Механизм захвата свечи Советский патент 1992 года по МПК E21B19/00 

Предлагаемое изобретение относится к бурению скважин, а именно к механизмам для захвата свечи (труб с муфтами).

Известен механизм захвата свечи, содержащий неподвижную часть с установленными на ней подпружиненным копиром и подвижную часть с установленными на ней рычажным устройством, клиньями, снабженными плашками с криволинейной поверхностью с участками различных диаметров и скобой с наклонными пазами для клиньев в двух взаимно перпендикулярных плоскостях 1,

Недостатком известного механизма является низкая надежность из-за сложности конструкции, возможности выпадения свечи, износ рабочих поверхностей плашек клиньев в процессе эксплуатации, смятие

поверхности свечи зубьями плашек клиньев при захвате.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является механизм захвата труб (свечи), включающий неподвижную часть, жестко связанную со стрелой манипулятора, и подвижную часть с приводом ее перемещения и установленным на ней корпусом с клиньями, плашками и рычажной системой, причем механизм снабжен подпружиненной опорой, установленной на неподвижной части с возможностью взаимодействия с подвижной частью захвата 2.

Это техническое решение обладает недостаточной надежностью из-за возможности выпадения труб и износе рабочих поверхностей плашек клиньев в процессе

Ј

СО

о

со

Јь

эксплуатации, смятие поверхности трубы зубьями плашек клиньев при захвате.

Целью предлагаемого изобретения является повышение надежности работы механизма за счет захвата и подъема свечи с опорой под ее муфту.

Указанная цель достигается тем, что механизм захвата свечи, включающий неподвижную часть с опорой, жестко связанную с манипулятором, и подвижную часть в виде корпуса с захватными элементами, связанными рычажной системой с приводом, он снабжен дополнительной рычажной системой и центрирующим узлом, захватные элементы установлены на корпусе консольно с возможностью синхронного поворота в горизонтальной плоскости и имеют в нижней части профильные ролики с рабочей поверхностью, расположенной ближе к продольной оси корпуса, чем опорные кромки самих захватных элементов, при этом дополнительная рычажная система выполнена в виде двух шарнирно связанных между собой и захватными элементами рычагов горизонтальными осями, центрирующий узел выполнен в виде ролика, установленного на горизонтальной оси в кронштейне, закрепленном на вертикальной оси, связывающей два рычага, шарнирно закрепленных вертикальными осями в захватных элементах.

На фиг. 1 изображен механизм захвата свечи, общий вид; на фиг, 2 - то же, вид сбоку; на фиг. 3 - то же, вид сверху.

Механизм захвата свечи состоит из неподвижной части в виде направляющих 1 с опорой 2, подвижной части с приводом 3 ее перемещения, включающий корпус 4, рычажную систему 5, консольно и шарнирно установленные на корпусе 4 захватные элементы 6. На захватных элементах 6 установлены профильные ролики 7, рычажная система поворота 8 захватных элементов 6 и центрирующий узел 9 для центровки свечи 10с муфтой 11.

На корпусе 4 установлены ролики 12 и 13 для перемещения подвижной части механизма по направляющим 1 и захватные элементы 6 с возможностью их синхронного поворота на осях 14.

Рычажная система 5 снабжена шарнирными подшипниками 15, установленными на осях 16, для обеспечения поворота захватных элементов 6 при подъеме подвижной части механизма.

Рычажная система поворота 8 шарнирно установлена на осях 17 и обеспечивает поворот и приведение в исходное положение захватных элементов 6 при посадке подвижной части механизма на опору 2.

Центрирующий узел 9 шарнирно установлен на осях 18 и снабжен установленным на оси 19 кронштейном 20 с центрирующим роликом 21.

Механизм захвата свечи работает следующим образом.

В исходном положении механизм захвата подводят к свече 10 до захода в зев между захватными элементами 6. Под дей0 ствием привода 3 подвижная часть механизма на роликах 12 и 13 перемещается вверх по направляющим 1, а рычажная система 5, под действием собственного веса подвижной части механизма синхронно поворачи5 вает захватные элементы 6 в горизонтальном направлении. При этом профильные ролики 7 упираются на наружную поверхность свечи 10, а ролик 21 центрирующего узла 9 центрирует свечу 10 (см.

0 штрихпунктирное изображение на фиг. 3), При продолжении подъема подвижной части механизма ролики 7 и 21 перекатываются по наружной поверхности свечи 10 до тех пор, пока опорная поверхность захватного

5 элемента 6 не упрется под муфту 11 свечи 10, В дальнейшем подвижная часть механизма продолжает подниматься вместе со свечой 10. После достижения требуемой высоты подъема, свечу переносят с оси сква0 жины на подсвечник буровой установки. Для установки свечи 10 на подсвечник приводом 3 опускают подвижную часть механизма. При этом свеча 10 своим нижним концом опускается и опирается на подсвеч5 ник, захватные элементы 6 разгружаются, ролики 7 и 21 перекатываются по наружной поверхности свечи 10 вниз. Во время посадки подвижной части механизма на опору 2 рычажная система поворота 8 упираясь на

0 опору 2, синхронно поворачивает и разводит захватные элементы 6 от свечи 10 и освобождает ее. Таким образом, подвижная часть механизма возвращается в свое исходное положение.

5 Ожидаемая технико-экономическая эффективность предлагаемого технического решения, по сравнению с прототипом, слагается за счет повышения надежности захвата свечи.

0 Формула изобретения

Механизм захвата свечи, включающий неподвижную часть с опорой, жестко связанную с манипулятором, и подвижную часть в виде корпуса с захватными элемен5 тами, связанными рычажной системой с приводом, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности в работе за счет обеспечения возможности захвата и подъема свечи с опорой под ее муфту, он снабжен дополнительной рычажной системой и центрирующим узлом, захватные элементы установлены на корпусе консольно с возможностью синхронного поворота в горизонтальной плоскости и имеют в нижней части профильные ролики с рабочей поверхностью, расположенной ближе к продольной оси корпуса, чем опорные кромки самих захватных элементов, при этом дополнительная рычажная система выполнена в виде двух шарнирно связанных между собой и захватными элементами рычагов горизонтальными осями, центрирующий узел выполнен в виде ролика, установленного на горизонтальной оси в кронштейне, закрепленном на вертикальной оси, связывающей два рычага, шарнирно закрепленных вертикальными осями в захватных элементах.

Механизм захвата свечи. Использование: при бурении скважин как механизм для захвата свечи (труб с муфтами) в процессе выполнения спуско-подъемных операций. Сущность изобретения; содержит неподвижную часть с опорой, жестко связанную с манипулятором, и подвижную часть в виде корпуса с захватными элементами, связанными рычажной системой с приводом. Снабжен дополнительной рычажной системой и центрирующим узлом. Захватные элементы установлены на корпусе консольно с возможностью синхронного поворота в горизонтальной плоскости и имеют в нижней части профильные ролики. Дополнительная рычажная система выполнена в виде двух шарнирно связанных между собой и захватными элементами рычагов горизонтальными осями. Центрирующий узел выполнен в виде ролика, установленного на горизонтальной оси в кронштейне, закрепленном на вертикальной оси, связывающей два рычага, шарнирно закрепленных вертикальными осями в захватных элементах. После наведения механизма сбоку на свечу поднимается приводом подвижная часть, захватные элементы поворачиваются в горизонтальной плоскости, профильные ролики контактируют с наружной поверхностью свечи, а ролик центрирующего узла центрирует ее. Затем захватные элементы подхватывают свечу под муфту. 3 ил, сл С

фиг. ( «

ЬЈ9С9П

Фиг.З