Устройство для блокировки съёмной направляющей и съёмная направляющая Российский патент 2019 года по МПК E21B41/08 E21B41/10 F16B21/00 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение относится к фиксирующим механизмам, в частности для съемных направляющих, и может быть использовано для подводных работ, в области технологий добычи углеводородов, более конкретно для фиксации подводных вертикальных направляющих.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Съемные направляющие часто используются для установки оборудования на месте с обеспечением необходимой точности. Съемную направляющую фиксируют в принимающей части, надежно закрепленной на дне. Затем ее используют для установки донного оборудования. При необходимости направляющую демонтируют. Съемная направляющая может быть многократно использована для установки оборудования. Кроме того, поскольку часто съемная направляющая находится за габаритами оборудования, то ее демонтаж облегчает доступ к уже установленному оборудованию. Съемная направляющая должна быть снабжена блокировочным устройством, обеспечивающим ее фиксацию и расфиксацию в принимающей части.

Известен анкерный механизм фиксации для подводного оборудования согласно патенту US 5795093, опубл. 18.08.1998 г., содержащий: цилиндрический корпус; кольцевой выступ, стопорный элемент для закрепления сердечника относительно приемного устройства. Общими признаками следует считать полый цилиндрический корпус, сердечник. Данный механизм фиксации является сложным для управления.

Из уровня техники также известен механизм для блокировки съемной направляющей согласно патенту US 4828035, опубл. 09.05.1989 г. Признаками, общими с заявленным техническим решением, следует считать: полый цилиндрический корпус, сердечник, пальцы. Данный механизм фиксации также является сложным для управления.

Известен анкерный механизм съемной направляющей, раскрытый в патенте US 6196757, опубл. 06.03.2001 г. (прототип). Управление блокировкой осуществляется путем смещения специальным спускаемым ключом сердечника переменного диаметра, выталкивающего фиксирующие пальцы из корпуса через группу отверстий при блокировке и высвобождающего пространство для вталкивания пальцев в корпус при обратном смещении сердечника. Признаками, общими с заявленным техническим решением, следует считать: корпус, сердечник переменного диаметра, пальцы, первая группа отверстий, установка пальцев в отверстия в корпусе так, что при движении сердечинка внутри корпуса часть сердечника с переменным диаметром обеспечивает выдвижение части пальца за пределы корпуса. Недостатками технического решения согласно патенту US 6196757 являются сложность управления фиксацией/расфиксацией, т.к. используется дополнительный инструмент - ключ), низкая надежность управления.

Приведенные выше источники являются аналогами и прототипом для заявленных устройства для блокировки съемной направляющей и съемной направляющей.

Задачей предложенного технического решения является создание простого в управлении и надежного устройства для блокировки/разблокировки направляющей.

РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Технический результат устройства для блокировки съемной направляющей и съемной направляющей заключается в простоте управления блокировкой/разблокировкой, обеспечение высокой надежности блокировки/разблокировки, простоты конструкций устройства блокировки, ее изготовления и сборки.

Технический результат достигается благодаря тому, что устройство для блокировки съемной направляющей содержит: полый цилиндрический корпус, сердечник, пальцы, причем в полом цилиндрическом корпусе выполнены последовательно по оси корпуса: внутренняя поперечная стенка; первое отверстие; первая группа отверстий, смещенная по оси корпуса относительно первого отверстия; вторая группа отверстий, смещенная по оси корпуса относительно первой группы отверстий; сердечник имеет переменный диаметр, включает группу выступов, в которой каждый выступ выходит за пределы полого цилиндрического корпуса через по меньшей мере одно отверстие первой группы отверстий, и установлен в корпусе с возможностью перемещения; сердечник установлен в корпусе так, что его торец находится между первой группой отверстий и первым отверстием и вместе с боковыми и внутренней поперечной стенками корпуса образует камеру; пальцы установлены во вторую группу отверстий так, что одна часть пальца находится в пространстве между сердечником и корпусом, а другая часть в одном из отверстий второй группы отверстий, а при движении сердечника относительно корпуса часть сердечника с переменным диаметром обеспечивает выдвижение части пальца за пределы корпуса.

