Шарнирное соединение труб

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскнн

Соцр алнстнческнх

Республнк . (11)!41 81 1 7 (61) Дополнительное к авт. свид-ву(51) N. Кле

9 16 L 27/06 (22) Заявлено08.11 70 (21) 1485017/25-8 с присоединением заявки №(23) Приоритет— (53) УДК 621.643.418 (088.8) Гооударственнвй «омнтет.

6оаата Мнннотроо СССР ао делам нэобрвтвннй а отнрмтнй (43) Опубликовано25.06.76.Бюллетень ¹ 23 (45) Дата опубликования описания 25,08.76 (g2) Автор изобретения

А. E. Слюсарь

Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт по осушению месторождений полезных ископаемых, специальным горным работам, рудничной геологии и маркшейдерскому делу (И) Заявитель (54) ШАРНИРНОЕ СОЕДИНЕНИЕ ТРУБ

Изобретение относится к герметичным сферическим стыковым соединениям труб, прещоущественно обсадных неметаллических ти па стеклопластиковых нли асбестоцементных,,большого диаметра для крепления, например, водопонижающих скважин.

Известно шарнирное соединение труб, включающее муфту, обхватывающую сферическое кольцо, соединенное посредством резьбы с ннппелем и герметизируемое всвоемгнез- ®О де эластичным уплотняющим. элементом.

В стенке муфты и в сферическом кольце выполнены совпадающие отверстия для укладки в ННх снаружи стопорных элементов при монтажном ввинчивании ниппеля в сферическое кольцо.

Ф

Основным недостатком такого соединения (Как и всякого реэьбового соединения) являвнося необходимость располагать сборочными 20

:средствами для свинчивания, относительная продолжительность сборки, сложность изготовления и контроля реэьбовых элементов, врзможность разъединения, особенно для труб большого диаметра. ЗЬ. целью изобретени надежности соединении.

С этой целью шарнирное соединение труб снабжено фиксатором сферического кольца и сочленение ниппеля со сферическим кольцом осуществлено с помощью нескольких подпружиненных элементов. Последние нме ют конические рабочие скосы, взаимодействующие при эксплуатационной сборке с тор» цом ниппеля, размещены в окнах сферического кольца и входят в кольцевой паэ нип пеля. Этот кольцевой паз сообщается с осевыми каналами, обеспечивающими воэмож ность принудительной разборки, T,å. дающие доступ к коническим поверхностям замковый элементов. Внутренний торец сферического кольца снабжен кольцевым выступом, который охватывается уплотняюшим элементом, контактирующим после сборки одновременно с гнездом муфты и ниппелем, причемуплот» няющий элемент несъемно связан с выступом сферического кольца, например, с по« мощью клея, что облегчает ввод ниппеля в полость уплотняюшего элемента. Фиксатор сферического кольца состоит из двух тож3 4 цественных фиксирующих элементов, Последние выполнены в виде двуппечих подпружиненных рычагов, расположенных B сквозных окнах сферического кольца с возможностью поворота в обшей меридиональной плоскости.

Концы рычагов соответственно взаимодействуют с размещенными вне диаметральной плоскости углублениями в гнезде муфты, а в "конечный момент сборки и после нее - последовательно а торцом иилаеля и с его наружной цилиндрической .поверхностью.

Кроме того, для уменьшения поперечных габаритов н обеспечения функционирования каждый иэ замковых элементов выполнен в. виде плоского крнвопинейи «го бруса, ианример, с цилиндрическими внутренней и нерпферийной поверхностями и с иараппепьиымя срединной плоскости торцами. Периферийная поверхность выполнена с пазом, имевшим цилиндрическое не концентркчное с перифэ рийной поверхностью дно, которое контактирует с плоской пружиной, входящей своими концами в углубления на продольных стенках окон сферического кольце, причем для удобства монтажа {ввода плоской пружины) одно из углублений может иметь выход на рабочую поверхность сферического кольца.

