Замковое соединение секций бурового става Советский патент 1980 года по МПК E21B17/06 

1

Изобретение относится к горной промьпи ленности, а именно, к замковым соединениям секций шнеков буровых стаБр1в шнекобуровых машин.

Известны замковые соединения, соде{ - j жащие ниппель с кольцевой проточкой, в котЬруЮ входит замыкающий элемент фигурной формы, охватывающую его муфту и запирающие кулачки 1.

Такая конструкция характеризуется су-JQ щественными недостатками:

1.Для соединения муфты с ниппелем нужны существенные дополнительные осевые усилия подачи на буровых ставах, чтобы преодолеть усилие сопротивления мыкающего элемента. Однако при извлечении буровьпс ставов прилагаемые при этом усилия могут явиться причиной несвоевременного разъединения муфты и ниппеля.20

2.При соединении необходимо ориентирование муфты и нигшеля для осуществления возможности соединения кулачков.

3. Конструкция в целом малонадежна в работе,

HaBsetHO замковое соединение, в котором эти недостатки частично устранены.

Такая конструкция содержит ниппель, выполненный с наружным зубчатым венцом и скольцевой проточкой для замыкающего элемента, муфту с наружным зуб-, чатым веНцом и соединительное кольцо, охватывающее своим внутренне/ зубчатым венцом венцы ниппеля и муфты С2.

Однако и эта конструкция характеризуется существенными недостатками к которым относятся:

1.Недостаточная жесткость бурового

става вследствие необходимости оставления значительных зазоров между сопрятаемымш поверхностями муфты и ниппеля для обеспечения возможности быстрого их соединения и разъединения при некоторых осевых перекосах.

2,Необходимость взаимного углового (по углу вращения) ориентирования муфты

746075

ниппеля с целью обеспечения воамож- ости их соединения,

3.Низкая нашжность соединения вследтвие жесткости взаимодействия зубчатых вегахов, поскольку кольцо установлено на 5 муфте с возможностью только углового

(по вращению) смещения и не компенсирует осевое (продольное) взаимные смещения муфтБт и ниппеля.

4,Недостаточная надежность работы 10 по причине передачи усилий подачи и извлечения в процессе работы, зубья бёйдов, будучи Шп&лнёншми сортов стали, будут расклепываться, т.е. увеличиваться в размере и препятстювать 15 процессу соединения и разъединения..:;,,.,..

Цель изобретения - повышение жесткости бурового става, за счет уменьшения угла наклона оси ниппеля к оси муфты при постоянном зазоре между ними. , . . 20

Эта йШ1 айстйгается тем7 что ниппель снабжен пояском, взаимодействующим с , внутренней йоверхностью конца муфты и вь1Г( с дополнительной проточкой в которой свободно установлено соединитель- 25 ноб кольцо, пбдпру шнёнйое в осевом направлении. Замыкающий элемент выполнен

, -«--.- ;.- ..... . . ...

в виде прямоугольной призмы с секторной головкой, входящей в кольцевую проточку

ниппеля. . ,. 30

На фиг. 1 - общий вид замкового соединения; на фиг. 2 - сечение А-А фиг. 1. SaiM iBtfe Ъбёдийеййё с5Ьдёрш Ш Ш ленные на концах смежных секций шнеков fl и 2, Н1шпель 3 снабженный ориенти- 5 рующШ конусом 4 и вьтолненный с наружным зубчатым венцом 5 с зубьями 6 и с . кольцевой проточкой 7 для заШгкающего элемента 8 и му$ту 9с наружным зубча™ тым венцом 10 и зубьями 11.ЛО

Зубья 6 и 11 ntfig yi c№St§ffirHo

радиусу R. Соединительное кольцо 12 снабжено внутренним зубчатым венцом, взаимодействующим с зубьями 6 и 11, т.е, охватывающим их. Нзшпель 3 снабжен сфе- 45 рйческйм с радиусом Н„, пояском 13, взаимодействующим с внутреннёй п6вёрхнос- / тью конца муфты 9. Кольцо 12 свободно, с некоторым зазором по диаметру относительно венцов 5 и 10, установлено в до- 50 прднительной кольцевой проточке 14, ширина которой значительно больше толщины размещенных в ней установочных разрезных пластин 15 (их 3 или 4), прикреплен- . ных к кольцу 12 кольцом 16 и болтами 17f5

В, зазоре между пластиной 1 5ТРтЬрцбм к6л1 ёв6йпр6т чкик6}1ьц61 2 через пластины 15 подпружинено кольцом 18, которое выполнено к примеру, из эластичного материала. Взаимодействующие при соединении с зубьями кольца 12 торцы зубьев 11 выполнены со скосами 19 (показан только скос зуба венца муфты) для реализации взаимного ориентирования по углу щ)ащения торцов зубьев в процессе их соединения под действием осевых усилий.

