RU2309821C1 - Drilling-milling apparatus - Google Patents
Drilling-milling apparatus Download PDFInfo
- Publication number
- RU2309821C1 RU2309821C1 RU2006104170/02A RU2006104170A RU2309821C1 RU 2309821 C1 RU2309821 C1 RU 2309821C1 RU 2006104170/02 A RU2006104170/02 A RU 2006104170/02A RU 2006104170 A RU2006104170 A RU 2006104170A RU 2309821 C1 RU2309821 C1 RU 2309821C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- drill
- spindle
- drilling
- unit
- built
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Earth Drilling (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к нефтегазодобывающей и геологоразведочной отраслям промышленности и предназначено для дистанционного сверления стенок технологического оборудования, находящегося под давлением, с целью сообщения с внутренней полостью для проведения специальных работ по ликвидации аварийных ситуаций или открытых газонефтяных фонтанов.The invention relates to the oil and gas exploration and exploration industries and is intended for remote drilling of the walls of technological equipment under pressure in order to communicate with the internal cavity for special work to eliminate emergencies or open gas and oil fountains.
Известна конструкция устройства для сверления оборудования, находящегося под давлением [1], состоящего из корпуса, шпинделя со сверлом, ходового винта, присоединительного фланца с узлом контроля давления, штурвалов поступательного и вращательного движения сверла.A known design of a device for drilling equipment under pressure [1], consisting of a housing, a spindle with a drill, a threaded spindle, a connecting flange with a pressure control unit, steering wheels for translational and rotational movement of the drill.
Основной задачей достигнутого в устройстве технического решения является компенсация действующих на шпиндель выталкивающих сил, возникающих при сверлении оборудования под высоким (более 35 МПа) давлением, которая обеспечивается за счет выравнивания давления рабочей среды во внутренних полостях корпуса устройства и просверливаемого оборудования.The main objective of the technical solution achieved in the device is to compensate the buoyant forces acting on the spindle that arise when drilling equipment under high (more than 35 MPa) pressure, which is ensured by equalizing the pressure of the working medium in the internal cavities of the device body and the equipment being drilled.
Однако известное устройство обладает следующими существенными недостатками:However, the known device has the following significant disadvantages:
- операция сверления производится непосредственно оперативным персоналом только вручную. При необходимости сверления элементов устьевого оборудования на фонтанирующей скважине, с содержанием в скважинной среде сероводорода, фонтанирующую струю искусственно поджигают в целях предотвращения отравляющего воздействия сероводорода на окружающую среду, так как он является одним из токсичных сильнейших веществ. В этом случае длительное пребывание в зоне воздействия высокой температуры лиц оперативного персонала, затрачивающих при этом значительные физические нагрузки при сверлении вручную, сопряжено с высоким риском для их здоровья и жизни;- the drilling operation is carried out directly by the operating personnel only manually. If it is necessary to drill elements of wellhead equipment in a gushing well, containing hydrogen sulfide in the well medium, the gushing stream is artificially ignited in order to prevent the toxic effect of hydrogen sulfide on the environment, since it is one of the toxic strongest substances. In this case, a long stay in the zone of high temperature exposure of persons of operational personnel, who at the same time spend significant physical activity when drilling manually, is associated with a high risk for their health and life;
- отсутствует возможность визуального контроля величины осевого перемещения сверла (глубины сверления), так как контроль глубины сверления становится крайне необходимым при проведении операции сверления без участия оперативного персонала.- there is no possibility of visual control of the value of the axial movement of the drill (drilling depth), since control of the drilling depth becomes extremely necessary during the drilling operation without the participation of operational personnel.
Основной задачей настоящего изобретения является обеспечение выполнения сверления оборудования, находящегося в зоне воздействия высокой температуры, без длительного пребывания в этой зоне лиц оперативного персонала.The main objective of the present invention is the provision of drilling equipment located in the area affected by high temperature, without a long stay in this area of persons of operational personnel.