Заявляемое устройство обеспечивает блокировку посредством выдвижения пальцев за счет воздействия на них сердечника, смещающегося относительно корпуса. При этом управление блокировкой, т.е. относительное смещение сердечника и корпуса, обеспечивается механическим воздействием на сердечник через упоры (выступы) на нем и гидромеханическими силами, воздействующими на сердечник посредством камеры, сформированной торцом сердечника и стенками корпуса. Таким образом, постановка направляющей осуществляется установкой под собственным весом с автоматической фиксацией в основании, а снятие осуществляется простым вытягивающим воздействием на корпус устройства для блокировки направляющей и/или на связанную с корпусом устройства для блокировки саму направляющую. При этом, в случае превышения скорости вытягивания направляющей над пороговой скоростью, будет сохраняться блокировка, а при скорости вытягивания ниже пороговой и достаточном времени воздействия, устройство для блокировки будет оставаться заблокированным.

Предлагаемые ниже в настоящем описании возможности по совершенствованию устройства позволяют усилить технический результат.

В предлагаемом устройстве первое отверстие может быть дополнено третьей группой отверстий, расположенных между второй группой отверстий и первым отверстием и/или на уровне первого отверстия.

В предлагаемом устройстве отверстия первой группы отверстий могут иметь прямоугольную форму и быть ориентированы вдоль оси корпуса.

В предлагаемом устройстве отверстия первой группы отверстий могут быть расположены на одном уровне под углом 120° друг к другу.

В предлагаемом устройстве отверстия первой и второй группы отверстий могут быть выполнены симметрично отверстиям своей группы вокруг оси корпуса.

В предлагаемом устройстве корпус может иметь открытую нижнюю часть и закрытую верхнюю часть, имеющую внутреннюю поперечную стенку.

В предлагаемом устройстве в верхней закрытой части корпуса может быть выполнено дополнительное отверстие во внутренней поперечной стенке, ориентированное вертикально по продольной оси корпуса.

В предлагаемом устройстве полый цилиндрический корпус может быть выполнен из высокоуглеродистой стали повышенной твердости.

В предлагаемом устройстве сердечник может быть установлен выступающим из корпуса и его выступающий конец выполнен в виде усеченного конуса.

В предлагаемом устройстве торец сердечника может иметь цилиндрическую форму.

В предлагаемом устройстве сердечник может быть выполнен из углеродистой среднелегированной стали. В частности, сердечник может быть выполнен из высокопрочной стали 30ХГСА повышенной износостойкости, для обеспечения выносливости сердечника при высоких ударных и истирающих нагрузках.

В предлагаемом устройстве каждый выступ сердечника может иметь антифрикционное фтор-полимерное покрытие для снижения трения между выступом и цилиндрическим корпусом.

В предлагаемом устройстве каждый выступ сердечника может быть изготовлен из низколегированной стали для сварных конструкций, В частности, из стали 10Г2СБ, для снижения риска их деформации в процессе блокировки/разблокировки направляющей для ее монтажа/демонтажа.

В предлагаемом устройстве выступы сердечника расположены на сердечнике на одном уровне под углом 120° друг к другу.

В предлагаемом устройстве каждый палец может иметь слабое сечение для контролируемого разрушения пальца при выдергивании направляющей из заблокированного положения.

В предлагаемом устройстве каждый палец может представлять собой по существу цилиндрическое тело, имеющее одну цилиндрическую часть, а другу часть в виде утолщения.

В предлагаемом устройстве сердечник может иметь переменный диаметр, увеличивающийся к его нижней части в зоне контакта поверхности сердечника с пальцами.

В предлагаемом устройстве пальцы могут быть выполнены с возможностью контакта с сердечником своими утолщениями.

В предлагаемом устройстве сердечник в зоне контакта его поверхности с пальцами может иметь по меньшей мере три диаметра: первый диаметр, второй диаметр и третий диаметр, уменьшающиеся в направлении конического конца сердечника.

В предлагаемом устройстве пальцы установлены таким образом, что их цилиндрическая часть размещена в отверстиях второй группы отверстий, а их часть в виде утолщения размещена в пространстве между корпусом и сердечником.

В предлагаемом устройстве сердечник может иметь переменный диаметр и может содержать участки в зоне контакта поверхности сердечника с пальцами, причем последовательно от торца расположены цилиндрическая часть, увеличивающийся в диаметре коническая часть и вторая цилиндрическая часть.

