RU221736U1 - Устройство блокировки дверцы безопасности гидравлического ключа - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к техническому оборудованию гидравлических ключей, применяемых для свинчивания и развинчивания насосно-компрессорных труб. Устройство блокировки дверцы безопасности гидравлического ключа содержит установленную на корпусе гидравлического ключа дверцу безопасности, шатун, связанный одним концом с дверцей безопасности. Шатун вторым концом связан с поворотным элементом, установленным на корпусе ключа. Поворотный элемент снабжен пазом, выполненным с возможностью размещения и движения в нем при закрытой дверце безопасности нижней части рычага управления, связанного с гидравлическим распределителем ключа, и с возможностью блокирования поворота поворотного элемента при движении нижней части рычага управления в пазу. При открытой дверце безопасности паз поворотного элемента смещен относительно нижней части рычага управления с обеспечением блокирования движения рычага управления. Технический результат заключается в повышении надежности за счет применения простой системы рычагов и замкового механизма путем надежной блокировки как рычага управления при открытой дверце безопасности, так и блокировки дверцы безопасности при нахождении рычага управления в рабочем положении. 8 з.п. ф-лы, 11 ил.

Description

Полезная модель относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к техническому оборудованию гидравлических ключей, применяемых для свинчивания и развинчивания насосно-компрессорных труб.

Из уровня техники известен гидравлический ключ Oil Country 45000-100, производителя Oil Country Manufacturing. Inc (HYDRAULIC TUBING TONG 45000-100, OPERATION AND SERVICE MANUAL, 2010 г. https://pdfslide.net/documents/oil-country-45000.html?page=1), содержащий снабженный окном для захода труб корпус с расположенным в нем вращательным зажимным устройством, средство управления, установленный на корпусе гидромотор, связанный через систему рычагов со средством управления, при этом вращающееся зажимное устройство представляет собой связанный зубчатым редуктором с осью гидромоторов реверсивный ротор, с закрепленными на внутренней поверхности челюстями, снабженными плашками. Окно для прохода трубы в корпусе в процессе работы ключа перекрыто заслонкой. Блокировка заслонки (дверцы безопасности) в гидравлическом ключе обеспечивается ползуном, связанным с заслонкой, перекрывающим траекторию движения средства управления (рычага управления).

Недостатком конструкции является возможность включения гидравлического ключа при не полностью закрытой заслонке из-за наличия большого холостого хода ползуна, а также появления люфтов по причине износа контактных поверхностей деталей: ползуна, хвостовой (рабочей) части рычага управления и других.

Из уровня техники также известен трёхскоростной гидравлический ключ (RU 38020, МПК E21B19/16, B25B13/00, опубл. 20.05.2004), содержащий снабженный окном для захода труб корпус с расположенным в нем вращательным зажимным устройством, средство управления, установленный на корпусе гидромотор, связанный через систему рычагов со средством управления и средство защиты от нештатных ситуаций, дополнительный гидромотор, сидящий на одном валу с первым гидромотором, при этом вращающееся зажимное устройство представляет собой связанный зубчатым редуктором с осью гидромоторов реверсивный ротор, с закрепленными на внутренней поверхности большой и малой челюстями, снабженными плашками, средство защиты от нештатных ситуаций включает блок защиты гидросистемы и блок защиты средства управления. Окно для прохода трубы в корпусе в процессе работы ключа перекрыто заслонкой. Заслонка снабжена стопорным устройством, содержащим стопорный рычаг, который входит в паз на хвостовой части рычага управления при открытой заслонке и тем самым стопорит его.

Недостатком конструкции является возможность открытия заслонки при работающем ключе, то есть в конструкции ключа не предусмотрен механизм блокировки именно заслонки. Кроме того, в процессе длительной эксплуатации ключа существенно снижается эффективность работы стопорного устройства в результате появления люфтов, связанных с износом контактных поверхностей деталей: стопорного рычага, хвостовой части рычага управления и других.

