ГИДРОПРИВОДНОЙ ПОДВЕСНОЙ ТРУБНЫЙ КЛЮЧ Российский патент 2004 года по МПК E21B19/16 

Изобретение относится к устройствам для свинчивания и развинчивания обсадных труб нефтяного сортамента в процессе спуско-подъемных операций при бурении нефтяных и газовых скважин.

Известен ключ для свинчивания-развинчивания резьбовых соединений, содержащий разъемный корпус, вращательное зажимное устройство, расположенное в корпусе, ленточный тормоз, закрепленный на крышке вращательного зажимного устройства и гидросистему (см. патент РФ №2164464).

Известен также гидромеханический ключ для свинчивания и развинчи-вания резьбовых соединений, содержащий корпус с двумя откидывающимися створками, вращательное зажимное устройство, расположенное в корпусе, состоящее из ротора и челюстей, гидросистему, состоящую из гидромотора, гидрораспределителя, напорной и сливной магистрали, тормозное устройство (см. патент США №6082224 -прототип).

Недостатками прототипа, а также вышеописанного ключа, является нестабильность работы тормозного механизма (контактного действия) из-за возможности ослабления натяжения ленты тормоза в процессе работы и необходимости проверок этого натяжения и его регулирования, что приводит к снижению производительности работы ключа и ухудшению условий эксплуатации.

При использовании же тормозных механизмов бесконтактного действия (например, с использованием постоянных магнитов) трудно обеспечить минимальные зазоры между магнитами, которые нельзя нарушать в процессе работы с ключом, а при работе с трубами большого диаметра требуются магниты, имеющие значительные габариты и массу.

Задачей предложенного технического решения является повышение производительности ключа и улучшение условий эксплуатации.

Поставленная задача решается тем, что гидроприводной подвесной трубный ключ, содержащий корпус с двумя откидывающимися створками, вращательное зажимное устройство, расположенное в корпусе, состоящее из ротора, рабочей и центрирующих челюстей, тормозное устройство, гидромотор и гидрораспределитель, при этом тормозное устройство представляет собой ролик из упругого материала, который установлен в центральной части рабочей челюсти с возможностью взаимодействия с концевиками при смещении рукоятки гидрораспределителя, при этом концевики имеют наклонные грани и закреплены на внутренней стенке корпуса по обе стороны относительно ролика из упругого материала.

Заявляемая конструкция поясняется чертежами:

Фиг.1 - Общий вид ключа (вид сверху - с раскрытыми створками);

Фиг.2 - Вид ключа снизу-с закрытыми створками;

Фиг.3 - Вид. А на фиг.1;

Фиг.4 - Сечение Б-Б на виде А.

Ключ содержит корпус 1 с двумя откидывающимися створками 2, которые после наведения ключа на трубу закрываются и фиксируются в месте их соединения замком 3.

На корпусе 1 установлены гидромотор 4, являющийся приводом ключа и гидрораспределитель 5 для управления гидромотором 4.

В ключе имеется зажимное устройство, состоящее из ротора 6, двух центрирующих челюстей 7 и рабочей челюсти 8, которая постоянно взаимодействует с ротором 6 через ролик 9.

Тормозное устройство ключа представляет собой ролик 10 из упругого материала (например, резины), который установлен в центральной части рабочей челюсти 8 и взаимодействует с концевиками 11,которые установлены по обе стороны относительно ролика 10 из упругого материала на внутренней стенке корпуса 1. Крепление концевиков 11 к корпусу 1 осуществляется с помощью болтов 12. На концевиках 11 выполнены наклонные грани для обеспечения захода и схода ролика 10 из упругого материала во время вращения зажимного устройства.

Ключ работает следующим образом:

Ключ с раскрытыми створками 2 наводится на подготовленную к свинчиванию трубу. Створки ключа вручную закрываются вокруг трубы. Рукояткой гидрораспределителя 5 смещается его золотник и поток жидкости (масло) от насосной станции (на чертеже не показано) через гидрораспределитель 5 направляется в напорную магистраль гидромотора 4, приводя его в действие, в результате чего крутящий момент от гидромотора 4 передается на ротор 6, на центрирующие 7 и рабочую 8 челюсти.