Замыкающий элемент 8 выполнен в виде прямоугольной призмы, с помощью пружины 20, укрепленной в стакане 21, секторной головкой 22 (фиг. 2), входящей . при соединении муфты с ниппелем в кольцевую проточку 7 последнего. Штырь 23 элемента 8 снабжен окном 24 для подъёма элемента 8 в стакане 21 на высоту (фиг. 2) при рассоединении секций 1 и 2 (т.е. муфты, и ниппеля). Для более прочного соединеним муфты 9 с секцией 1 в них вварены, пальцы 25.

Замковое соединение работает следующим образом.

Для разъединения ниппеля 3 и муфты 9 (фиг. 1) в окно 24 вводят тяговый элемент (не показан, в простейшем виде - это рычаг) и сжимая им пружину 20 поднимают элемент8 на высоту „достаточную для выхода головки 22 из кольцевой проточки 7. Осёвйми движениями секций 1 и 2 в противоположных направленигк сдвигают муфту 9 сяиппеля 3, Разъединение закончено. Для соединения секций 1 с секцией 2 одну из них (при заторможенной другой) надвигают на ррутую по оси О-О (фиг. 1). В этот момент секция 2, например, находится в скважине (не показана), а ниппель 3 - вне ее устья. Секций 1 расположена на прие1у Гйом лотке шнекобуровой машины и соединена противоположным концом со шпинделе}. буровой каретки (не показа1яы). При надвигании секции 1 на секцию 2 9 ориентируется по оси О-О конусом 4 и надвигается на ниппель 3. В последующие моменты соединения поясок 13 принудительно ориентирует оси муфты и ниппеля.

При одной и той же базе L , которая не может быть увеличена по соображениям габаритов машины, зависящих от длины секции шнеКй, предлагаемая конструкция в начале процесса обеспечивает равноценные условия соединения муфты 9.с ниппелем 3, а после его завершения - ограничивает угол осевого смещения вдвое, т.е. пЬЁышает жесткость бурового става. Повышение жесткости способствует снижению увода бурового става под влиянием его ; массы и взаимодейстБИя с разрушаемым им полезным ископаемым. Скосы 19, взаимодействуя друг с яру гом при подвигании ориентируют (поворачивают) зубья 6 и 11, т.е. ниппель в му те, обеспечивая заход зубьев кольца 12 между зубьями 11. В процессе бурения, вследствие несоосности секции 1 и 2, вен цы муфты и ниппеля имеют некоторую игр относительно венца кольца 12. Эта игра при вращении става компенсируется поворотами кольца 12 за счет сжатия пружинящего кольца 18 несущими пластинами 115. Таким образом эластичное кольцо 18 обеспечивая постоянньгй и нормальный кон такт венцов муфты и ниппеля с зубчатым венцом кольца 12 исключает их поломки независимо от угла взаимной несоосности. Формула изобретения 1. Замковое соединение секций бурового става, содержащее ниппель, выполнен756 ный с наружным зубчатым венцом и с кольцевой проточкой для замыкающего элемента, муфту с наружным зубчатым венцом и соединительное кольцо с внутренним зубчатым венцом, отличаврщее - с я тем, что, с целью повышения жест кости става за счет уменьшения угла наклона ниппеля к оси муфты при постоянном зазоре между ними, ниппель снабжен пояоком, взаимодействующим с внутренней поверхностью конца, и вьтолнен с дополнительной проточкой, в которой свободно установлено соединителзное кольцо, подпружиненное в осевом нготравленш. 2. Замковое соединение по п. Г, о т л и ч а ю щ е е U я тем, что замыкфощий элемент вьшолнен в виде прямоуголь ной призмы с секционной головкой, вкодящей в кольцевую проточку ниппеля. Источники информации, принятые во ввиманйе гфй зкс11ё ртазе 1.Авторское свидетельс1во СССР N9 355334, кл. Е 21 В 17/02, Е 21 С 15/00, 1971. 2.Ав-горское свидетельство СССР NO 395860, кл. Е 21 В 17/02, 1969.