Штанговый ключ

Ключ содержит головку коробчатой формы с пазом под насосную штангу и монтажными отверстиями, рукоятку, соединенную с головкой и взаимодействующую с водилом, фиксатор положения ключа на насосной штанге и ограничитель крутящего момента при свинчивании штанг с регулятором крутящего момента. Ограничитель крутящего момента содержит упругий стержень, жестко закрепленный на головке резьбовым соединением и установленный с эксцентриситетом относительно оси насосной штанги, на конце стержня выполнена угловая выемка, сопряженная по радиусу с торцем стержня, с которой контактирует ролик поворотной на рукоятке подпружиненной серьги в рабочем положении ключа, на головку установлена пластина-отсекатель, имеющая скос, обратный углу выемки на стержне, с которой в рабочем положении ключа контактирует упомянутый ролик серьги, рукоятка установлена на оси, расположенной в монтажном отверстии головки с эксцентриситетом относительно оси стержня и оси насосной штанги. Регулятор крутящего момента содержит сменные шайбы, устанавливаемые на резьбу под упругий стержень. Ключ снабжен демпфером колебаний упругого стержня. Демпфер содержит подпружиненную серьгу, установленную на оси в монтажном отверстии головки и снабженную подпружиненным упором, контактирующим со стержнем.

Технический результат - улучшение условий эксплуатации и уменьшение вероятности аварийных ситуаций путем обеспечения разрыва механической связи между водилом и ключом при достижении заданного момента затяжки.

Полезная модель относится к области добычи нефти, а именно к средствам механизации спуско-подъемных операций, связанных с насосными штангами.

Известен механизм для свинчивания и развинчивания штанг по а.с. СССР №810933, Е 21 В 19/16, 1981, содержащий штанговый захват, имеющий выступы на наружной поверхности и штанговый ключ, в котором, с целью обеспечения при свинчивании заданного момента затяжки резьбы, выполнены проточки. В другом устройстве для свинчивания и развинчивания насосных штанг по патенту РФ №2204010, Е 21 В 19/16, 2003, в котором наружные выступы штангового захвата выполнены самоустанавливающимися, а на участке между контрключом и наружными выступами штанговый захват снабжен поворотной наружной втулкой с внутренним центратором, которые имеют открытый зев под насосную штангу.

Выполнение проточек в штанговом ключе не обеспечивает отключение ключа при достижении заданного момента затяжки, технически конструкция является недоработанной.

В устройстве для свинчивания и развинчивания насосных штанг при спуско-подъемных операциях по патенту РФ №2243349, Е 21 В 19/16, 2004, являющемуся прототипом заявляемого технического решения, с целью обеспечения затяжки насосных штанг с заданным крутящим моментом, на штанговом захвате выполнены наружный и внутренний пояски различной формы, открытый поперечный паз переходит в продольные пазы, образуемые в результате поворота штангового захвата относительно расположения последней поворотной пары до совпадения осей ее составляющих, ограничитель крутящего момента содержит горизонтальный вал,

расположенный в отверстии водила. Один конец горизонтального вала снабжен зацепом под рукоятку штангового ключа, а другой - соответствующим рычагом, на конце которого имеется пружинно-шариковый узел предохранительной муфты.

В данном техническом решении срабатывание предохранительного механизма происходит по пружинно-шариковому узлу предохранительной муфты с продолжающимся вращением ключа, тогда как для удобства эксплуатации более целесообразен разрыв механической связи между водилом механического привода и ключом.

Техническим результатом полезной модели является улучшение условий эксплуатации и уменьшение вероятности аварийных ситуаций путем обеспечения разрыва механической связи между водилом и ключом при достижении заданного момента затяжки.

Технический результат достигается тем, что штанговый ключ содержит головку коробчатой формы с пазом под насосную штангу и монтажными отверстиями, рукоятку, взаимодействующую с водилом и соединенную с головкой, фиксатор положения захвата на насосной штанге и ограничитель крутящего момента при свинчивании штанг с регулятором крутящего момента, который содержит упругий стержень, жестко закрепленный на головке резьбовым соединением и установленный с эксцентриситетом относительно насосной штанги, на конце стержня выполнена угловая выемка, сопряженная по радиусу с торцем стержня, с которой контактирует ролик поворотной на рукоятке подпружиненной серьги в рабочем положении ключа, на головку установлена пластина-отсекатель, имеющая скос, обратный углу выемки на стержне, с которой в рабочем положении ключа контактирует упомянутый ролик серьги, рукоятка установлена на оси, расположенной в другом монтажном отверстии головки с эксцентриситетом относительно оси стержня и оси насосной штанги, при этом дополнительно:

регулятор крутящего момента содержит сменные шайбы, устанавливаемые на резьбу под упругий стержень;

ключ снабжен демпфером колебаний упругого стержня в виде подпружиненной серьги, установленной на оси в монтажном отверстии головки и снабженной подпружиненным упором, контактирующим со стержнем.

