RU181674U1

RU181674U1 - Hydraulic reversing wrench

Info

Publication number: RU181674U1
Application number: RU2018116743U
Authority: RU
Inventors: Михаил Анатольевич Камышев; Анатолий Григорьевич Суняйкин; Алексей Сергеевич Густоев
Original assignee: Михаил Анатольевич Камышев
Priority date: 2018-05-04
Filing date: 2018-05-04
Publication date: 2018-07-26

Abstract

Полезная модель относится к устройствам для завинчивания или развинчивания резьбовых соединений при бурении и ремонте скважин в нефтяной и газовой промышленности. Технической задачей заявляемого ключа реверсивного трубного гидравлического является повышение надежности работы ключей с заявленными плашками узла ротора, в которых уменьшен износ зубчатых поверхностей плашек и уменьшена деформация поверхности труб малого диаметра при максимальном усилии в виде сосредоточенного давления на поверхности трубы. Ключ реверсивный трубный гидравлический, содержащий корпус с размещенными в нем шестернями редуктора для передачи вращения от гидромотора к узлу ротора гидравлического ключа, в свою очередь, содержащий ротор в виде разрезной шестерни, ролики, смонтированные на роторе, внутреннее разрезное кольцо, контактирующее с тормозной лентой и с закрепленной на внутреннем разрезном кольце разрезной втулкой с двумя плашками и подвижной челюстью с одной стороны в виде выпуклого тела, с противоположной стороны с одной плашкой, размещенной в вырезе, подвижная челюсть на стороне в виде выпуклого тела выполнена с рабочими поверхностями, образованными пересекающимися частями цилиндрических поверхностей с различными радиусами, по которым происходит завинчивание, отвинчивание и возврат челюсти в исходное положение, соответственно R1, R2, R3, центры окружностей которых определены от центра оси вращения челюсти с координатами x1 y1, х2 у2, х3 у3, при этом длины дуг соответственно L1, L2, L3, а их угловой размер ϕ1, ϕ2, ϕ3, точка отсчета углов ϕ1, ϕ2 на пересечении рабочей поверхности с координатой х4 соответственно влево и вправо, точка отсчета угла ϕ3 на пересечении рабочей поверхности с координатой х5 вправо, узел ротора гидравлического ключа дополнительно содержит жестко связанный с ротором переключатель направления вращения с двумя фиксаторами, с которым поворачивается в пределах прорези внутреннего кольца, выполненной по дуге окружности с углом 125°, при этом переключатель установлен на стороне ротора, противоположной его разрезу, а прорезь внутреннего разрезного кольца - на стороне, противоположной его разрезу, в вырезе подвижной челюсти место установки для гладкой поверхности плашки выполнено с наклоном слева направо под углом ϕ4 относительно горизонтальной оси центра вращения челюсти, крайние координаты выреза х5 у5, х6 у6 определены от центра вращения челюсти, вогнутая поверхность трех плашек выполнена с зубчатыми выступами для взаимодействия с цилиндрической поверхностью трубы, грани зубчатых выступов каждой плашки образуют сегмент поверхности цилиндра для взаимодействия с поверхностью трубы, зубчатые выступы ориентированы к центру трубы, при этом угол между соседними гранями зубчатых выступов ϕ5, угол между осями симметрии соседних впадин, проходящими через центр трубы ϕ6. 8 ил.The invention relates to devices for screwing or unscrewing threaded joints during drilling and well repair in the oil and gas industry. The technical task of the inventive reversible hydraulic pipe wrench is to increase the reliability of the wrenches with the declared dies of the rotor assembly, in which the wear of the tooth surfaces of the dies is reduced and the surface deformation of the pipes of small diameter is reduced at maximum force in the form of concentrated pressure on the pipe surface. A hydraulic reversible wrench, comprising a housing with gear gears located therein for transmitting rotation from the hydraulic motor to the rotor assembly of the hydraulic wrench, which in turn contains a rotor in the form of a split gear, rollers mounted on the rotor, an inner split ring in contact with the brake band and with a split sleeve fixed on the inner split ring with two dies and a movable jaw on one side in the form of a convex body, on the opposite side with one die placed in the neckline, p the movable jaw on the side in the form of a convex body is made with working surfaces formed by intersecting parts of cylindrical surfaces with different radii, along which the jaw is screwed, unscrewed and returned to its original position, respectively R1, R2, R3, the centers of circles of which are determined from the center of the axis of rotation jaws with coordinates x1 y1, x2 y2, x3 y3, while the lengths of the arcs are L1, L2, L3, respectively, and their angular size is ϕ1, ϕ2, ϕ3, the reference point of angles ϕ1, ϕ2 at the intersection of the working surface with coordinate x4, respectively left and right, the reference point of the angle ϕ3 at the intersection of the working surface with the coordinate x5 to the right, the rotor assembly of the hydraulic wrench further comprises a rotational direction switch with two locks that is rigidly connected to the rotor and rotates within the internal ring cutout made along an arc of a circle with an angle 125 °, while the switch is installed on the side of the rotor opposite to its cut, and the slot of the inner split ring is on the side opposite to its cut in the cutout of the movable brow This installation location for a smooth die surface is made with an inclination from left to right at an angle ϕ4 relative to the horizontal axis of the center of rotation of the jaw, the extreme coordinates of the cutout x5 y5, x6 y6 are determined from the center of rotation of the jaw, the concave surface of the three dies is made with serrated protrusions for interaction with the cylindrical surface of the pipe , the edges of the serrated protrusions of each die form a segment of the surface of the cylinder for interaction with the surface of the pipe, the serrated protrusions are oriented to the center of the pipe, while the angle between ednimi faces toothed projections φ5, the angle between the symmetry axes of adjacent troughs passing through center tube φ6. 8 ill.

