ЭЛЕВАТОР ТРУБНЫЙ УНИВЕРСАЛЬНЫЙ ОДНОШТРОПНЫЙ ТИПА "ЭТУ" Российский патент 2022 года по МПК E21B19/06 

Изобретение относится к грузозахватным приспособлениям применяемых преимущественно в нефтегазодобывающей промышленности в процессе проведения спускоподъемных операций (СПО).

Элеватор предназначен для захвата под муфту или замок и удержания на весу колонны труб в процессе спускоподъемных операций (СПО) при освоении, текущем и капитальном ремонте нефтяных и газовых скважин (ОТКРС).

Элеватор может быть использован как при механическом свинчивании и развинчивании труб, так и при ручном с применением спайдера. В комплект элеватора входят сменные захваты различных типоразмеров и назначений труб, что позволяет одним элеватором производить спускоподъемные операции.

Известен элеватор ЭТА-60БН производства ООО «Нефтепромысловое оборудование» включающий корпус, серьгу, рукоятку с фиксирующим механизмом, направляющих и сменные захваты.

Основными недостатками данного элеватора являются:

- ненадежный фиксирующий механизм, предохраняющий захват от его вылета из корпуса и его раскрытия с неконтролируемым визуально фиксатором, который скрыт внутри рукоятки в следствие чего нередкие случаи падения трубы на работающий с данным элеватором персонал;

- конструкция захвата состоящая из ручки и двух челюстей шарнирно соединенных между собой, приводит к случаям слома в месте шарнирного соединения.

Сложные шарикоподшипниковые соединения при отрицательных температурах воздуха, приводят к частому отказу конструкции, что требует привлечения паровой передвижной установки (ГШУ) для пропарки (размораживания) деталей элеватора в зимнее время.

Недостаточно прочный корпус, изготовленный литиевым способом, служит короткий срок.

Значительное количество комплектующих деталей, часто выходящих из строя из-за их сложной конструкции, требуют частую замену и несут дополнительные материальные затраты на обслуживание элеватора.

Цель изобретения - создать простую, надежную и эффективную конструкцию элеватора с широкими техническими возможностями.

Сущность изобретения

Существующие в настоящее время грузозахватные одноштропные элеваторы имеют основной недостаток - это ненадежный фиксатор, расположенный внутри рукоятки элеватора, который невозможно контролировать визуально на предмет его исправности и износа. Фиксатор предохраняет захват от вылета из элеватора и его раскрытия. За всю практику применения данных элеваторов эта проблема приводила к большому числу травмоопасных ситуаций. Слабое место у данных элеваторов - это корпус, который выполнен литиевым способом, что значительно уступает по качеству и прочностным характеристикам корпусам изготовленным из цельного металопроката или паковки, путем механической обработки. Так же конструкция захвата, состоящая из ручки и двух челюстей, шарнирно соединенных между собой, приводит к случаям слома в месте шарнирного соединения.

Заявленный элеватор значительно упростит конструкцию, повысит надежность и эффективность, расширит технические возможности элеватора и максимально предотвратит возможность открытия элеватора и падения трубы.

Основным преимуществом заявленного элеватора является:

- предохранение от возможности открытия элеватора и падения трубы;

- отсутствие большого количества комплектующих элементов в конструкции;

- простота и надежность.

Надежность и гарантия от самопроизвольного открытия или из-за неисправности и износа защелки обеспечивается за счет конструктивного решения, а именно - расположения захвата в элеваторе и приведения захвата в положение «открыто» и «закрыто». Этот результат достигается за счет наружной цилиндрической формы захвата, сопрягающейся и взаимодействующей с внутренней цилиндрической формой корпуса элеватора, которые выполнены в виде полуколец и устанавливаются друг в друга. Целостность конструкции захвата гарантирует неизменность внутреннего диаметра, в отличие от конструкции шарнирно соединенных между собой челюстей захватов у элеваторов того же назначения. Данная конструкция исключает движение захвата в радиальном направлении. Открытие элеватора возможно только при осевом вращении захвата с помощью рукояти захвата, которая надежно фиксируется за счет защелки, установленной в постоянно визуально контролируемом месте для работающего специалиста с данным элеватором. Наличие в арсенале элеватора сменных захватов для различных типоразмеров применяемых труб при текущем и капитальном ремонте скважин, делает его универсальным.

