором установлены попарно четыре двухрядных сферических роликоподшипника 13 и 14 (фиг.3), в подшипники установлены вал 15 привода вращения 2 и промежуточный вал 16, которые соединены между собой трехрядной цепью 17 (фиг.4). Натяжение цепи регулируется устройством 18. На вал 15 The rotation drive 2 has a base 12 (FIGS. 3, 4), in which four double-row spherical roller bearings 13 and 14 (FIG. 3) are installed in pairs, the bearings 15 of the rotation drive 2 and the intermediate shaft 16 are connected to the bearings, which are interconnected by a three-row chain 17 (Fig. 4). The chain tension is adjusted by the device 18. On the shaft 15

привода вращения 2 (фиг.3) установлены венец 19 привода вращения 2.rotation drive 2 (figure 3) mounted crown 19 of the rotation drive 2.

На одном конце венца 19 привода вращения 2 по наружному диаметру нарезаны зубья. Венец 19 привода вращения 2 по наружной поверхности охватывают колодки 20 (фиг.1) электромагнитного тормоза 21.At one end of the crown 19 of the drive of rotation 2, the teeth are cut along the outer diameter. The crown 19 of the drive rotation 2 on the outer surface cover the pads 20 (figure 1) of the electromagnetic brake 21.

Патрон 3 (фиг.3) имеет сварную конструкцию из двух дисков 22, которые соединены между собой ребрами жесткости 23. В патрон 3 установлены три оси 24 с нарезанными на одном конце зубьями. Зубья осей 24 при сборке входят в зацепление с зубьями венца 19 привода вращения 2. На оси 24 закреплены эксцентриковые кулачки 25, которые состоят из эксцентриков 26 и, установленных на них, бандажей 27 с зубчатой насечкой по наружному диаметру.The cartridge 3 (figure 3) has a welded structure of two disks 22, which are interconnected by ribs 23. In the cartridge 3 there are three axles 24 with teeth cut at one end. The teeth of the axles 24 during assembly are engaged with the teeth of the crown 19 of the rotation drive 2. On the axis 24 are fixed eccentric cams 25, which consist of eccentrics 26 and, mounted on them, braces 27 with a serrated notch on the outer diameter.

Выполнение зубьев на венцах 19 привода вращения 2 по наружному диаметру обеспечивает гарантированную долговечность работы зубчатого зацепления венца с осями 24, исключая воздействие на него радиальных усилий, возникающих в процессе зажима ГЗД эксцентриковыми кулачками 25. Выполнение эксцентриковых кулачков 25 из двух частей, обеспечивает возможность замены в случае износа зубчатой насечки только бандажей 27, а не эксцентриковых кулачков целиком.The implementation of the teeth on the crowns 19 of the rotational drive 2 on the outer diameter ensures guaranteed durability of the gearing of the crown with the axes 24, excluding the impact on it of radial forces arising during the clamping of the hydraulic drive by eccentric cams 25. The implementation of the eccentric cams 25 of two parts provides the possibility of replacement in case of wear of the serrated notch only the bandages 27, and not the eccentric cams as a whole.

Задержка 4 (фиг.5, 6) состоит из основания 28, в котором установлен вал задержки 29 по скользящей посадке. На вал задержки 29 установлен венец 30 задержки 4 с помощью болтового соединения 31. На венец 30 (фиг.5) задержки 4 закреплено водило 32, которое соединено с поводком 33 пневмоцилиндра 34 (фиг.5, 6), установленного с помощью кронштейна The delay 4 (FIGS. 5, 6) consists of a base 28 in which a delay shaft 29 is mounted on a sliding fit. A crown 30 of a delay 4 is installed on the shaft of the delay 29 using a bolted connection 31. A carrier 32 is fixed to the crown 30 (FIG. 5) of the delay 4, which is connected to the lead 33 of the pneumatic cylinder 34 (FIGS. 5, 6) installed using the bracket

