Винахід відноситься до області обробки металів тиском, а саме до трубопрофільних виробництва. Корпус має приєднувальну і робочу частини, центральний осьовий канал і робочі ролики. Причому робочі ролики встановлені паралельно осі корпусу і кожен мають конічний профілюючий, циліндричний калібруючий і конічні опорні ділянки. Робоча частина корпусу містить шток з поворотною пружиною і циліндр, причому шток і циліндр мають конічні ділянки, які є опорами для відповідних конічних опорних ділянок робочих роликів. Це дозволяє проводити роздачу в різних режимах, знизити знос поверхонь тертя, забезпечити надійне від'єднання накопичувача з труби по завершенню процесу роздачі. 2 мул.
Малюнки до патенту РФ 2450879
Винахід відноситься до області обробки металів тиском, а саме до трубопрофільних виробництва.
Відомо пристрій для роздачі труб, що містить конічний пуансон, що встановлюється на тяговому стрижні (див. І.Л.Перлін, М.З.Ерманок. Теорія волочіння, М. Металургія, 1971, с.76). При протягуванні пуансона через внутрішній канал труби відбувається збільшення внутрішнього і зовнішнього діаметра труби (роздача труби).
Недоліком такого пристрою є значні осьові зусилля на тяговому стрижні, що може призводити до його обриву, неможливість роздачі ділянки труби, що знаходиться між двома іншими ділянками меншого діаметру, обмежена величина радіальної деформації (величина роздачі) внаслідок несприятливого характеру напруженого стану металу труби, необхідність застосування якісних мастил на внутрішній поверхні труби, оскільки умови тертя при протягуванні пуансона вельми несприятливі.
До недоліків цього пристрою слід віднести малу величину можливої радіальної роздачі труби, наявність тертя ковзання між трубою і роздає елементом і необхідність використання і нанесення якісних мастил, а також утруднене використання пристрою при несприятливих умовах тертя.
Відомо пристрій для закріплення труб в гратах (а.с. СРСР № 845995, опубл. 15.07.81, БІ № 26). Пристрій містить розтискних цангу з пелюстками, що мають радіальні розрізи і конічний шток, причому пелюстки цанги виконані з розрізами по хордам, а розрізи по радіусах виконані перпендикулярно розрізах по хордам.
Недоліком пристрою є те, що елементи самого пристрою (пелюстки цанги) переміщаються всередині пристрою з ковзанням, що призводить до необхідності застосування значних зусиль на конічному штоку. Цанга в розціпленого стані заклинюється в трубі, що сильно обмежує довжину роздається ділянки труби до довжини робочої ділянки пристрою. Пристрій такого типу не може бути використано для роздачі труб з підвищеною товщиною стінки і на значній довжині, що обмежує область його застосування.
Недоліком пристрою є відсутність регулювання радіального положення роликів, що призводить до утрудненою подачі пристрої в трубу. Незважаючи на що має місце кочення по робочій поверхні роликів і труби, пристрій містить силові підшипникові вузли з тертям ковзання. Крім того, опора ролика проводиться по кільцевій торцевої поверхні, а що виникає при цьому тертя ковзання може призводити до підвищеного зносу зазначеного опорного вузла. Конструкція ролика не містить калібрує паска, що знижує точність розкочування. Пристрій не може бути використано при роздачі ділянки труби, розташованого між двома іншими ділянками труби меншого діаметру.
Недоліком прототипу є той факт, що циліндричний профілюючий ділянку ролика є одночасно і опорною ділянкою, що при виникненні значних, зокрема ударних навантажень, а також дії абразивів, призводить до швидкого зносу в цій зоні і виходу вузла з ладу. Крім того, при забрудненні вузла ролікодержателя можливе виникнення ситуації, коли ролики виявляються заклиненому в робочому положенні, і при спробі транспортування пристрій руйнується внаслідок контакту з деформованої трубою.
Завданням винаходу є створення пристрою, вільного від зазначених недоліків, і забезпечує підвищення стійкості вузлів тертя за рахунок створення окремих опорних вузлів на хвостових ділянках роликів, які можуть бути ефективно ізольовані від впливу забруднень абразивного характеру. Крім того, передбачається створення такого принципу пересування роликів, при якому забезпечується надійне прибирання роликів в транспортне положення при вилученні з труби.
Завдання вирішується створенням пристрою для роздачі труб, що містить корпус з центральним осьовим каналом, який має приєднувальну і робочу частини, робочі ролики.
Новим в пристрої є те, що робочі ролики встановлені паралельно осі корпусу і кожен мають конічні профілюючі, циліндричний калібруючий і конічні опорні ділянки, робоча частина корпусу містить циліндр і шток з поворотною пружиною, причому циліндр і шток мають конічні ділянки, які є опорами для відповідних конічних опорних ділянок робочих роликів.