Перемещение стопорного рычага при открытой заслонке обеспечивается и поддерживается силой пружины. Однако, в процессе эксплуатации пружина может подвергаться загрязнению, обледенению, механическим повреждениям в результате чего усилия пружины может оказаться недостаточно для перемещения рычага, что приводит к снижению надежности работы узла и его безопасности.

Известен механизм защелки для гидравлических ключей (RU112933, МПК E21B 19/16, опубл. 27.01.2012 г.), включающий установленную на корпусе заслонку, рычаг, при этом рычаг выполнен двуплечим и установлен на корпусе ключа, причем одно плечо контактирует с заслонкой через кулачок, связанный с заслонкой, а другое плечо рычага имеет возможность взаимодействия с узлом тяги гидромотора, при этом на рычаге установлен упругий элемент.

Данное решение принято в качестве ближайшего аналога (прототипа).

Недостатком конструкции является возможность повреждения, вплоть до разрушения, механизма защелки либо трубой, либо инструментами типа молоток, кувалда при осуществлении спуско–подъемных работ из-за выступающих над поверхностью ключа элементов механизма защелки.

Недостатком известных решений является не надежность устройства блокировки дверцы безопасности и, как следствие, возможность привода ротора при открытой дверце безопасности.

Задачей настоящей полезной модели является расширение арсенала устройств блокировки дверцы безопасности гидравлического ключа, обладающих повышенной надежностью.

Технический результат – создание устройства блокировки дверцы безопасности гидравлического ключа, характеризующегося высокой надежностью за счет применения простой системы рычагов и замкового механизма, а также за счет защиты устройства блокировки от механических повреждений в процессе эксплуатации гидравлического ключа.

Решение поставленной технической задачи в устройстве блокировки дверцы безопасности гидравлического ключа, содержащем установленную на корпусе гидравлического ключа дверцу безопасности, шатун, связанный одним концом с дверцей безопасности, достигается тем, что шатун вторым концом связан с поворотным элементом, установленным на корпусе ключа, при этом поворотный элемент снабжен пазом, выполненным с возможностью размещения и движения в нем при закрытой дверце безопасности нижней части рычага управления, связанного с гидравлическим распределителем ключа, и с возможностью блокирования поворота поворотного элемента при движении нижней части рычага управления в пазу, при этом при открытой дверце безопасности паз поворотного элемента смещен относительно нижней части рычага управления с обеспечением блокирования движения рычага управления.

Кроме того, в частных случаях реализации настоящей полезной модели достижение заявленного технического результата обеспечивается путем следующего.

Поворотный элемент установлен на оси корпуса с возможностью поворота относительно оси.

Паз в поворотном элементе выполнен в выступе, образованном на верхней поверхности поворотного элемента.

Выступ поворотного элемента имеет форму полого цилиндра.

На основании нижней части рычага управления выполнен выступ, входящий с зазором в центральное отверстие цилиндрического выступа поворотного элемента.

На нижней части рычага управления выполнены боковые выступы, препятствующие повороту поворотного элемента при нахождении рычага управления в рабочем положении.

Поворотный элемент закрыт от механического повреждения защитной конструкцией.

Защитная конструкция разъемно закреплена на корпусе.

Защитная конструкция состоит из основания, боковых кронштейнов и защитного ограждения, охватывающего рукоятку рычага управления.

Предлагаемая конструкция позволяет обеспечить надежную блокировку как рычага управления при открытой дверце безопасности, так и блокировку дверцы безопасности при нахождении рычага управления в рабочем положении.

Дверца безопасности, связанная через ось тяги с шатуном, который в свою очередь через ось тяги связан с поворотным элементом, имеющим паз для размещения в нем нижней части рычага управления образуют простую систему рычагов, что повышает надежность работы устройства блокировки при различных погодных условиях.

