Механічний трубний ключ

1 Механічний трубний ключ, що вміщує корпус з розташованими у ньому робочими щелепами, триб з кулачками та стопор робочих щелеп, споряджений механізмом керування, який відрізняється тим, що робочі щелепи з'єднані між собою синхронізатором 2 Ключ за п 1, який відрізняється тим, що синхронізатор виконаний у вигляді пластини з па зами, в які з зазорами вміщені спрямовуючі частини, закріплені на щелепах 3 Ключ за пп 1 і 2, який відрізняється тим, що робочі щелепи споряджені додатковими роликами, які входять з зазором у профільовані лази триба 4 Ключ за пп 1-3. який відрізняється тим, що між синхронізатором і робочими щелепами вміщені пружини 5 Ключ за пп 1—4, який відрізняється тим, що стопор виконаний у вигпяді конічного стрижня, який проходить крізь корпус і входить до отвору в синхронізаторі причому стопор з'єднаний з механізмом керування проміжною скобою Корисна модель належить до пристроїв для згвинчування та розгвинчування свердловинних труб у процесі виконання спуско підйомних операцій при проходженнях та ремонтах нафтогазових свердловин ВІДОМІ механічні трубні ключі, що вміщують корпус, у якому розташовані фіксуючі та робочі щелепи, кулачок, триб та затримуючий пристрій (Ключ с гидравлическим приводом модели 16000. модификации Г) // Руководство фирмы "Weatherford") Затискуюча дія шелеп є наслідком роботи кулачка трибу При затискуванні труби робочою щелепою затискуючі щелепи просклизують по поверхні труби і "фрезерують" її При цьому виникають концентратори напруги, що знижують надійність копони Найбільш близьким до запропонованого рішення є механічний трубний ключ (Патент України на корисну модель № 295К, кл В 25 В 13/50, 26 02 99) - прототип Ключ вміщує корпус з розташованими на трибі фіксуючими та робочою щелепами, що через ролик спираються на кулачок трибу, та затримуючий пристрій, який виконаний у вигпяді розміщеного на корпусі стопора робочої щелепи, спорядженого механізмом керування, причому у фіксуючих щелепах виконані окружні пази При затискуванні труби щелепи не обертаються разом з трибом, чим відвертається небезпека "фрезерування" труби Але кутнє взаєморозташування щелеп не зафіксовано конструктивно - це спричиняє зміщення труби від осі обертання і призводить до коливання ключа Розмір радіального пересування робочої щелепи обмежений, бо кут спіралі кулачка трибу не може бути більше 11 о - в іншому випадку зусилля затискання труби буде недостатнім для реалізації необхідного крутного моменту Це обмежує розмір (діаметр) муфти, яку треба пропустити крізь отвір ключа, та кут обхвату труби щелепами Крім того, зусилля затискання труб у ключів даного типу настільки велике, що після операцій згвинчування та розгвинчування щелепи неможливо відірвати вщ труби - потрібно нанести декілька ударів по трубі молотом, щоб щелепи відпали від труби В основу корисно» моделі поставлено задачу вдосконалити механічний трубний ключ шляхом з'єднання робочих щелеп між собою сихронізатором, виключити биття труби та забезпечити підвищення надійності та безпеки роботи з ключем Крім того поставлені задачі вдосконалення механічного трубного ключа шпяхом виконання синхронізатора у вигляді пластини з лазами, використання додаткових роликів та пружин, які вміщені між синхронізатором та робочими щелепами, а також виконання стопора у вигляді конічного стрижня, з єднаного з синхронізатором через Ю 529 отвір у корпусі, забезпечення мінімізації габаритних розмірів ключа, полегшення "відриву" щелеп від труби, скорочення часу роботи, а також забезпечення додаткового підвищення надійності роботи ключа Поставлені задач» вирішуються за рахунок того, що в механічному трубному ключі, який вміщує корпус з робочими щелепами, триб з кулачками та стопор робочих щелеп, споряджений механізмом керування, робочі щелепи між собою з'єднані синхронізатором Синхронізатор може бути виконаний у вигляді пластин з пазами, в які з зазорами вміщуються закріплені на щелепах спрямовуючі частини Крім того, робочі щелепи можуть мати додаткові ролики, які входять з зазором у профільовані пази трибу. При цьому між сінхронізатором і робочими щелепами можуть бути вставлені пружини, які відштовхують щепепи від труби. Крім того, стопор може бути виконаний у вигляді конічного стрижня, який проходить крізь корпус і входить до отвору в синхронізаторі, і з'єднуватися з механізмом керування проміжною скобою Використання синхронізатора дозволяє одночасне переміщення щелеп, що забезпечує їх