Буровой ключ

(54) бУРОВОЙ (57) Использов именно в тех проведения сп ,операций нар ны, Сущность включает карп КЛЮЧ ание: при буре нике, предна уско-подъемн ащивания бур изобретения: ус, внутри кот нии скважин, а значенной для ых операций и ильной колон- ключ буровой орого находитатком этого ключ я надежность и ские потери при е конструкцией ср олненных в вид го тормоза,неныеус- ле- но а являетс значител о работе, о едств упр е постоя Недосдостаточнзнергетичеловленныения, выпработающ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(71) Специальное проектно-консское бюро автоматизации глубокодочного бурения(56) Патент США М 4436002,кл. В 25 В 17/00, опублик. 1983.Авторское свидетельство СССМ 1430246, кл, Е 21 В 19/16, 1987. Изобретение относится к области буровой техники, в частности к технике; предназначенной для проведения спуска-подъемных операций и операций наращивания бурильной колонны при бурении скважин,Известен буровой ключ, включающий корпус, расположенное в нем зажимное устройство, имеющее центральное зубчатое колесо, кулачки, валы-шестерни и средства управления зажимным устройством в виде . ленточного тормоза.,50.1797641 АЗ ся эажимное устройство, центральное зубчатое колесо с внутренним и наружным венцами, связанные с ким валы-шестерни с зажимными кулачками и механизм сведения-разведения зажимкых кулачков. В ключ введено дополнительное центральное колесо, связанное с валами-шестернями и объединенное с основным центральным колесом посредством стакана в единый поворотный узел, Механизм сведения-разведения зажимных кулачковвыполнен в виде замкнутой цепкой. передачи, связанной посредством блока звездочка-шестерня с основным центральным зубчатым колесом. После захвата свинчиваемых или развинчи-ваемых элементов бурильной колонны пово- Я ротным узлом осуществляется их свинчивание или развинчивание с разгрузкой резьбового соединения от веса ключа, 4 ил. Известен также ключ для свинчивания- развинчивания бурильного инструмента, содержащий корпус, расположенное в кем зажимное устройство, имеющее центральное.зубчатое колесо, кулачки, валы-шестерни и средства управления зажимным устройством, включающим цилиндр, связанный с двуплечим рычагом, и двигатель, связанный с приводной шестерней.Недостатком этого ключа является недостаточная надежность, вследствие того, что средства управления выполнены в виде двуплечих рычагов, которые в начале работы удерживают посредством пружин зажимное устройство от вращения, что позволяет кулачкам повернуться и зажать бурильные инструменты. В. дальнейшем рычаги принудительно освобождают зажимное устройство и оно начийает вращаться вместе сна концах двуплечего рычага, шарнирно закрепленного средней частью,в корпусе, причем блок звездочка-шестерня расположенмежду звездочками, установленными наконцах двуплечего рычага, и звездочкой, установленной на валу двигателя, имеет зацепление с внешним венцом основного 50центрального колес и охвачен ветвями цепи, сходящими со звездочек, установленных на концах двуплечего рычага, апоследний шарнирно связан собственно сгидроцилиндром механизма сведения-разведения эажимных кулачков. зажатым в нем бурильным инструментом. Как показал опыт работы с таким ключом, рычаг часто выходит из строя из-за ударного воздействия на него вращающим устройством. В момент удара происходит смятие контактирующих поверхностей рычага и устройства или самопроизвольный отход рычага до того, как кулачки успевают зажать бурильный инструмент, .Целью изобретения является повышение надежности работы ключа.