Решение поставленной задачи достигается применением сверлильно-фрезерного устройства УСФ, содержащего корпус, опорную стойку, шпиндель со сверлом, ходовой винт, присоединительный фланец с узлом контроля давления, штурвалы поступательного и вращательного движения сверла и снабженного узлом привода вращения шпинделя от гидравлического мотора, выполненного с возможностью дистанционного управления изменением давления рабочей жидкости от гидравлической насосной станции и узлом автоматической подачи шпинделя, выполненного с возможностью осевой подачи сверла.The solution to this problem is achieved by the use of a USF drilling-and-milling device containing a housing, a support column, a spindle with a drill, a spindle, a connecting flange with a pressure control unit, progressive and rotational drills of the drill and a spindle rotation drive unit equipped with a hydraulic motor, made with the possibility of remote control of the change in working fluid pressure from the hydraulic pump station and the automatic spindle feed unit, made with the possibility of Strongly axial feed drill.
Кроме этого, устройство снабжено датчиком слаботочных электрических импульсов для приведения в действие автономного электронного цифрового счетчика, выполненного с возможностью дистанционного контроля осевого перемещения сверла с точностью до 1 мм.In addition, the device is equipped with a sensor of low-current electrical pulses for actuating an autonomous electronic digital counter, configured to remotely control the axial movement of the drill with an accuracy of 1 mm.
Конструкция устройства приведена на фиг.1. На фиг.2, укрупненно, встроенный в конструкцию устройства узел привода вращения шпинделя от гидромотора. На фиг.3, укрупненно, встроенные в конструкцию устройства узел автоматической осевой подачи шпинделя и датчик слаботочных электрических импульсов. На фиг.4 - конструкция детали с коническими углублениями диска фиксаторного, установленного в узле автоматической подачи шпинделя. На фиг.5 - схема монтажа устройства на скважине для сверления шибера неисправной задвижки фонтанной арматуры.The design of the device is shown in figure 1. Figure 2, enlarged, integrated in the design of the device node drive spindle rotation from the hydraulic motor. Figure 3, enlarged, integrated in the design of the device node automatic axial feed of the spindle and the sensor low-current electrical pulses. Figure 4 - detail design with conical recesses of the retainer disk installed in the spindle automatic feed unit. Figure 5 - diagram of the installation of the device in the well for drilling the gate of the faulty valve of the fountain valves.
Устройство (фиг.1) состоит из: полого корпуса 1 с концентрично расположенным в нем полым шпинделем 2 и закрепленным на его нижнем конце инструментом 3 (сверло или фреза); ходового винта 4 с левой трапецеидальной резьбой; присоединительного фланца 5 с узлом контроля величины давления в полости устройства 6 и уплотнительным узлом 7;накидной гайки 8 с фиксирующими ее на фланце четырьмя болтами 9. В верхней части корпуса располагается уплотнительный узел 10, а на его резьбовую часть навинчена резьбовая втулка 11 с фиксирующими ее на корпусе четырьмя болтами 12. На втулку резьбовую 11 навинчен корпус узла автоматической подачи шпинделя 13 (далее по тексту - узел АПШ). Корпус 1 может приводиться во вращение в подшипниковом узле 14 вручную штурвалом 15 или дистанционно гидромотором 16 при подаче рабочей жидкости с избыточным давлением Р от гидравлической насосной станции, располагаемой вне опасной зоны производства работ. Ходовой винт 4 может приводиться во вращение вручную штурвалом 17 или автоматически при включенном в работу узле АПШ. Внутренняя полость корпуса 1 по всей длине выполнена цилиндрической формы за исключением его нижней части, выполненной в форме шестигранного отверстия. Наружная поверхность шпинделя 2 по всей длине изготавливается шестигранной, входящей в шестигранное отверстие в корпусе (сечение А-А).The device (Fig. 1) consists of: a
