ЭЛЕВАТОР ТРУБНЫЙ УНИВЕРСАЛЬНЫЙ ДВУХШТРОПНЫЙ Российский патент 2024 года по МПК E21B19/06 

Изобретение относится к грузоподъемным и грузозахватным приспособлениям применяемых преимущественно в нефтегазодобывающей промышленности в процессе проведения спуско-подъемных операций (СПО).

Элеватор предназначен для захвата под муфту или замок и удержания на весу колонны труб в процессе спуско-подъемных 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 слайдера. В комплект элеватора входят сменные захваты различных типоразмеров и назначений труб, что позволяет одним элеватором производить спуско-подъемные операции.

Известен элеватор корпусной, включающий корпус, створку, соединенную с корпусом, скобу, защелку с запорным зубом и пружинную подпорку, скоба шарнирно соединена с корпусом и выполнена в виде планки П-образной формы с проушинами и приваренной к ней защитной рамкой, а пружинная подпорка, состоящая из двух пружин (верхней и нижней), расположена на оси скобы, где один из концов каждой пружины упирается в корпус элеватора, а другой конец - в рычаг защелки [RU 2507368 С2, МПК Е21В 19/06 (2006.01), опубл. 20.03.2011].

Наиболее близким аналогом является элеватор двухштропный универсальный, содержащий корпус с фиксирующими пальцами штропов, быстросъемное запирающее устройство и автоматическую защелку, быстросъемное запирающее устройство состоит из корпуса вставки с установочным штифтом от проворота, затвора с отверстием для крепления рукоятки, свободно вращающейся вокруг своей оси, стопорного винта, ограничивающего ее от продольного перемещения, при этом в корпус установлен корпус вставки, а в корпус вставки установлен затвор, установочный штифт вставлен в отверстие корпуса, причем ответное отверстие в корпусе вставки совмещено с выступающим из отверстия корпуса концом штифта, при этом рукоятка через кольцевые пазы в корпусе элеватора и в корпусе вставки вставлена в отверстие затвора и имеет на своем наружном диаметре кольцевую канавку, а затвор выполнен с отверстием под стопорный винт с возможностью вхождения стопорного винта в кольцевую канавку рукоятки. [RU 2507368 U1, МПК Е21В 19/06 (2006.01), опубл. 2019.10.15].

Сущность изобретения

Существующие в настоящее время грузоподъемные двухштропные элеваторы имеют ряд недостатков:

- ненадежный фиксирующий механизм, предохраняющий элеватор от его открытия;

- неудобство выполнения функции закрытия и открытия элеватора заключающееся в том, что рукоятка выполненная с характерным изгибом и в закрытом либо открытом положении остается внутри штропа, между струнами, что не позволяет открыть или закрыть элеватор без снятия штропа из проушины элеватора;

- в холодное время года элеватор не эффективен при эксплуатации так, как малейшее попадание жидкости в корпус между вращающимися цилиндрами приводит к обледенению и делает невозможным вращение затвора;

- фиксатор выполнен так, что в него постоянно попадает грязь - это приводит к заеданию, а в холодное время года малейшее попадание жидкости приводит к обледенению и неработоспособности;

- конструкция захвата выполненная в виде трех цилиндров установленных друг в друга имеет недостаток в том, что внутренний цилиндр имеет тонкую стенку, что приводит к его раздутию с последующим заклиниванием при вращении и отказу функционирования;

- недостаточно прочный корпус, выполненный литьевым способом, подвержен быстрому износу и раздутию опорной площадки под муфту, что приводит к заклиниванию и отказу функционирования.

Цель изобретения - создать универсальную, простую, надежную и эффективную конструкцию элеватора с применением одного корпуса со сменными захватами для всех типоразмеров труб. Расширить технические возможности и сократить материальные затраты за счет унификации.

Заявленный элеватор значительно упростит конструкцию, повысит надежность и эффективность, расширит технические возможности элеватора.

