Устройство для стыковки бурильных штанг Российский патент 2018 года по МПК E21B17/04 

Заявленное изобретение относится к быстроразъемным соединениям буровых штанг или труб, в частности к устройству для стыковки буровых штанг.

Аналогом предложенного к патентованию технического решения является быстроразъемное соединение труб, включающее соединяемые трубы, переходник, имеющий пазы и сквозные отверстия, в т.ч. и как элементы замка, фиксатор, выполненный в виде отдельного элемента, взаимоориентированные замок с фиксатором, использует в качестве соединяемых труб бурильную трубу и опорную (анкерную) трубу, переходник выполнен в виде втулки, которая в верхней части корпуса соединена резьбой со свободным концом бурильной трубы, а нижняя часть корпуса, являясь замком, выполнена в виде фигурного сквозного отверстия, образованного осевым сквозным П-образным пазом, переходящим в радиальные пазы, выполненные в горизонтальной плоскости на уровне верхней части осевого сквозного П-образного сквозного паза, радиальные пазы асимметричны друг другу, а также перпендикулярно П-образному осевому сквозному пазу имеется сквозное радиальное отверстие, образующее с радиальными асимметричными пазами Z-образное соединение, сквозное отверстие выполнено эксцентрично по отношению к радиальным пазам. Имеется узел фиксации, состоящий из корпуса опорной трубы, в котором выполнены сквозные отверстия. В этих сквозных отверстиях жестко закреплен фиксирующий элемент в виде стержня цилиндрической формы, переходник размещен в корпусе опорной трубы - корпусе узла фиксации с возможностью осевого возвратно-поступательного перемещения и по дуге относительно фиксирующего элемента - стержня в фигурном сквозном отверстии, торцевая нижняя часть внешней поверхности переходника имеет фаску. Устройство просто в изготовлении и эксплуатации. Оно многократного действия. Верхняя от узла фиксации часть значительно дешевле, менее металлоемка (патент на полезную модель РФ №76698, дата публикации 27.09.2008).

Недостатком устройства является сложная конструкция в связи с наличием множества конструктивных элементов их связей и форм, таких как, например, П-образный осевой паз, Z-образное соединение. Наличие конической резьбы предполагает ее предварительную термообработку, развинчивание осуществляется с помощью дополнительного оборудования.

Прототипом заявленного технического решения является устройство для подключения двух элементов, обладающих цилиндрической и трубчатой формой, имеющее по существу цилиндрическую или трубчатую форму, например, части сцепления сборки бурового устройства или рычажной сборки элемента (1) с буровым долотом (2) или на буровой головке, элементы должны быть соединены, соответственно, иметь один конец, который должен быть принят, и один приемный конец, соответствующий другой конец или взаимное соединение концов ножны с рукавом или (5) оболочки.

Изобретение характеризуется тем, что, по меньшей мере, одной частичной зоны (6) на приемном конце или втулки (5), может быть замещена или приводом в практически в радиальном направлении связи по направлению к концу, которые будут получены, является фиксированной сетки в комплементарное углубление или углубления (10) на конце, чтобы получить, таким образом, обеспечивая простое соединение между трубчатыми элементами (1), в частности, не требующее взаимное скручивание элементов (1), чтобы получить соединение (патент ЕС на изобретение №ЕР1556577 (В1), дата публикации 2006-12-13).

Недостатками прототипа является сложность в изготовлении в связи с наличием множества элементов разных форм и места нахождения. Необходимо предварительно провести расчеты сопрягаемых деталей и провести испытания.

Техническим результатом предложенного к патентованию технического решения является устранение недостатков аналога и прототипа: простота конструкции, быстрота монтажа и демонтажа и повышенная надежность конструкции в целом.

Достигаемый технический результат достигается за счет того, что устройство для стыковки бурильных штанг характеризуется тем, что состоит из штыря-оси, втулки, которая надета на штырь-ось, и двух штифтов, большого и малого, в штыре-оси выполнено поперечное отверстие под большой штифт, во втулке выполнено поперечное отверстие с фаской под полупотайную головку большого штифта, с другой стороны втулки, в стенке втулки, поперек отверстия, под большой штифт выполнено сквозное отверстие для фиксации большого штифта малым штифтом, большой штифт имеет полупотайную головку, на которой нанесена горизонтальная поперечная риска, на другом конце большого штифта выполнено отверстие для фиксации его в стыке штанг малым штифтом, малый штифт изготовлен из проволоки с возможностью деформации молотком, длиной на 2-3 мм меньше длины отверстия в стенке втулки, на концах малого штифта выполнены фаски и штифт деформирован молотком, концы штифта при этом не деформированы, недеформированный малый штифт выполнен с возможностью вхождения в отверстие стенки втулки и большого штифта, деформированный малый штифт забит молотком для фиксации большого штифта, при этом горизонтальная поперечная риска на головке большого штифта, отверстие в большом штифте и отверстие в стенке втулки находятся в одной плоскости. На отверстии большого штифта и отверстии внутри в стенке втулки, то есть через поперечное отверстие втулки сняты фаски, в свою очередь, штырь-ось и втулка вставлены посадочным местом в трубу и приварены сваркой с образованием буровой штанги, на одном конце которой установлена втулка, а на другом - штырь-ось, на верхней штанге внизу, около фаски под головку штифта и на нижней штанге нанесены риски.