Встроенный в конструкцию устройства узел привода вращения шпинделя от гидравлического мотора (фиг.2) состоит из гидромотора 16 с установленной на его вале ведущей шестерней 18, которая входит в зацепление с ведомым зубчатым колесом 19, зафиксированным на корпусе устройства шпоночным соединением. Гидромотор жестко закреплен болтами 20 на подвижной планке 21 с закрепленной на ней крышкой 22, которая имеет возможность, после ослабления крепежных болтов (на фиг.2 не показаны), перемещаться по плите 23, жестко закрепленной на накидной гайке устройства 8 болтами 24. Зубчатое соединение закрыто защитным кожухом 25. При подаче в гидромотор рабочей жидкости с избыточным давлением от гидравлической насосной станции происходит вращение корпуса устройства вместе с расположенным внутри него шпинделем.The assembly of the device’s spindle rotation drive unit from the hydraulic motor (FIG. 2) consists of a
Встроенный в конструкцию устройства узел АПШ (фиг.3) состоит из корпуса 13, закрепленного на втулке резьбовой втулкой 11, которые вместе с корпусом устройства 1 вращаются в подшипнике 27, установленном в неподвижном кожухе 28. Основным функциональным элементом узла АПШ является роликовая обгонная муфта, обойма 29 которой неподвижно вставлена в цилиндрическую расточку корпуса 13, а ступица 30 насажена на конец винта ходового 4. На наружной цилиндрической поверхности корпуса 13 жестко закреплен диск 31 с кулачком 32. На торцевой поверхности корпуса 13 закреплены кулачки 33, количество которых равно величине шага резьбы ходового винта устройства.The APS unit assembly built into the device design (Fig. 3) consists of a
В подшипниковый узел 34 установлен валик 35, который может приводиться во вращение штурвалом 17 устройства. На этом валике установлен диск фиксаторный 36 с поводковой вилкой 37, а также закреплены два токосъемных кольца 38, изолированных друг от друга комплектом диэлектрических колец 39.A
В диск фиксаторный 36 встроен датчик слаботочных электрических импульсов 40, представляющий собой нормально разомкнутый герметизированный контакт (далее по тексту - геркон), срабатывающий (замыкающийся) от каждого приближения к нему подпружиненного постоянного магнита, на который воздействует ползунок 41, подталкиваемый кулачками 33 при вращении корпуса 13. Датчик 40 соединен с кольцами 38 двумя электрическими проводниками 42, проложенными в специально отфрезерованных пазах диска фиксаторного 36 и валика 35.A low-current
На боковой поверхности кожуха 43 установлен токосъемник 44, соединенный со штепсельным гнездом 45 двумя электрическими проводниками 46.On the side surface of the
На образующей поверхности кожуха 43 закреплен болтами узел включения АПШ, состоящий из стакана 47, в котором под действием пружины 48 перемещается ползун 49 с запрессованным штифтом 50 и встроенным подпружиненным толкателем 51. Ползун 49 закреплен в стакане 47 накидной гайкой 52 посредством направляющей втулки 53, внутри которой перемещается фиксатор 54. В фигурном пазе фиксатора 54 (выноска А), продольная ось которого совмещена с осью сквозного отверстия в направляющей втулке 53, перемещается под действием пружины 55 кнопка 56.On the forming surface of the
Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.
С помощью специальных приспособлений, обеспечивающих герметичность соединений, устройство крепится к оборудованию, внутренняя полость которого находится под действием избыточного давления, в месте, где необходимо произвести сверление.Using special devices that ensure tight joints, the device is attached to equipment, the internal cavity of which is under the influence of excessive pressure, in the place where drilling is necessary.
При выведенном из зацепления с ведомым зубчатым колесом гидромоторе 16 (фиг.1), вращением штурвала 17 вводят шпиндель 2 в зону сверления до соприкосновения конца режущего инструмента (сверло или фреза) со стенкой объекта, подлежащего сверлению, после чего гидромотор вводят в зацепление с ведомым зубчатым колесом.With the
Сверление может производиться в ручном и механическом режимах, осуществляя осевую подачу режущего инструмента как вручную, так и использованием узла АПШ.Drilling can be carried out in manual and mechanical modes, carrying out axial feed of the cutting tool both manually and using the APS unit.
При ручном режиме сверления вращение сверла осуществляется при вращении корпуса 1 штурвалом 15. При механическом сверлении - вращением корпуса 1 гидромотором 16. Контроль глубины сверления производится в процессе проведения операции сверления посредством автономного электронного цифрового счетчика, подсоединяемого к штепсельному гнезду 45 (фиг.3) устройства и показывающего величину осевого перемещения шпинделя в миллиметрах.In the manual drilling mode, the drill is rotated when the
Узел АПШ работает следующим образом.Node APS works as follows.