Основными преимуществами заявленного элеватора являются:

- захват выполнен одной цельной деталью, без взаимосвязанных вращающихся цилиндров, что исключает обледенение при попадании жидкости в корпус между вращающимися цилиндрами;

- захват не влияет на корпус на предмет его износа изнутри так, как захват выполнен цельным кругом в виде полумесяца;

- в случае раздутия захвата станет затруднено или вовсе исключит его вращение в корпусе, чем сразу обратит на себя внимание;

- в случае раздутия корпуса, станет невозможным установка вкладыша в штифты так, как они сместятся в стороны и вкладыш не встанет на место, чем сразу обратит на себя внимание;

- отсутствие деталей произведенных литьевым способом;

- надежный фиксатор выполненный без применения подпружиненных элементов, гарантирует безотказную работу;

- возможность изношенных захватов ремонтопригодности не менее двух раз без снижения их прочностных характеристик;

- возможность замены ЗИП и мелкого ремонта элеватора в полевых бригадных условиях;

- простота и надежность конструкции.

Надежность и гарантия от самопроизвольного открытия или из-за неисправности и износа фиксатора обеспечивается за счет конструктивного решения, а именно - расположения захвата в элеваторе и приведения захвата в положение «открыто» и «закрыто». Этот результат достигается за счет конструкции фиксатора, взаимодействующего с горизонтальной прорезью корпуса элеватора. Открытие элеватора возможно только за счет вращения фиксатора с последующим его перемещением в сторону. Вращение фиксатора невозможно без принудительного воздействия так, как центр тяжести фиксатора постоянно смещен и направлен вниз за счет пальца фиксатора. Фиксатор установлен на рукоятке захвата и находится в постоянно визуально контролируем месте работающего персонала. В конструкции фиксатора отсутствуют подпружиненные детали, что говорит о его простоте и надежности. Даже при открытом элеваторе исключено падение трубы за счет наличия у захвата бурта, внутренний диаметр которого соответствует наружному диаметру присоединительной муфты трубы, что исключает выпадение ее из захвата. Наличие в арсенале элеватора захватов для различных типоразмеров применяемых труб при бурении, текущем и капитальном ремонте скважин, делает его универсальным.

Цель изобретения достигается за счет следующих решений:

