Приводной трубный ключ Советский патент 1982 года по МПК B25B13/50 B25B23/145 

(5) ПРИВОДНОЙ ТРУБНЫЙ КШЧ

1

Изобретение относится к механизированному инструменту для сборки и разборки резьбовых соединений, в частности бурильных, обсадных и насосно-компрессорных труб, и может быть ис пользовано при разведочных работах, разработке и эксплуатации нефтяных месторождений.

Известны трубные ключи, содержащие корпус с рычагом, размещенные в корпусе приводные ролики, обжимающие трубу, установленный на рычаге привод, кинематически связанный с приводными ролилами 13Недостаток клЪча известной конструкции состоит в том, что отсутствует узел регулирования крутящего момента, передаваемого на затягиваемое резьбовое соединение.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является приводной трубный ключ, содержащий корпус с рычагом, размещенные в корпусе головку и связанные с .ней зажимные плашки, размещенный на рычаге привод, кинематически связанный с головкой, установленный перед приводом дроссельный клапан с рукояткой и взаимодействующий с концом рычага датчик момента 2.

Недостаток указанного ключа заключается в том, что в процессе затяжки резьбового соединения труб оператор все время должен рукой удержиJQ вать рукоятку дроссельного клапана в крайнем положении, соответствующем полному открытию дроссельного клапана, до тех пор, пока показывающие приборы не отметят достижения требуемого момента, и затем

должен перемещением рукоятки частично или полностью перекрыть дроссельный клапан.

