Элеватор для насосно-компрессорных и бурильных труб

 

Изобретение относится к бурению и ремонту скважин, а именно к устройствам для проведения спуско-подъемных операций с насосно-компрессорными и бурильными трубами. Элеватор содержит корпус с бобышкой и площадкой, соединенный шарнирно с серьгой пальцами. Челюсти со штоком соединены шарнирно и расположены в корпусе. Запорный механизм выполнен в виде установленной в бобышке с возможностью поворота рукоятки с подпружиненным рычагом. Верхний конец рычага связан с подпружиненным фиксатором, установленным с возможностью взаимодействия с площадкой. Нижний конец рычага выполнен с возможностью взаимодействия с пазом, выполненным в бобышке корпуса. В проточке, выполненной во втулке рукоятки, установлена пружина кручения. Одним концом эта пружина зафиксирована в бобышке винтом, а другим – во втулке рукоятки для принудительного ее перемещения в закрытое положение элеватора. На наружной поверхности втулки рукоятки выполнены два концентрических паза, в которые установлены эластичные уплотнительные кольца, например, из полиуретана. В каждой внешней проушине серьги в зоне верхнего сопряжения серьги и пальца выполнены два одноосных отверстия. В одном из отверстий размещен клин с резьбовой частью. В середине клина выполнен паз со скосом, контактирующим с пазом, выполненным в пальце. На резьбовую часть клина навинчена втулка, размещена в другом одноосном отверстии и застопорена от продольного перемещения в серьге штифтом. Поворотом втулки торцовым ключом по часовой стрелке клин перемещается в положение стопорения пальца. Поворотом втулки против часовой стрелки до упора клин перемещается в положение для демонтажа пальца. Повышается безопасность и увеличивается срок службы. 2 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к бурению и ремонту скважин, а именно к устройствам для проведения спуско-подъемных операций с насосно-компрессорными и бурильными трубами.

Известен элеватор для насосно-компрессорных труб (а.с. 1218061, кл. Е 21 В 19/06, 1986), содержащий корпус с бобышкой и упором, соединенный шарнирно с серьгой пальцами, застопоренными шплинтами с отогнутыми концами, челюсти со штоком, соединенные шарнирно, и запорный механизм в виде установленной в бобышке с возможностью поворота рукоятки с подпружиненным рычагом, верхний конец которого связан с подпружиненным фиксатором, установленным с возможностью взаимодействия с упором, а нижний конец рычага выполнен с возможностью взаимодействия с пазом, выполненным в бобышке корпуса.

Однако в таком элеваторе отсутствует надежный механизм закрытия элеватора и его контроля, в результате чего допускается самопроизвольное раскрытие его даже при незначительном времени эксплуатации.

Известен наиболее близкий к изобретению элеватор для насосно-компрессорных и бурильных труб (RU 2123572 C1, кл. 6 Е 21 В 19/06, 27.08.96), содержащий корпус с бобышкой и площадкой, соединенный шарнирно с серьгой пальцами, застопоренными шплинтами с отогнутыми концами, челюсти со штоком, соединенные шарнирно, и запорный механизм в виде установленной в бобышке с возможностью поворота рукоятки с подпружиненным рычагом, верхний конец которого связан с подпружиненным фиксатором, установленным с возможностью взаимодействия с площадкой, а нижний конец рычага выполнен с возможностью взаимодействия с пазом, выполненным в бобышке корпуса, на которой установлена пружина кручения, одним концом закрепленная на бобышке, а другим - на рукоятке, для принудительного ее перемещения в закрытое положение элеватора.

Однако в таком элеваторе пружина кручения, расположенная на бобышке корпуса, небезопасна в открытом положении элеватора, когда возможно защемление рукавиц оператора между витками пружины; пружина кручения не защищена от внешнего воздействия (ударов), например, при транспортировке, что может привести к ее повреждению; при длительной эксплуатации в зазор между бобышкой и втулкой рукоятки попадает грязь с абразивными частицами, приводящая к интенсивному износу их контактных поверхностей по периферии с последующим возникновением люфта, выходу из зацепления фиксатора запорного механизма с площадкой и самопроизвольному раскрытию элеватора при проведении спуско-подъемных операций; стопорение пальцев в серьге шплинтами ненадежно, при одевании штропов на серьгу требуется частая переустановка шплинтов, приводящая к излому их концов от многократного загиба и отгиба их, замене шплинтов в условиях промыслов на проволоку меньшего диаметра, возникновению при подъеме труб радиального перемещения пальцев в серьге, износу контактных поверхностей с последующим срезом шплинтов и выпаданию пальцев из серьги в процессе проведения спуско-подъемных операций.