Элеватор трубный универсальный двухштропный включает корпус 1, сменный захват 2 для труб, сменную вставку 3, рукоятку 4 захвата 2, фиксатор 5 размещенный на рукоятке 4 захвата 2, пальцы 7 фиксирующие штропа от выпадения, основание корпуса 1 выполнено в форме полумесяца с двумя горизонтально направленными проушинами 8, в проушинах 8 выполнены зевы для заведения штропов, проушины 8 содержат вертикальные отверстия под пальцы 7 и отверстия расположенные перпендикулярно вертикальным для установки шплинтов 9 фиксирующие пальцы 7 от выпадения, пальцы 7 фиксирующие штропа от выпадения выполнены в виде стержня с головкой 11 и поперечным отверстием 12 взаимодействующим со шплинтами 9, в корпусе 1 выполнен зев для заведения трубы, с противоположной стороны от зева корпус 1 содержит горизонтальную прорезь для возможности рабочего хода рукоятки 4 захвата 2 с фиксатором 5, у края одной из сторон прорези выполнено отверстие в виде патая под фиксатор 5, а с противоположной стороны выполнен патай под прямоугольную часть фиксатора 5, внутри корпуса 1 выполнена цилиндрическая расточка образующая в нижней части основания корпуса 1 опорную площадку для установки вставки 3 и захвата 2, сменный захват 2 и сменная вставка 3 выполнены в форме полумесяца которые совместно в положении «открыто» образуют зев для заведения трубы, а в положении «закрыто» образуют замкнутое кольцо, что образует замкнутую форму элеватора, захват 2 приводится в положение «открыто» или «закрыто» за счет поворота вокруг своей оси с помощью рукоятки 4, при этом вставка 3 остается неподвижной, в опорной площадке корпуса 1 установлены стопорные штифты 19 или винты для фиксации сменной вставки 3 на которой выполнены отверстия 24 совмещенные со штифтами 19 или винтами, сменный захват 2 выполнен в форме полумесяца - форма, образованная двумя дугами окружностей или овалов, обращенных выпуклостями в одну сторону и имеющих две точки пересечения называющиеся концами полумесяца или концами захвата 2, верхняя плоскость захвата 2 выполняет функцию опорной площадки для трубных муфт, в захвате 2 выполнен зев для заведения трубы, на верхней плоскости у края окружности захвата 2 выполнен кольцевой бурт 28, с наружной стороны захвата 2 выполнено резьбовое отверстие 25 с зенковкой 26 и, по меньшей мере, одна кольцевая канавка 27 взаимодействующая со стопорами 18 ограничивающими захват 2 от выпадения вверх или стопоры размещены в корпусе 1 выше верхней плоскости захвата 2, рукоятка 4 захвата 2 содержит резьбовое соединение 15 предназначенное для соединения с захватом 2, на рукоятке 4 захвата 2 выполнен кольцевой бурт 14 который утопает в зенковке 26 захвата 2 при ее завороте и исключает осевое перемещение за счет упора кольцевого бурта 14 во внутреннюю часть стенки корпуса 1, что предохраняет ее от отворота, на рукоятке 4 захвата 2 выполнена кольцевая канавка 16 с возможностью взаимодействия со стопорными болтами 23 или винтами или шарами установленными в фиксаторе 5, на рукоятке 4 захвата 2 выполнены лыски 17 под ключ, фиксатор 5 выполнен в виде втулки с одного конца которой выполнены лыски 20 параллельно геометрической оси фиксатора 5, образующие форму в виде прямоугольника для возможности рабочего хода фиксатора 5 в горизонтальной прорези во время его открытия или закрытия и выполняющую функцию запирания элеватора, фиксатор 5 содержит отверстия 22 для установки стопорных болтов 23 или винтов или шаров взаимодействующих с кольцевой канавкой 16 рукоятки 4 захвата 2 для ограничения его от осевого перемещения, фиксатор 5 содержит отверстие 21 для установки пальца 10 с помощью которого фиксатор 5 поворачивается вокруг своей оси до совпадения лысок 20 с горизонтальной прорезью и захват 2 с помощью рукоятки 4 поворачивается в сторону до упора и приводится в положение «открыто», а в положение «закрыто» рукоятка 4 захвата 2 поворачивается в противоположную сторону до упора после чего фиксатор 5 поворачивается лысками 20 перпендикулярно прорези, что исключает его перемещение, палец 10 фиксатора 5 выполнен с ограничителями хода по обоим концам, что предохраняет его от выпадения из фиксатора 5.

Лыски 20, расположенные параллельно геометрической оси фиксатора 5, образующие форму в виде прямоугольника, выполнены с закругленными краями.

Патай у края одной из сторон прорези под прямоугольную часть фиксатора 5 выполнен с закругленным краем.

Палец 10 фиксатора 5 выполнен в виде стержня с головкой с одной стороны, а с другой с резьбовым соединением с установленной в нее гайкой или заглушкой, что предохраняет его от выпадения из фиксатора 5 или в виде стержня с головками или буртами по обоим концам, что предохраняет его от выпадения из фиксатора 5 или палец 10 выполнен с двумя перпендикулярными отверстиями по обоим концам с установленными в них шплинтами, что предохраняет его от выпадения из фиксатора 5 или палец 10 выполнен с резьбовыми соединениями по обоим концам с установленными в них гайками или заглушками, что предохраняет его от выпадения из фиксатора 5.

Для удобства работы с элеватором на корпусе установлена ручка.

Техническим решением является создание устройства, отличающегося своей безопасностью, простотой, надежностью, эффективностью, широким арсеналом технических возможностей, длительным сроком эксплуатации с возможностью ремонтопригодности.

Устройство поясняется чертежами и рисунками, на которых изображены:

На фиг. 1 - Элеватор в закрытом положении, вид сзади, в разрезе.

На фиг. 2 - Элеватор в открытом положении, вид спереди.

