Сегментная труба из шарнирно соединенных элементов

Настоящая группа изобретений относится к жестким трубам и способу их формирования. Техническим результатом является создание жесткой трубы достаточной прочности для использования в промышленных условиях. Жесткая труба произвольной длины состоит из двух удлиненных гибких полутрубы, которые намотаны порознь на катушки в корпусе соединительного устройства. При этом каждая удлиненная гибкая полутруба выполнена в виде цепочки жестких полуцилиндрических трубных секций. Каждая жесткая трубная секция первой удлиненной полутрубы имеет фиксирующие средства, комплиментарные фиксирующим средствам на противоположной жесткой трубной секции второй удлиненной полутрубы. Комплиментарные фиксирующие средства замыкают гибкие полутрубы вместе, формируя удлиненную жесткую трубу желаемой длины. Способ формирования жесткой трубы произвольной длины из двух удлиненных гибких полутруб содержит следующие этапы: формируют каждую из двух удлиненных гибких полутруб посредством соединения множества жестких полуцилиндрических трубных секций в цепочку; помещают каждую цепочку из жестких трубных секций на отдельную катушку в корпусе соединительного устройства, содержащего также направляющий элемент и привод; оснащают каждую жесткую трубную секцию фиксирующими средствами, комплиментарным фиксирующим средствам на противоположной трубной секции; сжимают противоположные трубные секции вместе таким образом, чтобы замкнуть их друг с другом и непрерывно подают трубные секции из соединительного устройства, постепенно сводя вместе удлиненные полутрубы таким образом, чтобы вогнутые стороны каждой трубной секции последовательно оказывались расположенными навстречу друг другу до тех пор, пока не будет получена жесткая труба требуемой длины. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Область техники

Изобретение относится к жестким трубам, состоящих из шарнирных и сегментных полуцилиндрических секций, последовательно соединяемых для формирования жесткой трубы со значительной длиной хода, которая может использоваться в машинах, приспособлениях, устройствах или как самостоятельное устройство.

Уровень техники

Существующий уровень техники включает в себя такие решения, как цилиндры, телескопические цилиндры, механизмы реечной передачи, резьбовые стержни, манипуляторы, подъемники, змеевики, или их комбинации.

Из патента США US Patent №6283203 известно устройство для бурения нефтяных скважин. Это устройство содержит два элемента реечной передачи, имеющих Н-образный профиль в направляющей, которая, наряду с другими функциями, поднимает и опускает трубу в буровой вышке.

Из патентного документа SE 459267 известен продолговатый трубчатый рукав, состоящий из двух гибких, полуцилиндрических лент, которые наматываются на катушки и последовательно соединяются, формируя рукав. Этот рукав, однако, не образует жесткой цилиндрической трубы достаточной прочности для использования в промышленных условиях.

Раскрытие изобретения

Настоящее изобретение позволяет создать жесткую трубу, которая может быть выполнена требуемой длины. Труба составляется из двух цепочек шарнирно соединенных между собой полуцилиндрических секций, которые последовательно сцепляются (замыкаются) друг с другом, формируя жесткую трубу. Так как обе отдельные цепочки трубных сегментов до сборки гибкие, они могут быть намотаны на катушки в корпусе, таким образом обеспечивая значительную экономию пространства, что является, наряду с другими преимуществами, несомненным достоинством, очевидным для специалистов в данной области техники.

Некоторыми преимуществами данного изобретения относительно предыдущих являются:

Большая длина хода, большая компактность. Меньшие размеры в собранном состоянии.

Более простая конструкция, менее дорогая, более быстроизготавливаемая, менее дорогие запасные части.

Приспособлена к установке различных инструментов на конце трубы.

Простой привод, который не требует больших объемов рабочей жидкости.

Большая производительность (мощность) и скорость.

Краткий перечень чертежей.

Далее изобретение описывается более детально со ссылкой на следующие чертежи, на которых изображено:

На фиг.1a) и б) показаны вид жесткой трубы и корпуса, а также одно из конструктивных исполнений жесткой трубы, имеющей резьбу на наружной поверхности.

На фиг.2(в) и (г) изображены два детализированных вида шарнира и фиксирующих элементов.

На фиг.3 представлен поперечный разрез трубных секций, смотанных в корпусе.

На фиг.4 представлен детализированный вид трубных секций, соединяемых в направляющей, и поперечный разрез двух соединенных трубных секций.

Осуществление изобретения

Жесткая труба 1 произвольной длины образуется, в соответствии с изобретением, благодаря тому, что имеющие форму полуцилиндров элементы 2 шарнирно соединяются между собой, и тому, что вогнутые стороны каждой из двух таких цепочек соединяются вместе в процессе, подобном застегиванию застежки-молнии. Под термином "процесс, подобный застегиванию застежки-молнии", подразумевается, что противолежащие полуцилиндрические элементы последовательно соединяются, формируя жесткую трубу требуемой длины.

Две полуцилиндрические цепочки сворачиваются с каждой стороны трубы.

