RS60877B1 - Izmenjeni blok za matrice za stezni alat postrojenja za bušenje - Google Patents

Description

OPIS

Oblast tehnike

[0001] Predmetni pronalazak se uopšteno odnosi na sklopove hvataljki automatizovanih steznih alata za bušaće cevi na platformama bušotina, gde se stezni alat koristi za rukovanje cevima koje se uvode u bušotinu. Preciznije, ovim se obezbeđuju poboljšani sklopovi hvataljki, gde sklopovi hvataljki imaju izmenjene blokove za matrice koji su sposobni za "brzo odvajanje" matrica od hvataljki.

Pozadina pronalaska

[0002] Poznati su mnogi automatizovani sklopovi hvataljki za bušaće cevi koji se koriste za izradu ili razbijanje bušaćih cevnih stubova na postrojenjima bušotina. Neki sklopovi matrica sadrže dva ili tri ovna u naspramnom položaju, gde svaki ovan ima par matraci hvataljki ili "hvatajućih zuba" za hvatanje, držanje i manipulisanje cevima. Nažalost, sila koja je potrebna da se uhvati cilindrična površina cevi može da zagrebe ili ošteti cevastu površinu, što rezultuje preranim habanjem cevi. Dalje, matrica koja se koristi za hvatanje i stezanje cevi vremenom postaje tupa (istrošena), lomi se ili se pomera.

[0003] Međunarodna prijava patenta br. PCT/CA2014/000401 opisuje hvataljke postrojenja za bušenje (prijava ’401). Hvataljke opisane u prijavi ’401 sadrže veći broj blokova za matrice koji, između ostalog, sadrže i držače za odvojivo prihvatanje i fiksiranje steznih matrica. Matrice se mogu fiksirati u prorezima za matrice koji se nalaze na prednjoj strani blokova za matrice pomoću vijaka sa navojima ili sklopova zavrtnjeva i navrtki. Kako bi se zamenile matrice, radnik mora odviti vijke ili odvrnuti navrtke, tako da se vijci u potpunosti povuku iz bloka. Problemi nastaju kada su vijci ili navrtke previše zategnuti da bi se ručno uklonili, pa dolazi do oštećivanja metalnih elemenata koji se zbog toga ne mogu ponovo koristiti, ili dolazi do gubljenja nezategnuti elemenata usled ispadanja. Dodatno, zamena svake pojedinačne matrice na ovaj način može potrajati.

[0004] Postoji potreba za brzim, efikasnim i lakim načinom za „brzo odvajanje“ (npr. postavljanje/uklanjanje) matrica pozicioniranih unutar blokova za matrice na sklopovima hvataljki automatizovanih steznih alata za bušaće cevi na postrojenjima za bušenje. Slično tome, Američka patentna prijava br. US2006/0027047 A1 opisuje čeljusti hvataljki sa jezičcima koji sadrže jednu ili više rotirajućih matrica. Matrice su fiksirane pomoću gornjeg klina i podloške za matricu, što takođe rezultuje ograničenjima i neefikasnošću prilikom zamene.

Suština pronalaska

[0005] Prema ovde opisanim izvođenjima, obezbeđeni su izmenjeni sklopovi hvataljki steznih alata za postrojenja za bušenje koji se koriste za rukovanje bušaćim cevima. Sklopovi hvataljki koji se koriste za sastavljanje i rastavljanje nizova bušaćih cevi, sadrže izmenjene blokove za matrice pomoću kojih se može izvršiti brzo otpuštanje najmanje jedne tu postavljene matrice, gde se matrica koristi za stezanje i primenu momenta na cevi.

[0006] Prema nekim izvođenjima, predmetni sklopovi hvataljki sadrže veći broj blokova za matrice namenjenih za prihvat matrica za stezanje cevi, pri čemu svaki blok za matrice obrazuje najmanje dva suprotna proreza za prihvatanje matrice unutar proreza i ima najmanje jedan noseći klin za odvojivo pričvršćivanje matrice unutar proreza. Prema nekim izvođenjima najmanje jedan noseći klin može predstavljati oprugom pokretani noseći klin. Najmanje jedan noseći klin može da obrazuje rame koje se može nasloniti na matricu, pričvršćujući tako matricu unutar proreza. U kombinaciji prorezi za matricu i ramena klina mogu omogućiti pouzdano postavljanje matrice na blok za matrice duž bočnih i gornjih/donjih krajeva matrice.

