Соединение многорядной колонны (варианты)

 

Изобретение относится к соединениям многорядных или многоканальных колонн, используемых в трубопроводном транспорте, в частности, для транспортировки пластовой жидкости на поверхность из нефтяных скважин. Соединение состоит из двух фланцев с продольными каналами по количеству соединяемых труб. Между фланцами установлена самоуплотняющаяся манжета, фланцы между собой соединены накидной гайкой. Самоуплотняющаяся манжета состоит из отдельных уплотнительных элементов в виде втулки, которые соединены между собой и каждый из которых уплотняет отдельный канал. Изобретение обеспечивает снижение трудоемкости изготовления и повышение надежности герметизации полостей соединяемых труб. 2 с.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к соединениям многорядных или многоканальных колонн, используемых в трубопроводном транспорте, в частности, для транспортировки пластовой жидкости на поверхность из нефтяных скважин.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому первому варианту исполнения является устройство, включающее соединение многорядной колонны, например колонны, состоящей из трех параллельно расположенных труб, содержащее присоединительный элемент, соединяющий концы труб между собой [1].

Недостатки устройства:

- трудоемкость изготовления, обусловленная сложной конструкцией соединительного узла;

- неудовлетворительная герметизация полостей труб.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому второму варианту исполнения является устройство, включающее соединение многорядной колонны, например колонны, состоящей из труб большого диаметра и расположенных в ней двух параллельных колонн меньшего диаметра, содержащее присоединительный элемент, включающий уплотнительную манжету, соединяющий концы труб между собой [2].

Недостатки устройства:

- фактически наружные и внутренние трубы имеют автономные соединения, что приводит к ограниченности его использования, затрачивается значительное время на процесс соединения и разъединения, что связано с большими эксплуатационными расходами;

- трудоемкость изготовления, обусловленная высокими требованиями к выполнению посадочных мест под уплотнения.

Задачей изобретения является создание устройства, обладающего пониженной трудоемкостью изготовления и более надежной герметизацией полостей соединяемых труб.

Согласно первому варианту исполнения указанная задача решается предлагаемым соединением многорядной колонны, например колонны, состоящей из трех параллельно расположенных труб, содержащим присоединительный элемент, соединяющий концы труб между собой.

Новым является то, что присоединительный элемент состоит из двух фланцев с тремя продольными каналами, причем первый фланец выполнен с расширяющейся наружной конусной опорной поверхностью в сторону стыка со вторым фланцем и снабжен накидной гайкой с конусной опорной поверхностью, контактирующей с одноименной поверхностью первого фланца, а второй фланец снабжен направляющими штырями на его торце и резьбой на наружной поверхности под накидную гайку, причем первый фланец на торце выполнен с отверстиями под направляющие штыри второго фланца, а контактирующие между собой концы фланцев в зоне продольных каналов выполнены с конусными раструбами, при этом между фланцами установлена эластичная самоуплотняющаяся манжета, состоящая из трех уплотнительных элементов, соединенных между собой своими буртиками, переходящими в общий кольцевой буртик, причем каждый уплотнительный элемент выполнен в виде втулки с выпуклой внутренней поверхностью, а её наружная поверхность образована двумя конусами, которые большими основаниями обращены друг к другу и упираются на кольцевой буртик.

Другой вариант исполнения соединения предназначен для колонны, состоящей из труб большого диаметра и расположенных в ней двух параллельных колонн меньшего диаметра, содержащих присоединительный элемент, включающий уплотнительную манжету и соединяющий концы труб между собой.

Новым является то, что присоединительный элемент состоит из двух фланцев с четырьмя продольными каналами, два из которых имеют концентричную форму, а два - фигурную, причем первый фланец выполнен с расширяющейся наружной конусной опорной поверхностью в сторону стыка со вторым фланцем и снабжен накидной гайкой с конусной опорной поверхностью, контактирующей с одноименной поверхностью первого фланца, а второй фланец снабжен направляющими штырями на его торце и резьбой на наружной поверхности под накидную гайку, причем первый фланец на торце выполнен с отверстиями под направляющие штыри второго фланца, при этом контактирующие между собой концы фланцев в зоне фигурных продольных каналов выполнены с фигурными раструбами конической формы, переходящими у торца второго фланца в фигурные торцевые проточки, а в зоне продольных каналов концентричной формы выполнены конусные раструбы, переходящие у торца второго фланца в кольцевые проточки, объединенные вместе с фигурными кольцевыми проточками в общую кольцевую проточку, причем между фланцами установлена эластичная самоуплотняющаяся манжета, состоящая из четырех уплотнительных элементов, соединенных между собой своими буртиками, переходящими в общий кольцевой буртик, при этом два уплотнительных элемента выполнены в виде втулки с выпуклой внутренней поверхностью, а наружные поверхности образованы двумя конусами, которые большими основаниями обращены друг к другу и упираются на кольцевой буртик, а два других уплотнительных элемента выполнены в виде фигурной втулки с выпуклой внутренней поверхностью, а её наружная поверхность образована фигурными конусами, которые большими основаниями обращены друг к другу и упираются на фигурные буртики.