На фиг. 3 - Элеватор в открытом положении, вид сверху.

На фиг. 4 - Элеватор в разрезе.

На фиг. 5 - Сменный захват в разрезе.

На фиг. 6 - Сменная вставка, вид сверху.

На фиг. 7 - Рукоятка захвата.

На фиг. 8 - Палец, фиксирующий штропа от выпадения.

На фиг. 9 - Фиксатор.

Изобретение относится к грузоподъемным и грузозахватным устройствам в нефтегазодобывающей промышленности. Устройство включает корпус, сменный захват для труб, сменную вставку, рукоятку захвата, фиксатор на рукоятке захвата, пальцы, фиксирующие штропы от выпадения. Основание корпуса выполнено в форме полумесяца с двумя горизонтально направленными проушинами. В проушинах выполнены зевы для заведения штропов, проушины содержат вертикальные отверстия под пальцы и отверстия для установки шплинтов, фиксирующих пальцы от выпадения. В корпусе выполнен зев для заведения трубы, с противоположной стороны от зева корпус содержит горизонтальную прорезь для возможности рабочего хода рукоятки захвата с фиксатором, у края одной из сторон прорези выполнено отверстие в виде потая под фиксатор, а с противоположной стороны выполнен потай под прямоугольную часть фиксатора. Внутри корпуса выполнена цилиндрическая расточка, образующая в нижней части основания корпуса опорную площадку для установки вставки и захвата. Сменный захват и сменная вставка выполнены в форме полумесяца. В опорной площадке корпуса установлены стопорные штифты или винты для фиксации сменной вставки. Верхняя плоскость захвата выполняет функцию опорной площадки для трубных муфт, в захвате выполнен зев для заведения трубы, на верхней плоскости у края окружности захвата выполнен кольцевой бурт, с наружной стороны захвата выполнено резьбовое отверстие с зенковкой и по меньшей мере одна кольцевая канавка, взаимодействующая со стопорами. На рукоятке захвата выполнен кольцевой бурт и кольцевая канавка. На рукоятке захвата выполнены лыски под ключ. Фиксатор выполнен в виде втулки, с одного конца которой выполнены лыски параллельно геометрической оси фиксатора, образующие форму в виде прямоугольника. Фиксатор содержит отверстия для установки стопорных болтов, или винтов, или шаров, взаимодействующих с кольцевой канавкой рукоятки захвата. Фиксатор содержит отверстие для установки пальца, с помощью которого фиксатор поворачивается вокруг своей оси до совпадения лысок с горизонтальной прорезью, и захват с помощью рукоятки поворачивается в сторону до упора и приводится в положение «открыто», а в положение «закрыто» рукоятка захвата поворачивается в противоположную сторону до упора, после чего фиксатор поворачивается лысками перпендикулярно прорези. Упрощается конструкция, повышается надежность, эффективность и срок эксплуатации, расширяются технические возможности. 4 з.п. ф-лы, 9 ил.