[0007] Prema nekim izvođenjima, predmetni sklopovi hvataljki sadrže najmanje jedan klin pokretan oprugom koji ima spiralnu oprugu koja okružuje osovinu klina i sposoban je da deluje silom prema spolja na klin. Prema nekim izvođenjima sabijanje klina pokretanog oprugom oslobađa matricu iz proreza za matricu.

[0008] Prema nekim izvođenjima predmetni sklopovi hvataljki sadrže izmenjene blokove za matrice koje imaju najmanje jednu rupu namenjenu za primanje najmanje jednog nosećeg klina. Rupe za klinove mogu sadržati najmanje dva dela sa različitim unutrašnjim prečnicima. Prema nekim izvođenjima, rupe za klinove mogu sadržati najmanje tri dela sa prečnicima koji su različiti jedan od drugog.

[0009] Prema nekim izvođenjima predmetni sklopovi hvataljki sadrže najmanje jedan trn za fiksiranje najmanje jednog nosećeg klina unutar bloka za matrice. Predmetni izmenjeni blokovi za matrice mogu imati najmanje jednu rupu za prihvatanje najmanje jednog trna za fiksiranje. Najmanje jedan noseći klin može da ima najmanje jednu rupu namenjenu za prihvatanje trna za fiksiranje unutar navedene rupe.

Opis slika nacrta

[0010]

Slika 1 (STANJE TEHNIKE) prikazuje pogled u perspektivi na automatizovani alat za stezanje bušaće cevi prema ovde navedenim izvođenjima;

Slika 2 (STANJE TEHNIKE) je dalji pogled u perspektivi na sklopove gornjih i donjih hvataljki alata za stezanje sa Slike 1;

Slika 3 (STANJE TEHNIKE) prikazuje uvećani pogled u perspektivi na dva bloka za matrice koji su postavljeni na sklop hvataljki alata za stezanje prikazanog na Slici 1;

Slika 4 (STANJE TEHNIKE) prikazuje rasklopljeni sklop blokova za matrice prikazan na Slici 3;

Slika 5 prikazuje rasklopljeni sklop izmenjenih blokova za matrice prema ovde navedenim izvođenjima;

Slika 6 prikazuje pogled u perspektivi na izmenjeni blok za matrice sa Slike 5 (matrica nije prikazana);

Slika 7 prikazuje sa gornje strane poprečni presek izmenjenog bloka za matrice sa Slike 6 (matrica nije prikazana);

Slika 8 prikazuje pogled sa gornje strane na poprečni presek izmenjenog bloka za matrice sa Slike 7 (matrica je postavljena i noseći klinovi su napregnuti prema unutrašnjosti); i

Slika 9 prikazuje pogled u perspektivi na izmenjeni blok za matrice prema ovde navedenim izvođenjima, gde je jedan noseći klin prikazan u položaju unutar rupe matrice a drugi noseći klin prikazan iznad proreza za matricu sa gornjim nosećim klinom napregnutim prema unutrašnjosti.

Opis izvođenja

[0011] Obezbeđeni su izmenjeni sklopovi hvataljki za automatizovane alate za stezanje koji se koriste na postrojenjima za bušenje. Sklopovi hvataljki, koji se koriste za sastavljanje i razbijanje stubova bušaćih cevi, sadrže izmenjene blokove za matrice koji mogu brzo otpustiti najmanje jednu matricu koja je postavljena na njih, gde se matrica koristi za stezanje i primenu obrtnog momenta na cevi.

[0012] Iskusni čitalac će razumeti da je linearna merna jedinica 1 inč (1") jednaka 2,54 centimetra (cm) i da je jedinica mere sile 1 funta sile (lbf) jednaka 4,448222 N.

