Машинный ключ для бурильныхи обсадных труб

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (i ц 793746

Союз Соьзтскик

Сопиалистическик

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 23.02.79 (21) 2729885/25-28 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 07.01.81. Бюллетень ¹ 1 (45) Дата опубликования описания 07.01.81 (51) М. Кл.з

В 25В 13!50

Государственный комитет (53) УДК 621.883 (088.8) по делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

А. Г. Шестов, Л. П. Пешков, Г. И. Зубарев и В. А. Корнеева (71) Заявитель

Всесоюзный научно-исследовательский и проектноконструкторский институт нефтяного машиностроения (54) МАШИННЫЙ КЛЮЧ ДЛЯ БУРИЛЬНЫХ И ОБСАДНЫХ

ТРУБ

Изобретение относится к буровой технике, а именно к механизмам для свинчивания и развинчивания колонны труб при спуско-подъемных операциях в процессе бурения скважин.

Известен машинный ключ для бурильных и обсадных труб, содержащий рычаг с закрепленными на нем тяговым и страховым канатами, шарнирно соединенные с ним и между собой захватные звенья с зубьями на их торцах, и подпружиненную собачку

И. г1едостатком указанного ключа является плохая равномерность прилегания зубьев захватных звеньев к трубе.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является машинный ключ для бурильных и обсадных труб, содержащий рычаг с закрепленными на нем тяговым и страховым канатами, имеющий продольный паз, шарнирно соединенные с рычагом и между собой захватные звенья с зубьями, шарнир одного из звеньев взаимодействует с продольным пазом рычага, и подпружиненную в осевом направлении собачку (2).

Недостаток этого ключа заключается в росте усилий прижима захватных звеньев к трубе с одновременным увеличением крутящего момента, что приводит к усиленному прижиму захватных звеньев и к необходимости увеличения их прочности. Это снижает долговечность ключа и повышает опас5 ность травматизма при его работе.

Цель изобретения — уменьшение нагружения захватных звеньев при передаче максимальных моментов затяжки и повышение надежности.

1о Это достигается тем, что ключ снабжен сегментным ограничителем поворота рычага, шарнирно установленным одним концом в одном из захватных звеньев, выполненным с клиновидным пазом, взаимодействующим

15 с рычагом через выступ на его поверхности. г1а фиг. 1 изображен предлагаемый ключ; на фиг. 2 — разрез А — А фиг. 1.

Ыашинныи ключ для бурильных и обсадных труб содержит рычаг l с закрепленными на нем тяговым 2 и страховым 3 канатами, выполненный с продольным пазом 4, шарнирно соединенные с рычагом 1 и между собой захватные звенья 5 — 8 с зубьями на их торцах, шарнир 9 звена 5 взаимодействует с продольным пазом 4 рычага, и подпружиненную собачку 10.

Ключ снабжен сегментным ограничителем

11 поворота рычага 1, установленным с помощью шарнира 12 одним концом в захватном звене 8, а другим — в зазоре а, обра793746

i)

l0

55 зованным торцом рычага 1 и захватным звеном 5, и выполненным с клиновидным пазом 13, взаимодействующим с выполненным на торце рычага 1 ответным клиновидным выступом 14. Рычаг 1 соединен с захватным звеном 8 с помощью шарнира 15.

Ключ работает следующим образом.

11осле надевания ключа на трубу с помощью собачки 10 к тяговому канату 2 прикладывается усилие, и захватные звенья

5 — 8 начинают затягиваться на трубе. Влагодаря продольному пазу 4 рычага 1 захватное звено 5 устанавливается относительно трубы концентрично и неподвижно.

«Затяжка» возможна в результате перекатывания захватного звена Ь вокруг его зубьев. 11ри этом за счет упругих деформаций и внедрения зубьев шарнир 15, описывая окружность с центром на зубчатой поверхности звена 8, приближается к трубе до тех пор, пока сегментный ограничитель 11 не упрется в торец захватного звена 5, т. е. зазор а не станет равным нулю.

Клиновидный выступ 14 рычага 1 плотно входит в клиновидный паз 13 сегментного ограничителя 11, и сила трения, возникающая в клиновом сопряжении, резко затормаживает дальнейший поворот рычага относительно захватных звеньев, так как угол клина выоран малым и равен 30 . Г1ока существует зазор а, ключ работает как обыкновенный машинный ключ, который характеризуется большими передаточными отношениями их захватных звеньев, т. е. большими усилиями прижима захватных звеньев к труое по отношению к усилению на тяговом канате.

llри раооте ключа необходимо выделить два этапа.

l. 11рижим захватных звеньев ключа к

rpyue при большом передаточном отношении рычажной системы и относительно малом крутящем моменте.

lip этом кратность усилий прижима краинего захватного звена 5 к усилию на тяговом канате 2 достигает 50. На этом этапе происходит внедрение зубьев захватных звеньев в тело трубы на определенную величину, ооеспечивающую необходимое сцепление для передачи крутящего момента. 11ервыи этап заканчивается возникновением плотного контакта между клиновидным выступом 14 и клиновидным пазом 13 сегментного ограничителя 11 и ограничением поворота рычага 1 относительно захватных звеньев.

II. После вступления в контакт клиновидного сопряжения паза 13 и выступа 14 сегментный ограничитель 11 упирается в торец крайнего захватного звена 5, и дальнейший поворот рычага 1 относительно звеньев заторможен вследствие больших сил трения, возникающих из-за малого угла на поверхностях клиновидного сопряжения паза 13 и выступа 14.

Известные машинные ключи обеспечивают интенсивность прижатия захватных звеньев к трубе, вследствие чего их перетяжка становится небезопасна.

Введение ограничителя затяжки в виде сегмента уменьшает нагружение захватных звеньев при передаче максимальных моментов в 2 раза, что облегчает ключ, повышает его долговечность и удобство работы с ним и исключает травматизм.

Ограничитель затяжки обеспечивает упор рычага примерно при одинаковых нагрузках на тяговом канате независимо от диаметра захватываемой трубы, так как зазор а при переходе на новый диаметр меняется незначительно. Уменьшение нагрузок на захватные звенья повышает надежность ключа. Это исключает потери времени, связанные с простоями при замене вышедших из строя деталей ключа, которые достигают

2 — 3 ч.

Формула изобретения

Машинный ключ для бурильных и обсадных труб, содержащий рычаг с закрепленными на нем тяговым и страховым канатами, имеющий продольный паз, шарнирно соединенные с рычагом и между собой захватные звенья с зубьями, шарнир одного из звеньев взаимодействует с продольным пазом рычага, и подпружиненную в осевом направлении собачку, отличающийся тем, что, с целью уменьшения нагружения захватных звеньев при передаче максимальных моментов затяжки и повышения надежности, он снабжен сегментным ограничителем поворота рычага, шарнирно установленным одним концом в одном из захватных звеньев, выполненным с клиновидным пазом, взаимодействующим с рычагом через выступ на его поверхности.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Composite catalog of oil field eguipment

and services, 1976 — 1977, ч. 1, с. 1000 — 1003.

2. Там же, ч. 1, с. 1004 — 1006 (прототип), 793746

Заказ 212/16 Изд. ¹ 166 Тираж 1090 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова. 2

Составитель И. Лихачев

Редактор М. Стрельникова Техред В. Серякова по&риугпо

QZZZD бБ2 2КЗ

Фиг. 2

Корректоры: А. Степанова и Л. Орлова