На фиг.1 изображена многорядная колонна, состоящая из трех параллельно расположенных труб (вариант 1).

На фиг. 2 - разрез по А-А фиг. 1.

На фиг.3 - общий вид самоуплотняющейся манжеты (вариант 1).

На фиг.4 - продольный разрез фланцевого соединения (вариант 1).

На фиг. 5 - разрез по Б-Б фиг.4.

На фиг. 6 - многорядная колонна, состоящая из труб большого диаметра и расположенных в ней двух параллельных колонн меньшего диаметра (вариант 2).

На фиг. 7 - продольный разрез фланцевого соединения (вариант 2).

На фиг.8 - разрез по В-В фиг.7.

На фиг.9 - разрез по Г-Г фиг.8.

Вариант 1

Соединение используется в многорядной колонне, состоящей из трех параллельно расположенных труб (фиг.1), соединенных между собой трехрожковым разделителем 2 (фиг.2), и содержит два фланца 3 и 4 (фиг.4) с тремя продольными каналами 5 и 6, причем фланец 3 выполнен с расширяющейся наружной конусной опорной поверхностью 7 и снабжен накидной гайкой 8 с конусной опорной поверхностью 9, контактирующей с одноименной поверхностью фланца. Другой фланец 4 снабжен направляющими штырями 10 на его торце и резьбой на наружной поверхности под накидную гайку 8, причем фланец 3 на торце выполнен с отверстиями под направляющие штыри 10. Контактирующие между собой концы фланцев в зоне продольных каналов выполнены с конусными раструбами 11, переходящими у торцов в кольцевые проточки 12, которые переходят в общую кольцевую проточку 13. Между фланцами установлена эластичная самоуплотняющаяся манжета 14 (фиг.5), состоящая из трех уплотнительных элементов 15 (фиг.3), соединенных между собой буртиками 16, переходящими в общий кольцевой буртик 17. Каждый уплотнительный элемент выполнен в виде втулки (фиг.4) с выпуклой внутренней поверхностью, а наружная поверхность образована двумя конусами, которые большими основаниями обращены друг к другу и упираются в кольцевой буртик 16.

Вариант 2

Соединение используется в многорядной колонне, состоящей из труб 18 большого диаметра (фиг.6) и расположенных в ней двух параллельных колонн из труб 19 меньшего диаметра (фиг.7), и содержит два фланца 20 и 21 с четырьмя продольными каналами, два из них 22 и 23 концентричной формы, а два других 24 и 25 (фиг.9) - фигурные. Фланец 20 выполнен с расширяющейся наружной конусной опорной поверхностью 26 и снабжен накидной гайкой 27 с конусной опорной поверхностью 28, контактирующей с одноименной поверхностью фланца. Другой фланец 21 снабжен направляющими штырями 29 (фиг. 8) на его торце и резьбой на наружной поверхности под накидную гайку 27, причем фланец 20 на торце выполнен с отверстиями под направляющие штыри 29. Контактирующие между собой концы фланцев в зоне продольных каналов имеют два конусных раструба 30 и 31 (фиг.7) и два фигурных раструба 32 и 33 (фиг.9) конической формы, переходящие во фланце 21 (у торца) в кольцевые проточки 34 от конусных раструбов 31 и в фигурные проточки 35 от фигурных раструбов 33. Кольцевые проточки 34 и фигурные проточки 35 на периферии переходят в общую кольцевую проточку 36 (фиг. 8). Между фланцами установлена эластичная самоуплотняющаяся манжета 37 (фиг. 8), состоящая из двух уплотнительных элементов 38 и 39 правильной концентричной формы и двух уплотнительных элементов 40 и 41 сложной (криволинейной) формы, соединенных между собой своими буртиками 42 и 43, переходящими в общий кольцевой буртик 44. Уплотнительные элементы 38 и 39 выполнены в виде втулки с выпуклой внутренней поверхностью (фиг.7), а наружные поверхности образованы двумя конусами, которые большими основаниями обращены друг к другу и упираются на кольцевой буртик 42. Уплотнительные элементы 40 и 41 выполнены в виде фигурной втулки с выпуклой внутренней поверхностью (фиг.9), а наружные поверхности образованы фигурными конусами, которые большими основаниями обращены друг к другу и упираются на фигурные буртики 43.

