Элеватор для насосно-компрессорных труб

 

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к устройствам для производства ремонта скважин. Элеватор содержит корпус, захватный узел, состоящий из челюстей и штока, соединенных шарниром. Имеется рукоятка с рычагом управления, установленная на бобышке корпуса неподвижно. Элемент фиксации - палец - взаимодействует с отверстиями, выполненными на штоке и бобышке. В устройстве элемент фиксации - палец - размещен в отверстии, расположенном у основания бобышки корпуса, причем на бобышке между отверстиями и рукояткой выполнен паз, в котором на оси установлен подпружиненный рычаг - коромысло с буртом. Этот рычаг обоими плечами взаимодействует с рычагом управления. Одно плечо рычага, размешенного в пазе, соединено с элементом фиксации - пальцем. Рукоятка выполнена прямой. При открывании элеватора оператор нажимает на рычаг управления, при этом последний взаимодействует с плечами рычага, установленного в пазе бобышки. В результате чего связанный с ним палец фиксатора выходит из зацепления с отверстием штока захватного узла. Далее оператор отводит элеватор от трубы, прилагая усилие к рукоятке. Закрывание элеватора производится в обратном порядке путем упора рукой оператора к его рукоятке. При этом палец фиксатора скользит по поверхности штока до совпадения с его отверстием, после чего под действием подпружиненного рычага входит в отверстие штока и запирает устройство. В закрытом положении элеватора торец рычага управления входит в паз бобышки и находится над буртом рычага - коромысла. Использование изобретения повышает удобство эксплуатации элеватора. 6 ил.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к устройствам для производства ремонта скважин.

Широко известен элеватор для насосно-компрессорных труб, который содержит корпус с упором и размещенный в нем захватный узел, рукоятку фиксации последнего, установленную с возможностью поворота относительно корпуса, а также подпружиненный элемент фиксации, размещенный в верхней части рукоятки и связанный с ним подпружиненный рычаг управления [1].

Основным недостатком данной конструкции является быстрый износ подвижной пары сопряжения "поворотная рукоятка-корпус", что снижает ресурс безопасной работы устройства ввиду снижения надежности фиксации захватного узла в результате указанного износа.

Наиболее близким к настоящему заявляемому устройству по технической сущности и достигаемому результату является элеватор для насосно- компрессорных труб, включающий корпус, захватный узел, состоящий из челюстей и штока соединенных шарниром, установленную неподвижно на бобышке корпуса рукоятку с рычагом управления и элемент фиксации [2].

Недостатком известного элеватора является неудобство в эксплуатации, вызванное сложностью операций по его закрыванию, а также уменьшенной длиной рукоятки.

Задачей изобретения является получение технического результата, выражающегося в устранении недостатков ближайшего аналога, а именно, повышение удобства эксплуатации путем упрощения операций его закрывания, а также путем доведения длины рукоятки до рекомендуемой требованиями эргономики величины.

Технический результат достигается тем, что в элеваторе для насосно-компрессорных труб, включающем корпус, захватный узел, состоящий из челюстей и штока, соединенных шарниром, установленную неподвижно на бобышке корпуса рукоятку с рычагом управления и элемент фиксации, рукоятка выполнена прямой и имеет полость, на штоке выполнено отверстие, в бобышке корпуса - паз и отверстия, элемент фиксации размещен в отверстии бобышки, расположенном у основания бобышки корпуса и взаимодействует о отверстиями штока и бобышки корпуса, паз в бобышке выполнен между отверстием и рукояткой, в пазу на оси установлен подпружиненный рычаг-коромысло с буртом, взаимодействующий обоими плечами с рычагом управления и соединенный одним плечом с элементом фиксации, причем торец рычага управления входит в паз бобышки и в закрытом положении элеватора находится над буртом рычага-коромысла.

Благодаря размещению элемента фиксации у основания бобышки отверстие на штоке, взаимодействующее с элементом фиксации, становится возможным выполнить близко к челюстям захвата, в результате чего даже шток с длиной, размещенной в пределах бобышки, после выдвижения захватного узла в процессе открывания элеватора, остается под элементом фиксации, удерживая его от перемещения вниз. Для закрывания этого устройства достаточно толкнуть его в направлении к захватываемой трубе, при этом элемент фиксации - палец скользит по штоку и в конце со щелчком входит в отверстие штока, фиксируя захватный узел относительно корпуса. А поскольку в описанном устройстве шток не выступает за пределы бобышки, его длина не влияет на габарит элеватора. Кроме того, благодаря размещению плеча рычага, взаимодействующего с элементом фиксации, в пазе, выполненном на бобышке корпуса, стало возможным отказаться от изогнутого участка в верхней части рукоятки и выполнить ее прямой, что позволило увеличить полезную длину последней до нормативных требований. Изложенное свидетельствует, что указанные выше отличительные признаки заявляемого объекта придают ему новые, не присущие аналогу и прототипу свойства, что, на наш взгляд, указывает на соответствие описываемого решения критерию "изобретательный уровень".

На фиг. 1 показан элеватор в закрытом положении, общий вид; на фиг.2 - запорный механизм элеватора в открытом положении, продольный разрез; на фиг. 3 - сечение I-I на фиг.1; на фиг.4 - горизонтальный разрез по A-B-C на фиг. 2; на фиг.5 - сечение II-II на фиг.2; на фиг.6 - разрез по D-E на фиг.2.

