КЛЮЧ МАШИННЫЙ ТРУБНЫЙ СО СМЕННЫМИ ЧЕЛЮСТЯМИ И СМЕННЫЕ ЧЕЛЮСТИ ДЛЯ НЕГО

Полезная модель относится к буровому оборудованию, в частности ключу машинному трубному со сменными челюстями, и может быть использована для работы с трубами нефтяного сортамента при ведении спуско-подъемных работ в бурении, капитальном ремонте скважин, геологоразведочных работ.
Из уровня техники известен ключ для свинчивания и развинчивания труб, содержащий рычаг и две группы челюстей, одна из которых шарнирно установлена на оси поворота рычага, а вторая - на дополнительной оси, расположенной на рычаге, зубчатую челюсть, соединенную шарнирно с одной из групп челюстей и снабженную выступом, поверхность которого взаимодействует с трубой в закрытом положении ключа. Поверхность выступа, взаимодействующая с трубой, расположена на торце выступа (RU 83281, 27.05.2009).
Известны клещи для бурильных труб, в которых поворотные штифты для челюсти буровых труб гаечных ключей формируются без резьбы, так, чтобы они могли быть перфорированными, а их концы утоплены или потоплены в боковых гранях челюсти, осевое смещение оси вращения каждого предотвращено стопорным кольцом, разделены кольцом, или центральной пластиной, которая крепится на оси вращения (GB 668427, 19.03.1952).
Наиболее близким аналогом к предложенной полезной модели является ключ для захвата трубчатого элемента, содержащий рычаг, большую челюсть, малую челюсть, оснащенных плашками, защелки и сменную челюсть (US 6571667, 03.06.2003).
Из указанного выше источника известны сменная челюсть и соединительная челюсть.
Недостатками аналога являются то, что для получения большого диапазона захвата диаметров труб необходимо множество сменных челюстей, что увеличивает трудозатраты по обслуживанию и эксплуатации.
Задача, на решение которой направлена предложенная полезная модель, заключается в создании ключа машинного трубного со сменными челюстями и сменных челюстей для него, которые исключали бы указанные выше недостатки.
Технический результат, достигаемый при реализации данной полезной модели, заключается в:
- повышении дискретности настройки ключа на рабочий диаметр труб, а следовательно оптимизация механизма усиления в ключе, что является следствием увеличения срока службы изделия в целом;
- расширении диапазона схватывания рабочих диаметров труб одной сменной челюстью, соединительной челюстью и в целом всего ключа;
- повышении работоспособности ключа при эксплуатационном износе всех звеньев ключа или при случае перегрузки, растяжки звеньев ключа;
- сокращении количества сменных челюстей для схватывания диапазона рабочих диаметров труб 73-451 мм;
- повышении эксплуатационных характеристик при работе с ключом обслуживающего персонала;
- повышении скорости бурения за счет уменьшения времени переналадки ключа на другой диапазон рабочих диаметров;
- повышении ремонтопригодности ключа;
- снижении трудозатрат при обслуживании ключа.
Заявленный технический результат достигается в ключе машинном трубном, содержащем рычаг, на одном конце которого шарнирно установлены большая челюсть с защелкой и малая челюсть, комплект сменных челюстей и соединительную челюсть, при этом одна из комплекта сменная челюсть имеет серповидную форму, выполненную с фиксаторами на одном конце для взаимодействия с защелкой, а на другом - с проушиной с тремя отверстиями для соединения с малой челюстью, а другая сменная челюсть выполнена с возможностью соединения с соединительной челюстью, имеющую на одном конце проушину с тремя отверстиями.
Большая челюсть и малая челюсть выполнены с плашками.
На другом конце рычага расположены серьги для крепления тягового и страховочного канатов.
Серьги на конце рычага установлены при помощи пальцев, зафиксированных гайками.
Рычаг связан с узлом подвески.
Фиксаторы представляют собой две параллельные друг другу пластины с зубьями.
Соединительная челюсть выполнена в виде изогнутого звена, имеющую на одном концов проушину с одним отверстием для соединения со сменной челюстью, при этом проушина переходит в параллелепипедную часть с опорной плоской поверхностью, переходящей в центральную часть, имеющую в поперечном сечении двутавровую форму и примыкающую к проушине с тремя отверстиями для соединения с малой челюстью.
К центральной части соединительной челюсти примыкает П-образная рукоятка.
Серповидная форма сменной челюсти имеет угол изогнутости менее 90°.
Указанный технический результат достигается в сменной челюсти ключа машинного трубного, выполненной серповидной формы, имеющей на одном конце фиксаторы для взаимодействия с защелкой, а на другом - проушину с тремя отверстиями для соединения с малой челюстью или соединительной челюстью.
Фиксаторы представляют собой две параллельные друг другу пластины с зубьями.
Сменная челюсть связана с малой челюстью или соединительной челюстью посредством соединительного пальца.
Серповидная форма имеет угол изогнутости менее 90°.
Данный технический результат достигается в соединительной челюсти ключа машинного трубного, выполненной с проушиной с тремя отверстиями на одном конце.
Соединительная челюсть выполнена в виде изогнутого звена, имеющую на одном из концов проушину с одним отверстием для соединения со сменной челюстью, при этом проушина переходит в параллелепипедное тело с опорной плоской поверхностью, переходящей в центральную часть, имеющую в поперечном сечении двутавровую форму и примыкающую к проушине с тремя отверстиями для соединения с малой челюстью.
