ТРУБОЗАХВАТНЫЙ МЕХАНИЗМ Российский патент 1995 года по МПК E21B19/10 

Изобретение относится к бурению скважин, а именно к стационарным буровым ключам для свинчивания и развинчивания резьбовых соединений бурильных и обсадных труб.

Известна конструкция замкнутого трубозахватного механизма бурового ключа, содержащего замкнутый корпус узел захвата труб с радиально расположенными захватными элементами и их привод.

Недостатком этого механизма является необходимость постоянного контроля за положением захватных элементов в процессе свинчивания-развинчивания резьбовых соединений, так как в процессе проведения этих операций возможен неполный отвод захватных элементов от центра скважины, что может привести к ударам замками резьбовых соединений по захватным элементам, их разрушению и падению в скважину.

Известна конструкция трубозахватного механизма бурового ключа, содержащего замкнутый корпус с установленными в нем с возможностью относительного поворота наружным приводным кольцом и внутренним кольцом с захватными элементами в виде поворотных рычагов, снабженных плашками.

Недостатком этой конструкции является отсутствие каких-либо средств для контроля за положением рычагов (захватных элементов) и их блокировки в случае неправильных действий оператора. В результате этого возможен неполный отвод рычагов (захватных элементов) в процессе перемещения бурильной колонны через отверстие ключа, что приводит к ударам замковыми соединениями труб по захватным элементам, возможности их поломки и падению в скважину.

Известен трубозахватный механизм, содержащий замкнутый корпус, приводное кольцо с захватными элементами, установленными с возможностью перемещения в направлении захватываемых труб.

Недостатком указанного механизма является отсутствие средств оперативного контроля за положением захватных элементов в процессе работы и возможность ударов по захватным элементам замковыми соединениями труб, что приводит к возникновению аварийных ситуаций из-за поломок и падению в скважину захватных элементов, воспринимающих эти удары.

Целью изобретения является повышение надежности и безопасности работы путем устранения возможности ударов замковых соединений труб по захватным элементам и улучшения контроля за их положением в процессе работы.

Указанная цель достигается тем, что трубозахватный механизм бурового ключа, содержащий корпус, приводное кольцо с захватными элементами, установленными с возможностью перемещения в направлении захватываемых труб, снабжен подвижной в осевом направлении предохранительной втулкой, размещенной в приводном кольце с возможностью перекрытия в исходном положении нижней частью захватных элементов, которые выполнены со скошенными клиновыми поверхностями для взаимодействия с нижним торцом предохранительной втулки и установлены с возможностью поворота в горизонтальной плоскости.

На фиг. 1 показан трубозахватный механизм в плане; на фиг. 2 сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - вид Б на фиг. 1; на фиг. 4 и 5 - вариант выполнения предлагаемого механизма.

Трубозахватный механизм бурового ключа содержит замкнутый корпус 1 и установленные в нем наружное приводное кольцо 2 и внутреннее кольцо 3 с захватными элементами в виде поворотных рычагов 4, установленных на осях 5 и оснащенных челюстями 6 с твердосплавными плашками 7. Челюсти 6 соединены с рычагами посредством пальцев 8, головки которых имеют клиновые опорные поверхности 9. В цилиндрическом отверстии внутреннего кольца 3 на шпонке 10 установлена подвижная в осевом направлении предохранительная втулка 11, на верхней части которой выполнен кольцевой выступ в виде буртика 12.

Верхняя торцовая поверхность буртика оснащена кольцевым демпфирующим элементом 13. Нижняя торцовая поверхность предохранительной втулки 11 оснащена кулачками 14, установленными с возможностью взаимодействия с клиновыми поверхностями 9 пальцев 8.

В варианте выполнения (фиг. 3) нижняя часть предохранительной втулки 11 может перекрывать челюсти 6 частично или полностью по высоте и полностью по диаметру, при этом нижний торец предохранительной втулки имеет возможность взаимодействия со скошенной клиновой поверхностью 9, выполненной непосредственно на захватных элементах.

Механизм работает следующим образом.

При разведенных захватных элементах поворотных рычагов 4 (нейтраль) предохранительная втулка 11 опирается нижней поверхностью буртика 12 на корпус 1 и зависает в отверстии внутреннего кольца 3. Внутренний диаметр предохранительной втулки 11 меньше диаметра между наиболее выступающими деталями захватных элементов. Это обеспечивает их предохранение от случайных ударов замковыми соединениями труб при проведении спускоподъемных операций.

При захвате труб поворотные рычаги 4 с челюстями 6, поворачиваясь на осях 5, воздействуют скошенными клиновыми поверхностями 9 на кулачки 14 предохранительной втулки 11 и выдвигают ее вверх. При отводе зажимных элементов предохранительная втулка соскальзывает под собственным весом с клиновой поверхности 9 и повисает на корпусе 1.

Верхний торец предохранительной втулки 11 с буртиком 12 находится в поле зрения оператора и служит надежным средством контроля за положением захватных элементов, в результате чего предотвращаются аварийные ситуации из-за неправильного их положения при движении бурильной колонны через отверстие ключа.

Использование предложенного устройства позволяет повысить надежность и безопасность существующих стационарных буровых ключей с замкнутым корпусом и значительно снизить аварийность при бурении и ремонте скважин.

Использование: свинчивание и развинчивание резьбовых соединений бурильных и обсадных труб. Сущность изобретения: трубозахватный механизм содержит замкнутый корпус, приводное кольцо с захватными элементами, установленными с возможностью перемещения в направлении захватываемых труб, подвижную в осевом направлении предохранительную втулку, размещенную приводном кольце с возможностью перекрытия в исходном положении нижней частью захватных элементов, которые выполнены со скошенными клиновыми поверхностями для взаимодействия с нижним торцом предохранительной втулки и установлены с возможностью поворота в горизонтальной плоскости. 5 ил.

ТРУБОЗАХВАТНЫЙ МЕХАНИЗМ, содержащий замкнутый корпус, приводное кольцо с захватными элементами, установленными с возможностью перемещения в направлении захватываемых труб, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и безопасности работы путем устранения возможности ударов замковых соединений труб по захватным элементам и улучшения контроля за их положением в процессе работы, он снабжен подвижной в осевом направлении предохранительной втулкой, размещенной внутри приводного кольца с возможностью перекрытия в исходном положении нижней частью захватных элементов, причем последние выполнены со скошенными клиновыми поверхностями для взаимодействия с нижним торцом предохранительной втулки и установлены с возможностью поворота в горизонтальной плоскости.