Кроме того, предлагаемом устройстве для блокировки съемной направляющей выступ на сердечнике может быть выполнен в виде прямоугольной детали, закрепленной на сердечнике и ориентированной вдоль оси корпуса своей длинной стороной.

В предлагаемом устройстве полый цилиндрический корпус может быть выполнен из высокоуглеродистой стали повышенной твердости, что уменьшает вероятность деформаций в ходе блокировки/разблокировки направляющей при многократных установках/демонтаже направляющей.

В предлагаемом устройстве каждый выступ сердечника может быть съемным для обеспечения возможности замены выступа в случае износа его поверхности или его повреждения в случае деформации.

В предлагаемом устройстве сердечник может иметь переменный диаметр, увеличивающийся к его нижней части в зоне контакта поверхности сердечника с пальцами.

Согласно еще одному аспекту предлагаемого изобретения предложена съемная направляющая, включающая устройство для блокировки съемной направляющей, содержащее полый цилиндрический корпус, сердечник, пальцы, причем в полом цилиндрическом корпусе выполнены: первое отверстие; первая группа отверстий, смещенная по оси корпуса относительно первого отверстия; вторая группа отверстий, смещенная по оси корпуса относительно первой группы отверстий в направлении от первого отверстия; сердечник имеет переменный диаметр, включает по меньшей мере один выступ, выходящий за пределы полого цилиндрического корпуса через по меньшей мере одно отверстие первой группы отверстий, и установлен в корпусе с возможностью перемещения, сердечник установлен в корпусе так, что его торец находится между первой группой отверстий и первым отверстием с образованием камеры, пальцы установлены во вторую группу отверстий так, что одна часть пальца находится в пространстве между сердечником и корпусом, а другая часть в одном из отверстий второй группы отверстий, а при движении сердечника относительно корпуса часть сердечника с переменным диаметром обеспечивает выдвижение части пальца за пределы корпуса.

Съемная направляющая по меньшей мере частично может быть выполнена из углеродистой стали, имеющей хорошую свариваемость. В частности, из стали 09Г2С, благодаря чему обеспечены необходимые прочностные свойства направляющей. Кроме того, съемная направляющая может содержать съемный корпус.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Варианты осуществления предлагаемого технического решения далее описаны со ссылками на прилагаемые чертежи. Следует понимать, что прилагаемые чертежи иллюстрируют только некоторые варианты осуществления настоящего технического решения и не ограничивают объем охраны, заявленный в формуле изобретения настоящего документа.

На Фиг. 1 изображен продольный разрез устройства для блокировки съемной направляющей в открытом положении в начале установки направляющей, когда направляющая не зафиксирована;

на Фиг. 2 изображен продольный разрез устройства для блокировки съемной направляющей в промежуточном (переходном) положении между открытым и закрытым положениями;

на Фиг. 3 изображен продольный разрез устройства для блокировки съемной направляющей в закрытом положении, когда направляющая зафиксирована с использованием устройства для блокировки;

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Следует понимать, что в контексте настоящего описания, если иное прямо не предусмотрено, слова «первый», «второй», «третий» и т.д. используются в виде прилагательных исключительно для того, чтобы отличать друг от друга существительные, к которым они относятся, а не для целей описания какой-либо конкретной связи между этими существительными.

Устройство для блокировки направляющей содержит полый цилиндрический корпус 3, в котором установлен сердечник 4. Направляющая соединена с устройством для блокировки направляющей по периметру 1. Согласно неограничивающему варианту осуществления полый цилиндрический корпус 3 предпочтительно выполнен из стали повышенной твердости для уменьшения износа. Цилиндрический корпус 3 имеет открытую нижнюю часть и закрытую верхнюю часть, имеющую внутреннюю поперечную стенку 2. В цилиндрическом корпусе 3 выполнено несколько отверстий, включающие первое отверстие 13, отверстия 7 первой группы отверстий и отверстия 9 второй группы отверстий, выполненные симметрично отверстиям своей группы вокруг оси корпуса 3.