центрування відносно труби і мінімальну неспіввіснють труби та трибу, що запобігає биттю ключа при обертанні трибу та підвищує надійність і безпеку роботи з ключем Виконання синхронізатора у вигляді пластин з пазами забезпечує мінімальний вертикальний габарит ключа при гарантованому одночасному переміщенні щелеп Використання додаткових роликів на щелепах, які входять у профільовані пази у трибі, забезпечує відрив щелеп від труби після " згвинчування і» чи розгвинчування, не потребуючи допоміжної ручної' роботи Крім того, виштовхування щелепи до труби без гойдання основного ролика по профільованій поверхні трибу дозволяє здійснити більший рух (ход) кожної щелепи до моменту торкання основним роликом профіля трибу, тому що діаметр додаткових ролик/в менший від діаметру основного і вони можуть мати вальниці гойдання Це полегшує проходження муфт труби крізь отвір між щелепами ключа Розміщення між щелепами та синхронізатором пружин забезпечує відштовхування щелеп від труби, звільняючи отвір для проходу труби Цим полегшується протягування труби і трибу без відкривання-закривання "дверей" та переміщення ключа, що скорочує час г^боти Виконання стопора, з'єднаного з механізмом керування (наприклад, гідроциліндром), у вигляді конічного стрижня, що проходить крізь отвори корпусу ключа та синхронізатора, забезпечує при стискуванні труби щелепа передачу значного мутного моменту ключа на його корпус при невеликих напруженнях у деталях і відносно невеликі зусилля, які повинен розвивати гідроциліндр Все це забезпечує підвищення надійності роботи ключа На фіг 1 показано запропонований механічний трубний ключ, поперечний розріз, на фіг 2 ключ, вид зверху Механічний трубний ключ вміщує робоч» щелепи 1, охоплюючі трубу 2, з'єднані сихронізатором 3 через спрямовуючі ролики 4, встановлені на щелепи 1, та через спрямовуючі лиски 5 на вісі 6, причому всі спрямовуючі елементи 4 та вісь 6 входять з зазором у ВІДПОВІДНІ пази 7 та 8 синхронізатора 3 Щелепи 1 спираются через ролики 9 на триб 10 На щелепах 1 встановлені додаткові ролики 11, які входять у профільовані пази 12 трибу 10 Триб 10 спирається на спрямовуючі ролики 13, які встановлені у корпусі 14 ключа На корпусі 14 встановлено механізм керування (пдроципіндр) 15, з'єднаний проміжною скобою 16 зі стопором 17, який через отвір 18 з'єднує корпус 14 з синхронізатором 3 при затисканні труби та при відриві щепеп від труби Поверхня трибу 10, на яку спираються ролики 9, - профільована, наприклад, у вигляді спіралі Архімеда Між щелепами 1 та синхронізатором 3 встановлені пружини 19 Запропонований механічний трубний ключ працює таким чином Після ТОГО, ЯК труба 2 введена у проріз триба 10, стопором 17 з'єднують синхронізатор 3 з корпусом 14 Далі триб 10 обертають у потрібний бік наприклад, згвинчування При цьому ролик 9 котиться по профтьованій поверхні трибу 10 та штовхає щелепу 1 до труби 2 - щелепи 1 затискають трубу 2 При цьому їх кутнє розташування не змінюється, бо воно відзначається пазами 7 та 8 синхронізатора 3, в яких переміщуються вісь 6 та спрямовуючі ролики 4 щелеп 1 Зусилля затиску труби 2 може контролюватися, наприкпад, тиском гідравлічної рідини у магістралі гідромотора (на кресленні не показаний), який обертає триб 10 Після того, як зусилля затиску труби 2 досягне потрібної величини, механізмом керування 15 висмикують стопор 1 7 з отвору 18 у синхронізаторі З Триб 10 з затиснутою трубою 2 починає обертатися, згвинчуючи трубу 2 Коли момент згвинчування досягає потрібної величини, триб 10 зупиняють, суміщаючи отвір 18 у синхронізаторі 3 зі стопором 17. та заводять стопор 17 в отвір 18 Д а т обертають триб 10 у зворотньому напрямку поки додаткові роь. 'и 11. спираючись на профільовані пази 12 трибу 10, не відірвуть щелепи 1 від труби 2 За допомогою пружин 19 які притискують щелепи 1 до роликю 9 та трибу 10, щелепи 1 будуть відведені від труби 2 на максимальну відстань Трубу 2 спускають у свердловину до наступного з'єднання, копи весь процес повторюють При розгвинчуванні всі ОПУрації ті ж самі, але обертання трибу 10 - в іншому напрямку Така конструкція ключа забезпечує СПІВВІСність труби та трибу - виключаються коливання ключа, причому радіальне пересування кількох робочих щелеп забезпечує потрібний отвір для проходження муфти труОи, ключ забезпечує відрив щелеп від труби 529 Фіг. 1 Фіг. 2 Тираж 50 екз Відкрите акціонерне товариство ' Патент" Укража, 88000. м Ужгород, вул Гагаріна, 101 (031 -22) 3-72-89 (031 -22) 2-57-03