[0013] Uzimajući u obzir Slike 1 i 2 (STANJE TEHNIKE), automatizovani alati 100 za hvatanje bušaćih cevi i primenu momenta sile koji se koriste na postrojenjima za bušenje mogu sadržati sklopove gornjih i donjih hvataljki 2, 3 sa hidrauličkim pogonom. Svaki gornji i donji sklop hvataljki 2, 3 može sadržati više blokova 6 za matrice koji su namenjeni da nose najmanje jedne stezne matrice 8. Preciznije, veći broj blokova 6 za matrice svakog od sklopova 2, 3 može imati centralno ulegnuće 4 za prihvatanje bušaće cevi, uključujući i, na primer, spojeve bušaćih cevi, stezne obloge, kućišta, obloge itd. (nisu prikazane). Kada je cev postavljena unutar ulegnuća 4, tako da se cev uglavnom pruža u pravcu ose kroz ulegnuće 4 i pozicionirana je iznad bušotine, svaki blok 6 za matrice deluje u suštini dijametralno suprotno u odnosu na druge kako bi prihvatio cev i njome manipulisao.

[0014] Prema Slikama 3 i 4 (STANJE TEHNIKE) svaka stezna matrica 8 se može pouzdano pričvrstiti na odgovarajući blok 6 za matrice pomoću navrtki i zavrtnjeva 7 ili pomoću vijaka sa navojem (nije prikazano). Kao takvo, radnici koji žele da uklone steznu matricu 8 kako bi popravili ili zamenili matricu 8, radnik mora da odvije svaku navrtku ili da odvrne svaki vijak, potpuno uklanjajući pojedinačne metalne delove sve dok matrica 8 ne bude moglo da se povuče iz bloka 6. Takav postupak je izuzetno dugotrajan i težak, posebno kada su navrtke ili zavrtnjevi suviše jako zavrnuti da bi se ručno uklonili, matice ili vijci se mogu oštetiti ili se matice ili vijci gube usled ispuštanja labavih delova.

[0015] Prema ovde navedenim izvođenjima, sada će uz pozivanje na Slike 5 do 9 biti opisani predmetni izmenjeni sklopovi hvataljki (videti gornju hvataljku 12 prikazanu na Slici 9), koji imaju veći broj izmenjenih blokova 10 za matrice.

[0016] Prema Slikama 5 i 6, svaki od predmetnih gornjih i donjih sklopova hvataljki može sadržati izmenjene blokove 10 za matrice koji su prilagođeni da odvojivo prihvate matricu 19 (videti Sliku 9) za stezanje bušaćih cevi koje su postavljene unutar alata 100 za stezanje. Podrazumeva se da je svaka matrica 19 konfigurisana tako da poseduje najmanje jednu površinu sa zubima za hvatanje površine cevi.

[0017] Kao što je poznato, blokovi 10 za matrice koji su postavljeni na gornji i donji sklop hvataljki kako bi obrazovali ulegnuće 4, hidraulički se pokreću ka i od bušaćih cevi (tj. u i izvan položaja hvatanja). Svaki blok 10 za matrice može da sadrži prednju, zadnju i bočne površine 14, 15, 16, kao i gornju i donju površinu 17, 18. Prednja površina 14 može biti konfigurisana tako da poseduje naspramne proreze 20 koji se pružaju uglavnom uzdužno od vrha 17 do dna 18 površine, a namenjeni su da matrice 19 budu prihvaćene klizno između njih. Na primer, prorezi 20 mogu da budu istureni prema spolja i da se pružaju u pravcu ose duž prednje površine 14. Prorezi 20 za matrice mogu biti oblikovani i dimenzionisani na bilo koji način koji odgovara matrici i vodi matricu 19 koja se postavlja između njih i fiksira. Prorezi 20 za matrice se mogu proizvesti od bilo kog poznatog pogodnog materijala i pričvrstiti na prednju površinu 14 bloka 10 za matrice na bilo koji način koji je poznat u tehnici, ili prorezi 20 za matrice mogu proizvesti kao integralni deo bloka 10 za matrice.

