Машинный ключ для бурильныхи ОбСАдНыХ ТРуб Советский патент 1981 года по МПК B25B13/50 

1

Изобретение относится к буровой технике, а именно к механизмам для свинчивания и развинчивания колонны труб при спуско-подъемпых операциях в процессе бурения скважин. .

Известен машинный ключ для бурильных и обсадных труб, содержащий рычаг с закрепленными на нем тяговым и страховым канатами, шарнирно соединенные с ним и между собой захватные звенья с зубьями на их торцах, и подпружиненную собачку

1.

Недостатком указанного ключа является плохая равномерность прилегания зубьев захватных звеньев к трубе.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является машинный ключ для бурильных и обсадных труб, содержащий рычаг с закрепленными на нем тяговым и страховым канатами, имеющий продольный паз, шарнирно соединенные с рычагом и между собой захватные звенья с зубьями, шарнир одного из звеньев взаимодействует с продольным пазом рычага, и подпружиненную в осевом направлении собачку 2.

Недостаток этого ключа заключается в росте усилий прижима захватных звеньев к трубе с одновременным увеличением крутя-щего момента, что приводит к усиленному прижиму захватных звеньев и к необходимости увеличения их прочности. Это снижает долговечность ключа и повыщает опасность травматизма при его работе.

Цель изобретения - уменьшение нагружения захватных звеньев при передаче максимальных моментов затяжки и повышение надежности.

Это достигается тем, что ключ снабжен сегментным ограничителем поворота рычага, шарнирно установленным одним концом в одном из захватных звеньев, выполненным с клиновидным пазолМ, взаимодействующим с рычагом через выступ на его поверхности.

На фиг. 1 изображен предлагаемый ключ; на фиг. 2 -разрез А-А фиг. 1.

Лгашинныи ключ для бурильных и обсадных труб содержит рычаг 1 с закрепленными на нем тяговым 2 и страховым 3 канатами, выполненный с продольным пазом 4, шарнирно соединенные с рычагом 1 и между собой захватные звенья 5-8 с зубьями на их торцах, шарнир 9 звена 5 взаимодействует с продольным пазом 4 рычага, и подпружиненную собачку 10.

Ключ снабл ен сегментным ограничителем И поворота рычага 1, установленным с помощью шарнира 12 одним концом в захватном звене 8, а другим - в зазоре а, образованным торцом рычага 1 и захватным звеном 5, и вынолненным с клиновндным пазом 13, взаимодействующим с вынолненным на торце рычага 1 ответным клиновидным выступом 14. Рычаг 1 соединен с захватным звеном 8 с номощью шарнира 15.

Ключ работает следующим образом.

После надевания ключа на трубу с номощью собачки 10 к тяговому канату 2 нрнкладывается усилие, и захватные звенья 5-8 начинают затягиваться на трубе. Благодаря нродольному назу 4 рычага 1 захватное звено 5 устанавливается относительно трубы концентрично и неподвижно. «Затяжка возмол на в результате перекатывания захватного звена 8 вокруг его зубьев. При этом за счет упругих деформаций и внедрения зубьев шарнир 15, онисывая окружность с центром на зубчатой поверхности звена 8, приближается к трубе до тех пор, пока сегментный ограничитель 11 не упрется в торец захватного звена 5, т. е. зазор а не станет равным нулю.

Клиновидный выступ 14 рычага 1 плотно входит в клиновидный наз 13 сегментного ограничителя И, и сила трения, возникающая в клиновом сопряжении, резко затормаживает дальнейший поворот рычага относительно захватных звеньев, так как угол клнна выбран малым и равен 30°. Пока существует зазор а, ключ работает как обыкновенный машинный ключ, который характеризуется большими нередаточными отношениями их захватных звеньев, т. е. большими усилиями нрижима захватных звеньев к труое по отношению к усилению на тяговом канате.

При работе ключа необходимо выделить два этана.

1. Прижим захватных звеньев ключа к труое при большом передаточном отношении рычажной системы и относительно малом крутящем моменте.

При этом кратность усилий нрижима крайнего захватного звена 5 к усилию на тяговом канате 2 достигает 50. Па этом этапе происходит внедрение зубьев захватных звеньев в тело трубы на онределенную величину, обеснечивающую необходимое сцепление для передачи крутящего момента. Первый этап заканчивается возникновением плотного контакта между клиновидным выстуном 14 и клиновидным пазом 13 сегментного ограничителя 11 и ограничением поворота рычага 1 относительно захватных звеньев.

П. После вступления в контакт клиновидного сопряжения паза 13 и выступа 14 сегментный ограничитель 11 упирается в торец крайнего захватного звена 5, и дальнейший поворот рычага 1 относительно звеньев заторможен вследствие больших сил трения, возникающих из-за малого угла на поверхностях клиновидного сонряжения паза 13 и выступа 14.

Пзвестные машинные ключи обеспечивают интенсивность прижатия захватных звеньев к трубе, вследствне чего их иеретяжка становится небезопасна. Введение ограничителя затяжки в виде

сегмента уменьшает нагружение захватных звеньев при передаче максимальных моментов в 2 раза, чтб облегчает ключ, повышает его долговечность и удобство работы с ним и исключает травматизм.

Ограничитель затяжки обеспечивает упор рычага примерно при одинаковых нагрузках на тяговом канате независимо от диаметра захватываемой трубы, так как зазор а при переходе на новый диаметр меняется

незначительно. Уменьшение нагрузок на захватные звенья повышает надежность ключа. Это исключает потери времени, связанные с простоями при замене вышедших из строя деталей ключа, которые достигают

2-3 ч.

Формула изобретения

Машинный ключ для бурильных и обсадных труб, содержащий рычаг с закрепленными на нем тяговым и страховым канатами, имеющий продольный наз, шарнирно соединенные с рычагом и между собой захватные звенья с зубьями, шарнир одного

из звеньев взаимодействует с нродольным пазом рычага, и подпружиненную в осевом направлении собачку, отличающийся тем, что, с целью уменьшения нагружения захватных звеньев при передаче максимальных моментов затяжки и повышения надежности, он снабжен сегментным ограничителем новорота рычага, шарнирно установленным одним концом в одном из захватных звеньев, выиолненным с клиновидным пазом, взаимодействующим с рычагом через выступ на его поверхности.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Composite catalog of oil field eguipment and services, 1976-1977, ч. 1, с. 1000-1003.

2.Там же, ч. 1, с. 1004-1006 (прототип).

Ю

«t

XI-XI побермуто