Безрезьбовое соединение буровых штанг



Безрезьбовое соединение буровых штанг
Безрезьбовое соединение буровых штанг
Безрезьбовое соединение буровых штанг

 


Владельцы патента RU 2403370:

Присяжнюк Иван Николаевич (RU)

Изобретение относится к рабочим органам буровых станков и служит для проходки скважин в горном массиве. Техническим результатом изобретения является увеличение надежности и долговечности соединения буровых штанг, обеспечение возможности реверсирования бурового органа станка, упрощение операций сборки и разборки бурового става. Безрезьбовое соединение буровых штанг содержит соединительные элементы - ниппель и муфту, взаимодействующие своими торцевыми поверхностями при передаче усилия подачи в режиме бурения. Причем при извлечении бурового става из скважины они взаимодействуют посредством одного или нескольких в параллельно-поперечных плоскостях цилиндрических роликов. На цилиндрической поверхности ниппеля изготовлены наружные пазы. На торцевой поверхности муфты выполнены торцевые выступы - зубья, которые входят в пазы и взаимодействуют с ними своими прямобочными профилями при передаче крутящего момента. 3 ил.

 

Предлагаемое изобретение относится к горной промышленности, а именно к рабочим органам буровых станков, и служит для производства скважин в горном массиве.

Известен рабочий орган буровых станков в виде бурового става, который образован набором буровых труб - штанг, соединенных между собой. Для этого каждая штанга имеет на концах соединительные элементы с резьбой (см., например, А.С. СССР №367239). Резьбовое соединение штанг в буровом ставе нагружено при вращательном бурении скважин усилием подачи и крутящим моментом. Материал деталей испытывает при этом совместную деформацию сжатия и кручения.

Работа бурового станка происходит циклически: подача буровой головки с вращающимся инструментом на забой - процесс бурения; перехват бурового става, находящегося в скважине, и отвод буровой головки от забоя в исходную позицию; сцепление шпинделя станка со штангой бурового става и далее цикл работы повторяется (см. статью в журнале «Уголь», №12-2008 г., стр.26-27. К обоснованию конструкции бурового станка агрегата АБГ-300). В соответствии с этим цикл изменения нормальных напряжений сжатия и касательных напряжений кручения отнулевой, что приводит к усталостному разрушению штанг. При этом соединительная резьба является сильным концентратом напряжений, что снижает запас сопротивления усталости. В результате этого происходит разрушение штанг в месте расположения резьбы и часть става остается в скважине.

Известное техническое решение в виде резьбового соединения набора штанг в буровой став (см.: Сафохин М.С., Богомолов И.Д., Скорняков Н.М. Машинист бурового станка. М.: Недра, 1990 г., стр.132, рис.5.1) принято в качестве прототипа. Недостаток прототипа заключается в том, как отмечалось выше, что резьбовое соединение штанг не обеспечивает необходимый для надежной и долговечной работы става запас сопротивления усталости, не допускает реверсирования вращения става, развинчивание штанг при разборке става является трудоемкой операцией и требует применения специальных механизмов (см., например: Сафохин М.С., Богомолов И.Д. и др. Машины и инструмент для бурения скважин на угольных шахтах. М.: Недра, 1985 г., стр.162-163, раздел - Механизмы свинчивания и развинчивания бурового става).

Техническим результатом настоящего изобретения является увеличение надежности и долговечности соединения штанг бурового става, обеспечение возможности реверсирования вращения бурового органа станка, упрощение операций сборки и разборки става.

Этот технический результат достигается тем, что на цилиндрической поверхности ниппеля изготовлены наружные пазы, а на торцевой поверхности муфты выполнены торцевые выступы - зубья, которые входят в пазы и взаимодействуют с ними прямобочными профилями при передаче крутящего момента.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг.1 изображено соединение буровых штанг, общий вид; на фиг.2 - разрез А-А фиг.1; на фиг.3 - разрез Б-Б фиг.1.

Соединение буровых штанг содержит соединительные элементы - ниппель 1 и муфту 2, которые могут взаимодействовать между собой в трех местах соединения. Во-первых, они могут взаимодействовать своими торцами по плоскости I-I. Во-вторых, на цилиндрической поверхности ниппеля изготовлены пазы 3, в которые входят торцевые выступы - зубья 4, выполненные на торцевой поверхности муфты. При передаче крутящего момента пазы ниппеля взаимодействуют с выступами-зубьями муфты своими прямобочными профилями. В-третьих, ниппель 1 и муфты 2 могут взаимодействовать между собой посредством цилиндрического ролика 5, расположенного в сквозном отверстии 6 муфты 2. В соединении штанг может быть установлен один ролик или установлено несколько роликов в параллельно-поперечных плоскостях. Отсутствующая срединная часть отверстия 6 в муфте дополнена окружной проточкой 7 на наружной цилиндрической поверхности выступа 8 ниппеля 1. Чтобы ролик 5 не выпал из отверстия 6 муфты 2, предусмотрено пружинное запорное кольцо 9, помещенное в наружную проточку 10 на муфте. Для удобства извлечения запорного кольца 9 из проточки 10 при разборке соединения штанг на муфте сделаны несколько выточек 11. Через осевой канал 12 водовоздушная смесь подается к забою. Сальниковое резиновое кольцо 13 обеспечивает герметичность соединения штанг.