Description

Полезная модель относится к устройствам для завинчивания или развинчивания резьбовых соединений при бурении и ремонте скважин в нефтяной и газовой промышленности.The invention relates to devices for screwing or unscrewing threaded joints during drilling and well repair in the oil and gas industry.

Известен трубный ключ, описанный в изобретении России № 2328587, опубликованном 10.07.2008 г„ состоящий из корпуса с шестернями для передачи вращения к разрезной шестерни - ротору от центральной шестерни, гидромотор, планетарный редуктор, узел передачи вращения от гидромотора к планетарному редуктору, привод переключения передач, включающий связанный с осью рычаг переключения передач. От вала гидромотора вращение передается на отцентрированный переходной вал узла передачи вращения к планетарному редуктору. Далее вращение через кинематическую цепь шестерен, центральную шестерню и две дополнительные шестерни передается к узлу ротора гидравлического ключа, удаленным от разреза зубьям разрезной шестерни - ротору с роликами. От разрезной шестерни - ротора вращение передается, контактирующему с тормозной лентой, внутреннему разрезному кольцу и закрепленной на ней разрезной втулке - челюсти с двумя плашками и челюсти с одной плашкой. При начале вращения разрезной шестерни - ротора плашки обжимают трубу и производят ее завинчивание, для развинчивания трубы ключ останавливают, частично разбирают, меняют местами разрезную втулку с двумя плашками с челюстью с одной плашкой, и производят развинчивание.A pipe wrench is known, described in the invention of Russia No. 2328587, published on July 10, 2008, consisting of a housing with gears for transmitting rotation to a split gear - to the rotor from the central gear, a hydraulic motor, a planetary gearbox, a rotation transmission unit from a hydraulic motor to a planetary gearbox, a switching drive gears, including a gear lever connected to the axis. From the motor shaft, the rotation is transmitted to the centered adapter shaft of the rotation transmission unit to the planetary gearbox. Then, the rotation through the kinematic chain of gears, the central gear and two additional gears is transmitted to the rotor assembly of the hydraulic wrench, the teeth of the split gear remote from the cut, to the rotor with rollers. From the split gear - rotor, the rotation is transmitted, which contacts the brake band, to the inner split ring and the split sleeve fixed to it - the jaw with two dies and the jaw with one dies. At the beginning of rotation of the split gear - rotor, the dies squeeze the pipe and tighten it, to unscrew the pipe, the key is stopped, partially disassembled, the split sleeve with two dies with the jaw with one die is interchanged, and unscrewed.

Недостатком узла ротора гидравлического в ключе трубном в эксплуатации является, то, что требуется менять местами комплект челюсть с плашкой - втулка с двумя плашками для работ при завинчивании и при отвинчивании труб, что существенно усложняет технологический процесс.The disadvantage of the hydraulic rotor assembly in the pipe wrench in operation is that it is necessary to interchange the jaw set with a die - a sleeve with two dies for work when screwing and unscrewing pipes, which significantly complicates the process.

Наиболее близким аналогом, выбранным в качестве прототипа, является патент России на полезную модель по заявке № 165079, опубликованный 10.10.2016 г., описывающий узел ротора гидравлического ключа, содержащий ротор в виде разрезной шестерни, ролики, смонтированные на роторе, внутреннее разрезное кольцо, контактирующее с тормозной лентой и с закрепленной на внутреннем разрезном кольце разрезной втулкой с двумя плашками и подвижной челюстью с одной стороны в виде выпуклого тела, с противоположной стороны с одной плашкой, отличающийся тем, что подвижная челюсть на стороне в виде выпуклого тела выполнена с рабочими поверхностями, образованными пересекающимися частями цилиндрических поверхностей с различными радиусами, по которым происходит завинчивание, отвинчивание и возврат челюсти в исходное положение, соответственно R1, R2, R3, центры окружностей которых определены от центра оси вращения челюсти с координатами x1 y1, х2 у2, х3 у3, при этом длины дуг соответственно L1, L2, L3, а их угловой размер ϕ1, ϕ2, ϕ3, точка отсчета углов ϕ1, ϕ2 на пересечении рабочей поверхности с координатой х4 соответственно влево и вправо, точка отсчета угла ϕ3 на пересечении рабочей поверхности с координатой х5 вправо, узел ротора гидравлического ключа дополнительно содержит жестко связанный с ротором переключатель направления вращения с двумя фиксаторами, с которым поворачивается в пределах прорези внутреннего кольца, выполненной по дуге окружности с углом 125°, при этом переключатель установлен на стороне ротора, противоположной его разрезу, а прорезь внутреннего разрезного кольца - на стороне, противоположной его разрезу.The closest analogue selected as a prototype is a patent of Russia for a utility model according to application No. 165079, published on 10.10.2016, describing a rotor assembly of a hydraulic wrench containing a rotor in the form of a split gear, rollers mounted on the rotor, an internal split ring, in contact with the brake tape and with a split sleeve fixed to the inner split ring with two dies and a movable jaw on one side in the form of a convex body, on the opposite side with one die, characterized in that under The jaw on the side in the form of a convex body is made with working surfaces formed by intersecting parts of cylindrical surfaces with different radii, along which the jaw is screwed, unscrewed and returned to its original position, respectively R1, R2, R3, the centers of circles of which are determined from the center of the axis of rotation jaws with coordinates x1 y1, x2 y2, x3 y3, while the lengths of the arcs are L1, L2, L3, respectively, and their angular size is ϕ1, ϕ2, ϕ3, the reference point of angles ϕ1, ϕ2 at the intersection of the working surface with coordinate x4, respectively left and right, the reference point of the angle ϕ3 at the intersection of the working surface with the coordinate x5 to the right, the rotor assembly of the hydraulic key further comprises a rotational direction switch with two locks that is rigidly connected to the rotor and rotates with it within the internal ring cutout made along an arc of a circle with an angle 125 °, while the switch is installed on the side of the rotor opposite to its cut, and the slot of the inner split ring is on the side opposite to its cut.

