УНИВЕРСАЛЬНЫЙ КЛЮЧ ОПЕРАТОРА ПО ДОБЫЧЕ НЕФТИ

Универсальный ключ для фиксирования деталей устьевой арматуры скважины
Полезная модель относится к области нефтяной и газовой промышленности, и предназначена для фиксирования деталей устьевой арматуры скважины, в частности, для открытия и закрытия вентилей сальника устьевого с самоустанавливающейся головкой (СУСГ).
Известен держатель универсальный (патент RU №75604 U1, МПК В25В 5/10, опубл. 20.08.2008), содержащий корпус, прижимной винт и рукоятку, причем корпус держателя имеет форму цилиндра с U-образным зазором и выемкой, на поверхность которой нанесена резьба, в нижней части держателя имеется выступ, а в теле выступа имеются пазы, аналогичные пазам гаечного ключа.
Известен ключ гаечный (патент RU №2068336 С1, МПК В25В 13/08, опубл. 27.10.1996), содержащий держатель с по крайней мере одной рабочей головкой с открытым зевом, на двух противоположных гранях которого выполнены пазы, и предназначенную для соединения с рабочей головкой с возможностью образования закрытого зева вставку, на наружных боковых поверхностях которой выполнены выступы, ответные пазам головки, причем зев рабочей головки выполнен четырехгранным, пазы в форме ласточкина хвоста, а поверхность вставки, обращенная к зеву рабочей головки, в виде двугранного угла.
Однако известные аналоги предназначены для проведения только одной операции и не являются универсальными, т.е. не позволяют проводить различные операции по открытию, закрытию, разборке вентилей СУСГ, требующие разных технологических инструментов.
Известен универсальный ключ для фиксирования деталей устьевой арматуры скважины (патент № US 20140373687 А1, МПК В25В 13/56, опубл. 25.12.2014), ближайший по технической сущности к заявляемому устройству и принятый за прототип, содержащий рукоятку и рабочую головку, состоящую из двух рычагов для сцепления рабочей головки и деталей устьевой арматуры скважины, расположенных перпендикулярно рукоятке и параллельно друг другу с образованием открытого зева, при этом рабочая головка расположена на одном конце рукоятки.
Однако, устройство, выбранное в качестве прототипа, недостаточно эффективно и не достаточно универсально при проведении операций на скважине, т.к. не позволяет проводить весь спектр операций по открытию, закрытию, разборке вентилей СУСГ, требующих разных технологических инструментов.
Обычно в запорной арматуре скважин используются вентили со стойкой под стандартный гаечный ключ 46-го размера. Также для закрывания/открывания задвижек, пробоотборных вентилей (кранов), при ремонтных работах на устье скважин используется самодельный штурвальный ключ. Расстояние между рычагами устанавливается произвольно, что не гарантирует задействование всех функций ключа. В то же время при ремонте задвижек необходим гаечный ключ на 46 или ключ "Халилова". В тоже время для замены сальников в СУСГ необходимо отворачивать верхнюю крышку СУСГ. В крышке имеются технологические отверстия, для откручивания/закручивания при подтягивании (замене) сальников, для проведения технического обслуживания СУСГ. Для этого используется монтировочное устройство. Таким образом, при выходе из строя вентиля оператору по добыче нефти необходимо возвращаться на базу, либо носить постоянно с собой несколько ключей для выполнения различных операций.
Ни один из вышеуказанных инструментов не содержит совмещенных функций, позволяющих производить какие-либо работы на устье скважин, без дополнительных инструментов.
Допустим, при разборе устьевого сальника по внутренней резьбе, используем трубный ключ, но из-за короткого рычага ключа, прилагаемое усилие оператора меньше, чем момент заворота элемента устьевого сальника.
Таким образом, необходим дополнительный инструмент для создания нужного усилия, которое можно достичь при помощи «усилителя» (рычага). В качестве рычага используется, зачастую, труба, различных диаметров, главным условием которой является прохождение во внутреннем диаметре трубы рукоятки трубного ключа.
Предлагаемый универсальный ключ также может служить рычагом вместо трубы. Фиксирующим элементом являются два рычага на ключе, между которыми зажимается рукоятка трубного ключа и за счет увеличения длины рукоятки, можно регулировать момент отворота/заворота в зависимости от точки приложения усилия - по принципу «рычага».
При использовании рожкового ключа 46 мм алгоритм сбора/разбора устьевого сальника аналогичный вышеописанным действиям. Разница достигается за счет меньших габаритов рожкового ключа и его веса.
Дополнительным удобством также является наличие возможности изменения угла приложения усилия, что может быть необходимо при выполнении работ в стесненных условиях.
При сборе/разборе устьевого сальника универсальным ключом, в большинстве случаев, в использовании дополнительных инструментов нет необходимости.
Это достигается за счет качественного сцепления межрычагового расстояния и устьевого сальника, а также за счет длины рукоятки универсального ключа, достаточной для срыва момента заворота.
По сравнению с аналогами заявляемое устройство имеет небольшой вес, компактность, удобство в эксплуатации при выполнении операции сбора и разбора устьевого сальника на устье скважины.
Задачей, на решение которой направлена полезная модель, является создание универсального ключа, позволяющего производить отворот/заворот и затягивание деталей устьевой арматуры скважины, в частности, вентилей сальника СУСГ, верхней крышки СУСГ при замене сальниковой набивки, задвижек, вентилей пробоотборных кранов (БМЗ).
Технический результат, на достижение которого направлена полезная модель, заключается в улучшении эксплуатационных характеристик, повышении оперативности и эффективности проведения операций на скважине, сокращении времени и трудозатрат на проведение ремонтных, а также монтажных и демонтажных работ на устье скважины.