20 Цель изобретения - обеспечение удобства управления дроссельным клапаном, а именно обеспечение автоматического удерживания рукоятки в крайнем положении до достижения требуемого момента и ее последующего пере3Эмещенип для перекрытия дроссельного клапана. Поставленная цель достигается тем, что ключ снабжен механизмом блокирования положения рукоятки при полностью открытом дроссельном клапане, включающем в себя узел фиксации рукоятки, узел автоматического освобождения рукоятки и узел отключения узлов фиксации и автоматического освобождения рукоятки. Кроме того, узел фиксации рукоятки выполнен в виде шипа, жестко закрепленного на рукоятке вала, жест ко закрепленного на его конце эксцентрикового профильного кулачка с зевом, поводка с зубом, мфстко зазакрепленного на другом конце вала, и пружины кручения , взаимодействующей одним концом с поводком и предназначенной для прижатия кулачка к шипу рукоятки; уЗел автоматического освобождения рукоятки выполнен в виде соленоида, воспринимающего сигнал от датчика момента, установленной в корпусе на оси серьги Г-образной формы, взаимодействующей со штоком соленоида, жестко связанного с серьгой Г-образного pbii-iara, на одном плече которого имеется упор и запирающий зуб, взаимодействующий) с зубом поводка узла фиксации, а другое плечо взаимодействует со вторым концом пружины кручения того же узла; узел отключения узлов фиксации и автоматического освобождения рукоят.ки выполнен в виде вала, на одном конце которого закреплена рукоятка, а ни другом - пластина-стопор,взаимодействующая с упором Г-образного рычага узла автоматического освобождения рукоятки. На фиг.1 изображен приводной труб ный ключ, общий вид; на фиг.2 - разрез А-А на фиг,1; на фиг.З - разрез Б-Б на фиг.2; на фиг. - разрез В-В на фиг.З; на фиг.5 - то же, в момент срабатывания узла автоматического освобождения рукоятки; на фиг,6 - то же,-при срабатывании узла отключения узлов фиксации и автоматического освобождения рукоятки. Приводной трубной ключ содержит корпус 1 с рычагом 2, размещенные в корпусе головку (не показана) и связанные с ней плашки 3 размещенный нэ рычаге 2 привод , кинемати чески связанный с головкой, установ лениыи перед приводом дроссельный клапан 5 с рукояткой 6, взаимодействующий с концом рычага датчик момента не показан). На рукоятке 6 выполнен шип 7. На рычаге 2 установлен механизм 8 блокирования положения рукоятки б при полностью открытом дроссельном клапане 5. Механизм 8 блокирования включает в себя узел фиксации рукоятки 6. узел автоматического освобождения рукоятки и узел отключения узлов фиксации и автоматического освобождения рукоятки. Узел фиксации рукоятки выполнен в виде шипа 7, вала 9, жестко закрепленного на одном его конце эксцентрикового профильного кулачка 10 .с зевом 11, поводка 12 с зубом 13, жестко закрепленного на другом конце вала 9, и пружины 1 кручения, взаимодействующей одним концом с поводком 12 и предназначенный для прижатия 1сулачка 10 к шипу 7. Узел автоматического освобождения рукоятки в виде соленоида 15, воспринимающего сигнал от датчика момента, установленной на оси 16 серьги 17 Г-образной формы, взаимодействующей со штоком соленоида 15, жестко связанного с серьгой 17 Г-образного рычага 18, на одном плече которого имеется упор 19 и запирающий зуб 20, взаимодействующий с зубом 13 поводка 12 узла фиксации, а другое плечо взаимодействует со вторым концом пружины И кручения того же узла. Узел отключения узлов фиксации и автоматического освобождения рукоятки выполнен в виде вала 21, на одном конце которого закреплена рукоятка 22. а на другом - пластинастопор 23,взаимодействующая с упором 19 Г-образного рычага 18. Шток соленоида 13 связан с серьгой 17 при помощи шплинта 2k, Рукоятка б соединена с дроссельным клапаном при помощи оси 25- Ключ удерживается над устьем скважины при помощи подвески 26, соединенной с буровой или эксплуатационной вышкой. Ключ работает следующим образом. Обычно приводной трубный ключ приводится во вращение гидроприводом, который управляется дроссельным клапаном 5 при помощи рукоятки 6. Оператор, стоящий около трубного ключа, приводит в действие клапан 5 посредством рукоятки 6, при сжатии которой вперед (от смотрящего по фиг.1) плашки 3 ключа вращаются по часовой стрелке и производят свинчивание труб. При оттягивании рукоя ки 6 в обратном направлении клапан $ изменяет направление потока жидкости на обратное и направление вращения плашек 3, т.