ПЛАШКА

Полезная модель относится к нефтепромысловому оборудованию, а именно к деталям приспособлений для фиксации труб в челюстях ротора реверсивного гидравлического ключа, предназначенного для быстрого, безопасного, точного свинчивания и развинчивания бурильных труб при спускоподъемных операциях.
Известен патент России на полезную модель №79928, опубликованный 20.01.2009 г. Плашка для фиксации труб, представляющая собой сектор полого цилиндра, имеющий с внешней стороны гладкую поверхность для соединения с поверхностью клина, а на внутренней вогнутой поверхности перпендикулярно образующей расположенные параллельные наклонные зубчатые выступы, для взаимодействия с цилиндрической поверхностью трубы, сталь, из которой изготовлена плашка, содержит бор в соотношении от 0,001 до 0,005% и железо, хром, марганец, никель - остальное.
Недостатком заявленной плашки являются ее наклонные зубчатые выступы, вращение зажимного устройства ключа обеспечивает свинчивание или развинчивание труб в зависимости от того в какую сторону направлены зубчатые выступы, что требует переналадку не реверсивного устройства.
Наиболее близким аналогом, выбранным в качестве прототипа, является патент России на полезную модель №103126, опубликованный 27.03.2011 г. Сухарь для трубозахватных устройств гидравлических ключей, представляющий собой прямоугольную пластину, на одной стороне которой выполнен ряд параллельных зубчатых выступов, грани которых образуют сегмент поверхности тора для взаимодействия с поверхностью трубы, а на боковых выемках расположены отверстия для крепления сухаря в пазах трубозахватного устройства.
Недостатком заявленной плашки является малая площадь охвата трубы зубчатыми выступами, так как зубчатые выступы расположены по внутреннему диаметру тора и не все участвуют в работе по зажиму трубы. Сила от крутящего момента, который развивает ключ и который реализуется на плашке, распределяется только на часть зубчатых выступов, в результате чего эти зубчатые выступа быстрее изнашиваются, а трубы малого диаметра получают деформации.
Задачей заявляемого технического решения является повышение надежности работы ключей с заявленными плашками, в которых уменьшен износ зубчатых поверхностей и уменьшена деформация поверхности труб малого диаметра при максимальном усилии в виде сосредоточенного давления на поверхности трубы.
Технический результат достигается тем, что в плашке для трубозахватных устройств гидравлических ключей представляющей собой сектор полого цилиндра, имеющий с внешней стороны гладкую поверхность для соединения с поверхностью челюстей, а на внутренней вогнутой поверхности которого выполнены параллельные зубчатые выступы, грани которых образуют сегмент поверхности тела вращения, для взаимодействия с цилиндрической поверхностью трубы, согласно полезной модели, грани зубчатых выступов образуют сегмент поверхности цилиндра для взаимодействия с поверхностью трубы, зубчатые выступы ориентированы к центру трубы, при этом угол между соседними гранями зубчатых выступов α, угол между осями симметрии соседних впадин, проходящими через центр трубы, β, кроме того, плашка изготовлена из стали 18ХГТ.
За счет того, что грани зубчатых выступов образуют сегмент поверхности цилиндра для взаимодействия с поверхностью трубы, зубчатые выступы ориентированы к центру трубы, при этом угол между соседними гранями зубчатых выступов α, угол между осями симметрии соседних впадин, проходящими через центр трубы β, кроме того, плашка изготовлена из стали 18ХГТ, повышается надежность работы ключей с заявленными плашками, в которых уменьшен износ зубчатых поверхностей и уменьшена деформация поверхности труб малого диаметра при максимальном усилии в виде сосредоточенного давления на поверхности трубы.
Таким образом, совокупность заявляемых признаков позволяет повысить надежность работы ключей с заявленными плашками, в которых уменьшен износ зубчатых поверхностей и уменьшена деформация поверхности труб малого диаметра при максимальном усилии в виде сосредоточенного давления на поверхности трубы.
Заявляемая плашка обладает новизной, отличаясь от прототипа перечисленными выше признаками, и обеспечивает достижение усматриваемого заявителем технического результата.
Заявляемая плашка может найти применение в нефтепромысловом оборудовании, а именно для фиксации труб в челюстях ротора реверсивного гидравлического ключа, предназначенного для быстрого, безопасного, точного свинчивания и развинчивания бурильных труб при спускоподъемных операциях.
Сущность заявляемой плашки поясняется чертежами, где представлены:
на фиг. 1 - общий вид плашки в аксонометрии;
на фиг. 2 - то же, вид сбоку слева;
на фиг. 3 - то же, вид сверху в разрезе.
Плашка для трубозахватных устройств гидравлических ключей представляет собой прямоугольный сектор 1 полого цилиндра, имеющий с внешней стороны гладкую поверхность 2 для соединения с поверхностью челюстей (на фиг. не показана), а на внутренней вогнутой поверхности 3 перпендикулярно образующей трубы расположенные параллельные зубчатые выступы 4 для взаимодействия с цилиндрической поверхностью трубы. Грани зубчатых выступов образуют сегмент поверхности цилиндра для взаимодействия с поверхностью трубы. Внутренний диаметр сегмента соответствует наружному диаметру захватываемой трубы, в примере исполнения приведены расчетные величины для труб диаметром 60 мм и 73 мм. Число зубцов плашки 120 и 96 соответственно. Зубчатые выступы 4 ориентированы к центру трубы, при этом угол между соседними гранями зубчатых выступов 4 в примере исполнения α=70 градусам, угол между осями симметрии соседних впадин, проходящими через центр трубы β=7 градусов 30 минут. Плашка изготовлена из стали 18ХГТ ГОСТ 4543-71, цементация глубиной 0,6-1,0 мм и твердостью HRC 55-60.
Устройство работает как реверсивное следующим образом. В процессе работы реверсивной челюсти, труба плашками в количестве 3 штук сжимается от воздействия подаваемого давления, определяющего крутящий момент свинчивания, (развинчивания), при этом внутренняя зубчатая поверхность плашки реверсивной челюсти прижимается к трубе первоначально одним рядом зубчатых выступов 4, по мере прокатывания ролика по наружной поверхности челюсти, а затем последовательно всеми зубчатыми выступами 4, в примере исполнения рассматриваются трубы диаметром 60 и 73 мм, распределяя это давление в итоге равномерно по площади соприкосновения всех трех плашек с трубой. Расчетная максимальная сила давления на трубу порядка 12000 кг, при допустимой глубине врезания зубчатых выступов 0,4-0,6 мм, при расчетной площади контакта плашек с трубами соответственно (прямоугольных секторов 1) - 4478 мм кв. и 4486 мм кв.
Вращение зажимного устройства ключа в зависимости от установленного направления обеспечивает свинчивание или развинчивание труб с большей износостойкостью зубчатых выступов 4 и меньшей деформацией труб.
Заявляемая полезная модель повышает надежность работы ключей. Применение заявленных плашек уменьшает износ зубчатых поверхностей и уменьшает деформацию поверхности труб малого диаметра при максимальном усилии в виде сосредоточенного давления на поверхности трубы, за счет того, что, грани зубчатых выступов образуют сегмент поверхности цилиндра для взаимодействия с поверхностью трубы, зубчатые выступы ориентированы к центру трубы, при этом угол между соседними гранями зубчатых выступов α, угол между осями симметрии соседних впадин, проходящими через центр трубы β, кроме того, плашка изготовлена из стали 18ХГТ.