Достоинством заявляемого узла ротора гидравлического ключа является то, что во время работы не требуется менять местами комплект «челюсть с плашкой» - «втулка с двумя плашками» при завинчивании и при отвинчивании труб, большим недостатком является то, что при работе узла не обеспечивается быстрый и надежный зажим трубы и равномерное распределение по всем выступам зубчатых поверхностей плашек силовых нагрузок от передающего на трубу крутящего момента, а наиболее нагруженные кромки продольных выступов подвержены интенсивному износу и выкрашиванию, а труба - деформации.The advantage of the inventive hydraulic key rotor assembly is that during operation it is not necessary to interchange the jaw with die set - the “sleeve with two dies” when screwing and unscrewing pipes, the big disadvantage is that when the unit is not operated, fast and reliable clamping of the pipe and uniform distribution over all protrusions of the toothed surfaces of the plates of power loads from the torque transmitting to the pipe, and the most loaded edges of the longitudinal protrusions are subject to intense wear and tear chipping, and the pipe deformations.

Технической задачей заявляемого ключа реверсивного трубного гидравлического является повышение надежности работы ключей с заявленными плашками узла ротора, в которых уменьшен износ зубчатых поверхностей плашек и уменьшена деформация поверхности труб малого диаметра при максимальном усилии в виде сосредоточенного давления на поверхности трубы.The technical task of the inventive reversible hydraulic pipe wrench is to increase the reliability of the wrenches with the declared dies of the rotor assembly, in which the wear of the tooth surfaces of the dies is reduced and the surface deformation of the pipes of small diameter is reduced at maximum force in the form of concentrated pressure on the pipe surface.

Технический результат достигается тем, что ключ реверсивный трубный гидравлический, содержащий корпус с размещенными в нем шестернями редуктора для передачи вращения от гидромотора к узлу ротора гидравлического ключа, в свою очередь, содержащий ротор в виде разрезной шестерни, ролики, смонтированные на роторе, внутреннее разрезное кольцо, контактирующее с тормозной лентой и с закрепленной на внутреннем разрезном кольце разрезной втулкой с двумя плашками и подвижной челюстью с одной стороны в виде выпуклого тела, с противоположной стороны с одной плашкой, размещенной в вырезе, подвижная челюсть на стороне в виде выпуклого тела выполнена с рабочими поверхностями, образованными пересекающимися частями цилиндрических поверхностей с различными радиусами, по которым происходит завинчивание, отвинчивание и возврат челюсти в исходное положение, соответственно R1, R2, R3, центры окружностей которых определены от центра оси вращения челюсти с координатами x1 y1, х2 у2, х3 у3, при этом длины дуг соответственно L1, L2, L3, а их угловой размер ϕ1, ϕ2, ϕ3, точка отсчета углов ϕ1, ϕ2 на пересечении рабочей поверхности с координатой х4 соответственно влево и вправо, точка отсчета угла ϕ3 на пересечении рабочей поверхности с координатой х5 вправо, узел ротора гидравлического ключа дополнительно содержит жестко связанный с ротором переключатель направления вращения с двумя фиксаторами, с которым поворачивается в пределах прорези внутреннего кольца, выполненной по дуге окружности с углом 125°, при этом переключатель установлен на стороне ротора, противоположной его разрезу, а прорезь внутреннего разрезного кольца - на стороне, противоположной его разрезу, согласно полезной модели, в вырезе подвижной челюсти место установки для гладкой поверхности плашки выполнено с наклоном слева направо вниз под углом ϕ4 относительно горизонтальной оси центра вращения челюсти, крайние координаты выреза х5 у5, х6 у6 определены от центра вращения челюсти, вогнутая поверхность трех плашек выполнена с зубчатыми выступами для взаимодействия с цилиндрической поверхностью трубы, грани зубчатых выступов каждой плашки образуют сегмент поверхности цилиндра для взаимодействия с поверхностью трубы, зубчатые выступы ориентированы к центру трубы, при этом угол между соседними гранями зубчатых выступов ϕ5, угол между осями симметрии соседних впадин, проходящими через центр трубы ϕ6.The technical result is achieved in that the reversible hydraulic wrench, comprising a housing with gear wheels arranged therein for transmitting rotation from the hydraulic motor to the hydraulic key rotor assembly, in turn, comprising a rotor in the form of a split gear, rollers mounted on the rotor, an internal split ring in contact with the brake band and with a split sleeve fixed to the inner split ring with two dies and a movable jaw on one side in the form of a convex body, with the opposite side Ona with one die placed in the neckline, the movable jaw on the side in the form of a convex body is made with working surfaces formed by intersecting parts of cylindrical surfaces with different radii along which the jaw is screwed, unscrewed and returned to its original position, respectively R1, R2, R3 , the centers of circles of which are determined from the center of the axis of rotation of the jaw with coordinates x1 y1, x2 y2, x3 y3, while the lengths of the arcs are L1, L2, L3, respectively, and their angular size is ϕ1, ϕ2, ϕ3, the reference point of the angles ϕ1, ϕ2 at the intersection R the side of the surface with the coordinate x4, respectively, left and right, the reference point of the angle ϕ3 at the intersection of the working surface with the coordinate x5 to the right, the rotor assembly of the hydraulic key further comprises a rotational direction switch with two locks that is rigidly connected to the rotor and rotates within the slot of the inner ring made along a circular arc with an angle of 125 °, while the switch is installed on the side of the rotor opposite to its section, and the slot of the inner split ring is on the side opposite false to its cut, according to the utility model, in the cutout of the movable jaw, the installation site for the smooth die surface is made with an inclination from left to right downward at an angle ϕ4 relative to the horizontal axis of the center of rotation of the jaw, the extreme coordinates of the cutout x5 y5, x6 y6 are determined from the center of rotation of the jaw, a concave surface three dies are made with serrated protrusions for interaction with the cylindrical surface of the pipe, the edges of the serrated protrusions of each die form a segment of the surface of the cylinder for interaction with the surface t Uba, jagged projections are oriented towards the center of the pipe, the angle between adjacent faces of the toothed projections φ5, the angle between the symmetry axes of adjacent troughs passing through center tube φ6.

