ЭЛЕВАТОР ТРУБНЫЙ

Изобретение относится к оборудованию, применяемому при подземном ремонте нефтяных и газовых скважин, и используется для захвата колонны насосно-компрессорных труб (НКТ) и удержания ее на весу в процессе спуско-подъемных операций.
Известен элеватор для насосно-компрессорных труб, включающий корпус, захватный узел, состоящий из челюстей и штока, соединенных шарниром, рукоятку с рычагом, один конец которого связан с подпружиненным элементом фиксации, при этом, рукоятка на корпусе установлена неподвижно и в ее стойке размещен элемент фиксации с возможностью взаимодействия с отверстиями, выполненными на штоке и бобышке корпуса, между рычагом и элементом фиксации установлена тяга, которая подпружинена относительно рукоятки и соединена с ними посредством шарниров, причем ось шарнира, связывающего рычаг с тягой, размещена подвижно в пазе, а тяга и рукоятка снабжены упорами, взаимодействующими между собой [1].
Недостатком известного элеватора является сложность формы корпуса, которая может быть изготовлена лишь в литье с возможными скрытыми микродефектами, создающими опасность разрушения корпуса под рабочей нагрузкой и созданием аварийной ситуации на скважине.
Известен элеватор типа ЭТА, принятый в качестве ближайшего аналога, содержащий корпус, изготовленный литьем из стали марки 40ХН, шарнирно соединенный с серьгой, выдвижной захват с поворотными челюстями и поворотную рукоятку, соединенную с замковой поворотной втулкой [2].
Недостатком известного элеватора также является сложность формы корпуса, которая может быть изготовлена лишь в литье с возможными скрытыми микродефектами, создающими опасность разрушения корпуса под рабочей нагрузкой и созданием аварийной ситуации на скважине.
Технической задачей, решаемой полезной моделью, является повышение надежности элеватора за счет упрощения конструкции, обеспечивающей изготовление всех грузонесущих элементов элеватора, включая корпус и механизм захвата, из кованых стальных заготовок.
Поставленная задача решается тем, что элеватор трубный, содержащий грузовую серьгу с шарнирно подвешенным корпусом, снабженным подвижной рукояткой с фиксатором и сменным захватом с поворотными челюстями, сконструирован так, что подвижная рукоятка выполнена с возможностью линейного перемещения, кинематически связана как с фиксатором, так и с поворотными челюстями, при этом в положении «зарыто» рукоятка находится в силовом контакте с поворотными челюстями, кроме того:
рукоятка имеет П-образную форму с плоскими гранями на концах, находящимися в силовом контакте с поворотными челюстями в положении «закрыто»;
рукоятка снабжена кольцевым вырезом, в котором размещен фиксатор;
поверхность кольцевого выреза рукоятки находится в контакте с рабочей поверхностью фиксатора в положении рукоятки «закрыто»;
в положении рукоятки «открыто» рабочая поверхностью фиксатора находится за пределами поверхности кольцевого выреза рукоятки;
сменный захват выполнен в виде основания подковообразной формы с установленными на нем поворотными челюстями для обхвата трубы;
подковообразное основание захвата для крепления к корпусу элеватора имеет два резьбовых отверстия, расположенных под некоторым углом друг к другу;
поворотные челюсти снабжены опорными кулачками с плоскими гранями снаружи, находящимися в силовом контакте с ответными плоскими гранями рукоятки в положении «закрыто»;
поворотные челюсти выполнены в виде кольцевых сегментов, образующих совместно с подковообразным основанием в положении «закрыто» круговую поверхность, соответствующую поверхности охватываемой трубы;
каждый сегмент установлен на подковообразном основании на оси вращения, расположенной между крайними (внутренними и наружными) точками кольцевого сегмента;
в положении «открыто» крайние внутренние точки сегментов располагаются внутри подковообразного основания, а наружные точки сегментов при этом располагаются за его пределами;
корпус и сменный захват с поворотными челюстями изготовлены из кованой стальной заготовки.
Полезная модель поясняется чертежами, где изображены:
На фиг.1 - общий вид элеватора в аксонометрии.
На фиг.2 - общий вид элеватора в ортогональной проекции спереди.