К центральной части соединительной челюсти примыкает П-образная рукоятка.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен ключ машинный трубный, вид сбоку; на фиг. 2 - ключ машинный трубный, вид сверху; на фиг. 3 - сменная челюсть серповидной формы; на фиг. 4 - разрез А-А по фиг. 3; на фиг. 5 - разрез Б-Б по фиг. 3; на фиг. 6 - разрез В-В по фиг. 3; на фиг. 7 - соединительная челюсть; на фиг. 8 - разрез Г-Г по фиг. 7; на фиг. 9 - разрез Д-Д по фиг. 7; на фиг. 10 - разрез Е-Е по фиг. 7.
Одной из важных технических характеристик машинных ключей является диапазон захватываемых диаметров труб, что достигается конструированием соответствующего количества сменных челюстей, которыми комплектуется ключ.
Одним из показателей оценки конструктивной эффективности машинных ключей является количество сменных челюстей, участвующих в захвате определенного диапазона захватываемых труб.
Меньшее количество сменных челюстей понижает себестоимость изготовления изделия, повышает удобство работы с ключом в условиях буровой, понижает затраты по обслуживанию ключа, уменьшает время настройки ключа на соответствующий диаметр труб, тем самым повышает скорость бурения.
Ключ машинный трубный состоит из рычага 1, большой челюсти 2 с защелкой 5, малой челюсти 3, оснащенных плашками 4, серёг 6, установленных на конце рычага 1 при помощи пальцев 7, зафиксированных гайками 8, узла подвески 9, одной и более сменной челюсти.
Для увеличения диапазона захвата ключом диаметров труб одна из сменных челюстей 10 имеет равнопрочную, симметричную в плоскости действия рабочих нагрузок серповидную форму (конструкцию), имеющую на одном конце фиксаторы (две пластины 22 с зубьями 21), а с другого конца проушину 25 с тремя отверстиями 26 под соединительный палец.
Серповидная форма сменной челюсти имеет угол 19 изогнутости менее 90°, с плавными сопрягающимися гранями поверхностей геометрических тел, имеющую центральную симметрию 28 в плоскости перпендикулярной оси цилиндрического отверстия 20.
Основные конструктивные элементы сменной челюсти 10: симметрично расположенные две пластины 22 с зубьями 21, контурные фигуры которых выполненные в виде зубчатых выступов и переходящие в пирамидообразную часть, плоская грань 23 которой опирается на тело трубы и соединяющийся с частью в виде двутаврового сечения 24, примыкающей к проушине 25 с тремя (цилиндрическими) отверстиями 26 под соединительный палец. К части двутаврового сечения 24 примыкает П-образная рукоятка 27.
Кроме того для ещё большего увеличения диапазона захвата ключом труб большого диаметра другая сменная челюсть (не показано) соединяется с соединительной челюстью 13, выполненную в виде равнопрочной, симметричной в плоскости действия рабочих нагрузок конструкцию в виде изогнутого звена (рычага, тяги), имеющего на одном конце проушину с одним отверстием 15 под соединительный палец, а на другом - проушину с тремя отверстиями 12 под соединительный палец.
Конструкция в виде изогнутого звена выполнена с плавными сопрягающимися гранями поверхностей геометрических тел, имеющая центральную симметрию 11 в плоскости перпендикулярной оси (цилиндрических) отверстий 12.
Основные конструктивные элементы соединительной челюсти 13: (центральная) проушина 14 с одним отверстием 15 под соединительный палец, переходящая в параллепипедную часть (тело) с опорной плоской поверхностью 16, переходящей в центральную часть, имеющую в поперечном сечении двутавровую форму 17 и примыкающую к проушине 14 с тремя отверстиями 12 для соединения с малой челюстью 3. К центральной части соединительной челюсти 13 примыкает П-образная рукоятка 18.
При зажиме трубы малого диаметра используют большую челюсть и малую челюсть, соединенную посредством соединительного пальца с одной из сменных челюстей (не показано), выполненную Г-образной формы и имеющую с одного конца зубья, а с другой - проушину с тремя отверстиями. Для увеличения диапазона захвата ключом диаметров труб меняют сменную челюсть Г-образной формы на сменную челюсть с серповидной формой, которая при помощи отверстий и соединительного пальца присоединяется к малой челюсти. Большая челюсть и малая челюсть со сменной челюстью серповидной формы заводятся вокруг трубы, при этом фиксаторы сменной челюстью взаимодействуют с защелкой большой челюсти. За счет серповидной формы сменной челюсти происходит плотный обхват трубы, а за счет трех отверстий сменной челюсти может быть увеличен диапазон захвата диаметра труб.
Для захвата ключом труб большого диаметра между сменной челюстью Г-образной формы и малой челюстью размещают соединительную челюсть. Данный диапазон можно менять за счет отверстий в сменной челюсти и соединительной челюсти, уменьшая или увеличивая диапазон, что позволяет уменьшить использование количества (комплекта) сменных челюстей, понижает себестоимость изготовления изделия, повышает удобство работы с ключом в условиях буровой, понижает затраты по обслуживанию ключа, уменьшает время настройки ключа на соответствующий диаметр труб, тем самым повышает скорость бурения.