[0018] Prema ovde navedenim izvođenjima, predmetni sklopovi hvataljki mogu da poseduju sredstvo za "brzo oslobađanje" matrice 19 iz bloka 10 za matrice, eliminišući time potrebu za glomaznim sklopovima navrtki i zavrtnjeva ili vijaka. Na primer, izmenjeni blokovi 10 za matrice mogu sadržati sredstva sa oprugama za odvojivo pričvršćivanje svake od matrica 19 unutar blokova 10 za matrice. Prema jednom izvođenju, sredstva sa oprugama mogu sadržati najmanje jedan cilindrični noseći klin 22 pokretan pomoću opruge 19 i namenjen da se spregne sa matricom 19 i fiksira je u položaju unutar proreza 20 za matricu. Prema poželjnom izvođenju predmetni blokovi 10 za matrice mogu sadržati dva dijametralno suprotno postavljena klina 22 za pričvršćivanje matrice 19 duž njenog gornjeg i donjeg (višeg i nižeg) kraja. Potrebno je razumeti da se klinovi 22 mogu proizvesti od bilo kog odgovarajućeg materijala i u odgovarajućoj veličini koja je potrebna za primenu u automatizovanim alatima 100 za stezanje i primenu momenta. Klinovi 22 mogu biti odgovarajuće veličine za upotrebu sa alatima 100 za stezanje bušaćih cevi i, na primer, mogu imati osovinu prečnika od približno 12,7 mm (0,5 inča) i prečnika glave klina od približno 0,8 inča.

[0019] Prema ovde navedenim izvođenjima, a uzimajući u obzir Slike 7 i 8, klinovi 22 mogu na ili u blizu glave obrazovati rame 21 za oslanjanje matrice 19 na njen gornji i donji kraj, sprečavajući matricu 19 da se kreće nagore ili nadole unutar proreza 20. Drugim rečima, prorezi 20 i klinovi 22 u kombinaciji zadržavaju matricu 19 unutar bloka 10 za matrice na njenom gornjem i donjem kraju, odnosno duž njenih stranica (tako da se matrica 19 sigurno zadržava unutar bloka 10 za matrice duž sve četiri strane matrice 19).

[0020] Predmetna sredstva sa oprugama mogu dalje sadržati spiralne opruge 24 za delovanje sile prema spolja na klinove 22, zbog čega se klinovi 22 i ramena 21 naslanjaju na matricu 19, zadržavajući matricu 19 u položaju. Tokom rada, a da bi se postavila ili uklonila matrica 19, jedan ili oba noseća klina 22 se mogu gurnuti prema unutra sabijajući oprugu 24 nasuprot delovanju sile koja je usmerena prema spolja, sve dok matrica 19 može da se klizno umetne ili ukloni iz proreza 20 (videti Sliku 9). Opruga 24 može biti dimenzionisana i konfigurisana tako da primenjuje odgovarajuću količinu sile usmerene prema spolja i, na primer, može da izvrši skretanje putovanja od približno 35,56 mm (1,4 inča), sa brzinom opruge od približno 60,94 N (13,7 lbf). Klin 22 može biti zaptiven u bloku 10 matrice bilo kojim poznatim načinom zaptivanja, kao što je uobičajen zaptivni prsten 21a OD 18,28 mm, LG 63,5 mm (npr. OD 0,72 ", LG 2,5").

[0021] Prema nekim izvođenjima, i u vezi sa Slikama 6 i 7, predmetni blok 10 za matrice se može prilagoditi tako da poseduje dva noseća klina 22 pokretana oprugama. Prema jednom izvođenju prednja površina 14 bloka 10 za matrice može sadržati najmanje jednu rupu odnosno rupu 23 namenjenu za prihvatanje jednog nosećeg klina 22. Rupa 23 se može pružati unazad prema zadnjoj površini 15, a može se, ili ne mora, pružati u potpunosti kroz blok 10 za matrice. Rupa 23 može biti u obliku sa generalno cilindričnim poprečnim presekom i može sadržati jedan ili više segmenata, od kojih svaki segment ima različite unutrašnje prečnike.