Поставленная цель достигается тем, что буровой ключ, содержащий размещенные в корпусе основное центральное колесо с внутренним и внешним зубчатыми венцами, кинематически связанное внутренним венцом с валами-шестернями, оснащенными зажимными кулачками, приводную шестерню, жестко закрепленную на валу двигателя, и рычажно гидравлический механизм сведения-разведения зажимных кулачков, снабжен стаканом с верхней и нижней крышками, установленным на опорно-центрирующих роликах, закрепленных на вертикальных осях в корпусе, и дополнительным центральным колесом с наружным зубчатым венцом, обьединенным вместе с основным центральным колесом упомянутым стаканом, расположенным между ними, в единый поворотный узел, при этом валы- шестерни пропущены через окна, выполненные в крышках, и закреплень в дополнительном центральном колесе, приводная шестерня кинематически связана с наружным зубчатым венцом дополнительного центрального колеса, рычажно-гидравлический механизм сведения-разведения зажимных кулачков выполнен в виде охваченных замкнутой цепью блока звездочка- шестерня, закрепленного на промежуточном валу в корпусе, звездочки,свободно установленной на валу двигателя,и двух звездочек, установленных свободно Проведенный патентный поиск показал, что в настоящее время не известен буровой ключ, обладающий такой же 5 10 15 20 30 35 40 совокупностью отличительных признаков, как предлагаемый ключ.Снабжение ключа дополнительным центральным зубчатым колесом, установленным соосно и с возможностью поворота относительно центрального колеса и связанного с валами-шестернями, а также использование в качестве средств управления цепной передачи с подвижными осями звездочек, одна из которых выполнена в виде блока звездочка-шестерня и находится в зацеплении с центральным колесом, придает ключу новое свойство, а именно высокую надежность в работе благодаря исключению ударных нагрузок в эажимном устройстве ключа во время сведения кулачков на поверхности бурильного инструмента.На основании изложенного можно сделать вывод, что предлагаемый ключ соответствует критерию "существенные отличия".На фиг. 1 представлен вертикальный разрез бурового ключа; на фиг. 2 - разрез А - А на фиг. 1; на фиг, 3 - разрез Б - Б на фиг.1; на фиг, 4- кинематическая схема ключа,Ключ включает стойку 1, на которой установлены стопорный механизм 2 и собственно буровой ключ 3,Между стопорным механизмом 2 и ключом 3 расположен привод 4 перемещения ключа 3 по вертикали.На корпусе 5 ключа 3 установлен двигатель 6, а внутри на опорно-центрирующих роликах 7, закрепленных посредством осей 8 в стенке корпуса 5, размещен единый поворотный узел 9, включающий в себя стакан 10 с верхней 11 и нижней 12 крышками, а также установленные в крышках основнОе центральное зубчатое колесо 13 и дополнительное центральное зубчатое колесо 14.Колесо 13 имеет наружный зубчатый венец 15 и внутренний зубчатый венец 16. Колесо 14 выполнено с наружным зубчатым венцом 17В крышках 11 и 12 выполнены окна 18. В зацеплении с венцом 16 находятся валшестерня 19, валы которых пропущены через окна 18 и закреплены в дополнительном центральном колесе 14. На вал-шестернях 19 установлены зажимные кулачки 20,На валу 21 двигателя 6 установлейа приводная шестерня 22, связанная через параэитную шестерню 23 с зубчатым венцом 17 дополнительного колеса 14,В верхней части корпуса 5 смонтированы рычажно-гидравлический механизм 24 сведения-разведения зажимных кулачков 20. Механизм 24 включает в себя цепь 25, звездочку 26, свободно установленную на валу 21, блок звездочку-шестерню 27, закрепленный на промежуточном валу 28 в1797641 510 20 ции "развинцивание" 25 30 35 40 корпусе 5 и имеющий зацепление с венцом 15 колеса 13, и звездочки 29, установленные свободно на осях 30 по концам двуплечего рычага 31, размещенного на оси 32, закрепленной в корпусе 5.Рычаг 31 шарнирно .