ЭЛЕВАТОР Российский патент 2001 года по МПК E21B19/06 

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к оборудованию, применяемому при подземном ремонте нефтяных и газовых скважин, и используется для захвата колонны насосно-компрессорных труб и удержания их на весу в процессе спуско-подъемных операций.

Известен элеватор трубный для захвата и удержания на весу колонны насосно-компрессорных труб (см. например, патент РФ N 2099503, М.кл. E 21 B 19/06, опубл. 1997), содержащий корпус с серьгой, поворотные сегментные захваты, рукоятку управления, выполненную в виде подвижной тяги с фиксатором, выполненным в виде стержня, установленного с возможностью вертикального перемещения в закрытом положении рукоятки управления.

Недостатками известного элеватора являются низкие эксплуатационные качества и надежность работы. Одна из причин указанных недостатков обусловлена конструктивными особенностями устройства, а именно отсутствием стопорения фиксаторов от самопроизвольного их срабатывания, что снижает степень надежности закрытия захвата.

Известен также принятый за прототип элеватор (см. патент РФ N 2108480, М. кл.6 E 21 B 19/06, опубл. 10.04.98, БИ N 10), содержащий сменные захваты, имеющие шток с пазом, корпус с пазом для прохода сменных захватов и стойку со скосом, расположенную на центральной оси элеватора, причем на стойке расстояние "h" от центральной оси элеватора до края стойки равно длине прохождения постоянно поджатого к плоскости стойки фиксатора от положения открытия до положения закрытия элеватора, к корпусу шарнирно прикреплены серьга и рукоятка, ось которой совпадает с центральной осью элеватора в положении его открытия, взаимодействующий со стойкой подпружиненный фиксатор, установленный в рукоятке, и выступ в рукоятке, взаимодействующий с пазом штока.

Недостатком известного элеватора являются низкие эксплуатационные качества и надежность, высокая себестоимость, ограниченные эксплуатационные возможности.

Эти недостатки обусловлены наличием скоса на опорной стойке элеватора, не обеспечивающим надежной фиксации при эксплуатации элеватора, поскольку, при попадании масляных продуктов на поверхность стойки или во время работы в ненастную погоду, возможен самопроизвольный поворот рукоятки в положение "открыто".

Техническим результатом, достигаемым настоящим изобретением, является улучшение эксплуатационных качеств, повышение надежности фиксации, безопасности работы обслуживающего персонала, снижение себестоимости, увеличение эксплуатационных возможностей.

Для достижения указанного технического результата в известном элеваторе, содержащем сменные захваты, имеющие шток с пазом, корпус с пазом для прохода сменных захватов и опорную стойку, шарнирно прикрепленную к корпусу серьгу, и рукоятку, ось которой совпадает с центральной горизонтальной осью элеватора, взаимодействующий с опорной стойкой подпружиненный фиксатор, постоянно поджатый к плоскости опорной стойки, установленный в рукоятке, и выступ в рукоятке, взаимодействующий с пазом штока, согласно изобретению, сменные захваты выполнены в форме поворотных сегментов, длина рабочей грани опорной стойки, по которой проходит путь подпружиненного фиксатора от положения "открыто" до положения "закрыто", находится в пределах от D/5 до D/2, где; D - диаметр внутренней окружности корпуса элеватора, причем рабочая грань опорной стойки выполнена ступенчатой, а каждая ступенька рабочей грани выполнена с фаской, при этом опорная стойка имеет выемку в форме вертикального паза в месте соприкосновения ее с подпружиненным фиксатором в положении "открыто", а рабочие грани опорной стойки и подпружиненного фиксатора имеют рифленую поверхность.

Между отличительными признаками и достигнутым техническим результатом существует следующая причинно-следственная связь.

В отличие от аналогов и прототипа, применение в предлагаемом изобретении сменных захватов, выполненных в форме поворотных сегментов, повышает эксплуатационные качества элеватора, снижает его материалоемкость и себестоимость, повышает надежность фиксации насосно-компрессорных труб, удобство и безопасность работы обслуживающего персонала. Оптимальное значение длины рабочей грани опорной стойки, по которой проходит путь подпружиненного фиксатора от положения "открыто" до положения "закрыто", находящееся в пределах от D/5 до D/2, обеспечивает точное закрытие и открытие элеватора, повышает удобство работы и эксплуатационные качества. При этом выполнение рабочей грани опорной стойки ступенчатой повышает надежность фиксации, исключая случайный или непроизвольный возврат подпружиненного фиксатора в положение "открыто", что не исключается в объекте-прототипе, т.е. достигается не только надежность и удобство, но и безопасность работы обслуживающего персонала. Выполнение ступенек рабочей грани опорной стойки с фасками облегчает обслуживающему персоналу производить любые манипуляции при работе с элеватором. Выполнение опорной стойки с выемкой, имеющей форму вертикального паза в месте соприкосновения ее с подпружиненным фиксатором в положении "открыто" позволит дополнительно фиксировать элеватор в этом положении, исключая самопроизвольное закрытие подпружиненного фиксатора, обеспечивая высокую технику безопасности и предупреждая травматизм. Выполнение рабочих граней опорной стойки и фиксатора с рифленой поверхностью обеспечивает надежную фиксацию рабочих граней во время работы в сырую погоду.