За счет того, что, в вырезе подвижной челюсти место установки для гладкой поверхности плашки выполнено с наклоном слева направо вниз под углом ϕ4 относительно горизонтальной оси центра вращения челюсти, крайние координаты выреза х5 у5, х6 у6 определены от центра вращения челюсти, вогнутая поверхность трех плашек выполнена с зубчатыми выступами для взаимодействия с цилиндрической поверхностью трубы, грани зубчатых выступов каждой плашки образуют сегмент поверхности цилиндра для взаимодействия с поверхностью трубы, зубчатые выступы ориентированы к центру трубы, при этом угол между соседними гранями зубчатых выступов ϕ5, угол между осями симметрии соседних впадин, проходящими через центр трубы ϕ6, повышается надежность работы ключей с заявленными плашками узла ротора, в которых уменьшен износ зубчатых поверхностей и уменьшена деформация поверхности труб малого диаметра при максимальном усилии в виде сосредоточенного давления на поверхности трубы.Due to the fact that, in the cutout of the movable jaw, the installation site for the smooth die surface is made with an inclination from left to right downward at an angle ϕ4 relative to the horizontal axis of the center of rotation of the jaw, the extreme coordinates of the cutout x5 y5, x6 y6 are determined from the center of rotation of the jaw, the concave surface of three dies made with serrated protrusions for interaction with the cylindrical surface of the pipe, the edges of the serrated protrusions of each die form a segment of the surface of the cylinder for interaction with the pipe surface, the serrated protrusions are aligned to the center of the pipe, while the angle between adjacent faces of the tooth protrusions ϕ5, the angle between the symmetry axes of adjacent cavities passing through the center of the pipe ϕ6, increases the reliability of the keys with the declared dies of the rotor assembly, in which the wear of the gear surfaces is reduced and the surface deformation of the pipes is reduced diameter at maximum effort in the form of concentrated pressure on the pipe surface.

Приведенные выше отличительные признаки являются новыми по сравнению с прототипом, поэтому полезная модель соответствует критерию «новизна».The above distinguishing features are new in comparison with the prototype, so the utility model meets the criterion of "novelty."

Данное техническое решение может быть воспроизведено промышленным способом, может быть использовано для завинчивания или развинчивания резьбовых соединений при бурении и ремонте скважин в нефтяной и газовой промышленности, следовательно, оно соответствует критерию «промышленная применимость».This technical solution can be reproduced industrially, can be used to screw or unscrew threaded joints during drilling and well repair in the oil and gas industry, therefore, it meets the criterion of "industrial applicability".

Сущность полезной модели поясняется чертежами:The essence of the utility model is illustrated by drawings:

На фиг. 1 - Ключ реверсивный трубный гидравлический в разрезе в исходном положении;In FIG. 1 - Key reversible hydraulic pipe in the context in the initial position;

На фиг. 2 - узел ротора гидравлического ключа в разрезе в исходном положении;In FIG. 2 - section of the rotor of the hydraulic key in the context in the initial position;

На фиг. 3 - то же, вид на прорезь внутреннего разрезного кольца;In FIG. 3 - the same, view of the slot of the inner split ring;

На фиг. 4 - то же, вид на подвижную челюсть;In FIG. 4 - the same, view of the movable jaw;

На фиг. 5 - то же, вид на подвижную челюсть с размерами, определяющими поверхности ЗАВИНЧИВАНИЕ, ОТВИНЧИВАНИЕ, возврат челюсти в исходное положение (пример исполнения);In FIG. 5 is the same, view of the movable jaw with dimensions defining the surfaces. SCREWING, UNscrewing, returning the jaw to its original position (performance example);

На фиг. 6 - вид на плашку сверху в разрезе.In FIG. 6 is a sectional view of the die from above.