Первое отверстие 13 в неограничивающем варианте осуществления дополнено третьей группой отверстий 16. Третья группа отверстий может быть расположена между второй группой отверстий 9 и первым отверстием 13 и/или на уровне первого отверстия 13. В неограничивающем варианте осуществления в верхней закрытой части корпуса 3 выполнено дополнительное отверстие 12 во внутренней поперечной стенке 2, ориентированное вертикально по продольной оси корпуса 3.

К корпусу 3 устройства для блокировки направляющей может быть присоединен корпус самой направляющей 1 (на чертежах не показан), который может присоединяться разъемным соединением.

В корпусе 3 установлен сердечник 4, содержащий выступы 5. Для удобства сборки выступы 5 прямоугольной формы представляют собой отдельную деталь и присоединен к сердечнику 4 посредством, например, болтов 6. При этом выступы 5 имеют антифрикционное фтор-полимерное покрытие, обеспечивающее снижение трения между ними и внутренней частью корпуса 3. Выступы 5 выполнены как отдельная деталь для обеспечения возможности замены выступов в случае износа или деформации. Размеры и конфигурация выступов 5 обеспечивают его прохождение через отверстие 7 первой группы отверстий за пределы корпуса 3. Согласно неограничивающему варианту осуществления в корпусе 3 направляющей выполнена первая группа отверстий, включающая три отверстия 7 с расположением на одном уровне под углом 120° друг к другу, причем каждое отверстие 7 имеет прямоугольную форму, так что длинная сторона прямоугольного отверстия 7 проходит вдоль оси корпуса 3 направляющей, а также отверстия 7 имеют одинаковый размер. Соответственно, сердечник 4 содержит группу выступов, включающую три выступа 5, расположенных на сердечнике на одном уровне также под углом 120° друг к другу.

Сердечник 4 выполнен с возможностью перемещения внутри полого цилиндрического корпуса 3, при этом выступы 5 проходят через отверстия 7 по существу в радиальном направлении за пределы цилиндрического корпуса 3, а также перемещается в нем по существу в осевом направлении. Сердечник имеет переменный диаметр: верхнюю часть в целом цилиндрической формы и переменного диаметра; среднюю часть с поочередным переходом от конической на цилиндрическую с образованием пространства между корпусом 3 и сердечником 4; нижнюю часть в виде усеченного конуса с уменьшением диаметра. Сердечник 4 установлен выступающим из корпуса 3 в любом из следующих положений устройства для блокировки направляющей: в открытом положении, закрытом положении, а также в промежуточном (переходном) положении между открытым и закрытым положениями.

Между полным цилиндрическим корпусом 3 и сердечником 4 установлены пальцы 8, выполненные с возможностью выдвижения через соответствующие отверстия 9 второй группы отверстий за пределы полого цилиндрического корпуса 3, то есть радиально относительно цилиндрического корпуса 3. Более конкретно, каждый стопорный палец 8 установлен в отверстии 9 второй группы отверстий. Стопорный палец 8 представляет собой по существу цилиндрическое тело, имеющее одну часть в форме цилиндра 14, а другу часть в виде утолщения 10. Когда устройство блокировки съемной направляющей находится в собранном состоянии, утолщение 10 находится в пространстве между сердечником 4 и корпусом 3, утолщение 10 препятствует тому, чтобы пальцы 8 полностью вышли из полости корпуса 9. Цилиндрическая часть 14 пальца 8 находится в одном из отверстий 9 второй группы отверстий цилиндрического корпуса 3, когда устройство блокировки съемной направляющей находится в собранном состоянии. Стопорные пальцы 8 контактируют с поверхностью сердечника 4, но только в диапазоне, ограниченном взаимным перемещением сердечника 4 и цилиндрического корпуса 3 друг относительно друга.

Стопорные пальцы 8 выполнены из высокопрочной высокоуглеродистой стали для уменьшения риска деформаций при многократных установках и извлечении направляющей.

