Ключ для свинчивания и отвинчивания труб Советский патент 1985 года по МПК E21B19/16 

Изобретение относится к нефтепромысловому оборудованию и предназначено для свинчивания и отвинчивания труб, составляющих колонну, в процессе подъема и спуска последней в скважину.

Цель изобретения - повышение производительности работы ключа.

На фиг. 1 изображен предлагаемый ключ, общий вид; на фиг. 2 - то же, вид сверху; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 2; на фиг. 4 - принципиальная гидравлическая схема ключа.

Ключ содержит корпус 1 с прорезью 2 для возможности наведения на трубу и размещенную в нем трансмиссию, оканчивающуюся ведомой щестерней 3, покоящейся на опорах 4 и содержащей прорезь 5. В ведомой шестерне 3 соосно с ней с возможностью относительного вращения установлен захват 6 для зажатия и передачи вращения от шестерни 3 на свинчиваемую или отвинчиваемую трубу с прорезью 7, содержащий два кулачка 8, расположенных друг против друга, и обод 9 со стойкой 10, в которой соосно с прорезью 7 захвата 6 выполнено отверстие 11. Для притормаживания захвата б на корпусе Гразмещен тормоз 12, взаимодействующий с ободом 9. На корпусе установлен гидромотор 13, являющийся приводом ключа, гидрораспределитель 14 с гидравлическим управлением для управления гидромотором 13, пилотный гидрораспределитель 15 с ручным управлением, управляющий гидрораспределителем 14 и механизмом 16 фиксации, установленным на кронштейне 17 и состоящим из одностороннего цилиндра 18, поршня 19, фиксирующего пальца 20, взаимодействующего с отверстием 11 стойки 10, и штока 21, на котором установлен кулачок 22, взаимодействующий с двухпозиционным распределителем 23. Поршень 19 подпружинен по направлению к центру ключа пружиной 24. Ключ снабжен также установочным двухпозиционным гидрораспределителем 25, предназначенным для сохранения направления потока рабочей жидкости после гидрораспределителя 14 в случае перехода от развинчивания труб к свинчиванию или наоборот. Гидросистема ключа содержит также насос 26, предохранительный клапан 27, напорный золотник 28, предназначенный для обеспечения давления управления в гидросистеме, фильтр 29 и линии связи.

Ключ работает следующим образом.

Ключ с совмещенными прорезями 2, 5 и 7 наводится на подготовленную к отвинчиванию трубу. Смещая золотник пилотного распределителя 15 в крайнее левое положение, поток жидкости направляется в правую полость гидрораспределителя 14 и смещает его золотник влево. Основной поток жидкости через гидрораспределитель 14 направляется в гидромотор 13, приводя его в действие. Одновременно поток жидкости через гидрораспределители 15 и 25 направляется в рабочую полость цилиндра 18 механизма 16 фиксации и отжимает порщень 19, фиксирующий палец 20 которого выходит из отверстия И стойки 10, т .е. происходит расфиксация захвата 6. При этом золотник гидраспределителя 23, взаимодействуя с кулачком 22, смещается вправо и перекрывает участок сливной линии упраления, обеспечивая тем самым в последующем нагрузку гидросистемы при реверсе. Гидромотор 13, приводя в действие трансмиссию ключа, вращает ведомую шестерню 3 против часовой стрелки. Захват 6, притормаживаемый через обод 9 тормозом 12, остается неподвижным, а кулачки 8 в результате взаимодействия с щестерней 3 перемещаются к центру и сжимают трубу. С этого момента захват 6, преодолевая силу торможения, начинает вращаться вместе с трубой и шестерней 3, про исходит отвинчивание трубы.

В процессе зажатия трубы захватом и дальнейщего вращения совмещение прорезей корпуса, шестерни и захвата нарушается и по завершении развинчивания резьбового соединения и остановки ключа не восстанавливается.

Для освобождения захвата 6 от зажатой кулачками 8 трубы и восстановления совмещенного положения прорезей 2, 5 и 7 реверсируют вращение механизма ключа.

0 Для этого золотник гидрораспределителя 15 переводят в крайнее правое положение. Поток жидкости направляется в левую полость гидрораспределителя 14 и смещает его золотник вправо. Основной поток жидкости через гидрораспределитель 14 направляется в гидромотор 13 и изменяет направление его вращения на противоположное, вследствие чего ведомая шестерня 3 начинает вращаться по часовой стрелке. При этом кулачки 8 расходятся, освобождая отвинченную трубу, и прорезь 7 захвата совмещается с прорезью 5 щестерни 3. Одновременно с переключением золотника гидрораспределителя 15 в крайнее правое положение рабочая полость цилиндра 18 механизма 16 фиксации соединяется со сливом, давление в ней падает, и поршень 19 со штоком под действием пружины 24 перемещается в направлении к центру ключа. При этом фиксирующий палец 20, взаимодействуя со стойкой 10, западает в отверстие 11 и фиксирует совмещение

0 прорези 5 шестерни и прорези 7 захвата с прорезью 2 корпуса. Одновременно кулачок 22, установленный на штоке 21, освобождает золотник гидрораспределителя 23, который смещается вниз, соединяя напорную линию со сливом, система разгружается от дав5 ления и вращение прекращается.

При переходе от развинчивания к свинчиванию резьбовых соединений труб золотник гидрораспределителя 25 переводится в

3

правое положение. Управление процессомчинается с крайнего правого положения зосвинчивания аналогично описанному и на-лотника гидрораспределителя 15.

1184922,,

КЛЮЧ ДЛЯ СВИНЧИВАНИЯ И ОТВИНЧИВАНИЯ ТРУБ, содержащий разрезной корпус, приводной двигатель, механическую передачу, включаюн.1ую разрезную ведомую июстерню, трубозажимной механизм, механизм фиксации и совмещения разрезной HjecrepHH с корпусом в виде подпружиненного стопорного пальца, связанного со 1IJTOKOM силового цилиндра, элементы и линии системы управления, отличающийся тем, что, с целью повыщения производительности работы ключа, приводной двигатель выполнен гидравлическим, а система управления снабжена пилотным распределителем, связанным одной из гидравлических линий управления с распределителем управления работой гидродвигателя и посредством установочного двухпозиционного распределителя с рабочей полостью цилиндра механизма фиксации, при этом другая линия управления связана со сливом посредством двухпозиционного однолинейного распредеI лителя, установленного с возможностью взаимодействия со штоком гидроцилиндра сл механизма фиксации. 00 4 СО 1C to fu8.1 /7adSa о/л ffococa