Цель изобретения достигается за счет следующих решений:

1. Элеватор трубный универсальный включает корпус 1, шарнирно соединенный с серьгой 2, сменные захваты 3 для труб 16, сменные вкладыши 4 соответствующие сменным захватам 3 предохраняющие корпус 1 от износа, рукоять захвата 5 выполняющую роль запорного устройства, подпружиненную защелку взаимодействующую с рукоятью захвата 5, стопорные винты 11 фиксирующие захват 3 от выпадения вверх и ручку корпуса 6 для удобства выполнения работ, корпус 1 выполнен цилиндрической формой в виде полумесяца с двумя проушинами 14 расположенными параллельно друг к другу и прорезью в нижней части корпуса для заведения трубы 16, со стороны заведения трубы 16 торцы выполнены со снятыми фасками 15, с глухой стороны прорезь 28 имеет радиальную форму, проушины 14 содержат упорные ограничители 29 от заваливания серьги 2 и сквозные отверстия 33 под пальцы 9 для шарнирного соединения с серьгой 1, пальцы 9 с одной стороны содержат поперечные сквозные отверстия для установки шплинтов 10 с другой кольцевые бурты 30 ограничивающие пальцы 9 от движения, внутри корпуса выполнена цилиндрическая проточка образующая в нижней части корпуса упорный уступ 31 в виде полукольца и упорную площадку содержащую шипы 21 для установки сменного вкладыша 4 выполненного в виде полукольца защищающего упорную поверхность корпуса от износа и сменного захвата 3, вкладыш 4 содержит глухие отверстия 20 которые взаимодействуют с шипами 21 размещенными на упорной площадке корпуса для исключения возможности вращения вкладыша 4, сменный захват 3 выполнен в виде полукольца с внутренним уступом 24 который служит упорной площадкой для трубных муфт 17 и буртом 23 (ФИГ 16) или в виде полукольца с ровной верхней поверхностью которая служит упорной площадкой для трубных муфт 17 (ФИГ 15), сменный вкладыш 4 и сменный захват 3 совместно в положении «открыто» образуют зев для заведения трубы, а в положении «закрыто» образуют замкнутое кольцо, что образует замкнутую форму элеватора и исключает выпадение трубы 16, в задней стенке корпуса выполнено продольное отверстие в котором размещена подпружиненная защелка, защелка состоит из стержня 7, пружины 19 и втулки 18 с наружной резьбой фиксирующая защелку от вылета, в середине стержня 7 перпендикулярно выполнено резьбовое отверстие для крепления поводка 8, с внешней стороны корпуса выполнено продолговатое отверстие совмещенное с продольным отверстием, через которое к защелке закреплен поводок 8 на конце которого выполнено резьбовое соединение, в верхней части продольного отверстия в котором размещена защелка выполнено резьбовое соединение в которое через защелку завернута втулка 18 с наружной резьбой ограничивающая вылет защелки, защелка взаимодействуя с рукоятью захвата 5 образуют совместно механизм запирания, верхняя часть стержня 7 взаимодействующая с рукоятью захвата 5 выполнена под конус, в корпусе выполнены горизонтальные сквозные резьбовые отверстия для установки стопорных винтов 11 предохраняющих захват 3 от выпадения вверх, захват 3 приводится в положение «открыто» или «закрыто» за счет поворота вокруг своей оси с помощью рукояти захвата 5, с наружной стороны захвата 3 выполнено боковое резьбовое отверстие 25 с цековкой 26 для заворота рукояти 5 и кольцевая канавка 22 взаимодействующая со стопорными винтами 21, рукоять захвата 5 содержит резьбовое соединение 32 и кольцевой бурт 27 утопленный в цековочной части 26 захвата 3, кольцевой бурт 27 рукояти захвата 5 предохраняет его от отворота после установки захвата 3 в корпус 1 и фиксации его стопорными винтами 11 во время эксплуатации за счет упора бурта 27 в корпус 1, для удобства работы к элеватору закреплена ручка 6 с помощью гаек 12 которые зафиксированы стопорными шайбами 13.

Техническим решением является - создание устройства, отличающееся своей простотой, надежностью, эффективностью, широкими техническими возможностями, максимальной гарантией от возможности открытия элеватора и падения трубы с минимальными для этого материальными затратами.

Основным преимуществом заявленного элеватора является:

- предохранение от возможности открытия элеватора и падения трубы;

- отсутствие большого количества комплектующих элементов в конструкции;

- простота и надежность.

Устройство поясняется чертежами и рисунками, на которых изображены:

На фигуре 1 - Элеватор в сборе, в открытом положении, вид спереди.

На фигуре 2 - Элеватор в сборе, в закрытом положении, вид спереди.

На фигуре 3 - Элеватор в сборе, в открытом положении, вид сзади.

На фигуре 4 - Элеватор в сборе, в закрытом положении, вид сзади.