35 на основании 28. На вал задержки 29 закреплен рычаг 36 (фиг.5, 6), на конце которого установлены площадки 37 (фиг.6), подвергнутые термообработке. Площадки 37 опираются на тензодатчики 38, закрепленные на раме 28, которая установлена на катки 39 (фиг.1), закрепленные на двух валах 40 и 41. Вал 41 является ведущим. На один конец вала 41 установлена звездочка 42 (фиг.1, 5).35 on the basis of 28. The lever 36 is fixed to the delay shaft 29 (Figs. 5, 6), at the end of which are installed the pads 37 (Fig. 6) subjected to heat treatment. The pads 37 are supported by load cells 38, mounted on a frame 28, which is mounted on rollers 39 (FIG. 1), mounted on two shafts 40 and 41. The shaft 41 is leading. An asterisk 42 is installed on one end of the shaft 41 (Figs. 1, 5).

Привод перемещения задержки 5 (фиг.1, 5) установлен на основании 28 (фиг.5) и содержит мотор - редуктор 43 (фиг.1), электромагнитную муфту 44, звездочку 45 (фиг.1, 5), которая с помощью цепной передачи 46 соединена со звездочкой 42 (фиг.1) ведущего вала 41. Управление работой привода перемещения 5 осуществляется с пульта управления 8.The drive for moving the delay 5 (Figs. 1, 5) is installed on the base 28 (Fig. 5) and contains a gear motor 43 (Fig. 1), an electromagnetic clutch 44, an asterisk 45 (Figs. 1, 5), which, using a chain transmission 46 is connected to an asterisk 42 (Fig. 1) of the drive shaft 41. The operation of the drive 5 is controlled from the control panel 8.

Электромагнитная муфта 44, установленная на вал мотор - редуктора 43, обеспечивает необходимость отключения мотор - редуктора 43 от цепной передачи 46, что позволяет задержке 4 свободно перемещаться вдоль рамы 6 ключа в процессе свинчивания и развинчивания резьбового соединения ГЗД.An electromagnetic clutch 44 mounted on the shaft of the motor reducer 43 provides the need to disconnect the motor reducer 43 from the chain gear 46, which allows the delay 4 to move freely along the key frame 6 in the process of making and unscrewing the threaded connection of the hydraulic valve.

Технические характеристики ключа для свинчивания и развинчивания резьбовых соединений ГЗД.Technical characteristics of the key for screwing and unscrewing the threaded connections of the hydraulic valve.

Диаметр закрепляемой детали, мм:Diameter of the fixed part, mm: наибольшийthe largest 240240 наименьшийleast 8080 Частота вращения, об/минRotational speed, rpm 0,4; 0..6; 1,1; 1,7; 2,5; 4,75; 8,5; 13,3; 19,50.4; 0..6; 1.1; 1.7; 2.5; 4.75; 8.5; 13.3; 19.5 Максимальный крутящий момент, кНм:Maximum torque, kNm: 106106

Силовая установка привода патрона Мощность, кВтPower plant drive cartridge Power, kW 15/1,515 / 1,5 Привод перемещения задержки Мощность, кВтDrive of movement of delay Power, kW 2,22.2

Габариты стенда, мм:Dimensions of the stand, mm:

длинаlength 1000010,000 ширинаwidth 20002000 высотаheight 15001500

Ключ для свинчивания и развинчивания резьбовых соединений ГЗД работает следующим образом.The key for screwing and unscrewing the threaded connections of the GZD works as follows.

ГЗД укладывается с помощью кран балки на поддерживающее устройство 7. ГЗД задвигается в патрон 3 силовой установки 1 привода вращения 2 до места необходимого зажима. С пульта управления 8 включается привод перемещения 5 задержки 4. Перемещением задержки 4 ГЗД вводится в патрон 31 задержки 4 до места необходимого зажима.GZD is laid with the help of a beam crane on a supporting device 7. The GZD is retracted into the cartridge 3 of the power unit 1 of the rotation drive 2 to the place of the necessary clamp. From the control panel 8, the drive for moving the delay 5 4 is turned on. By moving the delay 4, the motor drive is inserted into the cartridge 31 of the delay 4 to the place of the necessary clamp.