Как уже указано выше по тексту, сердечник 4 имеет переменный диаметр, увеличивающийся к его нижней части в зоне контакта поверхности сердечника 4 с пальцами 8. Зона контакта поверхности сердечника 4 с пальцами 8 представляет собой поверхность сердечника 4, по которой пальцы 8 могут перемещаться, соприкасаясь с поверхностью сердечника 4 своими утолщениями 10. Зона контакта поверхности сердечника 4 с пальцами 8 соответствует продольному размеру отверстия 7. Для большей наглядности на чертежах Фиг. 1-3 условно показаны диаметры: первый диаметр D1, второй диаметр D2, диаметр D3, сердечника 4, соответственно, в зоне контакта поверхности сердечника 4 с пальцами 8, причем D1<D2<D3. Между D1 и D3 поверхность сердечника является конической, поэтому диаметр D2 указан условно в средней части перехода от диаметра D1 к диаметру D3.

Сердечник 4 имеет верхний торец плоской формы, расположенный в его верхней части, и нижний торец (конец) в форме усеченного конуса, расположенный в его нижней части. Сердечник 4 установлен внутри корпуса 3 таким образом, что между его торцом, цилиндрическими внутренними стенками корпуса 3 и внутренней поперечной стенкой 2 корпуса 3 образована камера 11. В камере 11 имеется первое отверстие 13 в верхней части корпуса 3. Отверстие 13 предназначено для впуска текучей среды в камеру 11 и выпуска текучей среды из нее. Таким образом, через отверстие 13 обеспечен приток текучей среды, заполняющей камеру 11. В предпочтительном варианте осуществления изобретения первое отверстие 13 дополнено третьей группой 16 отверстий, имеющих такое же назначение.

Устройство для блокировки направляющей собирают следующим образом. В цилиндрический корпус 3 устанавливают сердечник 4, затем между корпусом 3 и сердечником 4 устанавливают пальцы 8 таким образом, чтобы одна их часть в виде утолщения 10 была размещена в пространстве между корпусом 3 и сердечником 4, а другая цилиндрическая часть 14 - в одном из отверстий 9 второй группы отверстий цилиндрического корпуса 3. Затем посредством, например, болтов 6 через отверстия 7 к сердечнику 4 крепят выступы 5. После чего устройство для блокировки направляющей закрепляется на конце направляющей.

Перед установкой направляющей на дно в грунт или в подготовленное основание устанавливают принимающее устройство 15, имеющее конусную часть в виде воронки и цилиндрическую часть переменного диаметра. Больший диаметр цилиндрической части принимающего устройства 15 соответствует габариту выступа сердечника 4 устройства блокировки, меньший диаметр цилиндрической части - диаметру корпуса. Между этими участками в принимающем устройстве 15 образуется плечо. Принимающее устройство 15 надежно фиксируется в грунте или в основании. Угол раскрытия конусной части принимающего устройства 15 может быть подобран специалистом в данной области техники для обеспечения легкости установки съемной направляющей с устройством для блокировки направляющей. Дополнительно, внутренняя часть принимающего устройства 15 может быть покрыта светоотражающей краской.

Установка направляющей на дно осуществляется следующим образом. Направляющую с устройством для блокировки направляющей подвешивают вертикально, сердечником в низ. При этом сердечник 4 под собственным весом занимает положение в корпусе 3 как указано на Фиг. 1.

В этом положении устройства для блокировки пальцы 8 контактируют с цилиндрической поверхностью сердечника 4 с диаметром D1 и не выступают за пределы цилиндрического корпуса 3, при этом конусная нижняя часть сердечника 4 выступает из корпуса 3. При опускании направляющей в воду вода поступает через отверстия 13, отверстия 16 третьей группы, в камеру 11. При этом камера 11 имеет максимальный объем и заполняется водой.

Направляющую опускают до приближения к морскому дну и позиционируют над принимающим устройством 15. Выступающая конусная часть сердечника 4 служит для направления устройства для блокировки и всей направляющей в принимающее устройство 15. Цилиндрический корпус 3 опускается в принимающее устройство 15 вместе с расположенным внутри сердечником 4 до контакта выступа 5 сердечника 4 с ответным плечом 20 на внутренней части принимающего устройства 15. Выступ 5 опирается на ответное плечо 20 устройства 15, в результате чего обеспечивается стопорение сердечника 4 (он не может двигаться дальше в низ из-за плеча 20 устройства 15).