На фиг.3 - общий вид элеватора в ортогональной проекции справа.
На фиг.4 - общий вид элеватора в ортогональной проекции сзади.
На фиг.5 - общий вид сменного захвата с поворотными челюстями в сомкнутом положении.
На фиг.6 - общий вид сменного захвата с поворотными челюстями в разведенном положении.
На фиг.7 - разрез элеватора по А-А в исходном (закрытом) положении с фиксатором, находящимся в контакте с кольцевым вырезом рукоятки.
На фиг.8 - разрез элеватора по А-А в исходном (закрытом) положении с фиксатором, выведенном из контакта с кольцевым вырезом рукоятки.
На фиг.9 - разрез элеватора по А-А в исходном (закрытом) положении с фиксатором, выведенном из контакта с кольцевым вырезом рукоятки, выдвинутой наружу на величину рабочего хода.
На фиг.10 - разрез элеватора по А-А в рабочем (открытом) положении с разведенными в стороны поворотными челюстями.
На фиг.11 - общий вид рукоятки в аксонометрии.
Элеватор содержит корпус 1 шарнирно соединенный с грузовой серьгой 2 при помощи пальцев 3, механизм захвата 4, закрепленный в корпусе 1 при помощи винтов 5, рукоятку 6 и фиксатор 7 с поворотной ручной 8 (фиг.1). Механизм захвата 4 содержит подковообразное основание 9 с поворотными челюстями 10, установленными на осях 11 (фиг.5, 6). Для крепления в корпусе 1 подковообразное основание 9 имеет два резьбовых отверстия 12 выполненных под некоторым углом друг к другу. Каждая поворотная челюсть 10 снабжена кулачком 13 для силового контакта с плоскими гранями 14 на концах рукоятки 6. Для ограничения рабочего хода рукоятка 6 снабжена продольными пазами 15 с установленными в них упорными штифтами 16 (фиг.10, 11). Для фиксации рукоятки 6 в закрытом положении она
снабжена кольцевым вырезом 17, с установленным в нем фиксаторе 7 с поворотной ручкой 8.
Работает элеватор следующим образом.
В исходном положении элеватор закрыт (фиг.7). Поворотные челюсти 10 сомкнуты в кольцо и зафиксированы рукояткой 6, вдвинутой в корпус 1. Сама рукоятка 6 зафиксирована поворотным фиксатором 7, удерживаемым в закрытом положении усилием возвратной пружины (на чертеже не показано).
Для перевода элеватора в рабочее положение необходимо поворотную ручку 8 повернуть на 90 градусов до упора и, удерживая ручку 8, вытянуть рукоятку 6 из корпуса 1 на величину рабочего хода (фиг.9), поворотные челюсти 10 развести на требуемую величину и ввести в захват НКТ. Теперь для захвата трубы достаточно элеватор перемещать к трубе до полного смыкания поворотных челюстей 10. Далее переместить рукоятку 6 внутрь корпуса 1 до упора в штифты 16, блокируя поворотные челюсти 10 в закрытом положении. Поворотный фиксатор 7 под воздействием возвратной пружины (не показано) поворачивается в исходное положение, блокируя рукоятку 6 в закрытом положении. Поворотные челюсти 10 оказываются последовательно заблокированными рукояткой 6 и фиксатором 7.
Для освобождения трубы от элеватора действовать необходимо в обратной последовательности. При этом поворотные челюсти 10 разводятся автоматически при выводе трубы из зоны захвата.
Заявляемый элеватор обладает более высоким уровнем надежности благодаря упрощению конструкции корпуса и изготовлению его из стальной поковки. Удобное расположение рабочих органов и элементов блокировки обеспечивает возможность визуального контроля за их состоянием в процессе эксплуатации элеватора, что позволяет в свою очередь своевременно обнаружить
дефекты и принять необходимые меры по недопущению аварийного падения НКТ.
Источники информации:
1. RU 2099503 С1 Е 21 В 19/06, 20.12.1997 г.
2. Бухаленко Е.И., Бухаленко В.Е. Б 94 Оборудование и инструмент для ремонта скважин: Учеб. Для учащихся профтехобразования и рабочих на производстве. - М.: Недра, 1991 г., стр.157-159.