КЛЮЧ ДЛЯ СВИНЧИВАНИЯ И РАЗВИНЧИВАНИЯ ТРУБ Российский патент 2008 года по МПК E21B19/16 

Изобретение относится к области добычи нефти и может быть использовано при спуско-подъемных операциях на скважинах во время проведения ремонтных работ для приложения крутящего момента к трубам.

Известен машинный ключ для бурильных труб, содержащий шарнирно соединенные звенья - челюсти, охватывающие при работе наружные поверхности труб, и узел поджима челюстей к трубе (а.с. SU № 1384713, МПК⁴ Е21В 19/16, 1988 г.).

Недостатком такого ключа является сложность конструкции, что объясняется сложностью узла поджима, выполненного в виде подпружиненной поворотной планки, один конец которой с одной стороны связан с челюстью и имеет на другом конце эксцентриковый ролик, взаимодействующий с клином.

Известны также ключи для свинчивания и развинчивания труб, содержащие связанные между собой шарнирными соединениями челюсти, первая из которых связана шарнирным соединением с рукояткой, и узел замыкания челюстей, один элемент которого расположен на рукоятке, а второй - на последней челюсти (полезные модели RU №47947, №46292 МПК⁷ Е21В 19/16, опубл. 2005 г.).

Такие ключи имеют более простую конструкцию.

Наиболее близким к заявляемому и принятым в качестве прототипа является ключ для свинчивания и развинчивания труб RU №46292 U1, содержащий установленный на рукоятке двуплечий Г-образный рычаг, одно плечо которого имеет форму клина и расположено между рукояткой и челюстью.

Расклинивание Г-образным рычагом позволяет обеспечить надежное замыкание челюстей при отклонении размеров челюстей от номинала (в пределах допуска при изготовлении или в результате износа в процессе эксплуатации). Однако наличие Г-образного рычага усложняет конструкцию ключа и снижает его технологичность.

Задачей является упрощение конструкции ключа при обеспечении надежного замыкания челюстей при отклонении их размеров от номинала.

Поставленная задача решается усовершенствованием ключа для свинчивания и развинчивания труб, содержащего связанные между собой шарнирными соединениями челюсти, первая из которых связана шарнирным соединением с рукояткой, и узел замыкания челюстей, один элемент которого расположен на рукоятке, а второй - на последней челюсти.

Это усовершенствование заключается в том, что ключ снабжен узлом регулирования длины хотя бы одного расстояния между шарнирными соединениями или между шарнирным соединением и зоной контакта элементов узла замыкания.

Кроме того, узел регулирования длины хотя бы одного расстояния между шарнирными соединениями может быть выполнен в виде узла регулирования положения оси шарнирного соединения первой челюсти и рукоятки, при этом ось выполнена ступенчатой, и ее средняя часть, на которой установлена рукоятка, расположена с эксцентриситетом е по отношению к участкам оси, на которых установлена челюсть, при этом ось выполнена с выемками, а на первой челюсти - отверстие для штифта, фиксирующего угловое положение оси относительно первой челюсти для установки требуемого эксцентриситета.

Снабжение ключа узлом регулирования длины хотя бы одного расстояния между шарнирными соединениями или между шарнирным соединением и зоной контакта элементов узла замыкания позволяет компенсировать отклонение размеров челюстей от номинала и таким образом обеспечить надежное замыкание челюстей при отклонении их размеров от номинала.

Выполнение узла регулирования длины хотя бы одного расстояния между шарнирными соединениями в виде описанного выше узла регулирования положения оси шарнирного соединения первой челюсти и рукоятки - наиболее технологичный вариант, так как размеры челюсти позволяют выполнить простой узел регулирования положения оси шарнирного соединения, не снижая прочности челюсти и рычага.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен предлагаемый ключ в замкнутом положении челюстей, на фиг.2 - выносной элемент А на фиг.1, на фиг.3 - сечение Б-Б на фиг.2.