При свинчивании резьбового соединения в первоначальный момент на коробке скоростей 10 устанавливается пятая скорость. На двухскоростном электродвигателе 9 с пульта управления 8 устанавливается максимальная скорость, в результате чего частота вращения патрона 3 составляет 19,5 об/мин. На контрольном приборе (цифровой индикатор, например, марки KN-3000) на пульте управления 8 выставляется величина крутящего момента. С пульта управления 8 включается силовая установка 1 привода вращения 2 патрона 3. Одновременно производится медленное торможение вращения патрона 3 включением с пульта управления 8 электромагнитного тормоза 21. Колодки 20 электромагнитного тормоза 21 накладываются на гладкую цилиндрическую часть венца 19 привода вращения 2, который в свою очередь с помощью зубчатого зацепления соединен с осями 24 эксцентриковых кулачков 25. В результате торможения производится совмещение эксцентриковых кулачков 25, при этом осуществляется предварительный зажим ГЗД.When screwing the threaded connection at the initial moment, the fifth speed is set on the gearbox 10. On a two-speed electric motor 9, the maximum speed is set from the control panel 8, as a result of which the rotation frequency of the cartridge 3 is 19.5 rpm. On the control device (digital indicator, for example, brand KN-3000) on the control panel 8, the torque value is set. From the control panel 8, the power unit 1 of the rotation drive 2 of the cartridge 3 is turned on. At the same time, the rotation of the cartridge 3 is slowed down by switching on the electromagnetic brake 21 from the control panel 8. The pads of the electromagnetic brake 21 are superimposed on the smooth cylindrical part of the crown 19 of the rotation drive 2, which in turn by means of gearing it is connected to the axes 24 of the eccentric cams 25. As a result of braking, the eccentric cams 25 are combined, while preliminary locking is performed them GZD.

С пульта управления 8 включается привод пневмоцилиндра 34 задержки 4. Корпус пневмоцилиндра 34 соединен поводком 33 с водилом 32, закрепленным на венце 30 задержки 4, который в свою очередь с помощью зубчатого зацепления соединен с осями 24 эксцентриковых кулачков 25. Перемещение корпуса пневмоцилиндра 34, преобразуется во вращательное движение венца 30 задержки 4 и соответственно осей 24 и закрепленных на них эксцентриковых кулачков 25. Осуществляется предварительный зажим ГЗД эксцентриковыми кулачками 25.From the control panel 8, the actuator of the delay pneumatic cylinder 34 is turned on. 4. The housing of the pneumatic cylinder 34 is connected by a lead 33 to a carrier 32 fixed to the crown 30 of the delay 4, which, in turn, is connected to the axes 24 of the eccentric cams 25. The movement of the housing of the pneumatic cylinder 34 is converted in the rotational movement of the crown 30 of the delay 4 and, accordingly, the axes 24 and the eccentric cams 25 fixed to them. The preliminary clamping of the hydraulic valve by the eccentric cams 25 is carried out.

При частоте вращения равной 19,5 об/мин производится свинчивание резьбового соединения ГЗД. По мере осуществления процесса свинчивания резьбового соединения ГЗД возрастает крутящий момент. При достижении крутящего момента равного, крутящему моменту, заданному в контрольном приборе пульта управления 8 силовая установка 1 привода вращения 2 патрона 3 автоматически отключается.At a speed of 19.5 rpm, screwing of the threaded joint of the hydraulic drive is made. As the screwing process of the threaded joint of the hydraulic drive is carried out, the torque increases. When the torque is equal to the torque specified in the control device of the control panel 8, the power unit 1 of the rotation drive 2 of the cartridge 3 is automatically turned off.

