Ключ для свинчивания и развинчивания скважинных труб Советский патент 1993 года по МПК E21B19/16 

Изобретение относится к устройствам для свинчивания и развинчивания скважинных труб в процессе выполнения спуско-подт емных операций при проводках и ремонте нефтегазовых скважин.

Известен ключ фирмы Farr, содержащий роторную шестерню с боковым проемом для ввода трубы, трубозахватное устройство ротора, привод, соединенный с роторной шестерней двумя промежуточными зубчатыми колесами, и две группы опорных роликов jj .

Однако такой ключ имеет пониженную технологичность, а также недостаточный диапазон захвата труб, что снижает его производительность.

Наиболее близким из известных технических решений к изобретению по своей технической сущности, достигаемому результату и количеству сходных признаков является ключ для свинчи00

ю о

4

вания и развинчивания труб, включающий вращатель, в корпусе которого установлена роторная шестерня с закрепленным на ней челюстным захватом в виде верхнего и нижнего челюстедер- жателей с челюстями, и приводной электродвигатель 2.

Однако данный ключ имеет ограниченные функциональные возможности, требует выполнения операций отвода и последующего подвода элеватора к трубе, что сказывается на снижении производительности .

Цель изобретения - повышение производительности труда путем расширения диапазона диаметров захватываемых без переналадок труб при минимальных габаритах ключа и повышение технологичности изготовления, а также упрощение конструкции и возможность быстрого демонтажа при профилактических осмотрах и техобслуживании.

Цель достигается тем, что в ключе для свинчивания и развинчивания сква- жинных труб, включающем вращатель, в котором установлены роторная шестерня с закрепленным на ней челюстным захватом в виде верхнего и нижнего челюстедержателей с челюстями и приводной двигатель, в соответствии с изобретением установлены кольца с пазами, роторная шестерня выполнена из трех .частей, скрепленных друг с другом, нижняя из которых выполнена с эксцентричной расточкой и зубчатым венцом, а две другие - в виде дисков с внутренними эксцентричными отверстиями, причем в указанных отверстиях и расточке установлены подшипники, внутри которых расположены челюсти, при этом эксцентриситеты отверстий и расточки крайних частей роторной шестерни совпадают и противоположны эксцентриситету отверстия средней части, а кольца с пазами установлены между частями роторной шестерни. Кроме того, челюстной захват закреплен на роторной шестерне с возможностью быстрого демонтажа, а верхний челюс- тедержатель выполнен с горизонтальными прорезями для выхода челюстей,

Изобретение иллюстрируется следующими фигурами. На фиг.1 приведен ключ, имеющий в своем составе роторную шестерню,- в разрезе; на фиг.2 - ключ с роторной шестерней из двух частей; на фиг.З - вращатель ключа .

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

со снятой крышкой и верхним челюсте- держателем, вид сверху.

Вращатель ключа содержит редуктор- ную и приводную части. Роторная шестерня вращателя состоит из трех частей. Нижняя часть 1 представляет собой зубчатое колесо, внутри которого выполнена эксцентричная расточка, в которой установлен подшипник 2. Две другие части 3, роторной шестерни представляют собой диски с эксцентричными отверстиями, в которых установлены подшипники S, 6. Внутри подшипников 2, 5, 6 устанавливаются челюсти 7, 8, 9, оси поворота которых укреплены в верхнем 10 и нижнем 11 челюстедержателях с помощью болтов 12, которые также скрепляют верхний и нижний челюстедержатёли. Челюсти разделены между собой кольцами 13, И, 20, скрепляемыми болтами 15. Че люсти 7, 8, 9 имеют захватную часть, у которой плашки образуют угол, больший 90°, но меньший 120°. Противоположной от захватной части стороной челюсти взаимодействуют с подшипниками 2, 5, 6. Нижний челюстедержатель

10 взаимодействует с дисковым тормозом 13, а верхний челюстедержатель

11 - с крышкой 1. Диски 3, связаны с нижней частью 1 роторной шестерни болтами 15. На фиг.2 показан ва-. риант выполнения роторной шестерни из двух частей. В этом случае подшипники 16, 17 снабжены коническими бандажами 18, 19.

Ключ работает следующим образом.