Элеватор состоит из корпуса 1, в котором установлены челюсти 2 со штоком 3, соединенные шарнирно с помощью оси 4. На бобышке 5 корпуса 1 неподвижно установлена рукоятка 6. В полости 7 рукоятки 6 и в пазу 8 бобышки 5 размещено плечо рычага-коромысла 9, которое установлено на оси 10 с возможностью поворота под действием пружины 11. Посредством водила 12 рычаг 9 взаимодействует с отверстием 13 фиксирующего элемента - пальца 14, установленного с возможностью поступательного движения в отверстии 15 на бобышке 5 и в сквозном отверстии 16 штока 3. При закрытом положении элеватора фиксирующий элемент - палец 14 находится в отверстии 16 штока 3, как это изображено на фиг. 1. В полости 7 рукоятки 6 на оси 17 установлен рычаг управления 18, подпружиненный пружиной 19. Торец 20 рычага 18 входит в паз 8 бобышки 5 и в закрытом положении элеватора находится над буртом 21 рычага-коромысла 9.

Элеватор работает следующим образом.

Для открывания элеватора оператор прижимает кистью руки рычаг управления 18 к рукоятке 6. При этом движении торец 20 рычага 18 сначала отходит от бурта 21 рычага-коромысла 9, а потом поверхность 22 рычага 18 касается закругленной поверхности 23 на другом плече рычага 9 и поворачивает его относительно оси 10. При этом повороте водило 12, находящееся в зацеплении с отверстием 13 пальца 14, перемещается по пазу 24 бобышки 5 и извлекает палец 14 из отверстия 16 штока 3 вверх. Далее оператор, придерживая рычаг 18 прижатым к рукоятке 6, усилием, прилагаемым к последней, перемещает элеватор от захваченной трубы; при этом узел захвата со штоком 3 выдвигается из корпуса 1, после чего происходит освобождение трубы из элеватора так же, как в известном устройстве, а картина открытого элеватора принимает вид, изображенный на фиг. 2.

Для закрытия элеватора оператор надвигает на трубу, отталкивая рукоятку 6 от себя; при этом узел захвата перемещается в корпус 1, а шток 3 входит в бобышку 5 до совмещения его отверстия 16 с пальцем 14, который скользит по поверхности штока 3. Далее под действием усилия пружины 11, воздействующей на палец 14 через водило 12, палец 14 проходит через отверстие 16 штока 3 и запирает последний относительно бобышки 5. В этом положении узел "палец 14-водило 12-рычаг 9" сам запирается рычагом 18, т.к. последний под действием своей пружины 19 торцом 20 устанавливается над буртом 21 рычага 9, делая невозможным самопроизвольный выход пальца 14 из отверстия 16 штока 3. В таком положении устройство принимает вид, изображенный на фиг.1. Завершение процесса запирания визуально контролируется по выступлению кромки 25 рычага 18 над верхним торцом 26 рукоятки 6 (фиг.1). Кроме того, контроль запирания ведется и на слух, т.к. вход пальца 14 в отверстие 16 штока 3 сопровождается щелчком. В случае отказа пружин устройство сохраняет работоспособность по следующим причинам.

1. Случай - отказ пружины 11 рычага 9. В этом случае поворот рычага 9 в сторону запирания устройства происходит в результате взаимодействия торца 20 с поверхностью 27 рычага 9 в процессе поворота рычага 18 под действием его пружины 19 (фиг. 2), после чего картина закрытого устройства приобретает такой же вид, как на фиг.1.

2. Случай - отказ пружины 19 рычага 18. При этом вход пальца 14 в отверстие 16 происходит под действием усилия пружины 11 рычага 9, а рычаг 18 занимает рабочее положение (над буртом 21 иди поверхностью 27 коромысла 9) под действием собственного веса.

3. Случай - отказ обеих пружин. В принципе, т.е. в условиях отсутствия загрязнений, устройство может оставаться в закрытом положении даже только под действием собственного веса деталей-весов пальца 14, рычага 9 и рычага 18. Благодаря этому снижается вероятность выпадения из элеватора подвешенной в нем трубы при одновременном разрушении обеих пружин, например, под действием низких температур.

Изложенное свидетельствует о значительном резерве надежности устройства, тем более в условиях, когда будет запрещена его эксплуатация уже при поломке одной из пружин механизма запирания.

Источники информации: 1. SU 1218061 A, кл. E 21 B 19/06, 1986.

2. SU 1432184 A1, кл. E 21 B 19/06, 1988.

Формула изобретения

Элеватор для насосно-компрессорных труб, включающий корпус, захватный узел, состоящий из челюстей и штока, соединенных шарниром, установленную неподвижно на бобышке корпуса рукоятку с рычагом управления и элемент фиксации, отличающийся тем, что рукоятка выполнена прямой и имеет полость, на штоке выполнено отверстие, в бобышке корпуса - паз и отверстия, элемент фиксации размещен в отверстии бобышки, расположенном у основания бобышки корпуса и взаимодействует с отверстиями штока и бобышки корпуса, паз в бобышке выполнен между отверстием и рукояткой, в пазу на оси установлен подпружиненный рычаг-коромысло с буртом, взаимодействующий обоими плечами с рычагом управления и соединенный одним плечом с элементом фиксации, причем торец рычага управления входит в паз бобышки и в закрытом положении элеватора находится над буртом рычага-коромысла.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6