На контрольном приборе пульта управления 8 выставляются две величины крутящего момента, одна равная 25% от необходимой величины крутящего момента, другая равная необходимой величине крутящего момента и соответствующего крутящему моменту, указанному в инструкции по эксплуатации для данного типа и габарита резьбового соединения. На коробке скоростей 10 устанавливается первая скорость. На двухскоростном электродвигателе 9 с пульта управления 8 устанавливается максимальная скорость, в результате чего частота вращения патрона 3 составляет 2,6 об/мин. С пульта управления 8 включается силовая установка 1 привода вращения 2 патрона 3. При достижении крутящего момента равного, крутящему моменту, заданному на контрольном приборе в размере 25% от необходимой величины крутящего момента, двухскоростной электродвигатель 9 автоматически переключается на меньшую скорость, в результате чего частота вращения патрона 3 устанавливается в размере 0,34 об/мин. Достижение заданной величины крутящего момента осуществляется за 1 -2 сек. При достижении величины крутящего момента равной, необходимой величине крутящего момента, заданной на контрольном приборе силовая установка 1 привода вращения 2 патрона 3 автоматически отключается. Процесс свинчивания резьбового соединения ГЗД завершается с большой точностью и высоким качеством.On the control device of the control panel 8, two torque values are set, one equal to 25% of the required torque value, the other equal to the required torque value and corresponding to the torque specified in the operating instructions for this type and size of the threaded connection. On the gearbox 10, the first speed is set. On a two-speed electric motor 9, the maximum speed is set from the control panel 8, as a result of which the rotation frequency of the cartridge 3 is 2.6 rpm. From the control panel 8, the power unit 1 of the rotation drive 2 of the cartridge 3 is turned on. When the torque reaches the torque set at the control device in the amount of 25% of the required torque, the two-speed motor 9 automatically switches to a lower speed, resulting in a frequency rotation of the cartridge 3 is set at 0.34 rpm Achieving a predetermined amount of torque is carried out in 1 -2 sec. When the magnitude of the torque equal to the required magnitude of the torque specified on the control device, the power plant 1 of the rotation drive 2 of the cartridge 3 is automatically turned off. The screwing process of the threaded connection of the hydraulic quick coupler is completed with great accuracy and high quality.

При развинчивании резьбовых соединений ГЗД, в зависимости от их зашламованности, на коробке скоростей 10 устанавливается необходимая скорость. Скорость задается с пульта управления 8 на двухскоростной двигатель 9.When unscrewing the threaded connections of the GZD, depending on their sludge, the necessary speed is set on the gearbox 10. The speed is set from the control panel 8 to a two-speed engine 9.

Частота вращения патрона 3 силовой установки 1 привода вращения 2 увеличивается в 8 раз.The frequency of rotation of the cartridge 3 of the power plant 1 of the drive rotation 2 increases by 8 times.

В прототипе ключ имеет только две частоты вращения патрона силовой установки привода вращения равные 2,4 об/мин и 5,6 об/мин. Силовая установка привода вращения патрона ключа обладает большой инерционностью. Отсутствие тормозного устройства на валу электродвигателя и частота вращения патрона равная 2,4 об/мин не дают гарантии получения необходимого крутящего момента в установленных пределах при свинчивании резьбового соединения ГЗД. Частота вращения равная 5,8 об/мин непроизводительна в начале свинчивания и в конце развинчивания резьбового соединения ГЗД, когда не нужны большие крутящие моменты, а важна высокая производительность. Ключ оснащен визуальным контролем крутящего момента при свинчивания и развинчиваня резьбовых соединений ГЗД с помощью манометра и отключением силовой установки привода вращения ключа вручную при достижении необходимой величины крутящего момента. Ключ развивает максимальный крутящий момент равный 61,44 кНм, что не обеспечивает возможность раскрепления резьбовых соединений зашламованных ГЗД диаметром 195-240 мм.In the prototype, the key has only two speeds of rotation of the cartridge of the power unit of the drive of rotation equal to 2.4 rpm and 5.6 rpm. The power plant of the key cartridge rotation drive has a large inertia. The absence of a braking device on the motor shaft and the cartridge rotation speed of 2.4 rpm do not guarantee the required torque within the specified limits when making up the threaded connection of the hydraulic valve. A rotational speed of 5.8 rpm is unproductive at the beginning of make-up and at the end of unscrewing the threaded joint of the hydraulic drive when large torques are not needed, but high performance is important. The key is equipped with a visual torque control when making and unscrewing the threaded connections of the hydraulic control valve with a manometer and turning off the power unit of the key rotation drive manually when the required torque value is reached. The key develops a maximum torque of 61.44 kNm, which does not provide the possibility of unfastening the threaded connections of the slaminated gas-tight hydraulic drives with a diameter of 195-240 mm.