Колонна скважинных труб фиксируется на весу спайдером. На муфту трубы устанавливается нижним концом другая труба, подвешенная на элеваторе и пропущенная через отверстие в ключе. Включается приводная часть ключа и роторная шестерня, состоящая из трех частей 1, 3, k (или из двух частей) начинает вращаться. В тоже время верхний 10 и нижний 11 челюстедержатёли удерживаются от проворота дисковым тормозом 13. В результате подшипники 2, 5, 6, установленные внутри частей 1, 3, роторной шестерни, накатываются на челюсти 7, 8, 9 и выдвигают их к центру отверстия в ключе до соприкосновения с наружной поверхностью трубы. За счет преодоления сопротивления дискового тормоза 13 происходит внедрение плашек челюстей в трубу. Как только сопротивление дискового тормоза преодолено, челюстедержатели с внедренными челюстями и роторная шестерня образуют единое целое, и происходит свин чивание или развинчивание резьбового соединения. Кольца 13, I , 20 образуют направление для движения челюстей 7, 8, 9, а также имеют пазы для отвода челюстей от трубы и разрез для выхода их из зацепления с пазами. Преодолевая сопротивление дискового тормоза 13, челюстедержатели 10 и 11 могут свободно вращаться относительно роторной шестерни, при этом за счет взаимодействия с подшипниками 5 и пазами в кольцах 13, , 20 челюсти подводятся или отводятся от центра отверстия в роторной шестерне При максимальном своде челюстей они попадают в разрез в пазах колец 13, 14, 20 и могут быть выведены из зацепления как с подшипниками 5, так и кольцами 13, И, 20. В результате при снятии крышки 1k можно вытащить верхний 10 и нижний 11 челюстедержатели с прикрепленными к ним челюстями 7, 8, 9, открыв при этом зевы роторной шестерни для чистки и обелужива- .ния.

В случае выполнения роторной шестерни из двух частей конические бандажи 18, 19 раскладывают силу прижима на две составляющие, опрокидывающие силы взаимоуничтожаются за счет соответственного расположения конусных поверхностей в бандажах.

Применение ключа позволяет сократить время свинчивания-развинчивания трубы на 2 с, уменьшить номенклатуру выпускаемого оборудования и повысить технологичность его изготовления. Экономический эффект на один ключ 2085,6 руб./г.с

Формула изобретения

1. Ключ для свинчивания и развин- чивания скважинных труб, включающий вращатель, выполненный в виде роторной шестерни с закрепленным на ней челюстным захватом в виде верхнего и нижнего челюстедержателей с челюстяQ ми, и приводной двигатель, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности труда путем расширения диапазона диаметров труб, захватываемых без переналадок

5 при сохранении минимальных габаритов ключа, и повышения технологичности его изготовления, он снабжен подшипниками и кольцами с пазами, роторная шестерня выполнена из трех частей,

0 скрепленных одна с другой, нижняя из которых выполнена с эксцентричной расточкой и зубчатым венцом, а две другие - в виде дисков с внутренними эксцентричными отверстиями, причем в

5 указанных-отверстиях и расточке установлены подшипники, внутри которых расположены челюсти верхнего и нижнего челюстедержателей челюстного захвата, при этом эксцентриситеты отвер0 стия и расточки крайних частей роторной шестерни совпадают и противоположны эксцентриситету отверстия средней части, а кольца с. пазами установлены между частями роторной шестерни.

2. Ключ поп.1, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции и обеспечения возможности быстрого демонтажа при профилактических осмотрах и техобслуживании, челюстной захват закреплен на роторной шестерне с возможностью быстрого демонтажа, а верхний челюс- тедержатель выполнен с горизонтальными прорезями для выхода челюстей.

5

0

А- А

Использование: в процессе выполнения спуско-подъейных операций при проводках и ремонте нефтяных и газовых скважин. Сущность изобретения состоит в том, что роторная шестерня замкнутого типа выполнена из трех скрепленных между собой дисков с эксцентричными расточками, причем эксцентриситеты расточек крайних дисков совпадают и противоположны эксцентриситету среднего, снабженного на наружной поверхности зубчатым венцом. Внутри каждой расточки установлены подшипники, а внутри подшипни- .ков - челюсти. Между дисками расположены, кольца с пазами. Челюсти укреплены в горизонтальных прорезях челюстедержателя. При вращении роторной шестерни заторможенный челюсте- держатель некоторое время остается неподвижным и челюсти под действием эксцентричных расточек подводятся к трубе. После сцепления с трубой че- люсти ведут ее до завершения процесса свинчиаания или развинчивания., Кольца с пазами служат для отвода челюстей по окончании процесса свинчивания или развинчивания. Повышается производительность труда за счет исключения переналадок при переходе с одного диаметра труб на другой, а также повышается технологичность изготовления. 1.з.п. ф-лы, 3 ил. Ё

Фиг 5

Составитель В.Куц Редактор Т.Юрчикова Техред М.Моргентал

Корректор Н.Гунько