Замковое соединение буровых штанг Советский патент 1984 года по МПК E21B17/46 

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для соединения буровых штанг.

Известен буровой став, в котором соединения штанг производится под действием веса нараш,иваемой штанги путем замыкания подпружиненных кулачков, а разъединение осуществляется машинистом из кабины с помош.ью специального ключа 1.

Недостатками такой конструкции являются наличие ручных операций и предварительного переподъема бурового става при его разборке и сложность изготовления.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является замковое соединение буровых штанг, содержащее на одном конце одной штанги некруглый в поперечном сечении хвостовик и на конце другой штанги муфту с конгруэнтным хвостовику осевым отверстием и двумя радиальными отверстиями под фиксатор, связывающий хвостовик и муфту в рабочем положении 2.

Недостатком известной конструкции является низкая надежность при работе, так как из-за наличия технологических зазоров между муфтой и хвостовиком последний может проворачиваться относительно муфты на некоторый угол, в результате чего происходит перераспределение нагрузки таким образом, что крутящий момент воспринимается фиксатором, который предназначен для предотвращения осевого размыкания бурового става. Это приводит к деформации и разрушению фиксатора, в результате чего снижается надежность замкового соелинепия.

Цель изобретения - повышение надежности работы замкового соединения буровых штанг.

Указанная цель достигается тем, что в замковом соединении буровых штанг, содержащем на конце одной штанги некруглый в поперечном сечении хвостовик и на конце другой штанги муфту с конгруэнтным хвостовику осевым отйерстием и двумя радиальными отверстиями .под фиксатор, связывающий хвостовик и муфту в рабочем положении, радиальные отверстия в муфте выполнены в виде овала, большая ось которого перпендикулярна продольной оси штанги, а соотно1иение осей овала не менее 1:1,3.

На фиг. t изображено замковое соединение буровых штанг с разрезом; на фиг. 2 то же, вил сбоку.

Замковое соединение буровых штанг нмсчт некруглый в поперечном сечении хвостовик 1 с поперечным отверстием 2, закрепленный на конце штанги 3. Муфта 4, имеющая осевое отверстие 5, конгруэнтное хвостовику 1, и два овальных отверстия 6, закреплена на конце штанги 7. Большая ось

овала 6 перпендикулярна оси штанги 7, а соотношение осей овала не менее 1:1,3. Фиксатор выполнен двухсторонним в виде двух кулачков 8, подпружиненных пружиной 9 и расположенных симметрично оси хвостовика 1. Кулачки 8 находятся в поперечном отверстии 2 хвостовика 1 с возможностью взаимодействия с овальными отверстиями 6 муфты 4. Для предотвращения выпадения из поперечного отверстия 2 хвос0 VoBHKa 1 кулачки 8 выполнены с головками 10, с которыми взаимодействуют торцы втулок 11, закрепленные в отверстии 2 хвостовика 1. На втулке 11 со стороны соосного овального отверстия 6 и на внутренней сто5 роне овального отверстия 6 муфты 4 выполнены фаски 12 и 13. В головках 10 кулачков 8 имеются углубления 14, в которые сжимается пружина 9 при смыкании кулачков 8 в момент сборки и разборки бурового става. Хвостовик 1 и муфта 4 имеют

0 скосы 15 и 16 соответственно. На кулачках 8 имеются фаски 17. Муфта 4 имеет пазы 18 для направления механизма размыкания.

Замковое соединение работает следую5 шим образом.

Хвостовик 1 входит в отверстие 5 муфты 4 до соприкосновения фаски 17 кулачка 8 о скос 16 муфты 4. Затем скосы 16 нажимают на фаски 17, преодолевая усилие пружины 9, при этом кулачки 8 сходятся в

0 центре поперечного отверстия 2 хвостовика 1. Хвостовик 1 продолжает осевое движение до тех пор, пока ось овальных отверстий 6 муфты 4 совместится с осью кулачков 8. После этого кулачки 8 под действием силы пружины 9 входят в отверстие 6 муфты 4 соединение замкнулось.

При работе соединения передача крутящего момента от муфты к хвостовику происходит после поворота муфты (или хвостовика) на угол, обусловленный технологи0 ческим зазором, нес бходимым по условиям сборки замковых соединений до возникновения контакта между рабочими поверхностями гнезда муфты и хвостовика.

За счет выполнения отверстий в муфте в виде овала, большая ось которого перпендикулярна продольной оси штанги, при соотношении осей овала не менее 1:1,3 кулачки даже при некотором износе контактирующих поверхностей ниппеля и муфты, передающих крутящий момент, не участвуют

0 в передаче крутящего момента.

Для разъединения штанг необходимо механизм для разъединения (не показан) направить с помощью гидроцилиндра (или другого механизма) в пазы 18. При этом он нажимает на кулачки 8, преодолев силу

сжатия пружин 9, сводит кулачки в центр отверстия 2 хвостовика 1. После этого муфта 4 и хвостовик 1 свободно разводятся в противоположные стороны.

Технико-экономический эффект от применения изобретения заключается в повышении надежности замкового соединения

буровых штан о работе благодаря устранению участия кулачков фиксатора в передаче крутящего момента.

ЗАМКОВОЕ СОЕДИНЕНИЕ БУPOBblX ШТАНГ, содержашее на конце одной штанги некруглый в поперечном сечении хвостовик и на конце другой штанги муфту с конгруэнтным хвостовику осевым отверстием и двумя радиальными отверстиями под фиксатор, связываюший хвостовик и муфту в рабочем положении, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности работы, радиальные отверстия в муфте выполнены в виде овала, большая ось которого перпендикулярна продольной оси штанги, а соотношение осей овала не ме нее 1:1,3. (Л 00 01 со