Соединение штанг бурового става Советский патент 1992 года по МПК E21B17/46 F16D1/02 

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к устройствам для соединения секций бурового става бурошнековых или других для проведения скважин вращательным бурением, например, по углю.

В горной и, в частности в угольной промышленности, получают широкое применение бурошнековые установки, с помощью которых осуществляется выемка угля при помощи выбуривания угольного пласта. В. этих установках, как и в других бурильньГх машинах подобного типа, используется буровой (в том числе) шнековый став, секции

которого при наращивании става соединяются специальными устройствами соединениями.

Известные замковые соединения содержат некруглый в поперечном сечении хвостовик, входящий в конгруэнтное ему отверстие муфты, и стопорные устройства различной конструкции. Причем, указанный хвостовик и отверстие муфты одновременно выполняют функции направляющего и передающего вращающий момент элементов и в связи с этим требуют.в процессе соединения взаимной ориентации стыкуемых секций, как в продольном, так и в углЬвом направлении (вокруг оси секции).

В некоторых из известных устройств озможность снижения требований по взамной угловой ориентации реализуется усожнением (дублированием) механизма осевого стопорения или его элементов.

Известны также устройства с разделением этих функций, содержащие круглый в поперечном сечении хвостовик и конгруэнтное ему отверстие в сопряженной муфте, в которых функции передающих вращающий момент элементов выполняются радиальными или торцовыми кулачками и соответствующими впадинами на взаимно сопрягаемых муфтах.

Наиболее -близким к предлагаемому является соединение буровых штанг, включающее направляющий элемент на одной штанге, отверстие под нею на другой штанге, выступы и впадины на торце одной штанги, взаимодействующие с ними и соответствующие им впадины и выступы на торце другой штанги и фиксирующее устройство.

Однако это соединение не обеспечивает угловой однозначности взаимной ориентации стыкуемых штанг,-которая необходима для успешной работы фиксирующего устройства, и это приводит к потерям технологического времени при стыковке штанг.

Цель изобретения - упрощение сборки за смет обеспечения угловой однозначности в зэданном (единственно возможном) положении.

Поставленная цель достигается тем, что выступы на одной штйнге выполнены с угловой шириной, равной угловой ширине соответствующих впадин на другой штанге, причем угловые размеры выступов на одной штанге отличны друг от друга.

На фиг. 1 показано предлагаемое соединение, в сборе; продольный разрез; на фиг. 2 - то же, поперечный разрез по замку; на фиг. 3 вариант 2-х кулачкового соединения, вид на кулачки; на фиг. 4 - то же, вид на впадины; на фиг. 5 - 3-х кулачковый вариант соединения; на фиг. 6 - то же, вид на впадины.

Предлагаемое соединение представляет собой приваренные к торцам штанг 1 взаимосопряженные концевые втулки 2 и 5 с кулачками 3 с угловой шириной (а ,/3, ) и цилиндрические направляющие элементы 4, которые выполнены с возможностью свободного входа (например, на скользящей посадке) во внутрь втулки 2 по их продольной оси. Причем указанные цилиндрические элементы 4 жестко укреплены по центру сопрягаемой концевой втулки 5, на которой соответственно кулачкам 3 с угловой шириной (а,/3,) выполнены впадины 6 той же угловой ширины, которые могут быть выполнены в том же самом штампе. Иными словами, концевые .втулки 2 и 5 выполнены

одинаковыми на соединяемых штангах 1. Вместе с тем втулки могут быть выполнены в различных вариантах, например, двух- и трехкулачковыми. Главное то, что на торцах каждой из концевых втулок 2 и 5 кулачки 3 и

0 впадины б выполнены разной угловой ширины и располржены по окружности неравномерно. Кроме того, предлагаемое соединение имеет фиксатор 7 или замок, который конструктивно может быть выполнен по разному. Например, на фиг. 1 и 2 замок 7 выполнен в виде поворотного пальца 8, установленного в поперечном цилиндрическом проеме 9, который выполнен в концевой втулке 2, и соответственно этому

0 проему 9 в цилиндрическом направляющем

. элементе 4 выполнен паз 10 так, что палец

8 имеет возможность при повороте входить

в паз 10. Для запирания замка 7 палец 8

выполнен с соответствующим пазом 11, который соответствует профилю элемента 4. Конструктивно замок 7 может быть выполнен также в виде радиального подпружиненного штифта (не показан). Чтобы законтрить замок 7 с поворотным пальцем

0 8, последний имеет фиксатор 12.

Пример. При наращивйнии буровых штанг 1 или шнеков бурового става вначале необходимо разъединить этот став. Для этого замок 7 переводят в исходное положение,

5 и став легко разъединяется. В исходном положении замок 7 открыт, а это означает, что паз 11 пальца 8 повернут на 180° и совпада. ет по профилю с элементом 4. Поэтому наращиваемое звено своим направляющим

0 элементом 4 заводят во втулку 2 таким образом, чтобы кулачки совпали со впадинами 6 на сопрягаемой втулке 5 на наращиваемом звене, прижимают втулки 2 и 5 слегка друг к другу и поворачивают стыкуемое (наращиваемое) звено вокруг его продольной оси на некоторый угол, который необходим и достаточен для попадания кулачков 3 втулки 2 во впадины 6 соответствующей им ширины на втулке 5. А так как кулачок 3 и соответствующие им впадины выполнены на разной угловой ширине и расположёны по окружности неравномерно, то их совпадение произойдет только в одном единственно возможном положении, когда витки

5 шнека совпадут с витками на стыкуемом звене. Замок 7 своим пальцем 8 окажется в исходном положении, поэтому достаточно повернуть палец 8 вокруг его продольной оси на 180° и произойдет запирание замка, а чтобы его законтрить имеется фиксатор

12, который не позволяет замку 7 открываться самопроизвольно.

Такое выполнение замка и соединения позволяет полуавтоматически фиксировать стыкуемые секции в .заданном (единственно возможном) положении.

Таким образом, сущность изобретения состоит в конструктивном выполнении элементов предлагаемого соединения, а именно выступы на одной штанге выполнены с угловой шириной, равной угловой ширине соответствующих (сопряженных) впадин на другой штанге, причем угловые размеры выступов по ширине (и соответственно впадин) на одной штанге отличны друг от .

Предлагаемое соединение обеспечивает сокращение времени на стыковку элементов бурового става, а штамповка и изготовление втулок 2 и 5 одинаковыми по

конфигурации удешевит изготовление и повысит надежность соединения. Формула изобретения Соединение штанг бурового става,

включающее центральный цилиндрический направляющий элемент на одной штанге, отверстие под него на другой штанге, выступы и впадины, размещенные на периферии у торца одной штанги, взаимодействующие

с ними и соответствующие им впадины и выступы на периферии у торца другой штанги и узел осевой фиксации, отличающееся тем, что, с целью упрощения сборки за счет обеспечения углрвой однозначности

соединения, выступы на одной штанге выполнены с угловой шириной, равнойугловой ширине соответствующих впадин на другой штанге, причем угловые размеры выступов на одной штанге отличны друг от друга.

.5

Фиг.З