Гибкий вал (варианты)



Гибкий вал (варианты)
Гибкий вал (варианты)
Гибкий вал (варианты)
Гибкий вал (варианты)

 


Владельцы патента RU 2567123:

Общество с ограниченной ответственностью "ТаграС-РемСервис" (RU)
Публичное акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина (RU)

Изобретение относится к оборудованию для нефтяной промышленности и предназначено для использования в устройствах для глубокой перфорации пластов. Гибкий вал, содержащий упругий шланг, оболочку в виде отдельных цилиндрических звеньев с центральным отверстием, контактирующих друг с другом концевыми частями посредством соединительного элемента, выполненного из взаимодействующих звеньев, и сердечник, размещенный в центральном отверстии звеньев. В одном варианте каждое звено на противоположных торцах оснащено соответственно соединительным элементом и гнездом. Соединительный элемент каждого звена выполнен в виде прямоугольного выступа, а гнездо в виде расположенного перпендикулярно выступу этого звена паза под аналогичный выступ контактирующего звена. Во втором варианте звенья выполнены двух чередующихся видов, одни из которых оснащены на торцах прямоугольными перпендикулярно размещенными выступами, а вторые - гнездами, выполненными в виде размещенных перпендикулярно пазов под выступы контактирующих звеньев. Сердечник в обоих вариантах выполнен в виде упругого шланга с наружным диаметром, равным диаметру центрального отверстия звена, и установлен в центральном отверстии с предварительным продольным натяжением. Достигается возвращение вала к прямолинейному состоянию после изгиба. 2 н.п. ф-лы, 4 ил.

 

Изобретение относится к нефтяной промышленности и предназначено для использования в устройствах для глубокой перфорации пластов.

Известен гибкий вал (патент US №4362520, F16C 1/04, F16D 3/18, опубл. 07.12.1982), состоящий из отдельных звеньев, собранных внутри гибкой трубы и взаимодействующих между собой посредством зубьев и ответных им впадин на соседнем звене. Каждое звено имеет по четыре впадины и зуба с каждого из концов, которые передают крутящий момент от привода к сверлу. Изгиб вала осуществляется благодаря наличию зазоров соответствующей формы в соединении зуб - впадина.

Недостатками этого вала являются ограниченность угла поворота звена, т.к. изгиб осуществляется только за счет зазоров, а они не могут быть большими, малый передаваемый крутящий момент из-за наличия зазоров и, соответственно, возможность поломки при повышении крутящего момента, быстрый износ наружной гибкой трубы за счет трения о породу снаружи и звеньями изнутри.

Наиболее близок по своей технической сути к предлагаемому гибкий вал (патент РФ №2297558, F16C 01/02, Е21В 43/11, опубл. Бюл. №11 от 20.04.2007), содержащий оболочку, состоящую из отдельных звеньев, соединенных по концам выступами и пазами сложной формы, и проходящий внутри по центральному каналу сердечник в виде гибкого шланга.

Недостатками вала являются сложность в изготовлении конструкции его звена из-за сложной формы паза и ответного ему зуба, сложность сборки, т.к. звенья соединяют сначала между собой, а затем в них продевают сердечник, недостаточная гибкость вала из-за того, что изгиб осуществляется за счет зазора в соединении. К тому же поворот во взаимно перпендикулярных плоскостях между звеньями осуществляется на разных концах звена, что также ухудшает гибкость вала.

Техническими задачами, решаемыми предлагаемым гибким валом, являются придание натянутому упругому шлангу стремления возвратить вал к прямолинейному состоянию и упрощение конструкции звеньев.

Указанная задача решается предлагаемым гибким валом, оболочку в виде отдельных цилиндрических звеньев с центральным отверстием, контактирующих друг с другом концевыми частями посредством соединительного элемента, выполненного на одной из концевых частей звена, и гнезда, выполненного на другой его концевой части, с возможностью ограниченного пространственного перемещения при этом звеньев относительно друг друга в плоскости, проходящей через оси вала и симметрии соответствующего соединения выступ - гнездо, и сердечник, размещенный в центральном отверстии звеньев.

Новым является то, что соединительный элемент каждого звена выполнен в виде прямоугольного выступа, а гнездо - в виде расположенного перпендикулярно выступу этого звена паза под аналогичный выступ контактирующего звена, при этом сердечник выполнен в виде упругого шланга с наружным диаметром, равным диаметру центрального отверстия звена, и установленным в центральном отверстии с предварительным продольным натяжением.