На фиг. 7 - то же, в положении переключателя на ЗАВИНЧИВАНИЕ;In FIG. 7 - the same, in the position of the switch to screw;

На фиг. 8 - то же, в положении переключателя на ОТВИНЧИВАНИЕ;In FIG. 8 - the same, in the position of the switch to unscrew;

Ключ реверсивный трубный гидравлический, содержит корпус 1 с размещенными в нем шестернями 2 редуктора для передачи вращения от гидромотора (на фиг. 1 не показан) к узлу ротора ключа реверсивного трубного гидравлического, в свою очередь, содержащего ротор 3 в виде разрезной подвижной шестерни, ролики 4 в количестве шесть штук, и ролик 5 для вращения ротора 3 в корпусе 1 (фиг. 1), внутреннее разрезное кольцо 6, с закрепленной на нем разрезной втулкой 7, с двумя плашками 8, с одной подвижной челюстью 9 с плашкой 10. Между ротором 3 и внутренним разрезным кольцом 6 установлены ролики 11, 12, 13, 14, 15 в количестве пяти штук, которые располагают таким образом, чтобы число роликов при контакте двух деталей (ротора 3 и внутреннего разрезного кольца 6) было не менее трех при любом угле поворота, чтобы обеспечить касание между деталями на максимальном угле поворота относительно друг друга. На стороне ротора 3, противоположной его разрезу, неподвижно установлен переключатель 16 направления вращения. Переключатель 16 направления вращения выполнен в виде пластины 17 с двумя симметричными отверстиями 18 с двумя подвижными фиксаторами 19, вставленными в отверстия 18 (фиг. 1, фиг. 2).The hydraulic reversible wrench, contains a housing 1 with gears 2 of the gearbox located in it for transmitting rotation from the hydraulic motor (not shown in FIG. 1) to the rotor assembly of the hydraulic reversing wrench, which in turn contains the rotor 3 in the form of a split movable gear, rollers 4 in the amount of six pieces, and a roller 5 for rotating the rotor 3 in the housing 1 (Fig. 1), an internal split ring 6, with a split sleeve 7 fixed to it, with two dies 8, with one movable jaw 9 with a die 10. Between rotor 3 and internal split to with face 6, rollers 11, 12, 13, 14, 15 are installed in the amount of five pieces, which are positioned so that the number of rollers upon contact of two parts (rotor 3 and the inner split ring 6) is at least three at any angle of rotation to ensure contact between parts at the maximum angle of rotation relative to each other. On the side of the rotor 3 opposite to its section, the rotation direction switch 16 is fixedly mounted. The switch 16 of the direction of rotation is made in the form of a plate 17 with two symmetrical holes 18 with two movable clips 19 inserted into the holes 18 (Fig. 1, Fig. 2).

Внутреннее разрезное кольцо 6 выполнено по боковой поверхности с прорезью 20 по дуге окружности с углом 125 градусов на стороне противоположной его разрезу для пластины 17 и на лицевой поверхности с двумя пазами 21 для подвижных фиксаторов 19. Перемычка 22 служит упором для подвижных фиксаторов 19 при переключении направления вращения (фиг. 3).The inner split ring 6 is made on the side surface with a slit 20 along an arc of a circle with an angle of 125 degrees on the side opposite to its section for the plate 17 and on the front surface with two grooves 21 for movable clips 19. The jumper 22 serves as a stop for the movable clips 19 rotation (Fig. 3).

Фиксаторы 19 могут быть в виде клавиш переключателя (клавишного типа), штырей переключателя (штырькового типа), рычагов переключателя (рычажного типа), один из которых участвует в работе в зависимости от необходимого направления рабочего вращения (например на завинчивание), при этом другой фиксатор не участвует в работе и на оборот. Переключение же фиксаторов из одного положения в другое т.е. работа на завинчивание и отвинчивание производится в исходном положении когда зев (разрез) ротора 3 и зев (разрез) внутреннего разрезного кольца 6 совмещены.The latches 19 can be in the form of switch keys (keyboard type), switch pins (pin type), switch levers (lever type), one of which participates in the work depending on the required direction of working rotation (for example, tightening), while the other lock not involved in work and turnover. Switching of clamps from one position to another i.e. work on screwing and unscrewing is performed in the initial position when the pharynx (cut) of the rotor 3 and the pharynx (cut) of the inner split ring 6 are combined.