На фиг.1 и 2 чертежа показан ключ в двух проекциях.

Ключ содержит головку 1 коробчатой формы, к которой присоединена рукоятка 2. Ось 3 вращения рукоятки на головке установлена с экцентриситетом e₁ относительно оси упругого стержня 4, жестко закрепленного на головке резьбовым соединением 5 с подкладной контровочной шайбой бис экцентриситетом e ₂ относительно оси насосной штанги 7 в сторону водила привода ключа, которое взаимодействует с рукояткой 2, а упругий стержень 4 установлен в головке 2 с экцентриситетом е₂ относительно оси насосной штанги 7, причем векторы эксцентриситетов e₁ и е₂ направлены в одну сторону от оси стержня 4 к оси насосной штанги 7. На головке имеется фиксатор 8 захвата насосной штанги с осью 9. На конце упругого стержня 4 выполнена угловая под углом ₁ выемка, сопряженная по радиусу г с торцем стержня, в которую упирается вращающийся на оси 10 ролик 11, установленный на серьге 12, которая установлена с возможностью вращения на оси 13, установленной на рукоятке 2. Серьга 12 подпружинена в сторону оси 3 рукоятки 2 пружиной 14.

На головке 1 установлена пластина-отсекатель 15, имеющая в месте угловой выемки на стержне скос, угол ₂ которого является обратным углу *₁. Эти два угла ориентированы таким образом, что ролик 11 контактирует и с угловой выемкой, и со скосом пластины.

На головке ключа на оси 16 установлена серьга демпфера 17, подпружиненная пружиной 18 в любую сторону. На серьге 17 установлен упор 19, подпружиненный пружиной 20 к упругому стержню 4.

При работе ключа насосная штанга 7 заводится в паз головки и фиксируется. При вращении ключа водилом по стрелке 21 ролик 11 давит на стержень 4 в месте угловой выемки и одновременно на скос пластины-

отсекателя, который, по мере деформации стержня, отодвигается к торцу стержня, а при достижении заданного момента затяжки, который регулируется сменными шайбами 22, устанавливаемыми на резьбу под стержень 4 и регулирующими таким образом рабочую длину стержня и, соответственно, момент затяжки, ролик 11 начинает контактировать со скосом пластины-отсекателя и с радиусным сопряжением выемки с торцем пластины. По этому сопряжению ролик соскакивает со стержня, рукоятка ключа переходит в положение 23.

Поскольку радиус вращения рукоятки 2 на оси 3 меньше радиуса вращения рукоятки относительно центра насосной штанги на величину эксцентриситета е₂, то при продолжающемся вращении водила рукоятка выходит из зацепления с водилом, тем самым обеспечивая срабатывание предохранительного механизма ключа при достижении заданного момента затяжки.

1. Штанговый ключ, содержащий головку коробчатой формы с пазом под насосную штангу и монтажными отверстиями, рукоятку, соединенную с головкой и взаимодействующую с водилом, фиксатор положения ключа на насосной штанге и ограничитель крутящего момента при свинчивании штанг с регулятором крутящего момента, отличающийся тем, что ограничитель крутящего момента содержит упругий стержень, жестко закрепленный на головке резьбовым соединением и установленный с эксцентриситетом относительно оси насосной штанги, на конце стержня выполнена угловая выемка, сопряженная по радиусу с торцем стержня, с которой контактирует ролик поворотной на рукоятке подпружиненной серьги в рабочем положении ключа, на головку установлена пластина-отсекатель, имеющая скос, обратный углу выемки на стержне, с которой в рабочем положении ключа контактирует упомянутый ролик серьги, рукоятка установлена на оси, расположенной в монтажном отверстии головки с эксцентриситетом относительно оси стержня и оси насосной штанги.

2. Ключ по п.1, отличающийся тем, что регулятор крутящего момента содержит сменные шайбы, устанавливаемые на резьбу под упругий стержень.

3. Ключ по п.1, отличающийся тем, что он снабжен демпфером колебаний упругого стержня.

4. Ключ по п.3, отличающийся тем, демпфер содержит подпружиненную серьгу, установленную на оси в монтажном отверстии головки и снабженную подпружиненным упором, контактирующим со стержнем.