В предлагаемой полезной модели использование двухскоростного электродвигателя в силовой установке 1 привода вращения 2 патрона 3 совместно с пятискоростной коробкой передач, специальным крановым редуктором 11 и системой контроля момента свинчивания резьбовых соединений ГЗД, состоящей из двух тензометрических датчиков усилия 38 на 20 т и контрольного прибора (цифрового индикатора KN - 3000) обеспечивает:In the proposed utility model, the use of a two-speed electric motor in a power plant 1 of a rotation drive 2 of a cartridge 3 together with a five-speed gearbox, a special crane gearbox 11 and a torque control system for screwing threaded connections of hydraulic manifolds, consisting of two strain gauge sensors 38 by 20 t and a control device (digital indicator KN - 3000) provides:

- повышение максимальной частоты вращения патрона 3 ключа до 19,5 об/мин (режим быстрого вращения), что в 3,3 раза увеличивает производительность выполнения операций свинчивания и развинчивания резьбовых соединений ГЗД- increasing the maximum frequency of rotation of the cartridge 3 keys up to 19.5 rpm (fast rotation mode), which increases the productivity of screwing and unscrewing of the threaded connections of the main hydraulic drive by 3.3 times

- снижение частоты вращения патрона 3 до 0,35 об/мин в завершающей, кратковременной стадии свинчивания резьбового соединения ГЗД при больших крутящих моментах.- reducing the frequency of rotation of the cartridge 3 to 0.35 rpm in the final, short-term stage of make-up of the threaded connection of the hydraulic fastener at high torques.

- уменьшение за счет низкой частоты вращения, пропорционального частоте вращения отклонения крутящего момента от заданного, что предотвращает повреждение резьбы, обеспечивает качество резьбового соединения, его надежность и герметичность.- reduction due to low speed, proportional to the frequency of rotation of the torque deviation from the set, which prevents damage to the thread, ensures the quality of the threaded connection, its reliability and tightness.

- снижение частоты вращения патрона 3 до 0,35 об/мин, позволяет отказаться от установки механического тормоза на вал электродвигателя 9, необходимого для снижения влияния инерционности привода вращения 2 при его отключении на величину отклонения контролируемого крутящего момента от заданного, что упрощает конструкцию привода вращения 2 патрона 3.- reducing the rotation frequency of the cartridge 3 to 0.35 rpm, allows you to refuse to install a mechanical brake on the shaft of the electric motor 9, necessary to reduce the influence of the inertia of the rotation drive 2 when it is turned off by the deviation of the controlled torque from the set, which simplifies the design of the rotation drive 2 rounds 3.

- снижение весогабаритных и энергетических характеристик силовой установки 1 привода вращения 2 патрона 3, вследствие использования перегрузочных возможностей специального кранового редуктора 11 и двухскоростного электродвигателя 9.- reduction of weight and energy characteristics of the power plant 1 of the rotation drive 2 of the cartridge 3, due to the use of overload capabilities of a special crane gear 11 and a two-speed electric motor 9.

Максимальный крутящий момент равный 100 кНм.Maximum torque equal to 100 kNm.

- подачу сигнала, пропорционального величине крутящего момента резьбового соединения ГЗД, для сигнализации достижения заданной величины крутящего момента и отключения силовой установки 1 привода вращения 2 патрона 3.- giving a signal proportional to the magnitude of the torque of the threaded connection of the hydraulic manifold, to signal the achievement of a predetermined amount of torque and disconnecting the power plant 1 of the rotation drive 2 of the cartridge 3.

В прототипе ключ имеет конструкцию зубчатых венцов в приводе вращения и задержке, выполненную в виде кольца с зубьями внутри. При больших крутящих моментах при свинчивании и развинчивании резьбовых соединений ГЗД в патронах возникают радиальные усилия, которые передаются на венцы через три эксцентриковых кулачка, имеющих неразъемную конструкцию. Кольца венцов стремятся превратиться в треугольник, в результате чего зубчатое сцепление венцов с эксцентриковыми кулачками перестает работать, что приводит к разрушению венцов.In the prototype, the key has a design of gears in the rotation drive and the delay, made in the form of a ring with teeth inside. At high torques, when screwing and unscrewing the threaded connections of the hydraulic fastener, radial forces arise in the chucks, which are transmitted to the crowns through three eccentric cams, which have an integral structure. The rings of the crowns tend to turn into a triangle, as a result of which the gearing of the crowns with the eccentric cams ceases to work, which leads to the destruction of the crowns.

