КЛЮЧ ТРУБНЫЙ Российский патент 2008 года по МПК E21B19/16 

Изобретение относится к устройствам для завинчивания или развинчивания резьбовых соединений при бурении и ремонте скважин в нефтяной и газовой промышленности.

Известен ключ трубный «КПТ», 2002 год, АО «Ижнефтемаш», г.Ижевск. Ключ трубный «КПТ» содержит корпус с размещенными в нем шестернями для передачи вращения к разрезной шестерни от центральной шестерни, гидромотор, планетарный редуктор, узел передачи вращения от гидромотора к планетарному редуктору, привод переключения передач, включающий связанный с осью рычаг переключения передач, гидрораспределитель с держателем, привод переключения гидрораспределителя с переключающей тягой.

Детали, содержащиеся в ключе трубном «КПТ», склонны к отказам и поломкам на скважине.

Задачей изобретения является повышение надежности работы ключа трубного.

Поставленная задача достигается тем, что в трубном ключе содержится корпус с размещенными в нем шестернями для передачи вращения к разрезной шестерни от центральной шестерни, гидромотор, планетарный редуктор, узел передачи вращения от гидромотора к планетарному редуктору, привод переключения передач, включающий связанный с осью рычаг переключения передач, гидрораспределитель с держателем, привод переключения гидрораспределителя с переключающей тягой, узел передачи вращения от гидромотора к планетарному редуктору включает переходной вал, отцентрированный подшипниками и распорными втулками относительно присоединительных поверхностей корпуса узла к гидромотору и планетарному редуктору, при этом переходный вал выполнен с рабочими поверхностями для передачи вращения при зацеплении от вала гидромотора сателлитам планетарного редуктора, а в корпусе ключа симметрично относительно разреза разрезной шестерни размещены две дополнительные шестерни, установленные с возможностью передачи постоянного вращения к разрезной шестерне от центральной шестерни, а для исключения износа крайних зубьев, разрезная шестерня выполнена со сменными зубчатыми элементами, при этом рычаг переключения передач связан с осью посредством профильного соединения, а гидрораспределитель закреплен на держателе с возможностью регулирования хода плунжера в одном направлении движения с переключающей тягой, при этом хвостовик закреплен непосредственно на корпусе ключа.

Предлагаемый ключ трубный иллюстрируется фигурами, где изображены: на Фиг.1 - «Ключ трубный», основной вид с изменениями; на Фиг.2 - вид «А» на гидромотор, узел передачи вращения, планетарный редуктор и держатель с гидрораспределителем «Ключа трубного»; на Фиг.3 - вид «Б» на «Ключ трубный» сверху; на Фиг.4 - разрез «В-В» корпуса «Ключа трубного»; на Фиг.5 - разрез «Г-Г» разрезной шестерни по зубчатым элементам «Ключа трубного»; на Фиг.6 - вид «Д» на гидромотор, узел передачи вращения с местным вырезом «Ключа трубного»; на Фиг.7 - разрез «Е-Е» по планетарному редуктору «Ключа трубного», зацепление зубьев переходного вала с сателлитами планетарного редуктора; на Фиг.8 - разрез «Ж-Ж» по узлу передачи вращения в «Ключе трубном»; на Фиг.9 - вид «К» на держатель, гидрораспределитель с переключающей тягой «Ключа трубного».

Предлагаемый ключ трубный фиг.1 содержит узел передачи вращения 1. Вращение передается от гидромотора 2 через узел передачи вращения 1 к планетарному редуктору 3. Вал 4 гидромотора 2 передает вращение переходному валу 5 через зубчатое (шлицевое) эвольвентное соединение фиг.6, что устраняет от поломки зубьев вала 4 при передаче вращения сателлитам 6 планетарного редуктора 3. Переходной вал 5 отцентрирован относительно присоединительных поверхностей корпуса 7подшипниками 8, 9, распорными втулками 10, 11, 12.

Узел передачи вращения 1 позволяет использовать на ключах трубных любые типы гидромоторов 2 или других силовых устройств, близко подходящих по силовым и габаритным характеристикам. Сохранены передаточное отношение силовой передачи от гидромотора 2 к разрезной шестерни 13 и габариты корпуса 14 ключа трубного. В корпусе 14 установлены две дополнительные шестерни 15, 16, передающие гарантированное постоянное вращение к разрезной шестерни 13 с приводом от центральной шестерни 17 и удалением дополнительных шестерен 15, 16 от разреза разрезной шестерни 13 при их симметричном расположении. Одна из дополнительных шестерен 15, 16 гарантирует постоянное зацепление с разрезной шестерней 13. Разрезная шестерня 13 имеет сменные зубчатые элементы 18, 19, закрепленные коническими штифтами 20 с возможностью замены изношенных сменных зубчатых элементов на новые. Замена зубчатых элементов 18, 19 обеспечивает долговечность работы всех зубчатых зацеплений ключа трубного. Значительно продлен ресурс использования разрезной шестерни 13.