В движении, подобном движению застежки-молнии, противостоящие полуцилиндрические элементы 2 фиксируются (замыкаются) друг с другом, предохраняя трубу от разрушения или деформирования под нагрузкой. Термин "процесс подобный застегиванию молнии" также предполагает, что фиксирующие средства 4 на одном цилиндрическом элементе 2 являются комплиментарными, т.е. дополняющими, фиксирующим средствам 4 на другом цилиндрическом элементе 2.

Трубные элементы смотаны в корпусе 12, содержащем катушечный механизм 5 и направляющую 6, которая сводит две половинки вместе. Кроме того, корпус имеет привод 7, который заставляет двигаться собранную трубу 1 вперед и назад.

Привод 7 может функционировать по принципу резьбовой трубы, механизма реечной передачи, активных катушек или за счет трения. При использовании последнего элементы могут иметь гладкую поверхность. Привод, таким образом, будет функционировать подобно змеевику. В случае резьбовой трубы 8 и систем реечной передачи трубные элементы должны иметь соответствующие резьбы или соответствующие зубья. Можно представить также активный катушечный механизм 5, который выдвигает трубу 1.

Назначение направляющей 6 состоит в том, чтобы сводить две половинки вместе или разводить их, а также для предотвращения вращения трубы.

Полуцилиндрические элементы 2 могут быть армированы внутренними поперечными стенками 10 и продольными ребрами 11 для увеличения механической прочности соединяемой трубы.

1. Жесткая труба (1) произвольной длины, состоящая из первой удлиненной гибкой полутрубы, и соединенной с ней, противолежащей второй удлиненной гибкой полутрубы, эти удлиненные полутрубы намотаны порознь на катушки (5) в корпусе (12) и постепенно соединяются друг с другом, формируя трубу требуемой длины, отличающаяся тем, что каждая удлиненная гибкая полутруба выполнена в виде цепочки жестких полуцилиндрических трубных секций (2), последовательно соединенных своими противоположными концами посредством шарниров (3), и тем, что каждая жесткая трубная секция (2) первой удлиненной полутрубы имеет фиксирующие средства (4), комплементарные фиксирующим средствам (4) на противоположной жесткой трубной секции (2) второй удлиненной полутрубы, так что комплементарные фиксирующие средства замыкают гибкие полутрубы вместе навстречу друг другу вогнутыми поверхностями, формируя удлиненную жесткую трубу желаемой длины.

2. Жесткая труба по п.1, отличающаяся тем, что каждая жесткая трубная секция (2) содержит внутренние поперечные стенки (10) и/или продольные ребра (11) для увеличения жесткости трубы.

3. Жесткая труба по п.2, отличающаяся тем, что жесткие трубные секции (2) ориентируются друг напротив друга при помощи направляющего элемента (6), причем каждая жесткая трубная секция (2) имеет паз (9) на своей выпуклой поверхности, который входит в контакт с направляющим элементом (6) для предотвращения вращения трубных секций.

4. Жесткая труба по п.3, отличающаяся тем, что жесткие трубные секции (2) постепенно сводятся вместе при помощи привода (7), который активно выводит жесткие трубные секции из корпуса (12).

5. Жесткая труба по п.4, отличающаяся тем, что выпуклые наружные поверхности жестких трубных секций (2) имеют резьбу (8), которая зацепляется с соответствующей резьбой привода (7).

6. Жесткая труба по п.4, отличающаяся тем, что выпуклые наружные поверхности жестких трубных секций имеют зубья, которые зацепляются с соответствующими зубьями привода (7).

7. Жесткая труба по п.4, отличающаяся тем, что выпуклые наружные поверхности жестких трубных секций (2) выполнены гладкими, и сцепляются с соответствующими гладкими роликами привода (7) при помощи трения.

8. Способ формирования жесткой трубы (1) произвольной длины из двух удлиненных гибких полутруб, отличающийся тем, что состоит из следующих шагов:

формируют каждую из двух удлиненных гибких полутруб посредством соединения множества жестких полуцилиндрических трубных секций (2) в цепочку с использованием шарнирных соединений (3) между противолежащими концами жестких секций (2);

помещают каждую цепочку из жестких трубных секций (2) на отдельную катушку (5) в корпусе (12) соединительного устройства, содержащего также направляющий элемент (6) и привод (7);

постепенно сводят вместе удлиненные полутрубы таким образом, чтобы вогнутые стороны каждой трубной секции последовательно оказывались расположенными навстречу друг другу;

оснащают каждую жесткую трубную секцию (2) фиксирующими средствами (4), комплементарным фиксирующим средствам на противоположной трубной секции;

сжимают противоположные трубные секции вместе таким образом, чтобы замкнуть их друг с другом; и

непрерывно подают трубные секции из соединительного устройства до тех пор, пока не будет получена жесткая труба требуемой длины.

9. Способ по п.8, отличающийся тем, что внешние выпуклые поверхности жестких трубных секций (2) выполнены гладкими, и сцепляются со множеством гладких роликов привода (7) посредством трения.

10. Способ по п.8, отличающийся тем, что внешние выпуклые поверхности жестких трубных секций (2) имеют резьбу (8) или зубья, которые входят в зацепление с соответствующими резьбами или зубьями на множестве роликов привода (7).