1. Элеватор трубный универсальный двухштропный, включающий корпус, сменный захват для труб, сменную вставку, рукоятку захвата, фиксатор, размещенный на рукоятке захвата, пальцы, фиксирующие штропы от выпадения, основание корпуса выполнено в форме полумесяца с двумя горизонтально направленными проушинами, в проушинах выполнены зевы для заведения штропов, проушины содержат вертикальные отверстия под пальцы и отверстия, расположенные перпендикулярно вертикальным, для установки шплинтов, фиксирующих пальцы от выпадения, пальцы, фиксирующие штропы от выпадения, выполнены в виде стержня с головкой и поперечным отверстием, взаимодействующим со шплинтами, в корпусе выполнен зев для заведения трубы, с противоположной стороны от зева корпус содержит горизонтальную прорезь для возможности рабочего хода рукоятки захвата с фиксатором, у края одной из сторон прорези выполнено отверстие в виде потая под фиксатор, а с противоположной стороны выполнен потай под прямоугольную часть фиксатора, внутри корпуса выполнена цилиндрическая расточка, образующая в нижней части основания корпуса опорную площадку для установки вставки и захвата, сменный захват и сменная вставка выполнены в форме полумесяца, которые совместно в положении «открыто» образуют зев для заведения трубы, а в положении «закрыто» образуют замкнутое кольцо, что образует замкнутую форму элеватора, захват приводится в положение «открыто» или «закрыто» за счет поворота вокруг своей оси с помощью рукоятки, при этом вставка остается неподвижной, в опорной площадке корпуса установлены стопорные штифты или винты для фиксации сменной вставки, на которой выполнены отверстия, совмещенные со штифтами или винтами, сменный захват выполнен в форме полумесяца - форме, образованной двумя дугами окружностей или овалов, обращенных выпуклостями в одну сторону и имеющих две точки пересечения, называющиеся концами полумесяца или концами захвата, верхняя плоскость захвата выполняет функцию опорной площадки для трубных муфт, в захвате выполнен зев для заведения трубы, на верхней плоскости у края окружности захвата выполнен кольцевой бурт, с наружной стороны захвата выполнено резьбовое отверстие с зенковкой и по меньшей мере одна кольцевая канавка, взаимодействующая со стопорами, ограничивающими захват от выпадения вверх, или стопоры размещены в корпусе выше верхней плоскости захвата, рукоятка захвата содержит резьбовое соединение, предназначенное для соединения с захватом, на рукоятке захвата выполнен кольцевой бурт, который утопает в зенковке захвата при ее завороте и исключает осевое перемещение за счет упора кольцевого бурта во внутреннюю часть стенки корпуса, что предохраняет ее от отворота, на рукоятке захвата выполнена кольцевая канавка с возможностью взаимодействия со стопорными болтами, или винтами, или шарами, установленными в фиксаторе, на рукоятке захвата выполнены лыски под ключ, фиксатор выполнен в виде втулки, с одного конца которой выполнены лыски параллельно геометрической оси фиксатора, образующие форму в виде прямоугольника для возможности рабочего хода фиксатора в горизонтальной прорези во время его открытия или закрытия и выполняющую функцию запирания элеватора, фиксатор содержит отверстия для установки стопорных болтов, или винтов, или шаров, взаимодействующих с кольцевой канавкой рукоятки захвата для ограничения его от осевого перемещения, фиксатор содержит отверстие для установки пальца, с помощью которого фиксатор поворачивается вокруг своей оси до совпадения лысок с горизонтальной прорезью, и захват с помощью рукоятки поворачивается в сторону до упора и приводится в положение «открыто», а в положение «закрыто» рукоятка захвата поворачивается в противоположную сторону до упора, после чего фиксатор поворачивается лысками перпендикулярно прорези, что исключает его перемещение, палец фиксатора выполнен с ограничителями хода по обоим концам, что предохраняет его от выпадения из фиксатора.

2. Элеватор трубный универсальный двухштропный по п. 1, характеризующийся тем, что лыски, расположенные параллельно геометрической оси фиксатора, образующие форму в виде прямоугольника, выполнены с закругленными краями.

3. Элеватор трубный универсальный двухштропный по п. 1, характеризующийся тем, что потай у края одной из сторон прорези под прямоугольную часть фиксатора выполнен с закругленным краем.

4. Элеватор трубный универсальный двухштропный по п. 1, характеризующийся тем, что палец фиксатора выполнен в виде стержня с головкой с одной стороны, а с другой с резьбовым соединением с установленной в нее гайкой или заглушкой, что предохраняет его от выпадения из фиксатора, или в виде стержня с головками или буртами по обоим концам, что предохраняет его от выпадения из фиксатора, или палец выполнен с двумя перпендикулярными отверстиями по обоим концам с установленными в них шплинтами, что предохраняет его от выпадения из фиксатора, или палец выполнен с резьбовыми соединениями по обоим концам с установленными в них гайками или заглушками, что предохраняет его от выпадения из фиксатора.

5. Элеватор трубный универсальный двухштропный по п. 1, характеризующийся тем, что для удобства работы с элеватором на корпусе установлена ручка.