По имеющимся у заявителя сведениям, совокупность существенных признаков заявляемого изобретения " элеватор" не известна из уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения критерию "новизна".

По мнению заявителя, сущность заявляемого изобретения не следует главным образом из известного уровня техники, так как из него не выявляется вышеуказанное влияние на достигаемый технический результат; новое свойство объекта - совокупности признаков, которые отличают от прототипа заявляемое изобретение, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения "элеватор" критерию "изобретательский уровень".

Совокупность существенных признаков, характеризующих сущность изобретения, может быть многократно использована в производстве элеваторов с получением технического результата, заключающегося в безопасной и надежной работе с высокими эксплуатационными качествами.

Сущность заявляемого изобретения поясняется примером конкретного выполнения, где
на фиг. 1 изображен предлагаемый элеватор, вид сбоку;
на фиг. 2 - то же, вид сверху;
Элеватор содержит корпус 1 с центральным пазом 2 для прохода сменных захватов, выполненных в форме поворотных сегментов 3. К сменным захватам, выполненным в форме поворотных сегментов 3, шарнирно прикреплен шток 4, выполненный с пазом 5. Корпус 1 выполнен с рукояткой 6 и с опорной стойкой 7. Рабочая грань 8 опорной стойки 7 выполнена двухступенчатой. В рукоятке 6, ось которой совпадает с центральной горизонтальной осью элеватора а-а, установлен подпружиненный фиксатор 9, постоянно поджатый к опорной стойке 7 с помощью пружины 10. К корпусу 1 элеватора шарнирно прикреплена серьга 11. С рукояткой 6 шарнирно связан рычаг 12, один конец которого свободно установлен в паз 13 подпружиненного фиксатора 9, а второй свободно установлен в отверстии 14 рукоятки 6. Рычаг 12 постоянно поджат пружиной 15. В нижней части рукоятки имеются отверстия 16 для установки штока 4 и выступ 17, взаимодействующий с пазом 5 штока 4. Длина l рабочей грани 8 опорной стойки 7, по которой проходит путь подпружиненного фиксатора от положения "открыто" до положения "закрыто" равна D/3 и равна 45,3 мм. Каждая ступенька рабочей грани 8 опорной стойки 7 выполнена с фаской 18. Опорная стойка в месте соприкосновения ее с подпружиненным фиксатором в положении "открыто" имеет выемку 19 в форме вертикального паза. Поверхности рабочей грани 8 опорной стойки 7 и рабочей грани 20 фиксатора 9 выполнены рифлеными. Для исключения заеданий и прихватов сменных захватов, выполненных в форме поворотных сегментов 3 в цилиндрической полости корпуса 1 элеватора, верхняя поверхность 21 подошвы элеватора 22 смазывается сезонной консистентной смазкой.

Элеватор работает следующим образом.