Замковый механизм образован шатуном и связанным с ним через тягу поворотным элементом с пазом. Угол размещения паза поворотного элемента совпадает с траекторией перемещения (поворота или движения) нижней части рычага управления и не препятствует управлению – когда дверца безопасности закрыта, либо паз поворотного элемента не совпадает с траекторией движения (поворота) рычага управления (паз повернут относительно нижней части рычага на определенный угол) и препятствует управлению, т.е. блокирует поворот рычаг – когда дверца безопасности открыта.

Использование замкового механизма и предложенной системы рычагов позволяет осуществлять блокировку дверцы безопасности и рычага управления механически (без пружины) в обе стороны, что снижает вероятность подклинивания, и, соответственно, повышает надежность конструкции.

При открытой дверце безопасности происходит надёжная фиксация рычага управления, исключающая непроизвольное вращение ротора, например, при смене челюстей или тормозной ленты.

При работе гидравлического ключа рычаг управления блокирует дверцу безопасности от непроизвольного открытия за счет блокировки нижней частью рычага смещения поворотного элемента во время работы ключа.

Наличие защитной конструкции позволяет защитить место соединения шатуна с поворотным элементом, а также поворотного элемента с нижней частью рычага управления от механических повреждений, например, трубой или инструментом, что повышает надежность заявляемого устройства.

Настоящая полезная модель ниже поясняется конкретным примером ее реализации, который, однако, не является единственно возможным, но наглядно демонстрирует возможность достижения заявленного технического результата.

Сущность заявляемого устройства блокировки дверцы безопасности гидравлического ключа представлена на чертежах:

фиг. 1 – устройство блокировки дверцы безопасности гидравлического ключа (общий вид сверху);

фиг. 2 – размещение устройства блокировки дверцы безопасности на гидравлическом ключе;

фиг. 3 – поворотный элемент (общий вид);

фиг. 4 – рычаг управления (общий вид);

фиг. 5 – положение рычага управления при закрытой дверце безопасности (нейтральное положение) – вид сверху;

фиг. 6 – положение рычага управления в поворотном элементе при закрытой дверце безопасности (нейтральное положение) – продольное сечение;

фиг. 7 – положение нижней части рычага в поворотном элементе при открытой дверце безопасности (рычаг заблокирован вертикально) – вид сбоку;

фиг. 8 – положение нижней части рычага в поворотном элементе при открытой дверце безопасности (рычаг заблокирован вертикально) – вид сверху;

фиг. 9 - положение нижней части рычага в поворотном элементе при закрытой дверце безопасности (положение при повороте рычага, дверца безопасности заблокирована) – вид сбоку;

фиг. 10 - положение нижней части рычага в поворотном элементе при закрытой дверце безопасности (положение при повороте рычага, дверца безопасности заблокирована) – вид сверху;

фиг. 11 – защитная конструкция (общий вид).

Для обеспечения безопасности работы обслуживающего персонала в корпусе 1 гидравлического ключа предусмотрена дверца безопасности 2. При работе гидравлического ключа, то есть при вращении ротора с челюстями и плашками во время свинчивания или навинчивания насосно-компрессорных труб, дверца безопасности 2, установленная через ось вращения 3 на корпусе 1 ключа, должна быть в закрытом положении.

Закрытие и открытие дверцы безопасности 2, перекрывающей вход в отверстие 4 корпуса 1 для ввода насосно-компрессорных труб, непосредственно связано с элементами блокировки поворота рычага управления 5 гидравлического ключа.

При замене челюстей и проведении других работ по обслуживанию гидравлического ключа при открытой дверце безопасности 2 рычаг управления 5 должен быть заблокирован от случайного перемещения (поворота) и, как следствие, от случайного включения вращения рабочего механизма ключа.