Установленная в узле АПШ обгонная роликовая муфта по принципу действия относится к группе II, т. е. передает медленное вращение в одном направлении и ускоренное вращение в двух направлениях [2, стр. 365]. Обойма 29 муфты является ведущим звеном и при вращении гидромотором корпуса устройства по часовой стрелке (вид по Г) крутящий момент за счет заклиненных роликов передается на ступицу 30 и, соответственно, на винт ходовой 4. При этом через поводковую вилку 37 приводится во вращение с той же угловой скоростью и валик 35 с диском фиксаторным 36.The overrunning roller clutch installed in the APS unit, according to the principle of operation, belongs to group II, that is, it transfers slow rotation in one direction and accelerated rotation in two directions [2, p. 365]. The
Кулачок 32 при каждом совершенном обороте воздействует на подпружиненный толкатель 51, который, перемещаясь вдоль своей оси, входит коническим наконечником в коническое углубление диска фиксаторного 36 и останавливает его вращение. При этом поводковая вилка 37 выводит ролики обгонной муфты из заклинивания между обоймой и ступицей, в результате чего винт ходовой также останавливается, а продолжающий вращаться вместе с корпусом устройства шпиндель совершает продольное (осевое) перемещение по неподвижному ходовому винту на величину, пропорциональную времени, в течение которого скользящая по толкателю 51 горизонтальная поверхность кулачка 32 удерживает толкатель в заглубленном положении в диске фиксаторном 36. После выхода кулачка 32 из контакта с толкателем 51 последний под действием пружины 57 возвращается в исходное положение, ролики обгонной муфты вновь заклиниваются и диск фиксаторный 36 с валиком 35 и винтом ходовым 4 продолжают свое вращение вместе со шпинделем. Таким образом, при постоянном вращении гидромотором корпуса устройства шпиндель устройства при каждом обороте перемещается вдоль своей оси на определенную величину, формируя тем самым автоматическую подачу сверла при сверлении.
Выключение узла АПШ производится воздействием на кнопку 56 в направлении «В», в результате чего ползун 49, под действием пружины 48, перемещается на величину h и выводит толкатель 51 из зоны воздействия на него кулачка 32 при вращении дисков 31 и 36.Turning off the APS unit by acting on the
При выключенном положении узла АПШ производят ручное осевое перемещение шпинделя вращением штурвала 17 при неподвижном корпусе 1 устройства. Сверление производят осевой подачей шпинделя путем кратковременной ручной остановки вращения валика 35 как при механизированном вращении корпуса устройства гидромотором, так и при ручном его вращении штурвалом 15.With the off position of the APS unit, manual axial movement of the spindle is performed by rotating the
Включается узел АПШ воздействием на фиксатор 54 в направлении «Б», при этом после перемещения фиксатора на величину h кнопка 56 под действием пружины 55 своим большим по диаметру пояском входит в увеличенное отверстие диаметром d фигурного паза (выноска А) и фиксирует его в этом положении.The APS unit is turned on by acting on the
Отсчет величины осевого перемещения шпинделя происходит следующим образом.The countdown of the axial displacement of the spindle is as follows.
Диски 31 и 36 при вращении корпуса устройства вращаются с одинаковой угловой скоростью в случае выключенного узла АПШ. При включенном узле АПШ синхронность вращения дисков нарушается, они начинают сдвигаться относительно друг друга в радиальном направлении и кулачки 33 поочередно воздействуют на ползунок 41, перемещающий постоянный магнит, в результате чего срабатывает (замыкается) геркон датчика импульсов 40. Подключенный к штепсельному гнезду 45 электронный цифровой счетчик отсчитывает и выводит на табло каждое срабатывание геркона. При каждом полном обороте дисков 31 и 36 относительно друг друга счетчик отображает число срабатываний геркона, равное величине шага резьбы ходового винта устройства, т.е. одно срабатывание геркона соответствует величине хода шпинделя, равное 1 мм.The
При синхронном вращении дисков (узел АПШ выключен) воздействие кулачков 33 на ползунок 41 исключено.With the synchronous rotation of the disks (the APS unit is off), the action of the
Один из вариантов монтажа устройства для выполнения операции по сверлению шибера неисправной задвижки фонтанной арматуры скважины приведен на фиг.5. При таком варианте монтажа устройства сверление можно производить как ручным (гидропривод отключен), так и дистанционным (с применением гидропривода) способами, с включением узла АПШ в процессе сверления.One of the mounting options for the device to perform the operation of drilling the gate of the malfunctioning gate valve of the fountain of the well is shown in Fig.5. With this installation option, the device can be drilled either manually (the hydraulic drive is disabled) or remotely (using the hydraulic drive) by means of switching on the APS unit during drilling.
Устройство может быть использовано и в других отраслях промышленности: нефтехимической, химической и пр.The device can be used in other industries: petrochemical, chemical, etc.