Далее, цилиндрический корпус 3 продолжает перемещение вниз в принимающем устройстве 15 под собственным весом, при том, что сердечник 4 остается застопоренным на плече 20, как показано на Фиг. 2. При этом уменьшается объем камеры 11, т.к. торец сердечника 4 приближается к внутренней стенке 2 корпуса. Часть текучей среды (воды) вытесняется из камеры 11 через отверстия 13 и отверстия 16 третьей группы отверстий, а также через дополнительное отверстие 12. Сердечник 4 остается на месте относительно дна, корпус 3 с установленными в нем пальцами 8 продолжает свое движение вниз. Пальцы 8 контактируют своими утолщениями 10 с конической поверхностью сердечника 4, условно обозначенной на чертежах как D2. По мере относительного перемещения цилиндрического корпуса 3 относительно сердечника 4 вниз пальцы 8 частично выдвигаются за пределы корпуса 3 по мере перемещения по поверхности сердечника 4 в направлении диаметра D3.

Однако, перемещение цилиндрического корпуса 3 относительно застопоренного сердечника 4 ограничено размерами отверстий 7, поэтому цилиндрический корпус 3 продолжает свое перемещение до контакта верхней кромки отверстия 7 корпуса 3 с выступом 5 сердечника 4 таким образом, что кромка 30 отверстия 7 опирается на выступ 5, в результате чего обеспечивается стопорение (прекращение перемещения вниз) цилиндрического корпуса 3, как показано на Фиг. 3. Корпус 3 встает под собственным весом на выступ 5 сердечника и плечо 20 принимающего устроства 15. В этом положении устройства для блокировки пальцы 8 контактируют с цилиндрической поверхностью сердечника с диаметром D3 и частично выступают за пределы цилиндрического корпуса 3. Пальцы 8 расположены ниже нижнего торца принимающего устройства 15, что и обеспечивает автоматическую блокировку (фиксацию) направляющей.

Кроме того, стопорные пальцы 8 могут иметь слабое сечение, обеспечивающее возможность их контролируемого разрушения при резком выдергивании направляющей из принимающего устройства 15.

После блокировки направляющей невозможность возврата стопорных пальцев 8 в корпус 3 определяется отсутствием свободного пространства в корпусе 3 между стопорными пальцами 8 и сердечником 4, т.к. это пространство полностью занято сердечником 4. Как видно на Фиг. 3, расположение стопорных пальцев 8 относительно сердечника 4 соответствует диаметру D3 сердечника 4. Для освобождения указанного пространства в корпусе 3 между стопорными пальцами 8 и сердечником 4 необходимо перемещение корпуса 3 относительно сердечника 4 в обратном направлении, так, чтобы за стопорными пальцами 8, установленными во второй группе отверстий 9, в корпусе образовалось свободное пространство. Для того, чтобы управляющее воздействие обеспечило разблокировку необходимо, чтобы оно приводило к относительному движению корпуса 3, приводящему к образованию указанного пространства между сердечником 4 и внутренней стенкой корпуса 3, т.е. необходимо смещение корпуса 3 относительно сердечника 4.

Для извлечения направляющей ее быстрым воздействием приподнимают вместе с цилиндрическим корпусом 3 на высоту достаточную для контакта стопорных пальцев 8 с торцом принимающего устройства 15. При быстром воздействии вода не может заполнить камеру 11 через свободные отверстия и сердечник 4 движется вместе с корпусом 3 из-за неразрывности оставшейся в камере жидкости. Далее осуществляют медленное вытягивающее воздействие на направляющую. При медленном перемещении корпуса 3 начинается заполнение камеры 11 отверстие 13, затем через отверстия третьей группы отверстий 16. Камера 11 увеличивается в объеме. По мере заполнения камеры 11 корпус 3 с пальцами 8 продолжает медленное движение, при этом сердечник 4 под собственным весом остается на плече 20. За стопорными пальцами 8, перемещающимися с корпусом 3, появляется свободное пространство. Пальцы 8 могут быть вдавлены в корпус 3 кромкой приемного устройства 15. После этого устройство для блокировки находится в открытом положении и направляющую можно свободно извлечь из приемника 2. Принимающее устройство 15 снабжено фасками для облегчения выхода и захода стопорных пальцев 8.