При работе соединения штанг в режиме бурения скважины взаимодействующие торцы ниппеля 1 и муфты 2 передают осевое усилие подачи. Одновременно с этим их взаимодействующие прямобочные профили пазов 3 и выступов-зубьев 4 передают крутящий момент. При работе соединения штанг в режиме извлечения бурового става из скважины ниппель 1 и муфта 2 взаимодействуют между собой посредством цилиндрического ролика 5.

Безрезьбовое соединение буровых штанг, содержащее соединительные элементы - ниппель и муфту, взаимодействующие своими торцевыми поверхностями при передаче усилия подачи в режиме бурения, а при извлечении бурового става из скважины они взаимодействуют посредством одного или нескольких расположенных в параллельно-поперечных плоскостях цилиндрических роликов, отличающееся тем, что на цилиндрической поверхности ниппеля изготовлены наружные пазы, а на торцевой поверхности муфты выполнены торцевые выступы - зубья, которые входят в пазы и взаимодействуют с ними своими прямобочными профилями при передаче крутящего момента.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области бурения, а именно к устройству для соединения двух, по существу, стержневидных или трубчатых элементов, например, частей буровой штанги бурильной установки и/или элемента буровой штанги с буровой коронкой или головкой бура.

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к бурению скважин, и может использоваться в других отраслях промышленности. .

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к бурению скважин, и может быть использовано в других отраслях промышленности. .

Изобретение относится к буровой технике, а именно к буровым шнекам. .

Изобретение относится к технике бурения скважин, а именно к замковым соединениям буровых инструментов. .

Изобретение относится к технике бурения скважин, в частности к замковым соединениям полых буровых ставов. .

Изобретение относится к бурению скважин, а именно к замковым соединениям буровых штанг. .

Изобретение относится к нефтегазовой отрасли, в частности к системе и соответствующему способу добычи углеводородов из нескольких поземных пластов, а также к смешиванию или к одновременному извлечению таких углеводородов. Скважинный инструмент состоит из нескольких трубчатых секций, соединяемых новой безрезьбовой линейной соединительной системой. Внутри цилиндрических стенок соседних стенок обеспечен канал для электрических проводников для соединения электронных компонентов в различных секциях инструмента. Уплотнительные втулки и другие уплотнительные элементы, расположенные в канале для электрических проводников, обеспечивают поддержание атмосферного давления для электрических компонентов внутри инструмента. 3 н. и 29 з.п. ф-лы, 14 ил.

Изобретение относится к бурильным компоновкам для выполнения скважины в грунте или горной породе. Технический результат заключается в уменьшении длины буровой коронки и увеличении скорости бурения. Бурильная компоновка содержит пилотное долото, бурящее среднюю часть скважины, и буровую коронку, бурящую скважину кольцевым забоем. При бурении буровая коронка установлена вокруг пилотного долота, и вращение и ударные усилия бурения направляются от пилотного долота на буровую коронку с помощью фасонных отверстий и деталей, установленных между долотами и передающих мощность, при этом буровая коронка выполнена с возможностью отведения, перемещаясь вокруг пилотного долота, и с возможностью установки на него. Накладное кольцо, выполненное с возможностью скрепления с буровой коронкой, установлено вокруг буровой коронки для соединения с трубой обсадной колонны, втягивающейся в бурящуюся скважину к буровой коронке с помощью накладного кольца. Буровая коронка содержит, по меньшей мере, две кольцевые канавки на наружной окружности, в данных кольцевых канавках установлены с возможностью вращения и перемещения в нужных пределах в аксиальном направлении бура части, участвующие в фиксации, такие как пружинящие стопорные кольца, и расположенные на внутренней поверхности накладного кольца, при этом накладное кольцо установлено вокруг периферии буровой коронки таким способом, что из частей, участвующих в возвратно-поступательном перемещении, фиксирующих накладное кольцо и буровую коронку, по меньшей мере, две расположены с разных сторон от линии, когда устройство собрано, причем данная линия проходит, по существу, через среднюю точку поверхности, передающей вращение буровой коронки. 6 з.п. ф-лы, 4 ил.

Группа изобретений относится к системам и способам для выполнения подземных работ. Технический результат заключается в обеспечении возможности вращения разделенной на секции колонны гибкой насосно-компрессорной трубы в стволе скважины. Система для выполнения подземных работ содержит гибкую насосно-компрессорную трубу с первой и второй секциями, вертлюжное соединение, установленное на стыке первой и второй секций, и стопорное устройство, выполненное с возможностью вращательного сцепления с вертлюжным соединением в ответ на прохождение стопорного устройства через первую и вторую секции при перемещении в стволе скважины. 3 н. и 16 з.п. ф-лы, 3 ил.
Наверх