В открытом положении элеватора горизонтальная ось рукоятки 6 совпадает с центральной горизонтальной осью а-а элеватора. В таком положении рукоятки 6 подпружиненный фиксатор 9 постоянно пожат пружиной 10 к опорной стойке 7. При наклоне элеватора к подхватываемой трубе сменные захваты, выполненные в форме поворотных сегментов 3, выходят по центральному пазу 2 из корпуса 1 элеватора. Сменные захваты, выполненные в форме поворотных сегментов 3, скользят по смазанной сезонной консистентной смазкой поверхности 21 подошвы 22 элеватора и расходятся. Раскрытые сменные захваты, выполненные в форме поворотных сегментов 3, заводятся на трубу и корпус 1 элеватора опускается к трубе. При этом сменные захваты, выполненные в форме поворотных сегментов 3, охватывают трубу и двигаются вместе с ней во внутреннюю цилиндрическую полость корпуса 1 элеватора. При этом шток 4 заходит в отверстие 16. После этого рабочий-оператор поворачивает рукоятку 6 влево. Подпружиненный фиксатор 9, двигаясь по ступенькам рабочей грани 8 опорной стойки 7, скользит по фаскам ступенек. Пружина 10, постоянно поджимая подпружиненный фиксатор 9 к рабочей грани 8 опорной стойки 7, выдвигает его из рукоятки и, пройдя расстояние до края рабочей грани 8 опорной стойки, подпружиненный фиксатор максимально выталкивается и заходит за опорную стойку 7. При этом выступ 17 рукоятки 6 заходит в паз 5 штока 4, препятствуя выходу сменных захватов, выполненных в форме поворотных сегментов 3, с трубой из корпуса 1, и происходит закрытие элеватора. Для открытия элеватора рычаг 12 нажимают и пружина 15 сжимается, при этом конец рычага 12 в пазу 13 сожмет пружину 10 фиксатора 9 и выведет его из-за опорной стойки 7. В таком случае при перемещении рукоятки 6 вправо фиксатор 9 будет ступенчато продвигаться по рабочей грани 8 опорной стойки 7. При перемещении подпружиненного фиксатора 9 от края рабочей грани опорной стойки выступ 17 постепенно выйдет из паза 5 штока 4, подпружиненный фиксатор 9 будет прижат пружиной 10 к выемке 19, выполненной в форме вертикального паза, и произойдет открытие элеватора. После этого сменные захваты, выполненные в форме поворотных сегментов 3, выйдут из корпуса 1, и труба будет освобождена. Дальнейшие циклы зажатия и освобождения труб производятся аналогично.

Предложенный элеватор обладает улучшенными эксплуатационными качествами и повышенной надежностью фиксации, увеличенными эксплуатационными возможностями, кроме того, он имеет невысокую себестоимость, а также исключает несчастные случаи при его эксплуатации.

Элеватор относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к оборудованию, применяемому при подземном ремонте нефтяных и газовых скважин, и используется для захвата колонны насосно-компрессорных труб и удержания их на весу в процессе спуско-подъемных операций. Элеватор содержит корпус с центральным пазом для прохода сменных захватов, выполненных в форме поворотных сегментов. К сменным захватам шарнирно прикреплен шток, выполненный с пазом. Корпус выполнен с рукояткой и с опорной стойкой. Рабочая грань опорной стойки выполнена ступенчатой. В рукоятке, ось которой совпадает с центральной горизонтальной осью элеватора, установлен подпружиненный фиксатор, постоянно поджатый к опорной стойке с помощью пружины. К корпусу элеватора шарнирно прикреплена серьга. С рукояткой шарнирно связан рычаг, один конец которого свободно установлен в паз подпружиненного фиксатора, а второй - свободно установлен в отверстии рукоятки. Рычаг постоянно поджат пружиной. В нижней части рукоятки имеются отверстия для установки штока и выступ, взаимодействующий с пазом штока. Длина рабочей грани опорной стойки, по которой проходит путь подпружиненного фиксатора от положения "открыто" до положения "закрыто", находится в пределах от D/5 до D/2, где D - диаметр внутренней окружности корпуса элеватора. Каждая ступень рабочей грани опорной стойки выполнена с фаской. Опорная стойка в месте соприкосновения ее с фиксатором в положении "открыто" имеет выемку в форме вертикального паза. Поверхности рабочей грани опорной стойки и рабочей грани фиксатора выполнены рифлеными. Улучшаются эксплуатационные качества, повышается надежность фиксации, безопасность работы обслуживающего персонала, снижается себестоимость. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Элеватор, содержащий сменные захваты, имеющие шток с пазом, корпус с пазом для прохода сменных захватов и опорную стойку, фиксатор, шарнирно прикрепленные к корпусу серьгу и рукоятку, ось которой совпадает с центральной горизонтальной осью элеватора, взаимодействующий с опорной стойкой подпружиненный фиксатор, постоянно поджатый к плоскости стойки, установленный в рукоятке, и выступ в рукоятке, взаимодействующий с пазом штока, отличающийся тем, что сменные захваты выполнены в форме поворотных сегментов, длина рабочей грани опорной стойки, по которой проходит путь подпружиненного фиксатора от положения "открыто" до положения "закрыто", находится в пределах от D/5 до D/2, где D - диаметр внутренней окружности корпуса элеватора, причем рабочая грань опорной стойки выполнена ступенчатой, а каждая ступенька рабочей грани опорной стойки выполнена с фаской, при этом опорная стойка имеет выемку в форме вертикального паза в месте соприкосновения ее с подпружиненным фиксатором в положении "открыто". 2. Элеватор по п.1, отличающийся тем, что рабочие грани опорной стойки и подпружиненного фиксатора имеют рифленую поверхность.