Ключ реверсивный трубный гидравлический

Полезная модель относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к техническому оборудованию для капитального ремонта скважин, а именно к устройствам для свинчивания и развинчивания насосно-компрессорных труб.
Известен трубный ключ, описанный в изобретении России №2328587, опубликованном 10.07.2008 г., состоящий из корпуса с шестернями для передачи вращения к разрезной шестерни - ротору от центральной шестерни, гидромотор, планетарный редуктор, узел передачи вращения от гидромотора к планетарному редуктору, привод переключения передач, включающий связанный с осью рычаг переключения передач. От вала гидромотора вращение передается на отцентрированный переходной вал узла передачи вращения к планетарному редуктору. Далее вращение через кинематическую цепь шестерен, центральную шестерню и две дополнительные шестерни передается к узлу ротора гидравлического ключа, удаленным от разреза зубьям разрезной шестерни - ротору с роликами. От разрезной шестерни - ротора вращение передается, контактирующему с тормозной лентой, внутреннему разрезному кольцу и закрепленной на ней разрезной втулке - челюсти с двумя плашками и челюсти с одной плашкой. При начале вращения разрезной шестерни - ротора плашки обжимают трубу и производят ее ЗАВИНЧИВАНИЕ, для ОТВИНЧИВАНИЯ трубы ключ останавливают, частично разбирают, меняют местами разрезную втулку с двумя плашками с челюстью с одной плашкой и производят ОТВИНЧИВАНИЕ.
Недостатком узла ротора гидравлического в ключе трубном в эксплуатации является, то, что требуется менять местами комплект челюсть с плашкой - втулка с двумя плашками для работ при ЗАВИНЧИВАНИИ и при ОТВИНЧИВАНИИ труб, что существенно усложняет технологический процесс, а также невысокая надежность зацепления трубы.
Наиболее близким аналогом, выбранным в качестве прототипа, является патент на изобретение России №2475619, опубликованный 20.02.2013 г., в котором описан узел ротора гидравлического ключа, содержащий расположенный в корпусе ключа приводной ротор, имеющий разъем, ролики, контактирующие с приводным ротором и с разрезной втулкой с установленными в ней челюстями с плашками, узел снабжен двумя подвижными челюстями с плашками, зеркально расположенными симметрично относительно оси разрезной втулки с неподвижной челюстью, причем подвижные челюсти имеют профильные криволинейные выгнутые и вогнутые поверхности, контактирующие с роликами.
Ключ реверсивный трубный гидравлический повышает производительность за счет уменьшения количества перенастроек при работе с трубами с одновременным упрощением в эксплуатации, но, большим недостатком является то, что при работе узла не обеспечивается быстрый и надежный зажим трубы и равномерное распределение по всем выступам зубчатых поверхностей плашек силовых нагрузок от передающего на трубу крутящего момента, а наиболее нагруженные кромки продольных выступов подвержены интенсивному износу и выкрашиванию, а труба - деформации.
Технической задачей заявляемого ключа реверсивного трубного гидравлического является повышение надежности работы ключей с заявленными плашками узла ротора, в которых уменьшен износ зубчатых поверхностей плашек и уменьшена деформация поверхности труб любого диаметра при максимальном усилии в виде сосредоточенного равнозначного давления на поверхности трубы, как на ЗАВИНЧИВАНИЕ, так и на ОТВИНЧИВАНИЕ.
Техническая задача достигается за счет того, что ключ реверсивный трубный гидравлический, с узлом ротора гидравлического ключа, содержащего расположенный в корпусе ключа приводной ротор, имеющий разъем, ролики, контактирующие с приводным ротором и с разрезным кольцом с установленными в нем двумя подвижными челюстями с плашками, зеркально расположенными симметрично относительно оси разрезного кольца, причем подвижные челюсти имеют профильные криволинейные выгнутые и вогнутые поверхности, контактирующие с роликами, согласно полезной модели, подвижные челюсти выполнены с двумя плашками каждая, размещенными под углом 90 градусов друг к другу.
Выполнение каждой подвижной челюсти с двумя плашками каждая, размещенными под углом 90 градусов друг к другу с профильной криволинейной поверхностью, взаимодействующей через ролики с приводным ротором обеспечивает надежное зацепление плашек с трубой. При ЗАВИНЧИВАНИИ и ОТВИНЧИВАНИИ колонны труб работают с роликами разные криволинейные поверхности подвижных челюстей, поэтому не требуется остановка устройства для перестановки челюстей для изменения вращения, что приводит к повышению производительности. Наличие двух подвижных челюстей с двумя плашками каждая способствует надежному зацеплению трубы. Предлагаемое устройство с двумя подвижными челюстями с двумя плашками каждая, размещенными под углом 90 градусов, повышает надежность работы ключей с заявленными плашками узла ротора, в которых уменьшен износ зубчатых поверхностей плашек и уменьшена деформация поверхности труб любого диаметра при максимальном усилии в виде сосредоточенного равнозначного давления на поверхности трубы, как на ЗАВИНЧИВАНИЕ, так и на ОТВИНЧИВАНИЕ.
Приведенные выше отличительные признаки являются новыми по сравнению с прототипом, поэтому полезная модель соответствует критерию «новизна».
Патентные исследования показали, что в изученном уровне техники отсутствуют аналогичные технические решения, т.е. заявляемое техническое решение не следует явным образом из изученного уровня техники и, таким образом, соответствует критерию «изобретательский уровень».