Таке технічне рішення дозволяє здійснювати шляхом подачі тиску в робочу порожнину циліндра переміщення штока щодо циліндра, що, при обертанні пристрою в цілому, призводить до переміщення роликів в радіальному напрямку від осі пристрою і здійсненню роздачі необхідної ділянки труби. При зниженні тиску в робочій порожнині циліндра поворотна пружина переміщує шток в початкове положення, забезпечуючи вивільнення роликів, які при транспортуванні повертаються на вихідну позицію. При цьому опорні конічні хвостові ділянки роликів спираються на відповідні конічні ділянки штока і циліндра, які ізольовані від впливу абразивних частинок і продуктів зносу за допомогою екранів, що забезпечує підвищену стійкість поверхонь тертя в цьому вузлі. Передача обертання здійснюється від конічного хвостовика пристрою на його корпус, далі на циліндр, його конічну частину і на опорні частини роликів.
Розріз по осі пристрою, що знаходиться у вихідному (транспортному) стані, наведено на фіг.1, розріз по осі пристрою в робочому стані (в процесі роздачі) наведено на фіг.2.
Пристрій (фіг.1) містить корпус 1 з осьовим каналом 2. Корпус включає приєднувальну різьбову частину, необхідну для приєднання до подаючої штанзі. Корпус також містить циліндр, порожнину якого з'єднана з осьовим каналом 2 для подачі тиску. У циліндр поміщений поршень 4, що має ущільнення і шток, і здатний під тиском переміщатися уздовж осі. Крім того, на штоку встановлена поворотна пружина 5, що забезпечує переміщення поршня у вихідне положення при зникненні тиску в робочій порожнині. Шток поршня має укріплену на ньому на різьбі і законтренную від відвернення конічну опорну частину. Така ж конічна опорна частина є виступом на корпусі. Ці дві частини виступають в ролі опор для відповідних опорних ділянок роликів 3. Ролики мають по два конічних профілюючих ділянки і розташований між ними циліндричний калібруючий ділянку. Ролики утримуються на місці за допомогою екранів 6 з пазами, роль яких, крім зазначеної, полягає в захисті поверхонь тертя від забруднення.
Робота пристрою відбувається наступним чином. Корпус пристрою 1 закріплюють за допомогою різьблення на прямому колоні. Колону з пристроєм в положенні, зображеному на фіг.1 (ролики зведені), подають всередину труби до ділянки, що вимагає розкочування. Потім в центральний канал пристрою 2 подають рідину під тиском. Під її дією поршень гідроциліндра 4 і шток висуваються з циліндра. При цьому конічні опорні частини, розташовані на штоку і корпусі, переміщаються відносно один одного в різні боки, розсовуючи ролики 3, які при цьому переміщаються в робоче положення і вдавлюються в трубу. Після цього пристрій починають обертати за хвостовик корпусу, одночасно повідомляючи йому поступальний рух вгору або вниз по роздається трубі, за рахунок чого проводиться роздача труби. Ролики 3 при цьому здійснюють планетарний рух, обкативая по внутрішній поверхні труби і зовнішньої поверхні конічних опорних ділянок. Біконічну форма роликів дозволяє проводити профілювання при русі пристрою в обидві сторони, а також виробляти профілювання в кілька проходів, виключаючи вільні ходи пристрою, тобто в зворотно-поступальному режимі. При цьому необхідна глибина деформування за прохід може контролюватися величиною тиску в циліндрі. Коли труба буде продеформірована на необхідний діаметр, тиск в порожнині циліндра знижують до мінімуму, і поворотна пружина 5 повертає поршень зі штоком 4, дозволяючи роликам повернутися в транспортне положення. Після цього пристрій може бути вилучено з труби.
Таким чином, пристрій дозволяє виробляти роздачу в різних режимах, наприклад в багатостадійному зворотно-поступальному, що, спільно з використанням в пристрої декількох роликів, дозволяє підвищити дробность деформації і пластичність матеріалу труби. Конструкція опор має на меті зниження зносу поверхонь тертя, що підвищує довговічність пристрою, і дозволяє здійснювати роздачу протяжних ділянок труби без заміни інструменту, що в разі роботи в нафтогазових свердловинах зменшує обсяг спускоподьемних робіт. Крім цього, забезпечується надійне від'єднання накопичувача з труби по завершенні процесу роздачі, особливо якщо пристрій використовується несприятливих умовах (труба з грубої внутрішньою поверхнею, порушеннями суцільності і т.д.).
ФОРМУЛА ВИНАХОДУ
Пристрій для роздачі труб, що містить корпус, який має приєднувальну і робочу частини, центральний осьовий канал, і робочі ролики, що відрізняється тим, що робочі ролики встановлені паралельно осі корпусу, кожен з них має конічні профілюючі, циліндричний калібруючий і конічні опорні ділянки, при цьому робоча частина корпусу містить циліндр і шток з поворотною пружиною, причому циліндр і шток мають конічні ділянки, які є опорами для відповідних конічних опорних ділянок робочих роликів.