[0022] Preciznije, rupa 23 može sadržati najmanje dva segmenta 23a, 23b, pri čemu prvi segment 23a može biti dimezionisan tako da može da prihvati i klin 22 i spiralnu oprugu 24 koja okružuje osovinu klina 22, dok drugi segment 23b može biti dimenzionisan tako da primi samo osovinu klina 22. Preciznije, prvi segment 23a može imati unutrašnji prečnik koji je jednak ili veći od spoljašnjeg prečnika osovine klina 22 okruženog oprugom 24 (npr. približni prečnik veći od 12,7 mm = 0,5 inča, ali manji od 20,32 mm = 0,8 inča), dok segment 23b može imati unutrašnji prečnik koji je jednak ili veći od osovine klina 22 (npr. približni prečnik veći od 12,7 mm = 0,5 inča). Prema nekim izvođenjima rupa 23 može dalje sadržati treći segment 23c za obezbeđivanje ventilacije vazduha kroz rupu 23, sprečavajući da klin 22 bude usisan unutar rupe 23 za klin. Unutrašnji prečnik trećeg segmenta 23c može biti manji ili jednak spoljašnjem prečniku klina 22.

[0023] Uzimajući dalje u obzir Slike 7 i 8, predmetni sklopovi hvataljki mogu dalje sadržati trnove 26 za sprečavanje nehotičnog ispadanja nosećih klinova 22 iz rupe 23. Na primer, kada matrica 19 nije postavljena na svom mestu unutar proreza 20, trn 26 može služiti da spreči izmeštanje klina 22 iz rupa 23. Preciznije, prema jednom izvođenju, jedna ili više rupa 27 za trnove može biti formirana na bočnoj površini 16 predmetnog bloka 10 za matrice, pri čemu se svaka rupa 27 za trnove pruža u potpunosti kroz blok 10 za matrice. Potrebno je razumeti da klinovi 26 mogu biti proizvedeni od bilo kog odgovarajućeg materijala i u odgovarajućoj veličini koja se može upotrebiti kod automatizovanih alata 100 za stezanje bušaćih cevi i primenu momenta na njih (npr. približno 38,1 mm = 1,5" dužine).

[0024] Prema ovde opisanim izvođenjima, klinovi 22 mogu biti konfigurisani da poseduju proreze 28 za trnove izvedene kroz njih i namenjene za prihvatanje trna 26. Shodno tome, kada je klin 22 postavljen unutar rupe 23, rupe za klinove i prorezi 27, 28 za klinove se poravnaju tako da mogu da prihvate trn 26, gde trn 26 služi za zadržavanje klinova 22 unutar rupe 23 suprotstavljanjem spoljašnjim silama kojima deluje opruga 24. Bez trna 26, kada matrica 19 nije u položaju da se osloni na rame 21, opruga 24 može da povuče klin 22 iz rupe 23). Prorezi 28 u klinovima 22 mogu biti dimenzionisani i oblikovani tako da omogućavaju uzdužno kretanje klina 22 unutar rupe 23 tokom sabijanja opruge 24 (tj. kada je klin 22 potisnut od strane radnika, trn 26 može da klizi sa kraja na kraj unutar proreza 28).

[0025] U radu, uzimajući u obzir sliku 9, blokovi 10 za matrice mogu biti pričvršćeni za automatizovani alat 100 za stezanje postrojenja za bušenje na bilo koji način koji je poznat u tehnici, tako da su blokovi 10 za matrice postavljeni dijametralno jedan nasuprot drugog i aktivirani u i van angažovanja sa bušaćim cevima. Nakon što je postavljena na mestu, radnik koji želi da postavi ili ukloni matricu 19 iz blokova 10 za matrice, može „brzo osloboditi“ najmanje jedan noseći klin koji se aktivira pomoću opruge potiskivanjem pomenutog klina 22 (jednog ili više), sabijajući oprugu 24 i omogućavajući matici 12 da bude klizno oslobođena gore ili dole u/iz slotova 20. Kada je matrica 19 u položaju u prorezima 20, rame 21 klina 22 (jednog ili više) fiksira matricu 19 na mestu. Kada matrica 19 nije u položaju u prorezima 20, trn 26 sprečava da klin 22 (jedan ili više) izbaci blok 10 za matrice.

