Соединение для бурильных и обсадных труб Советский патент 1992 года по МПК E21B17/02 E21B17/04 

Изобретение относится к буровой технике и предназначено для геологоразведочного бурения скважин большого диаметра.

Известно соединение для бурильных и обсадных труб, содержащее кулачковые муфты, жестко связанные с концами труб, и соединительные элементы с крепежной деталью. Известно также соединение бурильных и обсадных труб, в котором :-;ередача крутящего момента осуществляется посредством кулачковой муфты и соединительных элементов, выполненных в виде секторов с сечением неравнобокого уголка.

Недостатками таких соединений является сложность их конструкции и высокая надежность их применения при соединении труб, так как при передаче больших осевых нагрузок и крутящих моментов происходит деформация крепежных деталей, вследствие чего соединительные элементы выпадают, что ведет к рассоединению колонны труб.

Наиболее близким к изобретению является соединение бурильных и обсадных трубГвключающее установленные на наружных концахтруб полумуфты с кулачками тра- пецеидальной формы и закладной стопорящий элемент с фиксатором, размещенный .в пазу, образованном полумуфтами.

Такое соединение имеет недостаточную надежность, так как в процессе работы возникают усилия, приводящие к деформации частей кулачков, что приводит к их отгибанию и рассоединению труб.

Целью изобретения является повышение надежности работы соединения.

Указанная цель достигается тем, что соединение для бурильных и обсадных труб, включающее установленные на наружных концах полумуфты с кулачками трапецеидальной формы и закладной стопорящий элемент с фиксатором, размещенный в пазу, образованными полумуфтами, снабжено трубчатой обечайкой, расположенной конЦП

4

Ю О

ГО

центрично относительно полумуфт и жестко связанной с одной из них, причем закладной стопорящий элемент выполнен в виде клина, а паз для его размещения имеет ответное ему поперечное сечение и выполнен сквозным.

На фиг. 1 представлено соединение с частичным вырезом обечайки; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1.

Гпрдинечме для бурильных и обсадных труб содержит пояумуфты 1 и 2, жестко закрепленные; например, при пЪмощи сварки к концам соединяемых труб 3 и 4. Каждая из полумуфт имеет кулачки 5 трапецеидальной формы. Кулачки 5 и ответные пазы 6 полумуфт 1 и 2 служат для соединения последних между собой. Основание трапеции паза 6 одной полумуфты выполнено больше основания трапеции кулачка 5 другой полу- муфты. Соединение снабжено трубчатой обечайки 7, расположенной концентрично относительно гголумуфт и жестко связанной, например, при помощи сварки с одной из них. На полумуфтах выполнены пазы 8 и 9, образующие при сборке общий сквозной паз под закладной стопорящий элемент 10, выполненный в виде клина, причем паз имеет ответное клину поперечное сечение. Стопорящий элемент 10 может быть выполнен с головкой 11, а в пазу 9 могут быть выполнены выступы 12 для взаимодействия с ниж- ними кромками головки, в которой выполнено также отверстие 13 под крепежный элемент 14, Соединение предусматри- вает наличие нескольких стопорящих элементов (фиг. 3).

Сборка соединения осуществляется следующим образом.

Соединяемые трубы устанавливают встык так, чтобы кулачки 5 одной полумуфты входили в пазы 6 другой полумуфты, поворотом труб вводят в зацепление наклонные стороны прямоугольных трапеций кулачков и пазов. Затем в полость, образованную па- зами 8 и 9 и ограниченную внутренней поверхностью обечайки 7, устанавливают

стопорящий элемент 10, который дополнительно фиксируется относительно обечайки 7 крепежным элементом 14

В процессе бурения соединение работает следующим образом.

Вращение бурильной колонны в любую сторону передается кулачковыми полумуфтами 1 и 2 Осевое давление на забой передается торцами труб 3 и 4 и торцами наклонных сторон трапеций кулачков 5 и пазов 6 полумуфт 1 и 2. При подъеме колонны осевое усилие передается от трубы 3 через полумуфту 2, при этом нагружаются наклонные рабочие стороны кулачков 5 и пазов б полумуфт. Обечайка 7. охватывающая полумуфты, обеспечивает повышение надежности соединения полумуфт При этом клиновидное выполнение стопорящего элемента 10 обеспечивает исключение самопроизвольного выхода клина из пазов полумуфт в процессе бурения. Наличие стопорящего элемента повышает также жесткость и надежность соединения кулачков с пазами полумуфт.

Использование соединения предотвращает возникновение аварийной ситуации, так как исключает деформацию пазов и кулачков полумуфт, выпадение стопорящих элементов и рассоединение колонны труб, и сокращает трудоемкость при наращивании труб в 2,2 раза.

Формула изобретения

Соединение для бурильных и обсадных труб, включающее установленные на наружных концах труб полумуфты с кулачками трапецеидальной формы и закладной стопорящий элемент с фиксатором, размещенный в пазу, образованном полумуфтами, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности работы соединения, оно снабжено трубчатой обечайкой, расположенной концентрично относительно полумуфты и жестко связанной с одной из них, причем закладной стопорящий элемент выполнен в виде клина, а паз для его размещения имеет ответное ему поперечное сечение и выполнен сквозным.

ИГ.

Ч.

Фиг 2

Сущность изобретения заключается в том, что соединение труб осуществляется с помощью полумуфт, имеющих взаимодействующие кулачки и ответные пазы. Соединение снабжено трубчатой обечайкой, а на полумуфтах выполнены пазы под закладной стопорящий элемент (СЭ). Трубы устанавливают в стык одна с другой и при их повороте вводят в зацепление кулачки с пазами, а в пазы устанавливают СЭ. Клиновидное выполнение СЭ обеспечивает исключение самопроизвольного выхода клина из пазов в процессе бурения. 3 ил.

Б-Б

Ю