На фигуре 5 - Элеватор в сборе заведенный на трубу в открытом положении, вид спереди.

На фигуре 6 - Элеватор в сборе заведенный на трубу в закрытом положении, вид спереди.

На фигуре 7 - Элеватор в разрезе, вид спереди.

На фигуре 8 - Элеватор, вид сзади.

На фигуре 9 - Элеватор, вид сбоку.

На фигуре 10 - Элеватор, вид сверху.

На фигуре 11 - Схема защелки.

На фигуре 12 - Принцип крепления рукояти к захвату.

На фигуре 13 - Сменный вкладыш.

На фигуре 14 - Корпус элеватора.

На фигуре 15 - Сменный захват выполненный в виде полукольца с ровной верхней поверхностью.

На фигуре 16 - Сменный захват выполненный в виде полукольца с внутренним уступом и буртом.

Работа элеватора показана

Элеватор состоит из следующих основных узлов и деталей: серьги, корпуса, сменного захвата, сменного вкладыша, рукояти захвата, защелки, включающей в себя: стержень, поводок, пружину и втулку, стопорных винтов и ручки корпуса.

Работа элеватора в процессе спуска и подъема труб выполняется следующим образом:

Одевание элеватора на трубу: левой рукой обхватывается рукоять захвата, большим пальцем левой руки отжимается поводок защелки и рукоять захвата отводится левой рукой вправо, до упора, освобождая тем самым зев элеватора, правой рукой держа за ручку корпуса элеватор заводятся на трубу. Рычаг поворачивается влево до упора и характерного щелчка так, чтобы рукоять захвата находилась между проушиной корпуса и защелкой и визуально была контролируема. Нажатием рычага в право проверяется его фиксация в рабочем положении.

Съем элеватора с трубы, зажатой в клиньях или слайдере: левой рукой обхватывается рукоять захвата, большим пальцем левой руки отжимается поводок защелки и рукоять захвата отводится левой рукой вправо, до упора, освобождая тем самым зев элеватора, правой рукой держа за ручку корпуса элеватор выводится из трубы.

Смена захватов.

Для смены захватов необходимо:

а) вывернуть стопорные винты находящиеся на наружной боковой стенке корпуса элеватора на 8-10 мм;

б) извлечь сменный захват вместе с рукоятью из корпуса;

в) вывернуть рукоять из захвата;

г) извлечь сменный вкладыш из корпуса;

д) выбрать сменный вкладыш и сменный захваты нужного размера;

е) завернуть рукоять в захват;

ж) вставить сменный вкладыш совместив при этом глухие отверстия во вкладыше с шипами в корпусе;

з) вставить рукоять с захватом в корпус;

и) завернуть до упора стопорные винты находящиеся на наружной боковой стенке корпуса элеватора, после чего слегка расслабить для возможности вращения захвата.

Изобретение относится к элеватору трубному универсальному одноштропному. Элеватор трубный универсальный включает корпус, шарнирно соединенный с серьгой, сменные захваты для труб, сменные вкладыши, соответствующие сменным захватам, предохраняющие корпус от износа, рукоять захвата, выполняющую роль запорного устройства, подпружиненную защелку, взаимодействующую с рукоятью захвата, стопорные винты, фиксирующие захват от выпадения вверх, и ручку корпуса для удобства выполнения работ. Корпус выполнен цилиндрической формы в виде полумесяца с двумя проушинами, расположенными параллельно друг к другу, и прорезью в нижней части корпуса для заведения трубы. Внутри корпуса выполнена цилиндрическая проточка, образующая в нижней части корпуса упорный уступ в виде полукольца и упорную площадку, содержащую шипы для установки сменного вкладыша, выполненного в виде полукольца, защищающего упорную поверхность корпуса от износа, и сменного захвата. Вкладыш содержит глухие отверстия, которые взаимодействуют с шипами, размещенными на упорной площадке корпуса для исключения возможности вращения. Сменный захват выполнен в виде полукольца с внутренним уступом, который служит упорной площадкой для трубных муфт и буртом, или в виде полукольца с ровной верхней поверхностью, которая служит упорной площадкой для трубных муфт. Сменный вкладыш и сменный захват совместно в положении «открыто» образуют зев для заведения трубы, а в положении «закрыто» образуют замкнутое кольцо, что исключает выпадение трубы. В задней стенке корпуса выполнено продольное отверстие, в котором размещена подпружиненная защелка. Защелка состоит из стержня, пружины и втулки с наружной резьбой, фиксирующей защелку от вылета. Защелка, взаимодействуя с рукоятью захвата, образуют совместно механизм запирания. Верхняя часть стержня, взаимодействующая с рукоятью захвата, выполнена под конус. В корпусе выполнены горизонтальные сквозные резьбовые отверстия для установки стопорных винтов, предохраняющих захват от выпадения вверх. Захват приводится в положение «открыто» или «закрыто» за счет поворота вокруг своей оси с помощью рукояти захвата. С наружной стороны захвата выполнено боковое резьбовое отверстие с цековкой для заворота рукояти и кольцевая канавка, взаимодействующая со стопорными винтами. Рукоять захвата содержит резьбовое соединение и кольцевой бурт, утопленный в цековочной части захвата. Кольцевой бурт рукояти захвата предохраняет его от отворота после установки захвата в корпус и фиксации его стопорными винтами во время эксплуатации за счет упора бурта в корпус. Для удобства работы к элеватору закреплена ручка с помощью гаек, которые зафиксированы стопорными шайбами. Технический результат заключается в упрощении конструкции элеватора, повышении его надежности и эффективности, расширении его технических возможностей, максимальном предотвращении возможностей открытия элеватора и падения трубы. 16 ил.

