Ключ для згвинчування-розгвинчування замкових з’єднань

Ключ для згвинчування-розгвинчування замкових з'єднань, що споряджений корпусом і механізмом захвату, який відрізняється тим, що меха C2 2 (19) 1 3 Найбільш близьким до винаходу, що заявляється, за технічним рішенням є ключ для згвинчування-розгвинчування замкових з'єднань, штанг, що включає корпус і механізм захвату [Ав.св. CPCP №71676, Е21B19/16, 1947р]. Проте цей відомий ключ немає належної точності центрування під час здійснення операцій згвинчування-розгвинчування через недосконалість механізму захвату. В основу винаходу поставлено задачу створення нового пристрою для згвинчуваннярозгвинчування замкових з'єднань, що забезпечує високу надійність при його експлуатації і придатного для згвинчування-розгвинчування замкових з'єднань бурильних труб різних типорозмірів. Поставлена задача винаходу вирішується тим, що в ключі для згвинчування-розгвинчування замкових з'єднань, що складається із корпусу, у середині якого розміщено механізм захвату, механізм захвату виконаний у вигляді ексцентрикових кулачків, що мають робочу частину у вигляді евольвентної зубчатої поверхні з великими зубами для взаємодії з поверхнею захвату, і відповідну зубчату поверхню приводу кулачків з зубами типового зубчатого зачеплення на зовнішній циліндричній поверхні довкола осьового отвору. Двоярусним розміщенням кулачків на осях відповідно у верхній і нижній порожнинах корпуса рівномірним розподіленням по колу, по шість в кожному ярусі, розверненням кулачків верхнього ярусу на 180° відносно повздовжньої осі кулачків нижнього ярусу забезпечується можливість здійснення операцій згвинчування або розгвинчування, оскільки циліндрична зубчаста поверхня кожного ярусу контактує з відповідним зубчатим колесом, що має відповідну зубчасту поверхню на внутрішній поверхні, а на зовнішній поверхні колесо споряджене двома виступаючими вушками, до яких шарнірно кріпляться гідроциліндри приводу зубчатих коліс. Розміщення коліс в верхній і нижній порожнинах корпуса і спорядження корпуса центральним робочим наскрізним отвором, співрозмірним діаметру найбільшого типорозміру замкового з'єднання, забезпечує можливість насадки ключа на замкове з'єднання, а наявність бічних горизонтальних прорізей, співрозмірних величині ходу штока гідроциліндрів приводу зубчастих коліс, конструктивно забезпечує шарнірне кріплення гідроциліндрів з зубчатими колесами за допомогою виступаючих вушок і вільне провертання зубчастих коліс в порожнинах корпуса до забезпечення повного зачеплення з контактною поверхнею труби (замкового з'єднання). Завдяки передбаченому розверненню кулачків верхнього ярусу на 180° відносно повздовжньої осі кулачків нижнього ярусу забезпечується можливість здійснення операцій згвинчування або розгвинчування тільки відповідним ярусом, причому виключається можливість роботи ключа одночасно на згвинчування і розгвинчування. Таким чином забезпечується висока надійність в експлуатації і можливість проведення операцій згвинчування-розгвинчування з замковими з'єднаннями різних типорозмірів (від малих до великих) завдяки широкому діапазону евольвентної поверхні зачеплення кулачків. Отже маємо доста 90939 4 тнє і комплексне вирішення поставленої задачі винаходу. Суть винаходу пояснюється кресленням. На Фіг.1 - зображено ключ для згвинчуваннярозгвинчування замкових з'єднань, на Фіг.2 - схема розташування кулачків для захвату труб малого діаметру при загвинчуванні, на Фіг.3 - схема розташування кулачків для захвату труб малого діаметру при розгвинчуванні, на Фіг.4 - схема розташування кулачків для захвату труб великого діаметру при розгвинчуванні, на Фіг.5 - схема розташування кулачків для захвату труб великого діаметру при загвинчуванні. Ключ складається з корпуса 1, спорядженого верхньою 2 і нижньою З порожнинами, що має відповідно наскрізний робочий отвір 4 і бічні горизонтальні прорізі 5, зубчатого колеса першого ярусу 6, зубчатого колеса другого ярусу 7, кулачків першого ярусу 8 (закручування), кулачків другого ярусу 9 (розкручування), осей кулачків 10 і гідроциліндрів приводу зубчастих коліс 11. Кулачки мають робочу частину у вигляді евольвентної зубчатої поверхні 12 з великими зубами для взаємодії з поверхнею згвинчування-розгвинчування, і відповідну зубчату поверхню приводу 13 з зубами типового зубчатого зачеплення на зовнішній циліндричній поверхні довкола осьового отвору 14 для зачеплення з відповідною зубчастою поверхнею 15 зубчатого колеса відповідного ярусу (6, 7). Ключ для згвинчування-розгвинчування замкових з'єднань працює наступним чином. Ключ встановлюється на столі бурильної установки таким чином, щоби у неробочому стані своїми робочими елементами не торкався до бурових труб (замкового з'єднання), не обмежуючи їх (його) вільне обертання. При необхідності загвинтити бурильну трубу, за рахунок гідроциліндрів 11 приводиться в рух зубчасте колесо 6 верхнього ярусу, яке обертаючись у корпусі 1 (в верхній порожнині 2) ключа заставляє обертатись на осях 14 ексцентрикові кулачки 8, які в свою чергу завдяки зубчатій евольвентній поверхні 12 входять в зачеплення з бурильною трубою 16. Обертанням іншої стикувальної труби здійснюється операція загвинчування замкового з'єднання. У випадку необхідності розгвинтити трубу, працює механізм нижнього ярусу, тобто гідроциліндри 11 обертають зубчате колесо 7 нижнього ярусу, яке в свою чергу обертає ексцентрикові кулачки 9, які завдяки двотипній зубчатій поверхні - на циліндричній поверхні 12 біля отвору 14 мають зуби звичайного зубчатого зачеплення 13, а на великій евольвентній поверхні 12 - крупні зуби для зачеплення з бурильною трубою (16), забезпечують високу надійність захвату і обертанням іншої стикувальної труби здійснюють операцію розгвинчування замкового з'єднання бурильних труб. При цьому ключ конструктивно передбачає роботу на згвинчування (Фіг.2) або розгвинчування (Фіг.3), виключаючи одночасність роботи двох ярусів, завдяки розміщенню кулачків верхнього ярусу (8) розверненням на 180° відносно повздовжньої осі кулачків нижнього ярусу (9). Крім того, завдяки широкому діапазону евольвентної поверхні зачеплення кулачків забезпечу 5 ється можливість згвинчування-розгвинчування замкових з'єднань бурильних труб різних типорозмірів, від малих (Фіг.2, 3) до великих (Фіг.4, 5). 90939 6 Ключ дозволяє забезпечити високу надійність операцій згвинчування-розгвинчування труб (замкових з'єднань) при здійсненні спуско-підйомних операцій в процесі буріння нафтових і газових свердловин. 7 Комп’ютерна верстка А. Рябко 90939 8 Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601