Указанные задачи решаются также гибким валом, содержащим оболочку в виде отдельных цилиндрических звеньев с центральным отверстием, контактирующих друг с другом концевыми частями посредством соединительного элемента, выполненного из взаимодействующих с возможностью ограниченного пространственного перемещения звеньев относительно друг друга на торцевых частях звеньев выступов и гнезд в плоскости, проходящей через оси вала и симметрии соответствующего соединения выступ - гнездо, и сердечник, размещенный в центральном отверстии звеньев.

Новым является то, что звенья выполнены двух чередующихся видов, одни из которых оснащены на торцах прямоугольными перпендикулярно размещенными выступами, а вторые - гнездами, выполненными в виде размешенных перпендикулярно пазов под выступы контактирующих звеньев, при этом сердечник выполнен в виде упругого шланга с наружным диаметром, равным диаметру центрального отверстия звена, и установлен в центральном отверстии с предварительным продольным натяжением.

На фиг. 1 изображен гибкий вал с одинаковыми звеньями в сборе.

На фиг. 2 изображено взаимодействие звеньев этого вала.

На фиг. 3 изображен гибкий вал с двумя видами звеньев в сборе.

На фиг. 4 изображено взаимодействие звеньев этого вала.

Гибкий вал (см. фиг. 1) содержит упругий шланг 1, на который центральными отверстиями 2 надеты звенья 3 с выступом 4 на одном конце и равным ему по ширине пазом 5 на другом конце. Причем выступ 4 одного звена 3 вставлен в паз 5 следующего и предыдущего звена 3.

Шланг 1 одним концом соединен со сверлом 6, а другим - с жестким полым валом 7, взаимодействующим через другие валы с приводом (на чертеже не показаны).

Шланг 1 выполнен упругим, например, из резины или полимера с кордом, и его соединение со сверлом 6 и валом 7 выполнено с растяжением. Сверло 6 снабжено отверстием 8, сообщенным со шлангом 1.

Выступ 4 каждого звена 3 (см. фиг. 2) имеет опорный торец 9 с наружной кромкой 10, а паз 5 - дно 11 с наружной кромкой 12. Расстояние между опорными торцами - l1.

Гибкий вал (см. фиг. 3) по второму варианту также содержит упругий шланг 1, на который надеты два вида звеньев: звено 13 со взаимно перпендикулярными выступами 4 с обоих концов и звено 14 со взаимно перпендикулярными пазами 5 с обоих концов, которые размещены поочередно с взаимодействием выступов 4 звеньев 13 с пазами 5 звеньев 14.

В остальном конструкции валов на фиг. 1 и 3 не отличаются.

Выступ 4 каждого звена 13 (см. фиг. 4) также опорный торец 9 с наружной кромкой, а паз 5 звена 14 - дно 11 с наружной кромкой 12.

А расстояние между опорными торцами 9, которое, по сути, совпадает с расстоянием между дном 11 пазов 5 звена 14 - l2.

Работает гибкий вал следующим образом.

При сборке вала (см. фиг. 1) упругий шланг 1 соединяют со сверлом 6, нанизывают отверстием 2 звенья 3 через свободный конец шланга 1 так, чтобы выступы 4 вошли в пазы 5, гибкий вал принимает прямое положение. Центрирование звеньев 3 между собой осуществляется при взаимодействии отверстий 2 со шлангом 1.

При сверлении отверстий в продуктивном пласте двигатель гидравлический или электрический (не показан) передает вращение на гибкий вал через жесткий полый вал 7. Через него же поступает внутрь шланга 1 жидкость для охлаждения сверла 6 и выноса шлама, образующегося при сверлении.

Двигатель размещен соосно со скважиной (не показана), а сверлить перфорационные каналы нужно перпендикулярно ее оси, поэтому применяют поворотный канал (показан), в котором гибкий вал поворачивает на 90°.

При прохождении гибкого вала через поворотный канал (на фигурах не показан) он изгибается, благодаря повороту выступов 4 в пазу 5. При этом изгиб в одной продольной относительного гибкого вала плоскости происходит по выступу 4, а в другой перпендикулярной плоскости - по пазу 5 одного и того же звена 3. Суммарный изгиб в двух плоскостях позволяет гибкому валу изгибаться в любой продольной валу плоскости и с вращением проходить через поворотный канал.