Технической задачей является повышение безопасности и долговечности элеватора путем принудительного перемещения рукоятки в закрытое положение элеватора за счет использования пружины кручения, защиты подвижного соединения втулки рукоятки с бобышкой корпуса от попадания грязи с абразивными частицами путем установки в подвижное соединение эластичных уплотнительных колец, замены стопорения пальцев в серьге шплинтами клином.

Поставленная задача решается тем, что в элеваторе, содержащем корпус с бобышкой и площадкой, соединенный шарнирно с серьгой пальцами, челюсти со штоком, соединенные шарнирно, и запорный механизм в виде установленной в бобышке с возможностью поворота рукоятки с подпружиненным рычагом, верхний конец которого связан с подпружиненным фиксатором, установленным с возможностью взаимодействия с площадкой, а нижний конец рычага выполнен с возможностью взаимодействия с пазом, выполненным в бобышке корпуса, и пружину кручения, согласно изобретению пружина кручения для принудительного перемещения рукоятки в закрытое положение элеватора размещена в проточке, выполненной во втулке рукоятки, одним концом зафиксирована в бобышке винтом, а другим - во втулке рукоятки; на наружной поверхности втулки рукоятки выполнены два концентрических паза, в которые установлены эластичные уплотнительные кольца, например, из полиуретана; в каждой внешней проушине серьги в зоне верхнего сопряжения серьги и пальца выполнены два одноосных концентрических отверстия, в одном из которых размещен клин с резьбовой частью, в середине его выполнен паз со скосом, контактирующим с пазом, выполненным в пальце, в другом отверстии размещена втулка, навинченная на резьбовую часть клина, в торце которой выполнено углубление под ключ, и застопоренная в проушине серьги штифтом от осевого перемещения с возможностью вращения вокруг своей оси и перемещения клина, на другом конце клина выполнен паз вдоль его оси, в котором размещен штифт, установленный в проушине серьги, для фиксации клина в открытом положении пальца, на периферии пальца в зоне расположения паза выполнена лыска высотой, обеспечивающей фиксацию пальца в застопоренном положении от осевого перемещения и свободное осевое перемещение пальца при нахождении клина в открытом положении.

Предлагаемый элеватор для насосно-компрессорных и бурильных труб поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен элеватор в открытом зафиксированном положении, общий вид; на фиг. 2 - запорный механизм элеватора в открытом зафиксированном положении, вид сверху; на фиг. 3 - элеватор в закрытом зафиксированном положении, общий вид; на фиг. 4 - запорный механизм элеватора в закрытом зафиксированном положении, вид сверху; на фиг. 5 - разрез А-А фиг. 1 при застопоренном пальце в серьге; на фиг. 6 - разрез А-А фиг. 1 при зафиксированном открытом положении пальца.

Элеватор состоит из корпуса 2, в котором установлены челюсти 1 со штоком 10, размещенным во втулке 9, серьги 26, соединенной с корпусом 2 пальцами 23, рукоятки 12 фиксации челюстей, расположенной в бобышке 6 корпуса элеватора, и механизма стопорения пальца в серьге. На верхнем торце корпуса выполнена площадка 19, на которой установлена опорная пластина 18, а в рукоятке 12 размещены пружина 15 и фиксатор 11. Рычаг 13 связан с фиксатором 11 своим верхним концом и имеет Г-образный нижний конец, который входит в прорезь 8, выполненную в стойке рукоятки 12, и при помощи пружины 14, установленной в гнезде стойки рукоятки 12, упирается в торец бобышки 6 корпуса, имеющего паз 7, смещенный относительно оси элеватора. На наружной поверхности втулки 9 выполнены проточки для размещения в них эластичных уплотнительных колец 3, пружины кручения 4, закрепленной одним концом во втулке 9, другим концом - с бобышкой 6 с использованием винта 5. Механизм стопорения пальцев в серьге состоит из клина 22, втулки 25 и штифтов 24 и 20. В торце втулки 25 выполнено углубление под торцовый ключ. Штифт 24 позволяет преобразовать вращательное движение втулки 25 в продольное перемещение клина 22 в его резьбовой части. В клине 22 выполнен паз 21 вдоль его оси. Штифт 20 фиксирует клин в открытом положении пальца и предотвращает проворот клина вокруг своей оси. Для унификации пальца механизм стопорения его размещен во второй проушине серьги в зеркальном изображении по отношению к первой проушине.

