ШТАНГОВЫЙ БЕЗОПАСНЫЙ КЛЮЧ

Полезная модель относится к области добычи нефти, а именно к средствам механизации спуско-подъемных операций, связанных с насосными штангами.
Известны механизмы для ручного и механизированного (автоматического) свинчивания и развинчивания насосных штанг - шарнирный ключ и глухой ключ (Подземный ремонт скважин, А.Г.Молчанов, издательство «НЕДРА», Москва, 1986 г., стр.67). Шарнирный ключ состоит из шарнирно соединенных челюстей с прямоугольным зевом и рукояткой, глухой ключ имеет неподвижное соединение челюсти и рукоятки.
При работе ключом штангу захватывают за квадрат и, вращая ее, свинчивают или отвинчивают. Ключи изготавливаются одинаковыми для штанг всех диаметров и отличаются друг от друга только размерами зева в челюсти ключа.
Также известен ключ штанговый КШЭ (Оборудование и инструмент для ремонта скважин Е.И.Бухаленко, В.Е.Бухаленко, Москва «Недра» 1991 г. стр.155-157). Он состоит из блока управления и специального штангового элеватора.
Блок вращателя представляет собой редуктор с прямозубчатыми колесами. К одному концу быстроходного вала редуктора при помощи полумуфты присоединен электродвигатель, на другой конец вала при помощи шлицев устанавливают маховик для получения необходимого крутящего момента для свинчивания и развинчивания резьбовых соединений насосных штанг.
На большом колесе приварено водило. Откидная вилка на втулке корпуса выполняет роль второго элеватора и служит для удержания колонны штанг на весу в процессе подъема или спуска. В корпусе пьедестала имеется
два винта для крепления ключа КШЭ на устьевой муфте.
Ключ можно устанавливать на муфтах для труб диаметром 73 и 89 мм, при наличии муфты на трубы диаметром 60 мм необходима вставка.
Принцип работы ключа заключается в следующем. После посадки колонны штанг на откидную вилку, на квадрат нижней штанги устанавливают стопорный ключ, на квадрат верхней штанги - штанговый ключ КШН (ключ штанговый нормальный - А.Д.Амиров, С.Т.Овнатанов, А.С.Яшин «Капитальный ремонт нефтяных и газовых скважин», Москва «Недра», 1975 г., стр.131). Затем включением электродвигателя осуществляют свинчивание или развинчивание штанг в зависимости от выполнения технологического процесса.
При эксплуатации данного штангового ключа имеются существенные недостатки, а именно штанговый ключ закреплен на квадратном сечении насосной штанги не под углом 90°, а несколько меньшем, так как под своим весом штанговый ключ провисает. В связи с тем, что момент вращения водила предается на рукоятку ключа неравномерно, возникает вероятность соскальзывания штангового ключа с насосной штанги. Соскальзывание штангового ключа может привести к тому, что насосная штанга останется не закрученной по резьбе при операции свинчивания. При эксплуатации штанговых насосов не доворот насосных штанг может привести к преждевременным подземным ремонтам, которые возникнут в результате отворота насосных штанг и прекращения работы штангового насоса.
Соскальзывание штангового ключа с насосной штанги и его вылета на рабочую площадку, где располагается персонал бригады подземного ремонта скважин, может также привести к травмированию людей.
Ставится техническая задача - повышение надежности эксплуатации штангового ключа для свинчивания и развинчивания резьбовых соединений насосных штанг.
Для достижения поставленной цели, предлагается конструкция
штангового безопасного ключа (ШБК), которая содержит головку коробчатой формы с пазом под насосную штангу, вертикальную скобу, препятствующую соскальзыванию штангового безопасного ключа с насосных штанг в вертикальном направлении, предохранительной защелки предотвращающую произвольный выход ключа из зацепления с насосной штанги в горизонтальном направлении.
Использование вертикальной скобы и предохранительной защелки позволяет жестко закрепить штанговый ключ на квадратном сечении насосных штанг и препятствует его смещению.
Данная конструкция штангового безопасного ключа (ШБК) позволяет установить ключ под углом 90° относительно оси насосной штанги и обеспечить постоянный размер плеча приложения усилия свинчивания.
На фиг.1 и 2 чертежа показан штанговый безопасный ключ (ШБК) в двух проекциях.
Штанговый безопасный ключ (ШБК) 2 содержит головку коробчатой формы 3, с пазом под насосную штангу 1. Ключ 2 фиксируется на квадратном сечении насосных штангах 1 посредством защелки 5, которая предотвращает произвольный выход ключа 2 из зацепления с насосной штангой 1. Вертикальная скоба 4 опирается сводным концом на насосные штанги 1.
При работе ключа 2 насосная штанга 1 заводится в паз головки 3 и фиксируется защелкой 5. При вращении ключа 2 водилом (на фиг. не показан) ключ 2 двигаясь по ходу движения часовой свинчивает насосные штанги 1.