Поскольку звенья 3 не могут смещаться поперек шланга 1, поворот звеньев в обеих плоскостях происходит относительно кромок 10 и 11 (фиг. 2) выступа 4 и паза 5, соответственно, т.е. оси поворота в двух взаимно перпендикулярных продольных плоскостях удалены друг от друга на расстоянии l1.

При повороте звеньев 3 происходит дополнительное натяжение упругого шланга 1, поэтому после выхода гибкого вала из поворотного канала упругий шланг 1 возвращает его в прямолинейное состояние, и сверло 6 сверлит прямое перпендикулярное оси скважины отверстие (не показано). Жидкость, закачиваемая через вал 7, проходит через шланг 1 и отверстие в сверле 6, вынося с собой шлам в скважину.

На прямолинейных участках вал вращается без зазора в соединениях пазов 5 и выступов 4. Зазоры появляются между торцами 9, выступов 4 и дном 11 пазов 5 при движении в поворотном канале, т.е. когда вал изогнут. Но зазоры между торцами 9, выступов 4 и дном 11 пазов 5 динамичные - в течение одного оборота они проходят стадии от максимально закрытого до открытого состояний, поэтому шлам в них не накапливается.

Для беспрепятственного выноса шлама и свободного вращения гибкого вала сверло 6 изготавливают большего диаметра, чем наружный диаметр звеньев 3.

Гибкий вал с двумя видами звеньев 13 (фиг. 3) и 14 собирают также как и со звеньями 3: нанизывая поочередно звенья 13 и 14 на соединенный со сверлом 6 шланг 1. При этом выступы 4 звена 12 вставляют в пазы 5 звена 13. Заканчивают сборку также натяжением шланга 1 и присоединением вала 7.

Дальнейшая работа гибкого шланга не отличается от работы предыдущего. Но обе оси поворота звеньев 12 (фиг. 4) и 13 находятся на звене 15 на расстоянии друг от друга l2.

Таким образом, предлагаемый гибкий вал легко собирается нанизыванием звеньев 3 (фиг. 1) или 12 (фиг. 3) и 13 на шланг 1. Предлагаемый гибкий вал (работает без засорения, и легко может быть извлечен после окончания работ). Звенья 3 (фиг. 1) или 13 (фиг. 3) и 14 легко изготовить на токарном и фрезерном станках.

Поворот в каждом соединении звеньев 3 (фиг. 1) ограничен лишь глубиной пазов 5 и длиной соответствующих им выступов 4.

Преимуществом второго гибкого вала над первым является близость осей поворота во взаимно перпендикулярных продольных плоскостях звеньев 13 (фиг. 3) и 14 друг от друга, чем ближе эти оси, тем выше гибкость вала. Звенья 13 и 14 могут быть изготовлены так, что эти оси окажутся в одной поперечной валу плоскости, как в крестовине у шарнира Гука.

Предлагаемый гибкий вал за счет специфичной конструкции звеньев прост в изготовлении, сборке и гораздо гибче при работе по отношению к аналогичным устройствам.

1. Гибкий вал, содержащий оболочку в виде отдельных цилиндрических звеньев с центральным отверстием, контактирующих друг с другом концевыми частями посредством соединительного элемента, выполненного на одной из концевых частей звена, и гнезда, выполненного на другой его концевой части, с возможностью ограниченного пространственного перемещения при этом звеньев относительно друг друга в плоскости, проходящей через оси вала и симметрии соответствующего соединения выступ - гнездо, и сердечник, размещенный в центральном отверстии звеньев, отличающийся тем, что соединительный элемент каждого звена выполнен в виде прямоугольного выступа, а гнездо - в виде расположенного перпендикулярно выступу этого звена паза под аналогичный выступ контактирующего звена, при этом сердечник выполнен в виде упругого шланга с наружным диаметром, равным диаметру центрального отверстия звена, и установлен в центральном отверстии с предварительным продольным натяжением.