[0026] Iako je ovde prikazano i opisano nekoliko izvođenja, stručnjaci iz predmetne oblasti će ceniti da se u navedenim realizacijama mogu izvršiti razne promene i modifikacije bez izmene ili odstupanja od njihovog obima, namere ili funkcionalnosti. Termini i izrazi koji su korišćeni u prethodnoj specifikaciji, primenjeni su kao pojmovi opisa, a ne radi nametanja ograničenja, i nema namere pri primeni takvih pojmova i izraza da se isključe ekvivalenti prikazanih i opisanih karakteristika ili njihovih delova, čime se prepoznaje da je pronalazak definisan i ograničen samo Zahtevima koji slede.

Claims (11)

PATENTNI ZAHTEVI

1. Automatizovani stezni alat (100) za postrojenja za bušenje namenjen za rukovanje bušaćim cevima, sa gornjim i donjim sklopom (12, 13) hvataljki, gde svaki sklop hvataljki sadrži:

veći blokova (10) za matrice namenjenih za prihvatanje matrice (19) za stezanje cevi,

gde svaki blok poseduje najmanje dva naspramna proreza (20) za prihvatanje matrica unutar proreza,

naznačen time:

što je svaki blok za matrice konfigurisan sa najmanje jednim nosećim klinom (22) za brzo otpuštanje koji je namenjen da na odvojiv način fiksira matricu unutar proreza.

2. Sklop hvataljki prema Zahtevu 1, gde najmanje jedan noseći klin za brzo otpuštanje sadrži noseći klin koji se pokreće pomoću opruge.

3. Sklop hvataljki prema Zahtevu 1, gde najmanje jedan noseći klin za brzo otpuštanje formira rame (21) za oslanjanje matrice, fiksirajući matricu unutar proreza.

4. Sklop hvataljki prema Zahtevu 1, gde prorezi i najmanje jedan klin fiksiraju matricu duž njenih strana i gornjeg i donjeg kraja respektivno.

5. Sklop hvataljki prema Zahtevu 2, gde klin pokretan oprugom sadrži spiralnu oprugu (24) radi delovanja na klin silom koja je usmerena prema spolja.

6. Sklop hvataljki prema Zahtevu 5, gde pritisak na klin pokretan oprugom otpušta matricu iz proreza.

7. Sklop hvataljki prema Zahtevu 1, gde blokovi za matrice imaju najmanje jednu rupu (23) za klin namenjenu da prihvate najmanje jedan noseći klin za brzo otpuštanje.

8. Sklop hvataljki prema Zahtevu 7, gde najmanje jedna rupa za klin može sadržati najmanje dva segmenta, gde je prvi segment dimenzionisan da prihvati i noseći klin za brzo otpuštanje i spiralnu oprugu koja okružuje osovinu klina, i gde je drugi segment dimenzionisan da prihvati samo osovinu klina.

9. Sklop hvataljki prema Zahtevu 8, gde najmanje jedna rupa za klin sadrži najmanje tri segmenta (23a, 23b, 23c) sa tri različita unutrašnja prečnika, gde je treći segment od najmanje tri segmenta konfigurisan da obezbedi vazdušnu ventilaciju kroz najmanje jednu rupu za klin, gde je unutrašnji prečnik trećeg segmenta od najmanje tri segmenta manji od ili jednak spoljašnjem prečniku nosećeg klina sa brzim otpuštanjem.

10. Sklop hvataljki prema Zahtevu 1, gde je najmanje jedan klin sa brzim otpuštanjem fiksiran unutar bloka za matricu pomoću najmanje jednog trna (26), gde najmanje jedan trn sprečava da najmanje jedan noseći klin sa brzim otpuštanjem slučajno ispadne iz najmanje jedne rupe za klin.

11. Sklop hvataljki prema Zahtevu 10, gde noseći klin sa brzim otpuštanjem ima ležište za trn koje je namenjeno da u sebi prihvati trn fiksirajući tako klin unutar rupe za klin.