ЗАЖИМНОЕ УСТРОЙСТВО КЛЮЧЕЙ ДЛЯ РЕЗЬБОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ ТРУБ

Полезная модель относится к буровой технике нефтегазодобывающей промышленности и может быть использована для свинчивания и развинчивания труб при спуско-подъемных операциях, выполняемых при бурении, освоении и ремонте скважин, а также при осуществлении аналогичных работ, например, для свинчивания и развинчивания штанг насосов.
Известно зажимное устройство ключей для резьбовых соединений труб, содержащее челюсти с установленными на них зажимными элементами, имеющими выпуклую поверхность с продольными выступами для взаимодействия с цилиндрической поверхностью трубы (Полезная модель к свидетельству РФ №5615, МПК 6 Е21В 19/16, 16.12.1997).
В известном устройстве все продольные выступы зажимного элемента при зажиме цилиндрической поверхности трубы контактируют с ней по одной и той же круговой поверхности. В случае проскальзывания продольных выступов по трубе на ее цилиндрической поверхности от процессов давления и резания образуются канавки с профилем, идентичным профилю продольных выступов, причем продольный выступ, формирующий канавку, при углублении в тело стенки трубы до ее захвата, имеет наибольшую динамическую силовую нагрузку на кромку, а следующие за ним продольные выступы, взаимодействующие с трубой по профилю канавки, воспринимают значительно меньшие силовые нагрузки. Поэтому известное зажимное устройство в таких случаях не обеспечивает быстрого и надежного зажима трубы и равномерного распределения по всем выступам силовых нагрузок, от передающего на трубу крутящего момента, а наиболее нагруженные кромки продольных выступов подвержены интенсивному износу и выкрашиванию.
Задачей настоящего технического решения является создание новой конструкции зажимного устройства, в которой продольные выступы зажимного элемента при зажиме трубы контактировали бы по ее разным круговым поверхностям.
Техническим результатом, для достижения которого направлено создание полезной модели, является повышение надежности фиксации трубы в зажимном устройстве, более равномерное распределение силовых нагрузок по всем продольным выступам зажимного
элемента, а также и по всей рабочей длине продольного выступа, уменьшение интенсивности износа кромок выступов и вероятности их выкрашивания в условиях значительных ударных нагрузок.
Для достижения указанного технического результата в зажимном устройстве ключей для резьбовых соединений труб, содержащем челюсти, с установленными на них зажимными элементами, имеющими поверхность с продольными выступами для взаимодействия с цилиндрической поверхностью трубы, кромки продольных выступов выполнены в виде плавных кривых, образующих впадины и участки контакта с цилиндрической поверхностью трубы, причем, продольные выступы выполнены таким образом, что напротив участков контакта с цилиндрической поверхностью трубы одного выступа выполнены впадины другого, рядом расположенного, выступа, а напротив впадин выполнены участки контакта с цилиндрической поверхностью трубы.
На фиг.1 изображен поперечный разрез предлагаемого зажимного устройства; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1; на фиг.3 - сечение Б-Б на фиг.1.
Зажимное устройство ключей для резьбовых соединений труб содержит челюсти 1 с установленными на них зажимными элементами 2, имеющими поверхность 3 с продольными выступами 4 для взаимодействия с цилиндрической поверхностью 5 трубы 6. Кромки продольных выступов 4 выполнены в виде плавных кривых, образующих участки контакта 7, 8, 9, 10, 11 (фиг.2, 3) с цилиндрической поверхностью 5 трубы 6 и впадины 12, 13, 14. Глубина впадины превышает, как минимум на 0,3 мм глубину внедрения выступа 4 в тело стенки трубы 6 при ее зажиме зажимным элементом с предельным износом по кромке продольного выступа.
Работа зажимного устройства осуществляется следующим образом.
Челюсти 1 от приводного механизма (на фигурах не показан) с зажимными элементами 2 перемещаются к трубе 6 и, вступая в работу, продольными выступами прижимаются к цилиндрической поверхности 5 трубы 6, обеспечивая за счет взаимодействия остроконечных участков контакта продольных выступов 4 с поверхностью 5 надежную фиксацию трубы 6 в зажимном устройстве ключа. Вращением зажимного устройства ключа, в зависимости от установленного направления, обеспечивают свинчивание или развинчивание труб 6.
В отличие от известного устройства в заявляемом - каждый продольный выступ 4 имеет свои поверхности контакта с цилиндрической поверхностью 5 трубы 6, причем таких
поверхностей не одна, как в известном, а несколько. В данном конкретном примере (см. фиг.1-3) таких поверхностей контакта пять, за счет чего и обеспечивается надежная фиксация трубы в зажимном устройстве, более равномерная силовая нагрузка на каждый из всех продольных выступов зажимного элемента, а также и по всей рабочей длине продольного выступа, уменьшается интенсивность износа кромок выступов и вероятность их выкрашивания в условиях значительных ударных нагрузок.