Подвижная челюсть 9 с одной своей стороны в виде выпуклого тела, выполненная с рабочими поверхностями, по которым происходит завинчивание, отвинчивание и ее возврат в исходное положение, образованными пересекающимися частями цилиндрических поверхностей, выполненных различными радиусами, в примере исполнения соответственно R1=70 мм, R2=112 мм, R3=50 мм, при этом R1<R2>R3. Центры окружностей для этих радиусов определены от центра О оси вращения подвижной челюсти 9 (точка отсчета) с координатами: x1=-44,9 мм, y1=-12 мм; х2=-86 мм, у2=-36,4 мм; х3=-19,4 мм; у3=-14,5 мм, при этом длины дуг соответственно L1>L2>L3, что соответствует их угловому размеру ϕ1=32,95 градуса - завинчивание, ϕ2=23,7 градуса - отвинчивание, ϕ3=15,4 градуса - возврат подвижной челюсти 9 в исходное положение (роликом 12). Точка отсчета углов ϕ1, ϕ2 на пересечении рабочей поверхности с координатой х4=-18 мм, соответственно влево и вправо по рабочей поверхности, точка отсчета угла ϕ3=15,4 градуса на пересечении рабочей поверхности с координатой х5=25 - вправо (фиг. 5).On one side, the movable jaw 9 is in the form of a convex body, made with working surfaces along which screwing, unscrewing and its return to their original position occur, formed by intersecting parts of cylindrical surfaces made with different radii, in the example, respectively R1 = 70 mm, R2 = 112 mm, R3 = 50 mm, while R1 <R2> R3. The centers of the circles for these radii are determined from the center O of the axis of rotation of the movable jaw 9 (reference point) with the coordinates: x1 = -44.9 mm, y1 = -12 mm; x2 = -86 mm, y2 = -36.4 mm; x3 = -19.4 mm; y3 = -14.5 mm, while the lengths of the arcs are respectively L1> L2> L3, which corresponds to their angular size ϕ1 = 32.95 degrees - screwing, ϕ2 = 23.7 degrees - unscrewing, ϕ3 = 15.4 degrees - return movable jaw 9 to its original position (roller 12). The reference point of the angles ϕ1, ϕ2 at the intersection of the working surface with the coordinate x4 = -18 mm, respectively, to the left and the right along the working surface, the reference point of the angle ϕ3 = 15.4 degrees at the intersection of the working surface with the coordinate x5 = 25 - to the right (Fig. 5 )

С противоположной вогнутой стороны подвижной челюсти 9 выполнен вырез 23 в размер плашки 10 - место установки для плашки 10. Вырез 23 в подвижной челюсти 9 для гладкой поверхности плашки 10 выполнен с наклоном слева направо вниз под углом ϕ4=14 градусам относительно горизонтальной оси центра вращения подвижной челюсти 9, от центра вращения подвижной челюсти 9 определены и крайние координаты выреза х5=35,68 у5=9,64; х6=84,46 у6=3,43 (фиг. 4).On the opposite concave side of the movable jaw 9, a notch 23 is made into the size of the die 10 — the mounting location for the die 10. The notch 23 in the movable jaw 9 for the smooth surface of the die 10 is made with an inclination from left to right downward at an angle ϕ4 = 14 degrees relative to the horizontal axis of the center of rotation of the movable jaw 9, from the center of rotation of the movable jaw 9 defined and the extreme coordinates of the cut x5 = 35.68 y5 = 9.64; x6 = 84.46 y6 = 3.43 (Fig. 4).

Плашки 10, 8 для трубозахватных устройств гидравлических ключей представляют собой прямоугольные сектора полого цилиндра, имеющие с внешней стороны гладкую поверхность для соединения с поверхностью разрезной втулки 7 и челюсти 9, а на внутренней вогнутой поверхности перпендикулярно образующей трубы расположенные параллельные зубчатые выступы 24 для взаимодействия с цилиндрической поверхностью трубы. Грани зубчатых выступов 24 образуют сегмент поверхности цилиндра для взаимодействия с поверхностью трубы. Внутренний диаметр сегмента соответствует наружному диаметру захватываемой трубы, в примере исполнения приведены расчетные величины для труб диаметром 60 мм и 73 мм. Число зубцов плашек 10, 8 - 120 и 96 соответственно для указанных труб. Зубчатые выступы 24 ориентированы к центру трубы, при этом угол между соседними гранями зубчатых выступов 24 в примере исполнения ϕ5=70 градусам, угол между осями симметрии соседних впадин, проходящими через центр трубы ϕ6=7 градусов 30 минут. Плашки изготовлена из стали 18ХГТ ГОСТ 4543-71, цементация глубиной 0,6-1,0 мм и твердостью HRC 55-60 (фиг. 6).Dies 10, 8 for hydraulic wrench pipe grippers are rectangular sectors of a hollow cylinder having a smooth surface on the outside for connection with the surface of a split sleeve 7 and a jaw 9, and parallel toothed protrusions 24 located on the inner concave surface perpendicular to the pipe for interacting with a cylindrical pipe surface. The faces of the serrated protrusions 24 form a segment of the surface of the cylinder for interaction with the surface of the pipe. The inner diameter of the segment corresponds to the outer diameter of the captured pipe, in the example of execution the calculated values for pipes with a diameter of 60 mm and 73 mm are shown. The number of teeth of the dies 10, 8 - 120 and 96, respectively, for these pipes. Toothed protrusions 24 are oriented toward the center of the pipe, the angle between adjacent faces of the toothed protrusions 24 in the embodiment ϕ5 = 70 degrees, the angle between the symmetry axes of adjacent depressions passing through the center of the pipe ϕ6 = 7 degrees 30 minutes. The dies are made of steel 18HGT GOST 4543-71, cementation with a depth of 0.6-1.0 mm and a hardness of HRC 55-60 (Fig. 6).

Работа ключа реверсивного трубного гидравлического осуществляется следующим образом.The operation of the reversible hydraulic pipe wrench is as follows.

Ключ реверсивный трубный гидравлический подвешивается над устьем скважины и подводится к колонне труб. Поданная в гидромотор гидравлическая энергия преобразуется в механическую энергию вала гидромотора. От вала гидромотора вращение передается на отцентрированный переходной вал узла передачи вращения к шестерням 2 редуктора. Далее вращение передается к зубьям разрезной шестерни - ротору 3. От ротора 3 вращение передается к разрезной втулке 7 с плашками 8. При начале вращения разрезной шестерни 7 плашки 8 обжимают трубу.The reversible hydraulic pipe wrench is suspended above the wellhead and brought to the pipe string. The hydraulic energy supplied to the hydraulic motor is converted into mechanical energy of the hydraulic motor shaft. From the hydraulic motor shaft, the rotation is transmitted to the centered adapter shaft of the rotation transmission unit to the gears 2 of the gearbox. Next, the rotation is transmitted to the teeth of the split gear - the rotor 3. From the rotor 3, the rotation is transmitted to the split sleeve 7 with dies 8. When the rotation of the split gear 7 starts, the dies 8 compress the pipe.