2. Гибкий вал, содержащий оболочку в виде отдельных цилиндрических звеньев с центральным отверстием, контактирующих друг с другом концевыми частями посредством соединительного элемента, выполненного из взаимодействующих с возможностью ограниченного пространственного перемещения звеньев относительно друг друга на торцевых частях звеньев выступов и гнезд в плоскости, проходящей через оси вала и симметрии соответствующего соединения выступ - гнездо, и сердечник, размещенный в центральном отверстии звеньев, отличающийся тем, что звенья выполнены двух чередующихся видов, одни из которых оснащены на торцах прямоугольными перпендикулярно размещенными выступами, а вторые - гнездами, выполненными в виде размещенных перпендикулярно пазов под выступы контактирующих звеньев, при этом сердечник выполнен в виде упругого шланга с наружным диаметром, равным диаметру центрального отверстия звена, и установлен в центральном отверстии с предварительным продольным натяжением.



 

Похожие патенты:

Гибкий вал // 2546395
Изобретение относится к машиностроению и технике вообще и может быть использовано как для передачи вращательного движения в механизмах и между ними, так и для передачи вращательного движения в ручном, электро-, пневмо-, гидроинструментах в процессе сборки, разборки, монтажа, демонтажа и ремонта механизмов и техники вообще.

Изобретение относится к устройствам для передачи механических усилий, в том числе с использованием мускульных сил человека, и может быть использовано в различных приводных механизмах, в частности в приводе переднего колеса велосипеда.

Изобретение относится к машино- и приборостроению и предназначено для передачи вращения ведущего вала ведомому при изменяющихся линейных и угловых расстояниях между ними.

Изобретение относится к механике и предназначено для использования в механизмах, где требуется надежная фиксация оболочки троса, герметичность соединения и эстетический вид.

Гибкий вал // 2415312
Изобретение относится к общему машиностроению, точнее к конструкциям гибких валов, используемых в механизмах для передачи крутящего момента и осевого усилия от ведущего звена механизма ведомому при несоосности указанных звеньев.

Изобретение относится к тросовым приводам для торможения обоих колес мотоцикла. .

Изобретение относится к оборудованию, используемому в нефтегазодобывающей промышленности для вскрытия продуктивных пластов путем формирования отверстий в стенках обсадной трубы скважины и создания перфорационных каналов большой протяженности в породе продуктивного пласта.

Изобретение относится к фиксирующему устройству для наконечников регулируемого троса управления, которое может быть использовано, например, в автомобильной промышленности.

Гибкий вал // 2364759
Изобретение относится к общему машиностроению, точнее к конструкциям гибких валов, используемых в механизмах для передачи крутящего момента и осевого усилия от ведущего звена механизма ведомому при несоосности указанных звеньев.

Изобретение относится к машиностроению, к приводам возвратно-поступательного перемещения узлов и деталей. .

Группа изобретений относится к области добычи углеводородов из буровых скважин, очистки скважин, а также их изоляции. Устройство для работы с проходящими через пласт скважинами, которые должны быть выведены из эксплуатации путем установки закрывающей пробки из отверждающегося материала, такого как бетон, и в которых имеется обсадная колонна, скрепленная бетоном со стенкой ствола скважины, содержит сборный узел, состоящий из трех следующих частей: ствола перфоратора, содержащего взрывные заряды, которые путем детонации образуют отверстия в колонне и далее снаружи в окружающем слое бетона; устройства для механической очистки внутренней стенки колонны у перфорированного участка; и промывающего устройства для разрыхления, растворения и вымывания затвердевшего цементного материала, находящегося между наружной стенкой колонны и стенкой ствола скважины.

Группа изобретений относится к области перфорации скважин. Способ заканчивания скважины заключается в вводе плазменного заряда, содержащего усеченный конус, имеющий конец с юбкой, конец с вершиной и металл, проходящий от конца с юбкой к концу с вершиной, в скважину и в воздействии электромагнитного поля на плазменный заряд для образования плазменной струи.
Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к способу вторичного вскрытия продуктивных пластов перфорацией. Способ включает транспортирование перфоратора в забой скважины, его фиксацию, перфорацию стенок обсадной колонны, расфиксацию перфоратора и его извлечение на поверхность.

Изобретение относится к системам интенсификации добычи нефти и газа и может найти применение при осуществлении перфорации скважин кумулятивными перфораторами. Изобретение содержит корпус, электрический провод, поршень, картридж, внутри которого размещены шнур детонирующий, устройство передачи детонации, электродетонатор, контакт электродетонатора.

Изобретение относится к способу для ступенчатой операции интенсификации добычи из скважины. Техническим результатом является повышение интенсификации добычи из скважины.

