устройство для нарезания резьбы на трубах на устье скважин

Формула изобретения

Устройство для нарезания резьбы на трубах на устье скважин, состоящее из механизма вращения с приводом и резцедержателя, отличающееся тем, что оно снабжено столом, механизмом преобразования вращательного движения от привода во вращательно-поступательное движение инструмента вдоль образующей обсадной колонны, состоящим из зубчатого колеса, двух шестерен и винта, скрепленного со столом и установленного с возможностью перемещения по пояскам центрирующей обоймы, копиром, выполненным в виде наклонной стойки, закрепленной на зубчатом колесе, и салазок, размещенных на столе с возможностью перемещения по призматическим направляющим, механизмом отвода резца из зоны резания в конце хода механизма, включающим в себя упор, закрепленный на наклонной стойке, снабженной местной выборкой, а также центрирующим механизмом, состоящим из обоймы, подвижно скрепленных с ней сухарей, снабженных вкладышами, обеспечивающими нарезание резьбы на трубах различного диаметра, причем привод устройства выполнен в виде гидромоторов.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к нефтегазодобывающей и геологоразведочной отраслям промышленности и предназначено для нарезания резьбы на трубах на устье скважин.

Известно устройство для нарезки внешней резьбы обсадной колонны, устанавливаемое на устье скважины (1). Устройство состоит из следующих основных узлов: корпуса, шпинделя, главного вала, привода и узла крепления резьбонарезного инструмента.

Однако данное устройство обладает следующим недостатком: оно не предназначено для нарезания конических резьб на трубах нефтяного сортамента.

Целью изобретения является нарезание конических резьб на трубах нефтяного сортамента на устье скважин.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для нарезания резьбы на трубах на устье скважин, состоящее из механизма вращения с приводом и резцедержателя, снабжено столом; механизмом преобразования вращательного движения от привода во вращательно-поступательное движение инструмента вдоль образующей обсадной колонны, состоящим из зубчатого колеса, двух шестерен и винта, скрепленного со столом и перемещающегося по пояскам центрирующей обоймы; копиром, выполненным в виде наклонной стойки, закрепленной на зубчатом колесе, и салазок, размещенных на столе с возможностью перемещения по призматическим направляющим; механизмом отвода резца из зоны резания в конце хода механизма, включающим в себя упор, закрепленный на наклонной стойке, снабженной местной выборкой; а также центрирующим механизмом, состоящим из обоймы, подвижно скрепленных с ней сухарей, снабженных вкладышами, обеспечивающими нарезание резьбы на трубах различного диаметра; причем привод устройства выполнен в виде гидромоторов.

Конструкция для нарезания резьбы на трубах на устье скважин приведена на фиг. 1 - 7.

На фиг. 1 приведен общий вид устройства, вид которого сверху приведен на фиг. 2. Фиг. 3 изображает механизм вращения и подачи инструмента. Вид его сверху изображен на фиг. 4. На фиг. 5 изображена обойма центрирующая. Вид резцедержателя в двух проекциях приведен на фиг. 6. и фиг. 7.

Устройство состоит из следующих основных узлов:

- обоймы центрирующей 1;

- механизма вращения и подачи инструмента 2;

- резцедержателя 3.

Обойма центрирующая состоит из непосредственно обоймы 4, клиновых сухарей 5, 6, верхних и нижних, подвижно скрепленных с обоймой 1 винтами 7, гаек 8, а также грязесъемной манжеты 9. Предназначение центрирующей обоймы 1 - центрирование устройства по наружному диаметру колонны. С целью возможности использования устройства на колоннах различного диаметра оно комплектуется вкладышами 10 разного размера. Вкладыши крепятся к сухарям 5, 6 винтами 11. Рабочая поверхность верхних сухарей 5 и вкладышей 11 выполнена гладкой, нижней - с продольным рифлением.

Механизм вращения и подачи инструмента 2 включает в себя:

а) конусообразующий узел, состоящий из салазок 12, размещенных на столе 13 в призматических направляющих, и закрепленной на зубчатом колесе 23 наклонной стойки 14, служащей в качестве копира.