Переключатель 16 направления вращения жестко связан с ротором 3, при включении в работу фиксатора 19 в правом положении (на завинчивание или затягивание трубы), переключатель 16 направления вращения направлен по часовой стрелке, ротор 3 поворачивается по часовой стрелке, в пределах прорези 20 внутреннего разрезного кольца 6, которое неподвижно, удерживается от поворота тормозной лентой 25, которая охватывает разрезное кольцо 6 по диаметру (ориентировочно с усилием 100 кг). Ролик 11 перемещает подвижную челюсть 9, которая плашкой 10 прижимает трубу к двум плашкам 8, расположенным на разрезной втулке 7, после чего ротор 3, продолжая вращение, преодолевает тормозной момент тормозной ленты 25 и внутреннее разрезное кольцо 6 с зажатой трубой начинает вращаться вместе с ротором 3 до затяжки трубы до упора с требуемым моментом. При смене направления вращения ротора 3 ролик 11 освобождает подвижную челюсть 9 и ролик 12 возвращает ее в исходное положение. Фиксатор 19 переключателя 16 достигает своего исходного положения в пазе 21 на внутреннем разрезном кольце 6 - упора 22, при этом зев внутреннего разрезного кольца 6 и зев ротора 3 совмещаются, что позволяет извлечь трубу из ключа, труба при этом остается в затянутом положении (фиг. 7).The rotation direction switch 16 is rigidly connected to the rotor 3, when the latch 19 is turned on in the right position (to tighten or tighten the pipe), the rotation direction switch 16 is clockwise, the rotor 3 is rotated clockwise, within the slot 20 of the inner split ring 6, which is fixed, is prevented from turning by a brake band 25, which covers the split ring 6 in diameter (tentatively with a force of 100 kg). The roller 11 moves the movable jaw 9, which dies 10 presses the pipe against two dies 8 located on the split sleeve 7, after which the rotor 3, continuing rotation, overcomes the braking moment of the brake belt 25 and the inner split ring 6 with the clamped pipe starts to rotate together with the rotor 3 until the pipe is tightened to the stop with the required torque. When changing the direction of rotation of the rotor 3, the roller 11 releases the movable jaw 9 and the roller 12 returns it to its original position. The latch 19 of the switch 16 reaches its initial position in the groove 21 on the inner split ring 6 - stop 22, while the throat of the inner split ring 6 and the throat of the rotor 3 are combined, which allows you to remove the pipe from the key, while the pipe remains in the tightened position (Fig. 7).

Труба плашками 10, 8 в количестве 3 штук сжимается от воздействия подаваемого давления, определяющего крутящий момент свинчивания, (развинчивания), при этом внутренняя зубчатая поверхность плашки 10 подвижной челюсти 9 прижимается к трубе первоначально одним рядом зубчатых выступов 24, по мере прокатывания ролика 11 по наружной поверхности подвижной челюсти 9, а затем последовательно всеми зубчатыми выступами 25, в примере исполнения рассматриваются трубы диаметром 60 и 73 мм, распределяя это давление в итоге равномерно по площади соприкосновения всех трех плашек 10, 8 с трубой. Расчетная максимальная сила давления на трубу порядка 12000 кг, при допустимой глубине врезания зубчатых выступов 0,4-0,6 мм, при расчетной площади контакта плашек 10, 8 с трубами соответственно (прямоугольных секторов) - 4478 мм кв. и 4486 мм кв.The pipe with dies 10, 8 in the amount of 3 pieces is compressed from the applied pressure, which determines the torque of make-up, (unscrewing), while the internal gear surface of the die 10 of the movable jaw 9 is pressed against the pipe by initially one row of gear protrusions 24, as the roller 11 rolls over the outer surface of the movable jaw 9, and then sequentially with all the serrated protrusions 25, in an example embodiment, pipes with a diameter of 60 and 73 mm are considered, distributing this pressure as a result evenly across the area in contact I have all three of the dice 10, 8 with a pipe. The estimated maximum pressure force on the pipe is about 12,000 kg, with an allowable depth of penetration of the tooth protrusions of 0.4-0.6 mm, with a design contact area of dies 10, 8 with pipes, respectively (rectangular sectors) - 4478 mm square. and 4486 mm sq.