Ключ для свинчивания и развинчивания труб содержит челюсти 1, 2, и 3, соединенные шарнирными соединениями 4 и 5 между собой. Челюсть 1 соединена шарнирным соединением 6 с рукояткой 7. В приведенном варианте на замыкающей челюсти 3 расположен цилиндрический элемент 8 узла замыкания челюстей, взаимодействующий с зацепом 9 на рукоятке 7. Ключ снабжен узлом регулирования длины хотя бы одного расстояния L между шарнирными соединениями 4 и 5 или между шарнирными соединениями 4 и 6, или между шарнирным соединением 5 и зоной контакта элементов 8 и 9 узла замыкания. В приведенном варианте шарнирное соединение 6 челюсти 1 с рукояткой 7 выполнено с возможностью регулирования положения его оси 10. Для этого ось 10 выполнена ступенчатой, и ее средняя часть 11, на которой установлена рукоятка 7, расположена с эксцентриситетом е по отношению к участкам 12 оси 10, на которых установлена челюсть 1. На оси 10 выполнены выемки 13, а на челюсти 1 - отверстие 14 для установки штифта 15, фиксирующего угловое положение оси 10 относительно челюсти 1 для установки требуемого эксцентриситета. С возможностью регулирования положения оси может быть выполнено также шарнирное соединение 4 и/или 5. Возможность регулирования длины расстояния между шарниром 5 и зоной контакта элементов 8 и 9 узла замыкания может быть обеспечена, например, за счет установки с заданным эксцентриситетом элемента 8.

Ключ работает следующим образом.

В процессе сборки и регулировки устанавливается требуемое положение (задается эксцентриситет е) оси 10 шарнирного соединения 6 в зависимости от отклонения размеров челюстей 1, 2 и 3 от номинала и по мере износа контактной поверхности зацепа 9, обеспечивая надежное их замыкание. Угловое положение оси фиксируется штифтом 15.

Поворачивая челюсти 1, 2 и 3, охватывают трубу (не показана). При этом элемент 8 заводится в паз зацепа 9, надежно фиксируя челюсти 1, 2 и 3 в замкнутом положении, независимо от отклонения размеров челюстей от номинала и износа контактной поверхности зацепа 9.

Таким образом, предлагаемый ключ, обеспечивая надежную фиксацию челюстей в замкнутом положении, независимо от отклонения размеров челюстей от номинала в пределах допуска при изготовлении или в результате износа в процессе эксплуатации, имеет простую конструкцию.

Изобретение относится к области добычи нефти и может быть использовано при спускоподъемных операциях на скважинах во время проведения ремонтных работ, для приложения крутящего момента к трубам. Ключ для свинчивания и развинчивания труб содержит связанные между собой шарнирными соединениями 4, 5, 6 челюсти 1, 2, 3, первая 1 из которых связана шарнирным соединением 6 с рукояткой 7, и узел замыкания челюстей, один элемент 9 которого расположен на рукоятке 7, а второй 8 - на последней челюсти 3. Ключ снабжен узлом регулирования длины хотя бы одного расстояния L между шарнирными соединениями 4, 5 или между шарнирным соединением 4, 6 и зоной контакта элементов узла замыкания. Технический результат - упрощение конструкции ключа при обеспечении надежного замыкания челюстей при отклонении их размеров от номинала. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Ключ для свинчивания и развинчивания труб, содержащий связанные между собой шарнирными соединениями челюсти, первая из которых связана шарнирным соединением с рукояткой, и узел замыкания челюстей, один элемент которого расположен на рукоятке, а второй - на последней челюсти, отличающийся тем, что он снабжен узлом регулирования длины хотя бы одного расстояния между шарнирными соединениями или между шарнирным соединением и зоной контакта элементов узла замыкания.2. Ключ по п.1, отличающийся тем, что узел регулирования длины хотя бы одного расстояния между шарнирными соединениями выполнен в виде узла регулирования положения оси шарнирного соединения первой челюсти и рукоятки, при этом ось выполнена ступенчатой и ее средняя часть, на которой установлена рукоятка, расположена с эксцентриситетом по отношению к участкам оси, на которых установлена первая челюсть, при этом ось выполнена с выемками, а на первой челюсти - отверстие для штифта, фиксирующего угловое положение оси относительно первой челюсти для установки требуемого эксцентриситета.