КЛЮЧ ДЛЯ СВИНЧИВАНИЯ И РАЗВИНЧИВАНИЯ ТРУБ

Полезная модель относится к области добычи нефти и может быть использована при спуско-подъемных операциях на скважинах и проведении ремонтных работ, для приложения большого крутящего момента к трубам.
4
Известен машинный ключ для бурильных труб, содержащий шарнирно соединенные звенья - челюсти, охватывающие при работе наружные поверхности труб, и узел поджима челюстей к трубе (а.с. СССР №1384713, МПК Е 21 В 19/16, 1988 г.).
Недостатком такого ключа является сложность конструкции, что объясняется сложностью приводов рукоятки и поджима челюстей, требующих источника сжатого воздуха.
4
Наиболее близким к заявляемому и принятым в качестве прототипа является ключ для труб (а.с. СССР №1025863, МПК Е 21 В 19/16, 1981 г.), содержащий соединенные шарнирно челюсти и узел их поджима к трубе.
Конструкция такого ключа проще, так как поворот рукоятки и поджим челюстей осуществляется вручную.
Однако, такая конструкция неудобна в эксплуатации, так как при ослаблении поджима челюстей к трубе, необходимом для обеспечения поворота ключа относительно трубы, не раскрывая челюсти, и захвата ключом другого участка трубы для ее дискретного вращения, не сохраняется замкнутое положение челюстей.
Задачей полезной модели является повышение удобства эксплуатации, безопасности и производительности работы за счет сохранения замкнутого положения челюстей при ослаблении их поджима к трубе, что необходимо для обеспечения поворота ключа относительно трубы, не раскрывая челюсти, и захвата ключом другого участка трубы для ее дискретного вращения.
Поставленная задача решается усовершенствованием ключа для свинчивания и развинчивания труб, содержащего соединенные шарнирно челюсти и узел их поджима к трубе.
Это усовершенствование заключается в том, что ключ снабжен узлом фиксации челюстей в замкнутом положении, выполненным в виде установленного на челюсти регулируемого упора с опорной поверхностью и двуплечего рычага, шарнирно установленного на рукоятке и имеющего на одном плече опорную поверхность, которая имеет возможность взаимодействия с опорной поверхностью упора в замкнутом положении челюстей.
При этом опорная поверхность упора может иметь форму части сферы, центр которой находится на прямой, проходящей через ось шарнира рычага и точку контакта опорной поверхности упора с опорной поверхностью рычага, имеющей цилиндрическую форму, ось которой совпадает с осью шарнира.
Кроме того, одно плечо двуплечего рычага может быть подпружинено относительно рукоятки, а на рукоятке может быть выполнен ограничитель перемещения второго плеча рычага.
Снабжение ключа узлом фиксации челюстей в замкнутом положении, выполненным в виде установленного на челюсти регулируемого упора с опорной поверхностью и двуплечего рычага, шарнирно установленного на рукоятке и имеющего на одном плече опорную поверхность, которая имеет возможность взаимодействия с опорной поверхностью упора в замкнутом положении челюстей, позволяет сохранить замкнутое положение челюстей при ослаблении их поджима к трубе, что необходимо для обеспечения поворота ключа относительно трубы, не раскрывая челюсти, и захвата ключом другого участка трубы для ее дискретного вращения.
Выполнение опорной поверхности упора в форме части сферы, центр которой находится на прямой, проходящей через ось шарнира рычага и точку контакта опорной поверхности упора с опорной поверхностью рычага,
имеющей цилиндрическую форму, ось которой совпадает с осью шарнира, позволяет обеспечить надежный контакт опорных поверхностей упора и рычага за счет исключения возможности приложения к рычагу крутящего момента от силы нормального давления упора на рычаг.
Подпружинивание одного плеча двуплечего рычага относительно рукоятки, и выполнение на рукоятке ограничителя перемещения второго плеча рычага позволяет сохранить надежный контакт опорных поверхностей упора и рычага.
Полезная модель поясняется чертежом, где на фиг.1 изображен предлагаемый ключ в открытом положении, на фиг.2 - ключ в закрытом положении, на фиг.3 - ключ в замкнутом положении челюстей при ослаблении их поджима к трубе.
Ключ для свинчивания и развинчивания труб содержит челюсти 1,2, и 3 соединенные посредством шарниров 4 и 5 между собой и посредством шарнира 6 с рукояткой 7. В приведенном варианте на замыкающей челюсти 3 расположен цилиндрический элемент 8 узла поджима челюстей к трубе, взаимодействующий с криволинейным (форма криволинейного паза получена графическим построением) пазом 9 на рукоятке 7.
Ключ снабжен узлом фиксации челюстей в замкнутом положении, выполненным в виде установленного на челюсти 1 регулируемого упора 10 с опорной поверхностью 11 и двуплечего рычага 12, установленного на рукоятке 7 посредством шарнира 13. Плечо 14 рычага 12 имеет опорную поверхность 15, которая имеет возможность взаимодействия с опорной поверхностью 11 упора 10 в замкнутом положении челюстей 1, 2 и 3. В приведенном варианте опорная поверхность 11 упора 10 имеет форму части сферы, центр которой находится на прямой, проходящей через ось шарнира 13 и точку А контакта опорной поверхности 11 упора 10 с опорной поверхностью 15 рычага 12. Поверхность 15 имеет цилиндрическую форму, ось которой совпадает с осью шарнира 13. Плечо 16 двуплечего рычага 12 подпружинено
относительно рукоятки 7 пружиной 17, а на рукоятке 7 выполнен ограничитель 18 перемещения второго плеча 14 рычага 12.
Ключ работает следующим образом.
Ключ находится в открытом положении, когда опорные поверхности 11 упора 10 и 15 рычага 12 не взаимодействуют, пружина 17 сжата. Поворачивая челюсти 1, 2, и 3 охватывают трубу (не показана). При этом элемент 8 заводится в паз 9, а рычаг 12 под действием пружины 17 поворачивается на шарнире 13 до взаимодействия его поверхности 15с опорной поверхность. 11 упора 10, фиксируя замкнутое положение челюстей. При повороте рукоятки 7 портив часовой стрелки, происходит поджим челюстей к трубе и передача крутящего момента от рукоятки 7 посредством челюстей 1, 2, и 3 к трубе. При поджиме челюстей образуется зазор е между опорными поверхностями 11 и 15. При ослаблении поджима челюстей к трубе для обеспечения поворота ключа относительно трубы и захвата ключом другого участка трубы зазор е выбирается, а челюсти 1, 2 и 3 удерживаются в замкнутом положении за счет взаимодействия опорных поверхностей 11 и 15. При этом обеспечивается надежный контакт опорных поверхностей 11 и 15 за счет исключения возможности приложения к рычагу крутящего момента от силы нормального давления упора на рычаг, которая проходит через ось шарнира 13. Надежный контакт опорных поверхностей 11 и 15 сохраняется за счет ограничения перемещения плеча 14 ограничителем 18.
Для раскрытия ключа поворачивают рычаг 12, сжимая пружину 17, и отводят его опорную поверхность 15 от опорной поверхности 11, освобождая челюсти, которые поворачиваются на шарнирах 4, 5 и 6.
Таким образом, предлагаемый ключ обеспечивает возможность поворота ключа с замкнутыми челюстями относительно трубы для повышения удобства эксплуатации, безопасности и производительности работы.