Предлагаемое соединение отличается быстродействием. При его использовании между фланцами устанавливается самоуплотняющаяся манжета и заворачивается накидная гайка, и соединение двух пучков труб готово. Это резко снижает эксплуатационные расходы. Соединение может широко использоваться как в трубопроводном транспорте на поверхности земли, так и в нефтяных скважинах, например, для подъема пластовой жидкости. В последнем случае герметизирующие функции передаются полностью самоуплотняющимся манжетам, а резьбовым соединениям - только нагрузочная функция.

Источники информации

1. А.с. № 794172, МКИ Е 21 В 17/046, 1981 г., прототип.

2. А.с. № 1105602, МКИ Е 21 В 17/18, 1984 г., прототип.

Формула изобретения

1. Соединение многорядной колонны, например колонны, состоящей из трех параллельно расположенных труб, содержащее присоединительный элемент, соединяющий концы труб между собой, отличающееся тем, что присоединительный элемент состоит из двух фланцев с тремя продольными каналами, причем первый фланец выполнен с расширяющейся наружной конусной опорной поверхностью в сторону стыка со вторым фланцем и снабжен накидной гайкой с конусной опорной поверхностью, контактирующей с одноименной поверхностью первого фланца, а второй фланец снабжен направляющими штырями на его торце и резьбой на наружной поверхности под накидную гайку, причем первый фланец на торце выполнен с отверстиями под направляющие штыри второго фланца, а контактирующие между собой концы фланцев в зоне продольных каналов выполнены с конусными раструбами, при этом между фланцами установлена эластичная самоуплотняющаяся манжета, состоящая из трех уплотнительных элементов, соединенных между собой своими буртиками, переходящими в общий кольцевой буртик, причем каждый уплотнительный элемент выполнен в виде втулки с выпуклой внутренней поверхностью, а ее наружная поверхность образована двумя конусами, которые большими основаниями обращены друг к другу и упираются на кольцевой буртик.

2. Соединение многорядной колонны, например колонны, состоящей из труб большого диаметра и расположенных в ней двух параллельных колонн меньшего диаметра, содержащее присоединительный элемент, включающий уплотнительную манжету и соединяющий концы труб между собой, отличающееся тем, что присоединительный элемент состоит из двух фланцев с четырьмя продольными каналами, два из которых имеют концентричную форму, а два - фигурную, причем первый фланец выполнен с расширяющейся наружной конусной опорной поверхностью в сторону стыка со вторым фланцем и снабжен накидной гайкой с конусной опорной поверхностью, контактирующей с одноименной поверхностью первого фланца, а второй фланец снабжен направляющими штырями на его торце и резьбой на наружной поверхности под накидную гайку, причем первый фланец на торце выполнен с отверстиями под направляющие штыри второго фланца, при этом контактирующие между собой концы фланцев в зоне фигурных продольных каналов выполнены с фигурными раструбами конической формы, переходящими у торца второго фланца в фигурные торцевые проточки, а в зоне продольных каналов концентричной формы выполнены конусные раструбы, переходящие у торца второго фланца в кольцевые проточки, объединенные вместе с фигурными кольцевыми проточками в общую кольцевую проточку, причем между фланцами установлена эластичная самоуплотняющаяся манжета, состоящая из четырех уплотнительных элементов, соединенных между собой своими буртиками, переходящими в общий кольцевой буртик, при этом два уплотнительных элемента выполнены в виде втулки с выпуклой внутренней поверхностью, а наружные поверхности образованы двумя конусами, которые большими основаниями обращены друг к другу и упираются на кольцевой буртик, а два других уплотнительных элемента выполнены в виде фигурной втулки с выпуклой внутренней поверхностью, а ее наружная поверхность образована фигурными конусами, которые большими основаниями обращены друг к другу и упираются на фигурные буртики.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9