е. трубы развинчиваются. Между положением прямо го и обратного вращения находится нейтральное или нерабочее положение рукоятки 6, которая обычно смещена в это положение. Для проведения операции свинчивания труб включают привод k и рукоятку 6 отжимают вперед до упора шипа 7 в кулачок 10. В процессе отжатия рукоятки 8 шип 7 упирается в кулачок 10, и за счет резкого падения его профиля производится его поворот до тех пор, пока шип 7 не зайдет в зев 11 кулачка 10, который стопорится при помощи поводка 12. В этот момент зуб 13 поводка 12 входит в зацепление с запи рающим зубом 20 Г-образного рычага 18. При зафиксированном таким образом положении рукоятки 6 происходит полное открытие дроссельного клапан 5, жидкость проходит в привод, кото рый и осуществляет свинчивание труб По мере возрастания крутящего мо мента он регистрируется при помощи датчика,связанного с концом рычага 2, и передается на регистрирующие приборы. По достижении предельного момента кручения сигнал с датчика также поступает в узел автоматичес кого освобождения рукоятки. Под действием этого сигнала срабатывает соленоид 15, взаимодействующий с серьгой 17, которая поворачи вается вокруг оси 16, Вместе с сер гой 17 поворачивается и Г-образный рычаг 18, при этом его запирающий зуб 20 освобождает зуб 13 поводка 12, который в свою очередь под дей ствием пружины 14 кручения поворачивается против часовой стрелки (фиг.5) Вместе с поводком 12 поворачиваются вал 9 и кулачок 10, Поворачиваясь,кулачок 10 своей про фильной поверхностью выталкивает шип 7, а вместе с ним поворачивает рукоятку 6 в нейтральное положение или близкое к нему. Одновременно с поворотом рукоятки 6 перемещается и дроссельный клапан 5, связанный с ней при помощи оси 25 и полностью или -частично перекр вающий доступ жидкости к гидроприводу. Дальше оператор переходит на ручное управление, В случае, если оператор хочет перейти на полностью ручное управление, он включает узел отключения узлов фиксации и автоматического освобождения рукоятки. Для этого он поворачивает рукоятку 22 по часовой стрелке (фиг,6) до упора, В процессе поворота рукоятки 22 вместе с ней поворачиваютс,я ось 16 и пластина-стопор 23, которая своим концом нажимает на упор 19 Г-образного рычага 18 и заставляет его повернуться по часовой стрелке. При повороте Г-образного рычага 18 вместе с ним поворачивается и серьга 17, одно- временно с этим его запирающий зуб 20 освобождает зуб 13 поводка 12, Поводок 12 поворачивается вместе с кулачком 10, как указано выше. При последующем отжатии рукоятки 6 вперед до упора шипа в кулачок 10 и последующего егоповорота вплоть до упора шипа 7 в кулачка 10 стопорения кулачка 10 не происходит, так как, поворачиваясь вместе с кулачком 10, зуб 13 поводка 12 не входит в зацепление с запирающим зубом 20 Г-образного рычага 18, поскольку рычаг 18 в этот момент отведен пластиной-стопором 23, который упирается в упор 19 Г-обарзного рычага 18, Поэтому при вклк)ченном узле отключения узлов фиксации и автоматического освобождения рукоятки оператор должен все удерживать рукоятку в крайнем отжатом положении и переводить ее в нейтральное положение, руководствуясь показаниями приборов. Так как узел автоматического освобождения рукоятки также отключен,серьга 17 вместе с Г-образным рычагом 18 находится в повернутом (по часовой стрелке ) и зафиксированном положении пластиной-стопором 23, которая удер- . живает их, упираясь в упор 19 Г-образного рычага 18, то узел автоматического освобождения рукоятки не срабатывает . Формула изобретения 1. Приводной трубный ключ, содержащий корпус с рычагом, размещенные . в корпусе головку и связанные с ней зажимные плашки, размещенный на рычаге привод, кинематически связанный 79 с головкой, установленный перед при водом дроссельный клапан с рукояткой и взаимодействующий с концом ры чага датчик момента, отличающийся тем, что, с целью обеспечения удобства управления дроссель ным клапаном, он снабжен механизмом блокирования положения рукоятки при полностью открытом дроссельном клапа не, включающем в себя узел фиксации рукоятки, узел автоматического освобождения рукоятки и узел отключения узлов фиксации и автоматического освобожденя рукоятки. , 2. Ключ ПОП.1, oт ичaющ и и с я тем, что узел фиксации ру коятки выполнен в виде шипа, жестко закрепленного на рукоятке, вала,жест ко закрепленного на одном его конце эксцентрикового профильного кулачка с зевом, поводка с зубом, жестко закрепленного на другом конце вала, и пружины кручения, взаимодействующей одним концом с поводком и предназначенной для прижатия кулачка к шипу рукоятки; узел автоматического освобождения рукоятки выполнен в виде соленоида, воспринимающего сигнал от датчика момента, установленной в корпусе на оси серьги Г-образной формы, взаимодейст ующей со штоком соленоида, жестко связанного с серьгой Г-образного рычага, на одном плече которого имеется упор и запирающий зуб, взаимодействующий с зубом поводка узла фиксации, а другое плечо взаимодействует со вторым концом пружины кручения того же узла; узел отключения узлов фиксации и автЪматического освобождения рукоятки выполнен в виде вала, на одном конце которого закреплена рукоятка, а на другом - пластина-стопор, взаимодействующая с упором Г-образного рычага узла автоматического освобождения рукоятки. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР N° 57602. кл. В 25 В 13/50, 1975. 2.Патент США ff 37 45820, кл. 73-139, 1970 (прототип).