Салазки 12 охватывают наклонную стойку 14 по ее плоско-параллельным поверхностям роликами 15. Салазки 12 с наклонной стойкой 14 обеспечивают при обточке колонны и нарезании на ней резьбы заданную конусность. Закрепленный на наклонной стойке 14 упор 16 и местная выборка на ней обеспечивают вывод резца 17 из зоны резания в конце хода механизма;

б) узел преобразования вращения приводных валов гидромоторов 18 во вращательно-поступательное движение стола 13 вдоль образующей обсадной колонны состоит из разъемных корпусов 19, 20 верхнего и нижнего, скрепленных между собой болтами, сменной (по типоразмеру нарезаемой резьбы) гайки 21, установленной в место разъема корпусов 19, 20, скрепленного со столом винта 22, зубчатого колеса 23 и двух шестерен 24, насаженных на валы гидромоторов 18. Гидромоторы 18 крепятся к верхнему корпусу 19 с помощью полуфланцев. Cтупица зубчатого колеса 23, охватывающая винт 25 с закрепленной на нем шпонкой, вращается во втулке верхнего корпуса 19. Опорный поясок зубчатого колеса 23 размещен между двумя фланцами, скрепленными между собой и установленными на полуфланцы. Винт 25, вращаясь совместно с зубчатым колесом 23, перемещается по пояскам обоймы центрирующей. Скрепленные корпуса 19, 20 базируются в нижней части по наружному конусу обоймы центрирующей 1, в верхней - по цилиндрической поверхности винта 25 (через ступицу колеса) и фиксируются на обойме тремя стопорными винтами 26. Вращение от вала гидромотора 18 к винту 25 передается через цилиндрическую прямозубую передачу с внутренним зацеплением. При подаче масла к гидромоторам 18 винт 25 вращается по часовой стрелке и ввинчивается в гайку. При изменении направления потока масла происходит реверсирование вращения вала гидромотора 18, а следовательно, и винта 22, сменные винт и гайка обеспечивают нарезание резьбы заданного типоразмера;

в) четыре цапфы 27, закрепленные на столе 13 механизма, предназначены для его установки на обойме центрирующей 1;

г) защитный экран 28, предохраняющий трущиеся поверхности винта и обоймы центрирующей, состоит из сменных фланцев и манжет, установленных на салазки 12 конусообразующего узла.

Резцедержатель 3 крепится к салазкам 12 механизма вращения и подачи двумя болтами и состоит из суппорта 29, корпуса 30 и фланца 31. Резец 17 устанавливается в корпус 30 и крепится винтами.

Глубина резания устанавливается вращением маховичка 32.

Устройство готовится к работе следующим образом.

До установки устройства на колонне настраивают положение сухарей 5, 6, вкладышей 10 центрирующей обоймы 1 на максимальный размер, для чего нижнюю и верхнюю гайки 8 выворачивают до упора. Собранную центрирующую обойму 1 устанавливают на обсадную колонну и крепят верхней и нижней гайками 8. Затяжка гаек обеспечивает надежность сцепления сухарей 5, 6 и вкладышей 10 обоймы центрирующей 1 с наружной поверхностью обсадной колонны и исключает разворот устройства вокруг трубы в процессе ее обработки.

Затем монтируют механизм вращения и подачи 2 на центрирующую обойму, установленную на обсадную колонну, ориентируя при этом паз, выполненный в нижнем корпусе, по штифту, установленному в нижней части обоймы 1. Закрепляют корпус механизма 2 на обойме 1 тремя стопорными винтами. По завершении монтажа механизма вращения и подачи 2 устанавливают и закрепляют на его салазках 12 резцедержатель 3, а затем устанавливают в него резец 17 для обтачивания наружной поверхности обсадных труб.

Последним этапом является подключение к гидромоторам 18 устройства гидростанции.

Работа устройства осуществляется следующим образом.

Включением гидромотора 18 устройства резец 17 выводится на уровень торца обсадной колонны таким образом, чтобы режущая кромка резца 17 по обтачиванию превышала торец колонны на 3 - 5 мм. Вращением маховичка 32 резцедержателя 3 устанавливается заданная глубина резания.

Включением устройства на рабочий ход (вращение резцедержателя должно быть по часовой стрелке с ходом вниз) осуществляется процесс резания. С выходом резца 17 из зоны резания устройство отключается. Вращением маховичка 32 резцедержателя 2 резец 17 отводится от колонны на 2 - 3 мм.

Включением устройства на обратный ход (вращение резцедержателя 3 против часовой стрелки с ходом вверх) резец вновь выводится в верхнее положение.

После завершения операции по обтачиванию наружной поверхности трубы на конус производится замена резца на резьбонарезной.

Вращением моховичка 32 резцедержателя 3 по конусу настраивается заданная глубина резания. А затем осуществляется процесс нарезания резьбы.

Демонтаж устройства с обсадной колонны производится в следующей последовательности:

- вращением маховичка 32 резцедержателя 3 резец 17 отводится от обсадной колонны;

- включением устройства на холостое (без резания) замедленное вращение резцедержатель 3 по часовой стрелке опускается в нижнее положение;

- отсоединяются трубопроводы гидростанции от гидромоторов 18 устройства;

- демонтируется резцедержатель;

- демонтируется механизм вращения и подачи 2;

- демонтируется центрирующая обойма 1.

Устройство изготовлено и испытано в цеховых и полевых условиях на Оренбургском газоконденсатном месторождении.