Переключатель 16 направления вращения при включении в работу фиксатора 19 в левом положении (на отвинчивание трубы), направлен против часовой стрелки, ротор 3 поворачивается против часовой стрелки, в пределах прорези 20 внутреннего разрезного кольца 6, которое неподвижно, удерживается от поворота тормозной лентой 25 (ориентировочно с усилием 100 кг). Подвижная челюсть 9 с плашкой 10 роликом 12 вместе с разрезной втулкой 7 с двумя плашками 8 зажимает трубу и начинает развинчивать трубу, после чего ротор 1, вращаясь, преодолевает тормозной момент тормозной ленты 25 и внутреннее разрезное кольцо 6 с зажатой трубой начинает вращаться вместе с ротором 3 и развинчивает трубу. При смене направления вращения ротора 3 ролик 12 освобождает подвижную челюсть 9 и возвращает ее в исходное положение. Фиксатор 19 переключателя 16 достигает своего исходного положения в пазе 21 на внутреннем разрезном кольце 6, при этом зев внутреннего разрезного кольца 6 и зев ротора 1 совмещаются, что позволяет извлечь трубу из ключа (фиг. 8).The switch 16 of the direction of rotation when turning on the latch 19 in the left position (to unscrew the pipe), is directed counterclockwise, the rotor 3 is rotated counterclockwise, within the slot 20 of the inner split ring 6, which is stationary, is kept from turning by the brake band 25 ( tentatively with a force of 100 kg). A movable jaw 9 with a die 10 by a roller 12 together with a split sleeve 7 with two dies 8 clamps the pipe and begins to unscrew the pipe, after which the rotor 1, rotating, overcomes the braking moment of the brake band 25 and the inner split ring 6 with the clamped pipe starts to rotate together with the rotor 3 and unscrews the pipe. When changing the direction of rotation of the rotor 3, the roller 12 releases the movable jaw 9 and returns it to its original position. The latch 19 of the switch 16 reaches its initial position in the groove 21 on the inner split ring 6, while the throat of the inner split ring 6 and the throat of the rotor 1 are combined, which allows you to remove the pipe from the key (Fig. 8).

В заявляемой полезной модели повышается надежность работы ключей с заявленными плашками узла ротора, в которых уменьшен износ зубчатых поверхностей и уменьшена деформация поверхности труб малого диаметра при максимальном усилии в виде сосредоточенного давления на поверхности трубы за счет того, что в вырезе подвижной челюсти место установки для гладкой поверхности плашки выполнено с наклоном слева направо вниз под углом ϕ4 относительно горизонтальной оси центра вращения челюсти, крайние координаты выреза х5 у5, х6 у6 определены от центра вращения челюсти, вогнутая поверхность трех плашек выполнена с зубчатыми выступами для взаимодействия с цилиндрической поверхностью трубы, грани зубчатых выступов каждой плашки образуют сегмент поверхности цилиндра для взаимодействия с поверхностью трубы, зубчатые выступы ориентированы к центру трубы, при этом угол между соседними гранями зубчатых выступов ϕ5, угол между осями симметрии соседних впадин, проходящими через центр трубы ϕ6.In the claimed utility model, the reliability of the keys with the declared dies of the rotor assembly is increased, in which the wear of the gear surfaces is reduced and the surface deformation of the pipes of small diameter is reduced at maximum effort in the form of concentrated pressure on the pipe surface due to the fact that the installation location for the smooth jaw is smooth the surface of the plate is made with an inclination from left to right downward at an angle ϕ4 relative to the horizontal axis of the center of rotation of the jaw, the extreme coordinates of the cutout x5 y5, x6 y6 are determined from the center and the rotation of the jaw, the concave surface of the three dies is made with serrated protrusions for interaction with the cylindrical surface of the pipe, the faces of the serrated protrusions of each die form a segment of the cylinder surface for interaction with the pipe surface, the serrated protrusions are oriented to the center of the pipe, while the angle between adjacent faces of the serrated protrusions is ϕ5 , the angle between the axes of symmetry of adjacent depressions passing through the center of the pipe ϕ6.

Claims

A hydraulic reversible wrench, comprising a housing with gear gears located therein for transmitting rotation from the hydraulic motor to the rotor assembly of the hydraulic wrench, which in turn contains a rotor in the form of a split gear, rollers mounted on the rotor, an inner split ring in contact with the brake band and with a split sleeve fixed on the inner split ring with two dies and a movable jaw on one side in the form of a convex body, on the opposite side with one die placed in the neckline, p the movable jaw on the side in the form of a convex body is made with working surfaces formed by intersecting parts of cylindrical surfaces with different radii, along which the jaw is screwed, unscrewed and returned to its original position, respectively R1, R2, R3, the centers of circles of which are determined from the center of the axis of rotation jaws with coordinates x1 y1, x2 y2, x3 y3, while the lengths of the arcs are L1, L2, L3, respectively, and their angular size is ϕ1, ϕ2, ϕ3, the reference point of angles ϕ1, ϕ2 at the intersection of the working surface with coordinate x4, respectively left and right, the reference point of the angle ϕ3 at the intersection of the working surface with the coordinate x5 to the right, the rotor assembly of the hydraulic wrench further comprises a rotational direction switch with two locks that is rigidly connected to the rotor and rotates within the internal ring cutout made along an arc of a circle with an angle 125 °, while the switch is mounted on the side of the rotor opposite to its cut, and the slot of the inner split ring is on the side opposite to its cut, characterized in that Through the jaw mobile, the installation site for a smooth die surface is made with an inclination from left to right at an angle ϕ4 relative to the horizontal axis of the center of rotation of the jaw, the extreme coordinates of the cutout x5 y5, x6 y6 are determined from the center of rotation of the jaw, the concave surface of the three dies is made with serrated protrusions to interact with the cylindrical surface of the pipe, the faces of the serrated protrusions of each die form a segment of the surface of the cylinder to interact with the surface of the pipe, the serrated protrusions oriented to the center of the pipe decrease, while the angle between adjacent faces of the tooth protrusions ϕ5, the angle between the symmetry axes of the neighboring depressions passing through the center of the pipe ϕ6.