Элеватор работает следующим образом. Для закрытия элеватора оператор прижимает рычаг 13 к стойке рукоятки 12, выводит палец 16 фиксатора 11 из паза 17 на поверхность пластины 18, и рукоятка 12 принудительно под действием пружины кручения 4 поворачивается против часовой стрелки до тех пор, пока палец 16 фиксатора 11 не выйдет за пределы площадки 19 и не выдвинется под действием пружин 14 и 15 из рукоятки 12, обеспечивая максимальное перекрытие фиксирующих кромок штока челюстей фиксирующими кромками втулки рукоятки. При этом нижний конец рычага 13 под действием пружины 14 перемещается в паз 7 бобышки 6 и дублирует закрытие элеватора. Закрытое положение элеватора оператор контролирует визуально по утопленным в рукоятку хвостовику фиксатора 11 и нижнему концу рычага 13.

Для открытия элеватора оператор прижимает рычаг 13 к стойке рукоятки 12, выводит палец 16 фиксатора 11 на пластину 18 площадки 19 и нижний конец рычага 13 - из паза 7 на торец бобышки 6, а затем, сняв усилие с рычага 13, поворачивает рукоятку 12 по ходу часовой стрелки до тех пор, пока палец 16 фиксатора 11 не войдет в паз 17 на площадке 19. Открытое положение элеватора оператор контролирует визуально по выдвинутым из рукоятки хвостовику фиксатора 11 и нижнему концу рычага 13.

Механизм стопорения пальцев в серьге работает следующим образом. Одевание штропов на серьгу: оператор торцовым ключом поворачивает втулку 25 против часовой стрелки до упора, при этом клин 22 выходит из паза 28 в пальце 23; легким постукиванием в торец пальца с наружной стороны серьги он выталкивается из отверстий серьги и корпуса; аналогичную операцию повторяют со вторым пальцем; снимают серьгу с проушин корпуса элеватора; вводят штропа в серьгу; одевают серьгу в проушины корпуса до совпадения отверстий; палец со стороны скошенных кромок вдвигают в отверстие с внутренней стороны скобы, контролируя при этом совмещение меток 27, нанесенных на серьге и пальце; торцовым ключом оператор поворачивает втулку 25 по часовой стрелке до упора, при этом происходит заклинивание пальца в серьге.

Снятие штропов с серьги производится в обратной последовательности.

Предлагаемая конструкция обеспечивает при выводе пальца фиксатора на пластину площадки и нижнего конца рычага на торец бобышки принудительное, независимо от оператора, закрытие элеватора, защиту сопрягаемых поверхностей втулки рукоятки и бобышки корпуса от загрязнения абразивными частицами, стопорение пальца в серьге, что исключает самопроизвольное раскрытие элеватора, выпадание пальцев из серьги, обеспечивает необходимую степень безопасности и увеличивает срок службы элеватора.

Формула изобретения

1. Элеватор для насосно-компрессорных и бурильных труб, содержащий корпус с бобышкой и площадкой, соединенный шарнирно с серьгой пальцами, челюсти со штоком, соединенные шарнирно, и запорный механизм в виде установленной в бобышке с возможностью поворота рукоятки с подпружиненным рычагом, верхний конец которого связан с подпружиненным фиксатором, установленным с возможностью взаимодействия с площадкой, а нижний конец рычага выполнен с возможностью взаимодействия с пазом, выполненным в бобышке корпуса, и пружину кручения, отличающийся тем, что пружина кручения для принудительного перемещения рукоятки в закрытое положение элеватора размещена в проточке, выполненной во втулке рукоятки, одним концом зафиксирована в бобышке винтом, а другим – во втулке рукоятки.

2. Элеватор по п.1, отличающийся тем, что на наружной поверхности втулки рукоятки выполнены два концентрических паза, в которые установлены эластичные уплотнительные кольца, например, из полиуретана.

3. Элеватор по п.1 или 2, отличающийся тем, что в каждой внешней проушине серьги в зоне верхнего сопряжения серьги и пальца выполнены два одноосных концентрических отверстия, в одном из которых размещен клин с резьбовой частью, в середине его выполнен паз со скосом, контактирующим с пазом, выполненным в пальце, в другом отверстии размещена втулка, навинченная на резьбовую часть клина, в торце которой выполнено углубление под ключ, и застопоренная в проушине серьги штифтом от осевого перемещения с возможностью вращения вокруг своей оси и перемещения клина, на другом конце клина выполнен паз вдоль его оси, в котором размещен штифт, установленный в проушине серьги, для фиксации клина в открытом положении пальца, на периферии пальца в зоне расположения паза выполнена лыска высотой, обеспечивающей фиксацию пальца в застопоренном положении от осевого перемещения и свободное осевое перемещение пальца при нахождении клина в открытом положении.

РИСУНКИ

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