Рабочая челюсть 8 после накатывания ролика 10 из упругого материала на грань концевика 11 притормаживается и начинает перемещаться к трубе, затем ролик 9, взаимодействуя с дугообразным участком на ободе ротора 6, перемещает рабочую челюсть 8 к трубе до полного заклинивания последней в зажимном устройстве. Дальнейшее вращение ротора 6 со свинчиваемой трубой до достижения заданного момента затяжки происходит без контакта ролика 10 из упругого материала с концевиками 11, что достигается правильной регулировкой концевиков 11 болтами 12 и способствует долговременной работе ролика 10 без повреждения упругого материала.

При достижении заданного момента затяжки, рукоятка гидрораспределителя 5 переводится в противоположную сторону. После начала вращения ротора 6 в противоположном направлении, ролик 9 возвращается в нейтральное положение относительно дугообразного участка на ободе ротора 6. Труба освобождается от захвата в зажимном устройстве, а накатывание ролика 10 из упругого материала на противоположную грань концевика 11 способствует окончательному освобождению трубы. После прихода ротора 6 в исходное положение для открытия створок, рукоятка гидрораспределителя 5 переводится в нейтральное положение, створки 2 открываются вручную, и ключ отводится вне зоны опускания колонны труб в скважину.

Развинчивание труб производится после ручного переключения механизма ролика 9, взаимодействующего с дугообразным участком на ободе ротора 6 (на чертеже не показано), в режим "отвинчивания". Рукоятка гидрораспределителя перемещается в противоположную сторону, и после начала вращения ротора 6, ролик 10 из упругого материала взаимодействует с противоположным концевиком 11. Дальнейшая работа ключа аналогична режиму свинчивания за исключением того, что требуемый момент затяжки при свинчивании труб создается ключем в конце свинчивания, а момент трогания при отвинчивании необходимо создавать в начале процесса.

Таким образом, предложенное техническое решение позволит повысить производительность ключа и улучшить условия его эксплуатации за счет автоматического и надежного захвата трубы и освобождения от захвата без применения устройств, требующих сложной регулировки.

Гидроприводной подвесной трубный ключ относится к устройствам для свинчивания и развинчивания обсадных труб нефтяного сортамента в процессе спуско-подъемных операций при бурении нефтяных и газовых скважин. Ключ содержит корпус с двумя откидывающимися створками. В корпусе расположено вращательное зажимное устройство, состоящее из ротора, рабочей и ценрирующих челюстей. На корпусе установлены гидрораспределитель, гидромотор. Тормозное устройство имеет ролик из упругого материала, установленный в центральной части рабочей челюсти и взаимодействующий с концевиками при смещении рукоятки гидрораспределителя. Концевики имеют наклонные грани и закреплены на внутренней стенке корпуса по обе стороны относительно ролика. Рабочая челюсть после накатывания ролика на грань концевика притормаживается и начинает перемещаться к трубе. При развинчивании труб ролик накатывается на грань другого концевика и рабочая челюсть притормаживается относительно ротора, что позволяет отойти рабочей челюсти от трубы. Использование изобретения позволит повысить производительность ключа и улучшить условия его эксплуатации. 4 ил.

Гидроприводной подвесной трубный ключ, содержащий корпус с двумя откидывающимися створками, вращательное зажимное устройство, расположенное в корпусе, состоящее из ротора, рабочей и центрирующих челюстей, тормозное устройство, гидрораспределитель и гидромотор, отличающийся тем, что тормозное устройство представляет собой ролик из упругого материала, который установлен в центральной части рабочей челюсти с возможностью взаимодействия с концевиками при смещении рукоятки гидрораспределителя, при этом концевики имеют наклонные грани и закреплены на внутренней стенке корпуса по обе стороны относительно ролика из упругого материала.