При этом малый штифт изготовлен из прокаленной проволоки.

При этом малый штифт изготовлен из пружинной проволоки.

Заявленное устройство поясняется чертежами.

На фиг. 1 показан штырь-ось.

На фиг. 2 показана втулка.

На фиг. 3 показан большой штифт.

На фиг. 4 показан малый штифт.

На фиг. 5 показан стержень для выбивки малого штифта.

На фиг. 6 показано устройство в сборе.

На фиг. 7 показан чертеж сборки устройства в буровую штангу.

Где 1 - штырь-ось; 2 - втулка; 3 - штифт большой; 4 - штифт малый; 5 - стержень для выбивки малого штифта; 6 - риска на большом штифте; 7 - отверстия.

Устройство для стыковки бурильных штанг состоит из штыря-оси (1), втулки (2), которая надевается на штырь-ось (1), и двух штифтов, большого и малого (3, 4), при этом большой штифт может быть выполнен с размерами: длина - 45 мм, диаметр - 12 мм; малый штифт: длина - 22 мм, диаметр - 2,8 мм. В штыре-оси (1) выполнено поперечное отверстие (7) под большой штифт (3).

Во втулке выполнено поперечное отверстие (7) с фаской под полупотайную головку большого штифта. С другой стороны втулки, в стенке втулки, поперек отверстия, под большой штифт выполнено сквозное отверстие для фиксации большого штифта малым штифтом.

Большой штифт имеет полупотайную головку, на которой нанесена горизонтальная поперечная риска (6). На другом конце большого штифта выполнено отверстие для фиксации его в стыке штанг малым штифтом.

Малый штифт изготовлен из прокаленной или пружинной проволоки, которая поддается деформации молотком. Длиной на 2-3 мм меньше длины отверстия в стенке втулки. На концах малого штифта делаются фаски и штифт деформируется молотком, делаются так называемые «забоины». Концы штифта не деформируются. Недеформированный малый штифт легко входит в отверстие стенки втулки и большого штифта. Деформированный малый штифт забивают для фиксации большого штифта молотком.

Горизонтальная поперечная риска на головке большого штифта, отверстие в большом штифте и отверстие в стенке втулки находятся в одной плоскости.

На отверстии большого штифта и отверстии внутри в стенке втулки, то есть через поперечное отверстие втулки, сняты фаски для лучшей фиксации малого штифта. В свою очередь, штырь-ось и втулка вставляют посадочным местом в трубу и приваривают сваркой, таким образом, образуется буровая штанга, на одном конце которой втулка, на другом - штырь-ось.

Устройство осуществляется следующим образом.

На штырь-ось надевают штангу с втулкой. Внутри втулка должна быть смазана, например, машинным маслом, «отработкой» и т.п. для легкости сборки и разборки стыка штанг. Смазку лучше наносить зубной щеткой. При постановке и снятии штанг ее слегка вращают влево-вправо, для легкости хода. Поставив верхнюю штангу, совмещают риску-отметку на верхней штанге с риской отметкой на нижней штанге. Окончательно совмещают сквозное отверстие, вставляют большой штифт в отверстие и слегка, ударяя молотком, досылают большой штифт до упора, при этом выставляя поперечную горизонтальную риску на большом штифте поперек втулки.

От этого отверстия в большом штифте и в стенке втулки становятся соосными. С обратной стороны забивают молотком деформированный малый штифт заподлицо с втулкой. Но малый штифт не доходит до выхода из отверстия в стенке втулки на 2-3 мм, чтобы при выбивке малого штифта металлическим стержнем вставить в это углубление металлический стержень и выбить малый штифт. Стык собран.

Разбирают стык штанги следующим образом: вставляют металлический стержень для выбивки малого штифта в углубление встык с малым штифтом и ударом молотка выбивают малый штифт. Этим же стержнем, слегка ударяя молотком, выталкивают большой штифт. Длина металлического стержня составляет 50-60 мм. Иногда после выбивки малого штифта стержень трудно вытащить рукой, тогда используют пассатижи. После выемки малого и большого штифта штангу снимают с другой штанги, при этом слегка вращая снимаемую штангу влево-вправо. Стык разобран.