Изобретение относится к области нефтедобывающей промышленности, к средствам щадящего вскрытия продуктивного интервала пласта и вызова из него притока нефти. Способ ввода в эксплуатацию продуктивных пластов в скважинах на поздней стадии разработки содержит вскрытие продуктивных пластов сверлящей перфорацией и создание депрессии на пласт.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к способам вскрытия продуктивных пластов в нефтяных скважинах. Способ перфорации скважины заключается в соосном расположении в общем герметичном корпусе двух разнесенных в пространстве между собой кумулятивных зарядов, инициировании зарядов взрывчатого вещества с выемками с торца заряда, расположенного с противоположной стороны расположения выемки в заряде, облицовке выемок металлическими оболочками.

Группа изобретений относится к области добычи нефти и газа. Перфорирующий аппарат для использования в скважине, содержащий кумулятивный заряд; оболочку кумулятивного снаряда; взрывчатое вещество кумулятивного снаряда, расположенное внутри оболочки; облицовку кумулятивного снаряда, сцепляющуюся с взрывчатым веществом и выполненную с возможностью образования кумулятивной струи при детонации взрывчатого вещества для пробивания перфорационного канала; причем компонент энергетического материала облицовки предназначен для осуществления ее экзотермической реакции внутри перфорационного канала после детонации взрывчатого вещества; и газообразующий компонент облицовки предназначен для осуществления реакции в присутствии экзотермической реакции компонента энергетического материала для образования газа и тем самым создания волны давления, которая перемещается назад через канал для очищения канала от обломочного материала.

Изобретение относится к области добычи жидких или газообразных текучих сред из буровых скважин. Способ гидромеханической щелевой перфорации скважин, при котором позиционируют перфоратор на исходной точке интервала формирования щелей в обсадной трубе, раскатывают одновременно свободно вращающимися на осях в перфораторе раскатными дисками две диаметрально противоположные друг другу продольные щели пластической деформацией металла стенки обсадной трубы с последующим разрушением ее целостности, раскрытием трещины и отбортовкой кромок последней в заколонное пространство под воздействием рабочей кромки раскатных дисков перфоратора, причем радиальные усилия вдавливания этих дисков в стенку трубы и возвратно-поступательные перемещения перфоратора обеспечивают наземными силовыми агрегатами, очищают заколонное пространство за сформированными щелями воздействием гидромониторной струи.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и предназначено для получения глубоких перфорационных каналов в продуктивном пласте. Гидравлический зондовый перфоратор содержит разъемный корпус с поворотно-направляющим каналом, связанный с гидроцилиндром, снабженным тормозным поршнем, зонд с насадкой и регулятором его движения, выполненным в виде корпуса со ступенчатой расточкой, в которой расположен подпружиненный ступенчатый золотник с кольцевым поршнем на наружной поверхности и торцовым клапаном на нижнем конце, образующий с корпусом кольцевую камеру, гидравлически связанную дренажным каналом с полостью гидроцилиндра над тормозным поршнем, связанной обводным каналом с дросселем с полостью над кольцевым поршнем ступенчатого золотника.

Изобретение относится к высокоэффективной головке для нагнетания в грунт жидких смесей под давлением, для формирования консолидированных участков грунта. Технический результат - увеличение скорости потока струи и уменьшение турбулентности, без увеличения потребляемой мощности. Головка (10) для нагнетания консолидирующих жидких смесей под давлением в грунт содержит: внешний цилиндрический корпус (12), определяющий центральную продольную ось (Z), по меньшей мере одно верхнее впускное отверстие (16) для приема жидкостей из колонны трубчатых штанг, установленных над головкой, по меньшей мере, одно выпускное боковое сопло (11), расположенное в плоскости, по существу перпендикулярной продольной оси (Z), по меньшей мере один спиральный канал (13), образующий спиральную центральную линию (m). Канал (13) соединяет верхнее впускное отверстие (16) с соплом (11) для придания текущей по нему жидкости спирального движения вокруг продольной оси (Z) к соплу (11). Спиральный канал (13) постепенно сужается к соплу (11) и содержит конечный отрезок канала, который загнут к соплу с сужением. При этом спиральный канал и конечный отрезок в плоскостях поперечного сечения параллельны продольной оси и проходят по касательной к центральной линии спирали, а также, в плоскостях поперечного сечения, перпендикулярны продольной оси. 11 з.п. ф-лы, 17 ил.
Наверх