Универсальность ключа достигается наличием на одном конце рукоятки двух рычагов, расположенных на расстоянии 46 мм между ними, что позволяет применять его вместо гаечного ключа, а с другой стороны - наличием на другом конце рукоятки конусообразной рабочей поверхности, которая может служить в качестве монтировочного устройства.
Универсальный ключ позволяет производить операции открытия (закрытия) вентилей, пробоотборных кранов и отворачивания верхней крышки СУСГ без дополнительных инструментов, т.е. в одном устройстве совмещены такие инструменты как монтировочный инструмент, усилитель и гаечный ключ.
В заявляемом устройстве в качестве захватывающих элементов служат два рычага, а усилителем является рукоятка ключа с конусообразным концом.
Новым в заявленном устройстве также является увеличенная по длине рукоятка для создания повышенного усилия при эксплуатации. Схема заявляемого устройства представлена на фигуре. Заявляемое устройство состоит из следующих элементов:
1 - рукоятка, служащая в качестве усилителя;
2 - рычаги, служащие в качестве захватывающих элементов;
3 - конусообразный рабочий конец рукоятки 1, служащий в качестве монтировочного устройства.
Универсальный ключ содержит рукоятку 1 и рабочую головку.
Рабочая головка состоит из двух рычагов 2 для сцепления рабочей головки и деталей устьевой арматуры скважины, расположенных перпендикулярно рукоятке 1 и параллельно друг другу с образованием открытого зева.
Рабочая головка расположена на одном конце рукоятки 1.
Противоположный конец рукоятки 1 представляет собой конусообразную рабочую поверхность для монтировки и набивки деталей устьевой арматуры скважины.
Рукоятка 1 предназначена для удерживания ключа в руке оператора при проведении необходимых операций.
Рычаги 2 служат для фиксирования между ними клапанов, вентилей, крышек, маховика и других элементов устьевой арматуры.
Конусообразный конец 3 (монтировочный) предназначен для выполнения операций с СУСГ.
В СУСГ имеются технологические отверстия, диаметр которых меньше инструментов, применяемых для технического обслуживания СУСГ.
Также конусообразный конец 3 применяется при набивке СУСГ, когда отсутствует специализированный инструмент. Конусообразным концом 3 проталкивают сальники в верхний и нижний стаканы СУСГ.
Ключ выполнен цельнолитым из стали марки 40 или любого другого искробезопасного металла.
Общая длина ключа - от 250 до 650 мм.
Расстояние между рычагами - 46 мм.
Длина рычагов - 70 мм.
Диаметр рычагов - 20 мм.
Длина конусообразного конца рукоятки - 40 мм.
Размер угла конусообразного конца рукоятки - 15-30 градусов.
Диаметр рукоятки - 20 мм.
Рукоятка 1 и рычаги 2 выполнены цилиндрическими. Концевые части рычагов 2 плоские или конусообразные.
В разных вариантах исполнения для удобства удержания в руке рукоятка 1 имеет:
- рифление;
- выступы;
- углубления;
- рифление, выступы и углубления;
- рифление и выступы;
- рифление и углубления;
- выступы и углубления.
Концы рычагов 2 имеют плоскую поверхность, или представляют собой конусообразную рабочую поверхность.
Устройство работает следующим образом.
При возникновении необходимости снять верхнюю крышку СУСГ, т.е. отвинтить соответствующий вентиль, накладывают устройство на вентиль, т.е. фиксируют вентиль между двумя рычагами 2, удерживая рукоятку 1 в руке, и начинают вращательными движениями откручивать вентиль.
Например, при разборе устьевого сальника по внутренней резьбе, используют трубный ключ, но из-за короткого рычага ключа, прилагаемое усилие оператора меньше, чем момент заворота элемента устьевого сальника.
Таким образом, необходим дополнительный инструмент для создания нужного усилия, которое можно достичь при помощи усилителя (рычага).
В качестве рычага используется труба различных диаметров, главным условием для которой является прохождение во внутреннем диаметре трубы рукоятки трубного ключа.
Заявляемый универсальный ключ также может служить рычагом вместо трубы. Фиксирующим элементом являются два рычага 2, между которыми зажимается рукоятка трубного ключа и за счет увеличения длины рукоятки регулируют момент отворота/заворота в зависимости от точки приложения усилия - по принципу «рычага».
Заявляемый универсальный ключ имеет возможность изменения угла приложения усилия, что является дополнительным удобством при выполнении работ в стесненных условиях.
При сборе/разборе устьевого сальника универсальным ключом, в большинстве случаев, в использовании дополнительных инструментов нет необходимости. Это достигается за счет качественного сцепления рабочей головки универсального ключа и устьевого сальника, а также за счет длины рукоятки универсального ключа, достаточной для срыва момента заворота.
При смене манометра устройство используют как фиксирующий зажим, т.е. рычагами 2 зажимают вентиль и ключом на 19 мм откручивают манометр, одновременно прикладывая усилия к рукоятке 1, чтобы не было проворота вентиля относительно манометра. Это необходимо в случае, когда резьбовая часть манометра закоксовалась и без дополнительных усилий не откручивается.
Т.е. сцепление деталей арматуры с рабочей головкой обеспечивается непосредственно за счет двух рычагов 2, которые зажимают и фиксируют между собой детали устьевой арматуры.
Все размеры составляющих элементов ключа подобраны таким образом, чтобы ключ выдерживал значительные осевые нагрузки.
Полезная модель может быть использована для открытия (закрытия) вентилей, для отворачивания верхней крышки сальника устьевого с самоустанавливающейся головкой (СУСГ), для разборки (сборки) вентилей, для открытия (закрытия) пробоотборных вентилей (кранов).