Результат интеллектуальной деятельности: УЗЕЛ РОТОРА ГИДРАВЛИЧЕСКОГО КЛЮЧА

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к техническому оборудованию для капитального ремонта скважин, а именно к устройствам для свинчивания и развинчивания насосно-компрессорных труб.

Известно устройство для зажима трубных элементов, включающее приводную роторную шестерню с внутренней профилированной поверхностью, ролики, сопряженные с данной поверхностью, челюсть с плашкой, при этом приводная роторная шестерня выполнена с разъемом, а внутренняя профилированная поверхность имеет пятигранную обработку, в которую встроена кассета, содержащая верхний и нижний диски с четырьмя зажимными устройствами, каждый из которых состоит из корпуса, связанного с роликовой опорой и челюстью, причем каждый корпус встроен в направляющие кассеты и имеет возможность радиального перемещения при повороте роторной шестерни (патент РФ №2268984).

Основными недостатками данного изобретения являются сложность в изготовлении и ненадежность в эксплуатации.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является ключ трубный, выбранный в качестве прототипа: узел ротора гидравлического ключа, содержащий расположенный в корпусе ключа приводной ротор, имеющий разъем, ролики, контактирующие с приводным ротором и с разрезной втулкой и установленными в ней челюстями с плашками (патент на изобретение РФ №2328587).

Недостатками такой конструкции являются необходимость перестановки деталей ротора - челюстей для изменения направления вращения (свинчивания, развинчивания), а также невысокая надежность зацепления трубы.

Задачей изобретения является повышение надежности работы устройства и повышение производительности за счет уменьшения количества перенастроек при работе с трубами с одновременным упрощением в эксплуатации.

Техническая задача достигается за счет того, что узел ротора гидравлического ключа, содержащий расположенный в корпусе ключа приводной ротор, имеющий разъем, ролики, контактирующие с приводным ротором и с разрезной втулкой с установленными в ней челюстями с плашками, отличается тем, что узел снабжен двумя подвижными челюстями с плашками, зеркально расположенными симметрично относительно оси разрезной втулки с неподвижной челюстью, причем подвижные челюсти имеют профильные криволинейные выгнутые и вогнутые поверхности, контактирующие с роликами.

Выполнение подвижных челюстей с плашками с профильной криволинейной поверхностью, взаимодействующей через ролики с приводным ротором обеспечивает надежное зацепление плашек с трубой. При свинчивании и развинчивании колонны труб работают с роликами разные криволинейные поверхности подвижных челюстей, поэтому не требуется остановка устройства для перестановки челюстей для изменения вращения, что приводит к повышению производительности. Наличие двух подвижных челюстей с плашками и неподвижной челюсти с двумя плашками способствует надежному зацеплению трубы. Предлагаемое устройство с двумя подвижными челюстями значительно упрощает условия эксплуатации.

Приведенные выше отличительные признаки являются новыми по сравнению с прототипом, поэтому изобретение соответствует критерию «новизна».

Патентные исследования показали, что в изученном уровне техники отсутствуют аналогичные технические решения, т.е. заявляемое техническое решение не следует явным образом из изученного уровня техники и, таким образом, соответствует критерию «изобретательский уровень».

Данное техническое решение может быть воспроизведено промышленным способом, следовательно, оно соответствует критерию «промышленная применимость».

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором показан узел ротора гидравлического ключа в разрезе.

Узел ротора гидравлического ключа содержит приводной ротор 1, ролики 2, 3, 4, 5, разрезную втулку 6 и установленные в нем неподвижную челюсть 7 с плашками 8 и подвижные челюсти 9 левая и 10 правая с плашками 8. Приводной ротор 1 имеет разъем и взаимодействует с роликами 2, 3, 4, 5, которые взаимодействуют с другой стороны с разрезной втулкой 6. Подвижные челюсти 9 и 10 установлены зеркально-симметрично относительно оси разрезной втулки 6 и неподвижной челюсти 7. Подвижные челюсти 9 и 10 имеют профильные криволинейные выгнутые 11 и 12 поверхности и вогнутые 13 и 14 поверхности, контактирующие с роликами 2, 3, 4, 5.

Устройство работает следующим образом.

Гидравлический ключ подвешивается над устьем скважины и подводится к колонне труб. Поданная в гидромотор гидравлическая энергия преобразуется в механическую энергию, которая кинематически передается на приводной ротор 1, роликам 2, 3, 4, 5, разрезной втулке 6, подвижным челюстям 9 и 10. Ролики 2, 3, 4, 5, перемещаясь по криволинейным поверхностям подвижных челюстей 9 и 10, поворачивают их до соприкосновения с трубой. При развинчивании челюсть правая 10 поворачивается в результате взаимодействия ролика 3 с поверхностью 12, а челюсть левая 9 в результате взаимодействия ролика 2 с поверхностью 13. При свинчивании ролик 4 взаимодействует с поверхностью 11 челюсти левой 9, а ролик 5 с поверхностью 14 челюсти правой 10. Таким образом, при развинчивании и свинчивании колонны труб работают разные поверхности подвижных челюстей, поэтому не требуется остановка для перестановки челюстей для изменения вращения. Наличие двух подвижных челюстей и неподвижной челюсти обеспечивает захват трубы четырьмя плашками.

Предлагаемое устройство позволяет произвести надежный захват трубы при свинчивании и развинчивании. Кроме того, применение данного устройства позволяет сократить число операций, а значит и времени, по перенастройке ключа, т.е. деталей узла ротора, что обеспечивает повышение производительности. Устройство достаточно просто в эксплуатации.