вязан с цилиндром 33, также закрепленным на корпусе 5, В корпусе 5 выполнено центральное отверстие 34 для размещения в нем бурильного инструмента (на фиг, 1 показан тонкими линиями),Работает ключ следующим образом, В исходном положении шток цилиндра 33 находится в среднем положении, кулачки 20 развернуты в положение "от оси бурильного инструмента", шток цилиндра 4 находится в верхнем положении при выполнении операции "свинчивание" и в нижнем положении при выполнении операСтопорный механизм 2 захватывает муфту бурильного инструмента, после чего вклюцает двигатель б ключа 3, который через шестерни 22 и 23 и колесо 14 приводит во вращение поворотный узел 9, включая колеса 13 и 14, валы-шестерни 19 с кулачками 20 и стакан 10, вокруг общей оси. От колеса 13 вращение передается на блок звездочки-шестерни 27 и далее через цепь 25 на звездочки 26 и 29, при этом колеса 13 и 14 вращаются с одинаковой угловой скоростью. Затем включают цилиндр 33, который поворачивает двуплечий рычаг 31 вокруг оси 32, что придает дополнительную(полажительную или отрицательную) угловую скорость звездочке 26, звездочке-шестерне 27 и колесу 13,Колесо 13 обкатывает внутренним зубчатым венцом 16 вал-шестерни 19, повараФормула изобретения Буровой ключ, содержащий размещенные в корпусе основное центральное колесо с внутренним и внешним зубчатыми венцами, кинематически связанное внутренним венцом с валами-шестернями, оснащеннымй зубчатыми кулачками, приводную шес-. терню, жестко закрепленную на валу двигателя, и рычакно-гидравлический механизм сведения-разведения зажимных кулачков, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности; он снабжен стаканом с верхней и нижней крышками, установленным на опорно-центрирующих роликах, закрепленных на вертикальных осях в корпусе, и дополнительным центральным колесом с наружным зубчатым венцом, объединенным вместе с основным центчивая их вместе с закрепленными на них кулачками 20, которые сводятся на поверхности бурильного инструмента и зажимают ее.Продолжая вращение, поворотный узел 9 производит свинчивание или развинцивание резьбового замкового соединения бурильного инструмента, при этом во время свинчивания шток цилиндра 4 опускают ключ, а во время развинчивания поднимает, тем самым обеспечивая разгрузку резьбового соединения от веса ключа,Технические преимущества предлагаемого ключа по сравнению с применяемым в настоящее время ключом АКБ-ЗУ 2, серийно выпускаемым отечественной промышленностью, заключаются в повышении надежности его в работе, снижении количества простоев на 50% из-за неисправностей в ключе, увеличении срока эксплуатации ключа с б до 10 лет и бурильного инструмента за счет плавной, без ударов и рывков работы, обусловленной новой конструкцией устройства для сведения захватных элементов на поверхности бурильного инструмента,Полезные преимущества заявляемого изобретения, производные от технических, заключаются в повышении праизвадлтельности работы ключа, а следовательно и всел буровой установки, увеличении коммерческой скорости проходки скважины приблизительна на 15 О за счет сокращения времени простоев по причине отказав в работе ключа и сокращения рабоцега цикла ключа, сокращении потребности промышленности в ключах за счет увеличения их срака службы,ральным колесом стаканом, расположенным между ними, в единый поворотный узел, при этом валы-шестерни пропущены через окна, выполненные в крышках, и закреплены в дополнительном центральном колесе, приводная шестерня кинематически связана с наружным зубчатым венцом дополнительного центрального колеса, рычакна-гидравлический механизм сведения-разведения зажимных кулачков выполнен в виде охваченных замкнутой цепью блока звездочка-шестерня, закрепленного на промежуточном валу в корпусе, звездочки, свободна установленной на валу двигателя, и двух звездочек, установленных свободно на концах двуплечега рычага, шарнирна закрепленного средней частью в ,корпусе, причем блок звездочка-шестернярасположен между звездочками, установленными на концах двуплечего рычага, и звездочкой, установленной на валу двигателя, имеет зацепление с внешним венцом основного центрального колеса и охвачен ветвями цепи, сходящими со звездочек, установленных на концах двуплечего рычага, а последний шарнирно связан с собственно гидроцилиндром механизма сведения-разведения зажимных кулачков.. Андрушенко к Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 10 Заказ 666 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 .