СОЕДИНИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО Российский патент 2000 года по МПК F04B47/00 

Изобретение относится к технике для добычи нефти, в частности к глубиннонасосным установкам, и может быть использовано для стыковки штоков дифференциального плунжерного насоса и исполнительного агрегата, например, находящегося в скважине гидроприводного насосного агрегата.

Известна замковая опора вставного скважинного плунжерного насоса, содержащая опорную муфту, связанную верхним концом с переводником, а нижним - с направляющей муфтой, а также цангу, установленную в направляющей муфте с возможностью возвратно-поступательного перемещения, причем фиксирующие элементы цанги (загнутые внутрь лепестки) в рабочем положении имеют возможность прилегания к внутренней поверхности направляющей муфты таким образом, что фиксирующие элементы цанги обжимают конический заплечик ниппеля насоса (см. а.с. СССР N 1019105, кл. F 04 B 47/00, 1983 г.) - наиболее близкий аналог.

В результате анализа известной конструкции замковой опоры необходимо отметить, что расположение цанги - элемента, воспринимающего основные нагрузки на соединяемой детали, размещенной в скважине, значительно усложняет ее извлечение из скважины в случае поломки или для осмотра состояния, что снижает эффективность работы устройства.

Задачей настоящего изобретения является разработка соединительного устройства, надежного в работе, ремонтопригодного и удобного при проведении профилактических работ.

Поставленные задачи обеспечиваются тем, что в соединительном устройстве, содержащем толкатель, цангу и запирающий ее элемент, новым является то, что запирающий цангу элемент выполнен в виде стакана, установленного с возможностью осевого перемещения на полом штоке, толкатель установлен в полости штока и имеет продольный паз, в котором размещен штифт, установленный в штоке, цанга расположена между стаканом и штоком и зафиксирована на штифте, причем в стакане и толкателе выполнены проточки, а в штоке - как минимум одно отверстие, в котором размещен введенный в устройство фиксатор, имеющий возможность частичного расположения в проточке стакана либо в проточке толкателя, при этом на штоке имеется два упора, один из которых имеет возможность взаимодействия со стаканом, а другой - с цангой.

При проведении патентных исследований не обнаружены решения, идентичные заявленному, а следовательно, заявленное изобретение соответствует критерию "новизна".

Сущность заявленного изобретения не следует явным образом из известных решений, а следовательно, заявленное изобретение соответствует критерию "изобретательский уровень".

Считаем, что сведений, изложенных в материалах заявки достаточно для практического осуществления изобретения.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором представлено соединительное устройство, осевой разрез.

Соединительное устройство выполнено в виде полого штока 1, на котором с возможностью осевого перемещения установлен запирающий элемент (стакан) 2. Шток 1 может являться конструктивным элементом насоса, опускаемого в скважину.

В зазоре между внутренней поверхностью стакана 2 и наружной штока 1 расположена цанга 3, зафиксированная на штифте 4, установленном в штоке 1.

В полости штока 1 с возможностью осевого перемещения смонтирован толкатель 5 с как минимум одной проточкой 6, подпружиненный в осевом направлении упругим элементом 7. В толкателе имеется продольный осевой паз 8 для размещения в нем штифта 4.

В штоке 1 выполнено как минимум одно отверстие (позицией не обозначено), в котором установлен фиксатор 9 (шарик или ролик). На штоке также имеются два упора 10 и 11, а в стакане 2 - проточка 12.

Цанга 3 имеет возможность сцепления с элементом 13 (например, со штоком исполнительного агрегата), для чего на последнем выполнена проточка 14 для захода выступов 15 лепестков цанги 3.

Соединительное устройство работает следующим образом. Работа устройства раскрыта на примере соединения штоков дифференциального плунжерного насоса и расположенного в скважине исполнительного агрегата.

В исходном (расцепленном) положении устройства фиксатор 9 (количество фиксаторов может быть различным) частично заходит в проточку 12 стакана 2, фиксируя стакан в верхнем положении. Толкатель дном паза 8 опирается под действием упругого элемента 7 на штифт 4. Упругие лепестки цанги находятся за пределами стакана (запирающего элемента) 2 в разжатом положении, которое не препятствует прохождению в полость цанги элемента 13. При опускании насоса в скважину стыкуемый со штоком насоса элемент 13 заходит в полость цанги 3 до контакта своим торцем с толкателем 5. В результате их взаимодействия толкатель фиксируется в неподвижном положении, а шток 1 перемещается (опускается) относительно толкателя 5, сжимая упругий элемент 7. Конструкция соединительного устройства рассчитана таким образом, что когда лепестки цанги 3, упруго раздвигаясь, пропускают в полость цанги элемент 13 и, когда выступы 15 лепестков цанги 3 упруго заходят в проточку 14 элемента 13, проточка 6 оказывается напротив фиксатора 9, который частично заходит в проточку 6, выходя из проточки 12 стакана 2. В результате этого стакан 2 освобождается и опускается вниз до контакта с упором 10 штока 1 и внутренняя поверхность стакана охватывает лепестки цанги, фиксируя их выступы 15 в проточке 14 элемента 13, замыкая соединение штока 1 и элемента 13. Соединение зафиксировано.

В случае необходимости расфиксирования соединительного устройства поднимают шток 1, в результате чего срезается штифт 4, рассчитанный на определенное усилие, стакан 2 и шток 1 перемещаются относительно неподвижной цанги, освобождая ее упругие лепестки от запирающего элемента и, когда цанга 3 вступает в контакт с упором 11, она начинает перемещаться вместе со штоком, выходя из контакта с элементом 13. Соединение расфиксировано.

После подъема устройства на поверхность его разбирают, заменяют штифт и собирают. Соединительное устройство снова готово к работе.

Устройство предназначено для использования в технике для добычи нефти, в частности в глубинно-насосных установках для стыковки штоков дифференциального плунжерного насоса и исполнительного агрегата. Устройство содержит толкатель, цангу и запирающий ее элемент, выполненный в виде стакана, установленного с возможностью перемещения на полом штоке. Толкатель установлен в полости штока и имеет продольный паз, в котором размещен штифт, установленный в штоке. Цанга расположена между стаканом и штоком и зафиксирована на штифте. В стакане и толкателе выполнены проточки, а в штоке, как минимум, одно отверстие, в котором размещен фиксатор, имеющий возможность частичного расположения в проточке стакана либо в проточке толкателя. На штоке имеется два упора, один из которых имеет возможность взаимодействия со стаканом, а другой - с цангой. Повышается надежность, ремонтопригодность, а также удобство при проведении профилактических работ. 1 ил.

Соединительное устройство, содержащее толкатель, цангу и запирающий ее элемент, отличающееся тем, что запирающий цангу элемент выполнен в виде стакана, установленного с возможностью осевого перемещения на полом штоке, толкатель установлен в полости штока и имеет продольный паз, в котором размещен штифт, установленный в штоке, цанга расположена между стаканом и штоком и зафиксирована на штифте, причем в стакане и толкателе выполнены проточки, а в штоке, - как минимум, одно отверстие, в котором размещен введенный в устройство фиксатор, имеющий возможность частичного расположения в проточке стакана, либо в проточке толкателя, при этом на штоке имеется два упора, один из которых имеет возможность взаимодействия со стаканом, а другой - с цангой.