Элеватор трубный универсальный, характеризующийся тем, что включает корпус, шарнирно соединенный с серьгой, сменные захваты для труб, сменные вкладыши, соответствующие сменным захватам, предохраняющие корпус от износа, рукоять захвата, выполняющую роль запорного устройства, подпружиненную защелку, взаимодействующую с рукоятью захвата, стопорные винты, фиксирующие захват от выпадения вверх, и ручку корпуса для удобства выполнения работ, корпус выполнен цилиндрической формы в виде полумесяца с двумя проушинами, расположенными параллельно друг к другу, и прорезью в нижней части корпуса для заведения трубы, со стороны заведения трубы торцы выполнены со снятыми фасками, с глухой стороны прорезь имеет радиальную форму, проушины содержат упорные ограничители от заваливания серьги и сквозные отверстия под пальцы для шарнирного соединения с серьгой, пальцы с одной стороны содержат поперечные сквозные отверстия для установки шплинтов, с другой - кольцевые бурты, ограничивающие пальцы от движения, внутри корпуса выполнена цилиндрическая проточка, образующая в нижней части корпуса упорный уступ в виде полукольца и упорную площадку, содержащую шипы для установки сменного вкладыша, выполненного в виде полукольца, защищающего упорную поверхность корпуса от износа, и сменного захвата, вкладыш содержит глухие отверстия, которые взаимодействуют с шипами, размещенными на упорной площадке корпуса для исключения возможности вращения вкладыша, сменный захват выполнен в виде полукольца с внутренним уступом, который служит упорной площадкой для трубных муфт и буртом, или в виде полукольца с ровной верхней поверхностью, которая служит упорной площадкой для трубных муфт, сменный вкладыш и сменный захват совместно в положении «открыто» образуют зев для заведения трубы, а в положении «закрыто» образуют замкнутое кольцо, что образует замкнутую форму элеватора и исключает выпадение трубы, в задней стенке корпуса выполнено продольное отверстие, в котором размещена подпружиненная защелка, защелка состоит из стержня, пружины и втулки с наружной резьбой, фиксирующей защелку от вылета, в середине стержня перпендикулярно выполнено резьбовое отверстие для крепления поводка, с внешней стороны корпуса выполнено продолговатое отверстие, совмещенное с продольным отверстием, через которое к защелке закреплен поводок, на конце которого выполнено резьбовое соединение, в верхней части продольного отверстия, в котором размещена защелка, выполнено резьбовое соединение, в которое через защелку завернута втулка с наружной резьбой, ограничивающая вылет защелки, защелка, взаимодействуя с рукоятью захвата, образуют совместно механизм запирания, верхняя часть стержня, взаимодействующая с рукоятью захвата, выполнена под конус, в корпусе выполнены горизонтальные сквозные резьбовые отверстия для установки стопорных винтов, предохраняющих захват от выпадения вверх, захват приводится в положение «открыто» или «закрыто» за счет поворота вокруг своей оси с помощью рукояти захвата, с наружной стороны захвата выполнено боковое резьбовое отверстие с цековкой для заворота рукояти и кольцевая канавка, взаимодействующая со стопорными винтами, рукоять захвата содержит резьбовое соединение и кольцевой бурт, утопленный в цековочной части захвата, кольцевой бурт рукояти захвата предохраняет его от отворота после установки захвата в корпус и фиксации его стопорными винтами во время эксплуатации за счет упора бурта в корпус, для удобства работы к элеватору закреплена ручка с помощью гаек, которые зафиксированы стопорными шайбами.