Устройство блокировки дверцы безопасности содержит замок поворотного типа, включающий поворотный элемент 6, представляющий собой в частном варианте исполнения элемент скругленной формы с двумя отверстиями. Поворотный элемент 6 посредством одного отверстия 7 установлен на оси вращения корпуса 1 с возможностью поворота. Во второе отверстие 8 поворотного элемента 6 установлена ось тяги 9, которая механически связана с шатуном 10, соединенным через ось тяги 11 с дверцей безопасности 2. На верхней стороне поворотного элемента 6 образован выступ 12 с пазом 13 постоянной глубины. Согласно одному из вариантов выполнения, поворотный элемент 6 содержит полый цилиндрический выступ 12, размещенным вокруг отверстия 7, в котором установлена ось вращения корпуса 1. В полом цилиндрическом выступе 12 выполнен паз 13 в виде канавки, проходящий через противоположные стенки цилиндрического выступа 12. Паз 13 в одном из вариантов исполнения может иметь не постоянную глубину.

Поворотный элемент 6 закрыт от механического повреждения защитной конструкцией 14, разъемно закрепленной на корпусе 1 посредством болтов. Защитная конструкция 14 в частном варианте исполнения состоит из основания 15, боковых кронштейнов 16 и защитного ограждения 17, охватывающего рукоятку рычага управления 5.

Внутри защитной конструкции 14 между двух кронштейнов 16 на оси размещен рычаг управления 5 с возможностью совершать поворотные (качательные) движения, при этом нижняя часть 18 рычага 5 механически через ось вилки, вилку тяги, тягу распределителя (на чертежах не показано), связана с гидравлическим распределителем.

Рычаг управления 5 установлен в защитной конструкции 14 с возможностью размещения нижней его части (хвостовой части) 18 внутри паза 13 поворотного элемента 6 и с возможностью его поворота в пазу 13 при закрытой дверце безопасности 2.

Нижняя часть 18 рычага управления 5 в преимущественном варианте выполнена в виде пластины треугольной формы со скошенными нижними углами, образующими боковые выступы 19, и с выступом 20 на основании, имеющим в одном из вариантов исполнения прямоугольную в сечении форму со скошенными ребрами.

Выступ 20 на нижней части 18 рычага управления 5 входит с зазором в центральное отверстие 7 цилиндрического выступа 12 поворотного элемента 6.

Рычаг 5 имеет возможность перемещаться вперед (от себя) и назад (на себя), включая посредством связанного с ним гидравлического распределителя рабочее вращение ротора гидравлического ключа.

При закрытой дверце безопасности 2 расположение паза 13 поворотного элемента 6 совпадает с направлением поворота нижней части 18 рычага управления 5. При повороте рычага 5 в рабочее положение, когда рычаг 5 наклоняется вперед или назад, боковые выступы 19 нижней пластины 18 рычага 5 входят в паз 13 поворотного элемента 6, а выступ 20 на основании нижней пластины 18 рычага 5 смещается вдоль паза 13 относительно центрального отверстия 7 цилиндрического выступа 12. При этом боковые выступы 19 нижней пластины 18 рычага управления 5 препятствуют повороту поворотного элемента 6, тем самым через тягу-шатун 10 блокируя произвольное открытие дверцы безопасности 2 во время работы ключа.

После окончания рабочего цикла рычаг 5 возвращают в нейтральное (вертикальное) положение, вращение ротора прекращается и появляется возможность открыть дверцу 2.

При открытии дверцы безопасности 2 шатун 10, связанный с дверцей 2, смещается и через тягу 9 поворачивает поворотный элемент 6, при этом паз 13 поворотного элемента 6 поворачивается относительно оси и блокирует нижнюю часть 18 рычага управления 5, предотвращая произвольный поворот рычага 5 вперед или назад, что особенно важно по условиям соблюдения техники безопасности. При открытой дверце безопасности 2 поворотный элемент 6 повернут так, что паз 13 ориентирован преимущественно на угол 45° по отношении к нижней части (пластине) 18 рычага управления 5. Угол размещения (поворота) паза 13 относительно нижней части 18 рычага управления 5 может быть и другим. Выступ 20 на основании нижней пластины 18 рычага 5 размещен в центральном отверстии 7 цилиндрического выступа 12, при этом за счет поворота поворотного элемента 6 паз 13 смещен, что не позволяет выступу 20 совершить движение в пазу 13, блокируя при этом поворот рычага управления 5.