В предлагаемой полезной модели конструкция венцов 19 и 30 привода вращения 2 и задержки 4 выполнена с зубьями по наружной поверхности, что исключает возможность разрушения венцов 19 и 30, благодаря тому, что при такой конструкции не происходит воздействие радиальных усилий на зубчатое зацепление венцов 19 и 30. Эксцентриковые кулачки 25 имеют эксцентрик 26 и бандаж 27 с зубчатой насечкой, что, в случае износа зубчатой насечки бандажа, обеспечивает возможность замены только бандажей.In the proposed utility model, the design of the crowns 19 and 30 of the rotation drive 2 and the delay 4 is made with teeth on the outer surface, which eliminates the possibility of destruction of the crowns 19 and 30, due to the fact that with this design there is no effect of radial forces on the gearing of the crowns 19 and 30 The eccentric cams 25 have an eccentric 26 and a bandage 27 with a serrated notch, which, in case of wear of the serrated notch of the bandage, provides the ability to replace only the bandages.

В прототипе ключ имеет длину рамы равную 20 м, что ограничивает использование прототипа на площадях меньших размеров.In the prototype, the key has a frame length of 20 m, which limits the use of the prototype in smaller areas.

В полезной модели общая длина ключа сокращается до 10 м, вследствие чего значительно экономятся производственные площади.In the utility model, the total key length is reduced to 10 m, as a result of which production areas are significantly saved.

Ключ для свинчивания и развинчивания резьбовых соединений ГЗД в заявленной полезной модели обеспечивает качество и надежность резьбовых соединений ГЗД, значительно увеличивает производительность выполняемых на ключе работ и экономит производственные площади.The key for screwing and unscrewing the threaded connections of the GZD in the claimed utility model ensures the quality and reliability of the threaded connections of the GZD, significantly increases the productivity of the work performed on the key and saves floor space.

Предлагаемая полезная модель проста в изготовлении и эксплуатации, обладает высокой ремонтопригодностью и простотой обслуживания, удобна при монтаже.The proposed utility model is simple to manufacture and operate, has high maintainability and ease of maintenance, convenient for installation.

Claims (1)

Ключ для свинчивания и развинчивания резьбовых соединений гидравлических забойных двигателей, включающий силовую установку, привод вращения, патрон, задержку, привод перемещения задержки, раму, поддерживающее устройство и пульт управления, отличающийся тем, что силовая установка состоит из электродвигателя, коробки передач и редуктора, соединенного с валом привода вращения цепной передачей, на валы привода вращения и задержки установлены венцы, которые выполнены с зубьями по наружному диаметру, патрон имеет оси, причем зубья осей входят в зацепление с зубьями венцов привода вращения и задержки, на осях патрона установлены эксцентриковые кулачки, которые состоят из эксцентриков и бандажей с зубчатой наружной поверхностью, на задержке установлены не менее двух тензометрических датчиков, выполняющих контроль крутящего момента, при этом привод перемещения задержки установлен на задержку и содержит мотор-редуктор и электромагнитную муфту, а пульт управления установлен с возможностью воздействия на тензометрические датчики и привод перемещения задержки.A key for screwing and unscrewing threaded joints of hydraulic downhole motors, including a power unit, a rotation drive, a chuck, a delay, a delay moving drive, a frame, a supporting device and a control panel, characterized in that the power unit consists of an electric motor, gearbox and gearbox connected with the shaft of the drive of rotation by a chain drive, crowns are installed on the shafts of the drive of rotation and delay, which are made with teeth along the outer diameter, the cartridge has axes, and the teeth of the axes are input t in engagement with the teeth of the crowns of the drive of rotation and delay, eccentric cams are installed on the axles of the cartridge, which consist of eccentrics and bandages with a serrated outer surface, at least two strain gauge sensors are installed on the delay, which control the torque, while the delay movement drive is set to the delay and contains a gear motor and an electromagnetic clutch, and the control panel is installed with the possibility of impact on strain gauges and a delay displacement drive.