В случае быстрого вытягивающего воздействия на корпус 3, вода не успевает поступить в камеру 11, увеличение объема камеры 11 прекращается, перемещение сердечника 4 в корпусе 3 останавливается. В такой ситуации сердечник 4 окажется «приклеенным» к корпусу из-за невозможности разрыва жидкости. Поверхность сердечника 4, соответствующая диаметру D2, продолжит подпирать стопорные пальцы 8 и они будут по прежнему блокировать выход устройства для блокировки из принимающего устройства 15.

При достаточном поступлении воды в камеру 11, увеличение объема камеры 11 продолжится за счет перемещения корпуса относительно сердечника, сердечник 4 «отклеится» от корпуса 3. Поверхность сердечника 4, соответствующая диаметру D2, смещается относительно стопорных пальцев 8, за пальцами 8 образуется пространство, в которое стопорные пальцы 8 задвинутся при воздействии на них нижней кромки принимающего устройства 15.

Первые отверстия 13, дополнительное отверстие 12, а также третья группа отверстий 16 могут обеспечивать переменный расход текучей среды в камере 11 при движении сердечника, т.к. они при движении сердечника будут постепенно перекрываться, уменьшая суммарное проходное сечение. Таким образом при начале вертикального смещения направляющей поступление текучей среды будет небольшим, при дальнейшем сечении суммарное проходное сечение будет увеличено и скорость поступления текучей среды увеличиться.

Скорость поступления текучей среды в камеру зависит от постоянных параметров: диаметра отверстий, конструктивных размеров корпуса 3 и торца сердечника 4, а также от переменного управляемого параметра - скорости смещения корпуса 3 относительно сердечника 4, определяемого скоростью перемещения в вертикальном направлении самой направляющей. Также, для разблокировки важно длительное время воздействия для того чтобы камера 11 заполнилась достаточно для смещения корпуса 3 с пальцами 8 относительно сердечника 4. Таким образом, при перемещении направляющей со скоростью ниже порогового значения и с достаточным временем воздействия будет происходить разблокировка, при перемещении со скоростью выше порогового значения направляющая будет оставаться заблокированной.

Путем варьирования постоянных параметров можно получить желаемое пороговое значение скорости перемещения направляющей и времени. Это позволит определить скорости воздействия на направляющую, которые будут «отфильтровываться», т.е. при которых направляющая будет оставаться заблокированной и скорость, ниже которой будет происходить разблокировка направляющей.

Поскольку случайные воздействия на направляющую характеризуются высокой скоростью, то разблокирование при таких воздействия невозможно. В тоже время медленное (ниже порогового значения) управляющее воздействие будет приводить к разблокировке направляющей.

Таким образом обеспечивается простота управления блокировкой/разблокировкой, обеспечение высокой надежности блокировки/разблокировки, простота конструкций устройства блокировки, ее изготовления и сборки.

Модификации и улучшения вышеописанных вариантов осуществления понятны для специалистов в данной области техники. Вышеприведенное описание приведено исключительно в качестве примера, и не является ограничивающим.

Группа изобретений относится к фиксирующим механизмам для фиксации подводных вертикальных направляющих, а именно к устройству для блокировки съемной направляющей и к самой съемной направляющей. Предлагаемое устройство для блокировки съемной направляющей содержит: полый цилиндрический корпус, сердечник, пальцы; сердечник имеет переменный диаметр, включает группу выступов, в которой каждый выступ выходит за пределы полого цилиндрического корпуса через по меньшей мере одно отверстие первой группы отверстий, и установлен в корпусе с возможностью перемещения; торец сердечника находится между первой группой отверстий и первым отверстием и вместе с боковыми и внутренней поперечной стенками корпуса образует камеру; при движении сердечника относительно корпуса часть сердечника с переменным диаметром обеспечивает выдвижение части пальца за пределы корпуса. Технический результат заключается в простоте управления блокировкой/разблокировкой, обеспечении высокой надежности блокировки/разблокировки, простоты конструкции устройства блокировки, ее изготовления и сборки. 2 н. и 23 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Устройство для блокировки съемной направляющей, содержащее: полый цилиндрический корпус, сердечник, пальцы, причем в полом цилиндрическом корпусе выполнены последовательно по оси корпуса: внутренняя поперечная стенка; первое отверстие; первая группа отверстий, смещенная по оси корпуса относительно первого отверстия; вторая группа отверстий, смещенная по оси корпуса относительно первой группы отверстий; сердечник имеет переменный диаметр, включает группу выступов, в которой каждый выступ выходит за пределы полого цилиндрического корпуса через по меньшей мере одно отверстие первой группы отверстий, и установлен в корпусе с возможностью перемещения; сердечник установлен в корпусе так, что его торец находится между первой группой отверстий и первым отверстием и вместе с боковыми и внутренней поперечной стенками корпуса образует камеру; пальцы установлены во вторую группу отверстий так, что одна часть пальца находится в пространстве между сердечником и корпусом, а другая часть - в одном из отверстий второй группы отверстий, а при движении сердечника относительно корпуса часть сердечника с переменным диаметром обеспечивает выдвижение части пальца за пределы корпуса.