Объектами сверления также могут быть трубы, запорная арматура, сосуды под давлением и др.Pipes, stop valves, pressure vessels, etc. can also be objects of drilling.
Источники информацииInformation sources
1. Патент на изобретение № 2217269 «Устройство для сверления оборудования, находящегося под давлением», г.Москва, 27 ноября 2003 г.1. Patent for invention No. 2217269 "Device for drilling equipment under pressure", Moscow, November 27, 2003
2. В.И.Анурьев «Справочник конструктора-машиностроителя», т.2, М.: Машиностроение, 1999 г.2. V.I. Anurev "Handbook of the designer-mechanical engineer", t.2, M .: Mechanical engineering, 1999
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006104170/02A RU2309821C1 (en) | 2006-02-10 | 2006-02-10 | Drilling-milling apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006104170/02A RU2309821C1 (en) | 2006-02-10 | 2006-02-10 | Drilling-milling apparatus |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2309821C1 true RU2309821C1 (en) | 2007-11-10 |
Family
ID=38958189
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2006104170/02A RU2309821C1 (en) | 2006-02-10 | 2006-02-10 | Drilling-milling apparatus |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2309821C1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102451924A (en) * | 2010-10-20 | 2012-05-16 | 南车洛阳机车有限公司 | Anti-explosion and anti-pollution drilling machine |
CN102764905A (en) * | 2012-07-18 | 2012-11-07 | 昆明理工大学 | Full hydraulic digital controlled drill |
RU2603413C2 (en) * | 2015-02-11 | 2016-11-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Газпром газобезопасность" | Device for drilling holes under pressure uso-70 |
-
2006
- 2006-02-10 RU RU2006104170/02A patent/RU2309821C1/en active
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102451924A (en) * | 2010-10-20 | 2012-05-16 | 南车洛阳机车有限公司 | Anti-explosion and anti-pollution drilling machine |
CN102764905A (en) * | 2012-07-18 | 2012-11-07 | 昆明理工大学 | Full hydraulic digital controlled drill |
RU2603413C2 (en) * | 2015-02-11 | 2016-11-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Газпром газобезопасность" | Device for drilling holes under pressure uso-70 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
SU1356969A3 (en) | Boring rod of controlled-drilling for rotating column of boring pipes with washing channel,mainly for underground operations | |
US4040494A (en) | Drill director | |
US9627940B2 (en) | Electromechanical actuator device and method of actuating a ring piston | |
MX2014009703A (en) | Actuation system and method for a downhole tool. | |
RU2309821C1 (en) | Drilling-milling apparatus | |
US20170191326A1 (en) | Fluid Pulse Valve | |
AU729246B2 (en) | Motor drive actuator for downhole flow control devices | |
US7441993B2 (en) | Making connections to pipes under pressure | |
SE503183C2 (en) | Method and apparatus for grinding pins of a rock drill bit and spool head to apply flushing medium in the grinding of the pins of such rock drill bit | |
US4450857A (en) | Device for tapping and plugging a fluid conductor | |
CN101403284B (en) | Down-hole tool and controllable segment sealing device for down-hole working barrel seal | |
RU2603413C2 (en) | Device for drilling holes under pressure uso-70 | |
JPH08320002A (en) | Actuator with protection end cap | |
RU2229961C1 (en) | Apparatus and cutting tool for cutting openings in operating pipeline | |
RU2681053C1 (en) | Drilling device control system for the hard-to-reach hydrocarbon reserves development | |
US5113936A (en) | Wellhead seal probe | |
RU2808892C1 (en) | Device for cutting holes in pipeline under medium pressure | |
CN115628011B (en) | Continuous rotary sliding drilling system and method | |
RU2261980C2 (en) | Preventer | |
SU1321801A1 (en) | Arrangement for unscrewing pipes in well | |
SU1035186A1 (en) | Drill pipe feeder | |
RU2704498C1 (en) | Method to restore gate valve passage channel to wellhead | |
SU1251976A1 (en) | Self-propelled cart for movement inside pipeline | |
SU1640327A1 (en) | Downhole motor deflector | |
SU1241215A1 (en) | Device for coarse and precision shift of controlled member |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20101117 |
|
QZ41 | Official registration of changes to a registered agreement (patent) |
Free format text: DISPOSAL FORMERLY AGREED ON 20101117 Effective date: 20121112 |