В приводе переключения передач вращение от оси (21) передается к рычагу переключения передач 22. Рычаг переключения передач 22 в месте посадки на ось 21 имеет профильное соединение. Устранены отказы в переключении передач.

Гидрораспределитель 23 закреплен на держателе 24 с возможностью регулировки хода плунжера 25 подбором толщины шайбы 26, установленной между держателем 24 и наконечником 27 переключающей тяги 28.

Плунжер 25 гидрораспределителя 23 получил возможность движения в одном направлении с переключающей его тягой 28.

Хвостовик 29 присоединен к корпусу 14 ключа трубного. При возможных ударах ключа трубного со стороны хвостовика 29 рычаг переключения передач 22 не заклинивает.

Ключ подвешивается над устьем скважины и подводится к колонне труб. Поданная в гидромотор 2 гидравлическая энергия преобразуется в механическую энергию вала 4 гидромотора 2. От вала 4 гидромотора 2 вращение передается на отцентрированный переходной вал 5 узла передачи вращения 1 к планетарному редуктору 3. Далее вращение через кинематическую цепь шестерен, центральную шестерню 17 и две дополнительные шестерни 15, 16 передается к удаленным от разреза зубьям разрезной шестерни 13. Это обеспечивает гарантированное надежное зацепление шестерен. Износ крайних зубьев разрезной шестерни 13 устраняется заменой зубчатых элементов 18, 19. От разрезной шестерни 13 вращение передается закрепленной на ней разрезной втулке 30 с челюстями 31, 32 и плашками 33. При начале вращения разрезной шестерни 13 плашки 33 обжимают трубу и производят ее завинчивание или развинчивание.

Изобретение относится к устройствам для завинчивания и развинчивания труб при бурении и ремонте скважин в нефтяной и газовой промышленности. Ключ трубный содержит корпус с размещенными в нем шестернями для передачи вращения к разрезной шестерни 13 от центральной шестерни, гидромотор 2, планетарный редуктор 3, узел передачи вращения 1 от гидромотора 2 к планетарному редуктору 3, привод переключения передач, включающий связанный с осью рычаг переключения передач 22, гидрораспределитель с держателем, привод переключения гидрораспределителя с переключающей тягой 28, хвостовик 29. Узел передачи вращения включает переходной вал, отцентрированный подшипниками и распорными втулками относительно присоединительных поверхностей корпуса узла к гидромотору 2 и планетарному редуктору 3. Переходный вал выполнен с рабочими поверхностями для передачи вращения при зацеплении от вала гидромотора 2 сателлитам планетарного редуктора 3. В корпусе ключа симметрично относительно разреза разрезной шестерни 13 размещены две дополнительные шестерни, установленные с возможностью передачи постоянного вращения к разрезной шестерне 13 от центральной шестерни. Разрезная шестерня 13 выполнена со сменными зубчатыми элементами. Рычаг переключения передач 22 связан с осью посредством профильного соединения. Гидрораспределитель закреплен на держателе с возможностью регулирования хода плунжера в одном направлении движения с переключающей тягой 28. Хвостовик 29 закреплен непосредственно на корпусе ключа. Обеспечивает повышение надежности работы трубного ключа. 9 ил.

Ключ трубный, содержащий корпус с размещенными в нем шестернями для передачи вращения к разрезной шестерне от центральной шестерни, гидромотор, планетарный редуктор, узел передачи вращения от гидромотора к планетарному редуктору, привод переключения передач, включающий связанный с осью рычаг переключения передач, гидрораспределитель с держателем, привод переключения гидрораспределителя с переключающей тягой, хвостовик, отличающийся тем, что узел передачи вращения от гидромотора к планетарному редуктору включает переходной вал, отцентрированный подшипниками и распорными втулками относительно присоединительных поверхностей корпуса узла к гидромотору и планетарному редуктору, при этом переходный вал выполнен с рабочими поверхностями для передачи вращения при зацеплении от вала гидромотора сателлитам планетарного редуктора, а в корпусе ключа симметрично относительно разреза разрезной шестерни размещены две дополнительные шестерни, установленные с возможностью передачи постоянного вращения к разрезной шестерне от центральной шестерни, а для исключения износа крайних зубьев разрезная шестерня выполнена со сменными зубчатыми элементами, при этом рычаг переключения передач связан с осью посредством профильного соединения, а гидрораспределитель закреплен на держателе с возможностью регулирования хода плунжера в одном направлении движения с переключающей тягой, при этом хвостовик закреплен непосредственно на корпусе ключа.