2. Устройство по п. 1, в котором первое отверстие дополнено третьей группой отверстий, расположенных между второй группой отверстий и первым отверстием и/или на уровне первого отверстия.

3. Устройство по п. 1, в котором отверстия первой группы отверстий и выступы на сердечнике имеют прямоугольную форму и ориентированы вдоль оси корпуса.

4. Устройство по п. 1, в котором отверстия первой группы отверстий расположены на одном уровне под углом 120° друг к другу.

5. Устройство по п. 1, в котором отверстия первой и второй групп отверстий выполнены симметрично отверстиям своей группы вокруг оси корпуса.

6. Устройство по п. 1, в котором корпус имеет открытую нижнюю часть и закрытую верхнюю часть, имеющую внутреннюю поперечную стенку.

7. Устройство по п. 1, в котором в верхней закрытой части корпуса выполнено дополнительное отверстие во внутренней поперечной стенке, ориентированное вертикально по продольной оси корпуса.

8. Устройство по п. 1, в котором полый цилиндрический корпус выполнен из высокоуглеродистой стали повышенной твердости.

9. Устройство по п. 1, в котором сердечник установлен выступающим из корпуса и его выступающий конец выполнен в виде усеченного конуса.

10. Устройство по п. 1, в котором торец сердечника имеет цилиндрическую форму.

11. Устройство по п. 1, в котором сердечник выполнен из углеродистой среднелегированной стали.

12. Устройство по п. 1, в котором каждый выступ сердечника имеет антифрикционное фтор-полимерное покрытие.

13. Устройство по п. 1, в котором каждый выступ сердечника изготовлен из низколегированной стали для сварных конструкций.

14. Устройство по п. 1, в котором каждый выступ сердечника является съемным.

15. Устройство по п. 1, в котором выступы сердечника расположены на сердечнике на одном уровне под углом 120° друг к другу.

16. Устройство по п. 1, в котором каждый палец имеет слабое сечение для контролируемого разрушения пальца.

17. Устройство по п. 1, в котором каждый палец представляет собой по существу цилиндрическое тело, имеющее одну цилиндрическую часть, а другую часть в виде утолщения.

18. Устройство по п. 1, в котором сердечник имеет переменный диаметр, увеличивающийся к его нижней части в зоне контакта поверхности сердечника с пальцами.

19. Устройство по п. 1, в котором пальцы выполнены с возможностью контакта с сердечником своими утолщениями.

20. Устройство по п. 1, в котором сердечник в зоне контакта его поверхности с пальцами имеет по меньшей мере три диаметра: первый диаметр, второй диаметр и третий диаметр, увеличивающиеся в направлении конического конца сердечника.

21. Устройство по пп. 17-20, в котором пальцы установлены таким образом, что их цилиндрическая часть размещена в отверстиях второй группы отверстий, а их часть в виде утолщения размещена в пространстве между корпусом и сердечником.

22. Устройство по пп. 17-20, в котором сердечник с переменным диаметром содержит участки в зоне контакта поверхности сердечника с пальцами, причем последовательно от торца расположены цилиндрическая часть, увеличивающаяся в объеме коническая часть и вторая цилиндрическая часть.

23. Съемная направляющая, включающая устройство для блокировки съемной направляющей по п. 1 или 2.

24. Съемная направляющая по п. 23, по меньшей мере частично выполненная из углеродистой стали.

25. Съемная направляющая по п. 23, содержащая съемный корпус.