ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ КЛЮЧ ДЛЯ СВИНЧИВАНИЯ И РАЗВИНЧИВАНИЯ ТРУБ

Полезная модель относится к области гидрофицированного (гидроприводного) нефтяного технологического оборудования и может быть использована для механизации процессов соединения (свинчивания) и разъединения (развинчивания) бурильных и насосно-компрессорных труб (НКТ) при капитальном и подземном ремонте скважин.
Известен гидравлический ключ для свинчивания и развинчивания труб [Авторское свидетельство СССР №832041, МПК Ε21В 19/16. БИ, 1981, №19.], содержащий односекционный гидромотор с выходным валом, кинематически связанным с трубозажимным механизмом, гидрораспределитель с первой и второй секциями, выполненными с возможностью позиционирования золотников в положениях «прямой ход», «обратный ход» и «холостой ход», компенсатор, выполненный на основе гидроцилиндра и кинематически связанный с трубозажимным механизмом, соединенные последовательно предохранительный и обратный клапаны и включенный параллельно им подпорный клапан, при этом первая секция гидрораспределителя соединена с напорной и сливной магистралями и магистралями гидромотора, вторая секция гидрораспределителя подключена к напорной и сливной магистралям и магистрали гидроцилиндра, а подпорный клапан включен между напорной магистралью и магистралью гидроцилиндра.
Недостатком указанного технического решения является невозможность получения на выходном валу гидромотора различных по величине скоростей вращения и крутящих моментов, которые необходимы при выполнении операций свинчивания и развинчивания НКТ.
Наиболее близким по технической сути и достигаемому результату является гидравлический ключ для свинчивания и развинчивания труб [Пат. РФ №39638, опубл. 2004.08.10], содержащий первую секцию гидромотора с выходным валом, гидрораспределитель с первой секцией, выполненной с возможностью позиционирования золотника в положениях "прямой ход" и "обратный ход" и соединенной через первый канал высокого давления, первый дренажный канал и первую пару рабочих каналов соответственно с напорной и сливной магистралями и магистралями первой секции гидромотора, предохранительный клапан, соединяющий напорную и сливную магистрали, кинематически связанные редуктор и ротор с трубозажимным механизмом, а также кинематически связанные стопор и компенсатор, при этом гидромотор и гидрораспределитель снабжены соответствующими вторыми секциями, причем вторая секция гидромотора размещена на выходном валу первой секции гидромотора и выполнена с рабочим объемом, отличным от рабочего объема первой секции гидромотора, вторая секция гидрораспределителя через второй канал высокого давления, второй дренажный канал и вторую пару рабочих каналов соединена соответственно с первым каналом высокого давления, первым дренажным каналом и магистралями второй секции гидромотора, при этом первая и вторая секции гидрораспределителя выполнены с возможностью дополнительного позиционирования золотников в промежуточном положении "холостой ход" и через включенные последовательно пропускные каналы соединены с напорной и сливной магистралями, а редуктор кинематически связан с выходным валом первой секции гидромотора.
Недостатками указанного технического решения являются сложность конструкции и большие габариты устройства, ограниченный диапазон скоростей (крутящих моментов) на выходе и невозможность плавного страгивания из неподвижного состояния выходного вала с последующим увеличением скорости и крутящего момента.
Задачей полезной модели является создание нового гидравлического ключа для свинчивания и развинчивания труб с достижением следующего технического результата: упрощение конструкции и уменьшение габаритов устройства, возможность получения бесступенчатого и более широкого диапазона скоростей (крутящих моментов) на выходе и возможность плавного страгивания из неподвижного состояния выходного вала с последующим увеличением скорости и крутящего момента.
Указанная задача решается тем, в гидравлическом ключе для свинчивания и развинчивания труб, содержащем гидромотор с выходным валом, гидрораспределителем, выполненным с возможностью позиционирования золотника в положениях "прямой ход" и "обратный ход", кинематически связанные редуктор и ротор с трубозажимным механизмом, а также кинематически связанные стопор и компенсатор, согласно полезной модели, гидромотор и гидрораспределитель выполнены односекционными, при этом гидромотор применяют аксиально-поршневой.
Отказ от вторых секций гидромотора и гидрораспределителя позволяет упростить конструкцию и уменьшить габариты устройства. Замена гидромотора на аксиально-поршневой позволяет получать широкий диапазон скорости и момента вращения на выходном валу без необходимости снабжения устройства вторыми секциями гидромотора и гидрораспределителя.
На фиг. 1 представлена гидравлическая схема гидравлического ключа для свинчивания и развинчивания труб.
На фиг. 2 представлена функциональная схема (схема передачи усилий) гидравлического ключа для свинчивания и развинчивания труб.
Гидравлический ключ для свинчивания и развинчивания труб состоит из аксиально-поршневого регулируемого гидромотора 1 с механизмом управления 2, гидрораспределителя 3, редуктора 4, ротора 5, трубозажимного механизма 6, компенсатора 7, стопора 8, валика управления 9, рычага управления 10, предохранительного 11 и редукционного 12 клапанов, нагнетателя 13, приемника 14 рабочей жидкости.
Гидравлический ключ работает следующим образом.
Гидравлический ключ подвешивается на вышке или мачте на канате (на чертеже не показаны) и подводится к трубам 15 и 16 (не входят в состав гидравлического ключа). Приемник рабочей жидкости 14 служит для забора рабочей жидкости. Внешний нагнетатель 13 нагнетает поток рабочей жидкости в напорную магистраль. Энергия потока рабочей жидкости, направленная через гидрораспределитель 3, преобразуется гидромотором 1 во вращательное движение его выходного вала. Вал через редуктор 4 приводит в движение ротор 5, трубозажимный механизм 6 которого обеспечивает захват трубы 15. Другая труба 16 фиксируется посредством стопора 8 гидроключа. Гидрораспределитель 3 управляется позиционированием соответствующего золотника в различных положениях с помощью рычага 10. Рычаг 10 управляет соответствующей секцией гидрораспределителя 3 и, соответственно, гидромотором 1. Гидромотор 1, в зависимости от регулируемого механизмом управления 2 рабочего объема, имеет возможность получения различных скоростей (моментов) вращения ротора 5 с трубозажимным механизмом 6 в одну сторону и аналогично в противоположную сторону.