Данное техническое решение может быть воспроизведено промышленным способом, следовательно, оно соответствует критерию «промышленная применимость».
Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором показан узел ротора гидравлического ключа в разрезе.
На фиг. 1 - Ключ реверсивный трубный гидравлический в разрезе в исходном положении;
На фиг. 2 - узел ротора гидравлического ключа в разрезе в исходном положении;
На фиг. 3 - челюсть
Ключ реверсивный трубный гидравлический, содержит корпус 1 с размещенными в нем шестернями 2 редуктора для передачи вращения от гидромотора (на фиг. 1 не показан) к узлу ротора ключа реверсивного трубного гидравлического, в свою очередь, содержащего ротор 3 в виде разрезной подвижной шестерни, со смонтированными на ней роликами 4, 5, 6, 7 (фиг. 1), упорным переключателем 8 и внутренним разрезным кольцом 9, в котором на осях установлены сменные подвижные челюсти 10, 11, соответствующие размерам трубы и фиксатор 12 переключателя 8. Подвижные челюсти 10, 11 имеют профильные криволинейные выгнутые 13 и 14 поверхности и вогнутые 15 и 16 поверхности, контактирующие с роликами 4, 5, 6, 7. В каждой челюсти 10, 11 на сторонах противоположных профильным криволинейным поверхностям установлено по две плашки 17, 18, 19, 20, при этом плашки 17 и 18, 19 и 20 размещены под углом 90 градусов друг к другу.
Устройство работает следующим образом.
От гидромотора через цепь зубчатых передач вращение передается на узел ротора ключа реверсивного трубного гидравлического.
При работе ключа на ЗАВИНЧИВАНИЕ, ротор 3 начинает вращение по часовой стрелке. Фиксатор 12 переключателя 8 находится в левом отверстии внутреннего разрезного кольца 9. При этом внутреннее разрезное кольцо 9 удерживается тормозной лентой (на фиг. не показано). Ролик 4 набегает на поверхность 13 левой подвижной челюсти 10, а ролик 6 набегает на поверхность 16 правой подвижной челюсти 11. Челюсти 10, 11 поворачиваясь вокруг оси, приближаются к центру, и происходит зажим трубы одновременно 4-мя плашками 17, 18, 19, 20. Когда усилие зажима превышает усилие тормозной ленты, внутреннее разрезное кольцо 9 начинает вращаться вместе с ротором 3 и вращает зажатую челюстями 10, 11 трубу. Происходит заворот и затяжка трубы. При достижении требуемого момента затяжки оператор меняет направление движения ротора 3. При этом тормозная лента удерживает внутреннее разрезное кольцо 9. Ролики ротора 4, 6 отходят от криволинейных поверхностей 13 16 челюстей 10, 11 и труба освобождается. При дальнейшем повороте ротора 3, упор 21 достигает фиксатора 12 переключателя 8, установленного в соответствующее отверстие внутреннего разрезного кольца 9. После этого роторный узел вращается как единое целое. При этом зев ротора 3 совмещен с зевом внутреннего разрезного кольца 9, что обеспечивает возможность вывести ключ с трубы и завести в дальнейшем на следующую трубу.
Для работы на ОТВИНЧИВАНИЕ трубы фиксатор 12 переключателя 8 переставляется в правое отверстие внутреннего разрезного кольца 9. Ротор 3 начинает вращение против часовой стрелки, при этом внутреннее разрезное кольцо 9 удерживается тормозной лентой. Ролик 5 набегает на поверхность 15 левой подвижной челюсти 10, а ролик 7 набегает на поверхность 14 правой подвижной челюсти 11. Челюсти 10, 11, поворачиваясь вокруг оси, приближаются к центру, и происходит зажим трубы одновременно 4-мя плашками 17, 18, 19, 20. Когда усилие зажима превышает усилие тормозной ленты, внутреннее разрезное кольцо 9 начинает вращаться вместе с ротором 3 и вращает зажатую челюстями 10, 11 трубу. Происходит отворот трубы. По окончании отворота оператор меняет направление вращения ротора 3. При этом тормозная лента удерживает внутреннее разрезное кольцо 9. Ролики 5, 7 ротора 3 отходят от криволинейных поверхностей 15, 14 челюстей 10, 11 и труба освобождается. При дальнейшем повороте ротора 3, упор 21 достигает фиксатора 12 переключателя 8, установленного в соответствующее отверстие внутреннего кольца. После этого роторный узел вращается как единое целое. При этом зев ротора 3 совмещен с зевом внутреннего разрезного кольца 9, что обеспечивает возможность вывести ключ с трубы и завести в дальнейшем на следующую трубу.
Наличие двух подвижных челюстей обеспечивает захват трубы четырьмя плашками, размещенными под углом 90 градусов друг к другу
Предлагаемое устройство позволяет произвести надежный захват трубы при ЗАВИНЧИВАНИИ и ОТВИНЧИВАНИИ.
В заявляемом ключе реверсивном трубном гидравлическом повышается надежность работы ключей с заявленными плашками узла ротора, в которых уменьшен износ зубчатых поверхностей плашек и уменьшена деформация поверхности труб любого диаметра при максимальном усилии в виде сосредоточенного равнозначного давления на поверхности трубы, как на ЗАВИНЧИВАНИЕ, так и на ОТВИНЧИВАНИЕ, за счет того, что подвижные челюсти выполнены с двумя плашками каждая, размещенными под углом 90 градусов друг к другу