При закрытии дверцы безопасности 2 шатун 10 и поворотный элемент 6 поворачиваются в исходное положение, таким образом, обеспечивается возможность поворота рычага управления 5.

Заявляемая конструкция устройства блокировки дверцы безопасности разработана для применения на гидравлических ключах разных производителей, например, на таких моделях как «Ойл кантри» - 45, 56; «Гранит» - 4500, 5600, 5680, и их модификациях, а также на гидравлических ключах ГКШ-1200, 1500, 1600 в исполнении «МК» (мотор-коробка). Также возможно применение предлагаемого устройства на других гидравлических ключах, имеющих аналогичную конструкцию.

Предлагаемое устройство блокировки дверцы безопасности гидравлического ключа имеет простую конструкцию, характеризуется повышенной надежностью в эксплуатации, технологично в изготовлении, может быть произведено в условиях отечественной промышленности с использованием известного оборудования, материалов и технологий.

Использованные в этом описании термины и словосочетания: «содержит», «содержащий», «в преимущественном варианте», «преимущественно», «в частности», «может быть» и их варианты, не должны интерпретироваться как исключающие присутствие других материалов, частей, элементов конструкции, действий.

Claims (9)

1. Устройство блокировки дверцы безопасности гидравлического ключа, содержащее установленную на корпусе гидравлического ключа дверцу безопасности, шатун, связанный одним концом с дверцей безопасности, отличающееся тем, что шатун вторым концом связан с поворотным элементом, установленным на корпусе ключа, при этом поворотный элемент снабжен пазом, выполненным с возможностью размещения и движения в нем при закрытой дверце безопасности нижней части рычага управления, связанного с гидравлическим распределителем ключа, и с возможностью блокирования поворота поворотного элемента при движении нижней части рычага управления в пазу, при этом при открытой дверце безопасности паз поворотного элемента смещен относительно нижней части рычага управления с обеспечением блокирования движения рычага управления.

2. Устройство блокировки дверцы безопасности гидравлического ключа по п. 1, отличающееся тем, что поворотный элемент установлен на оси корпуса с возможностью поворота относительно оси.

3. Устройство блокировки дверцы безопасности гидравлического ключа по п. 1, отличающееся тем, что паз в поворотном элементе выполнен в выступе, образованном на верхней поверхности поворотного элемента.

4. Устройство блокировки дверцы безопасности гидравлического ключа по п. 3, отличающееся тем, что выступ имеет форму полого цилиндра.

5. Устройство блокировки дверцы безопасности гидравлического ключа по п. 1, отличающееся тем, что на нижней части рычага управления имеются боковые выступы, выполненные с возможностью препятствия повороту поворотного элемента при работе гидравлического ключа.

6. Устройство блокировки дверцы безопасности гидравлического ключа по п. 1, отличающееся тем, что поворотный элемент закрыт от механического повреждения защитной конструкцией.

7. Устройство блокировки дверцы безопасности гидравлического ключа по п. 6, отличающееся тем, что защитная конструкция разъемно закреплена на корпусе гидравлического ключа.

8. Устройство блокировки дверцы безопасности гидравлического ключа по п. 6, отличающееся тем, что защитная конструкция состоит из основания, боковых кронштейнов и защитного ограждения, охватывающего рычаг управления.

9. Устройство блокировки дверцы безопасности гидравлического ключа по п. 1, отличающееся тем, что на основании нижней части рычага управления выполнен выступ, входящий с зазором в центральное отверстие цилиндрического выступа поворотного элемента.