Таким образом, проведенный анализ и испытание опытного образца подтверждают достижение поставленного технического результата заявленного изобретения: простота конструкции, быстрота монтажа и демонтажа и повышенная надежность конструкции в целом.

Анализ совокупности всех существенных признаков предложенного к патентованию изобретения доказывает, что исключение хотя бы одного из них приводит к невозможности полного обеспечения достигаемого технического результата.

Заявленное изобретение является новым, поскольку вся совокупность признаков неизвестна из предшествующего уровня техники, приведенной в соответствующем разделе описания.

Заявленное техническое решение имеет изобретательский уровень, поскольку оно для специалиста явным образом не следует из уровня техники.

Является промышленно применимым по отношению к быстроразъемным соединениям буровых штанг или труб, в частности к устройству для стыковки буровых штанг.

Изобретение относится к быстроразъемным соединениям буровых штанг или труб, в частности к устройству для стыковки буровых штанг. Технический результат - простота конструкции, быстрота монтажа и демонтажа и повышенная надежность конструкции в целом. Устройство для стыковки бурильных штанг состоит из штыря-оси, втулки, которая надета на штырь-ось, и двух штифтов, большого и малого. В штыре-оси выполнено поперечное отверстие под большой штифт, во втулке выполнено поперечное отверстие с фаской под полупотайную головку большого штифта, с другой стороны втулки. В стенке втулки, поперек отверстия, под большой штифт выполнено сквозное отверстие для фиксации большого штифта малым штифтом. Большой штифт имеет полупотайную головку, на которой нанесена горизонтальная поперечная риска, на другом конце большого штифта выполнено отверстие для фиксации его в стыке штанг малым штифтом. Малый штифт изготовлен из проволоки с возможностью деформации молотком, длиной на 2-3 мм меньше длины отверстия в стенке втулки. На концах малого штифта выполнены фаски и штифт деформирован молотком, концы штифта при этом не деформированы, недеформированный малый штифт выполнен с возможностью вхождения в отверстие стенки втулки и большого штифта, деформированный малый штифт забит молотком для фиксации большого штифта, при этом горизонтальная поперечная риска на головке большого штифта, отверстие в большом штифте и отверстие в стенке втулки находятся в одной плоскости. На отверстии большого штифта и отверстии внутри в стенке втулки через поперечное отверстие втулки сняты фаски. В свою очередь, штырь-ось и втулка вставлены посадочным местом в трубу и приварены сваркой с образованием буровой штанги, на одном конце которой установлена втулка, а на другом - штырь-ось, на верхней штанге внизу, около фаски под головку штифта и на нижней штанге нанесены риски. 2 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Устройство для стыковки бурильных штанг характеризуется тем, что состоит из штыря-оси, втулки, которая надета на штырь-ось, и двух штифтов, большого и малого, в штыре-оси выполнено поперечное отверстие под большой штифт, во втулке выполнено поперечное отверстие с фаской под полупотайную головку большого штифта, с другой стороны втулки, в стенке втулки, поперек отверстия, под большой штифт выполнено сквозное отверстие для фиксации большого штифта малым штифтом, большой штифт имеет полупотайную головку, на которой нанесена горизонтальная поперечная риска, на другом конце большого штифта выполнено отверстие для фиксации его в стыке штанг малым штифтом, малый штифт изготовлен из проволоки с возможностью деформации молотком, длиной на 2-3 мм меньше длины отверстия в стенке втулки, на концах малого штифта выполнены фаски и штифт деформирован молотком, концы штифта при этом не деформированы, недеформированный малый штифт выполнен с возможностью вхождения в отверстие стенки втулки и большого штифта, деформированный малый штифт забит молотком для фиксации большого штифта, при этом горизонтальная поперечная риска на головке большого штифта, отверстие в большом штифте и отверстие в стенке втулки находятся в одной плоскости, на отверстии большого штифта и отверстии внутри в стенке втулки, через поперечное отверстие втулки сняты фаски, штырь-ось и втулка вставлены посадочным местом в трубу и приварены сваркой с образованием буровой штанги, на одном конце которой установлена втулка, а на другом - штырь-ось, на верхней штанге внизу, около фаски под головку штифта и на нижней штанге нанесены риски.

2. Устройство для стыковки бурильных штанг по п. 1, отличающееся тем, что малый штифт изготовлен из прокаленной проволоки.

3. Устройство для стыковки бурильных штанг по п. 1, отличающееся тем, что малый штифт изготовлен из пружинной проволоки.