Плоские поверхности замкового элемента снабжены ограничительными выступами, взаимодействующими с соответствующими тупиковыми пазами окна сферического кольца, чем исключается выпадение внутрь замкового элемента до ввода ниппеля в сферичес18117 4 к. е кольцо 3 выполнено со сквозными расположенными в средней части окнами 9 и 10 для размещения элементов фиксатора 7 и замка 8 соотвегственно, имеет внутреннюю цилиндрическую полость 11 для размещения ннппеля 5 и рабочую наружнуюповерхность 12, обеспечивающую связь с муфтой 6. Внутренний торец сферического кольца 3 снабжен кольцевым выступом 13, несущим уплотняющий элемент 4.

В Окна 10 сферического кольца 3 имеют взаимно параллельные стенки: поперечные 14 и 15 и продольные 16 и 17. Продольные стенки 16 и 17 параллельны срединной меридиоиальной плоскости, в которой размещеЮ иы тупиковые пазы 18 и 19, выполненные на поперечных стенках 14 и 15. Каждое окно 10 оснащено замком 8, включающим. замковый элемент 20 и плоскую пружину 21.

Замковый элемент 20 представляет собой

Я плоский криволинейный вкладыш с цилиндрической внутренней 22 и периферийной 23 поверхностями и параллепьнымч среднейнлоскости торцами 24 и 25. Плоские поверхности 26 и 27 замкового элемента 20 снабжен ны ограничительными выступами 28 и 29, входящими в тупиковые пазы 18 и 19 окна 10 сферического кольца 3 соответственно. Периферийная поверхность 23 выполнена с пазом 30, цилиндрическое дно 31 которойэ го не концентрлчно периферийной поверхности 23 и контактирует с плоской пружиной 21.

Последняя входит одним своим концом в тупиковое углубление 32, а вторым - в сквозкое кольцо. ное углубление 33, выполненные в продоль® ных стенках 16 и 17 окна 10 соответственНуименение предлагаемого соединения и но, причем сквозное углубление имеет выб, оных условиях не требует допопнительуР у ход на рабочей поверхности 12 сферического ньц сборочных средств и исключает надобкольца 3 и предназначено для ввода плоской ность в применении свинчиваюших или свапружины 21 при монтаже, которая фиксирурочньн устройств, а это уменьшает эксалуа- руж ется от смещения с помощью выступа 34, мационные расходы, упрощает обслуживание, ФЭ входящего в углубление 35 замкового эле наключаеп монтажное повреждение соедннемента 20. цилиндрическая внутренняя пония и сокращает время сборки. верхность 22 замкового элемента 20 сопряИа, фип..и изображено шарнирное соедижена с поверхностью 26 конической поверхнение вруб, с частичным разрезом, общий

А А - 1 ° 4й ностью 36, взаимодействующей при сборке вид; на фиг. 2 — разрез по А-А на фиг. с ниппепем 5. Такая конструкция замка 8 на фиг. 3 - разрез по 5-Б на фиг. 1 и вид обеспечивает уменьшение поперечных габа» по стрелке Д . иа фиг. 4 н 5 — разрезы по рнтов соединения. Количество замков 8 (и

В-В и Г-Г на, фию. 2, окон 10) =àâèñèò от диаметра соединяемых

Предлагаемое шарнирное соединениетруб1 5 труб и должно быть не менее двух, наприи 2 состоит, из сферического кольца 3 с уц- мер четыре. лотняюшим эпеменаом 4, ниппепя 5, муфты 6, фиксатора, сфери-еского копь Фиксатор 7 сферического кольца 3 состозамка ". ит из двух тождественных фиксирующих элеСфе ическое кольцо 3 служит замыкаю- 65 ментов 37 и плоских T р ц руж г-об азных лонжин 38

1 ще-размыкаюшим звеном сс:динения, обеспе- и обеспечивает стопорение сферическогоколь атациочной чнвает угловое смешение нцппепя 5 относи- ца 3 в начальный момент эксппуатацио. ной тельно муфты 6 и является одновременно сборки длч придания цилиндрической полоскак силовым трансформирующим звеном, так ти ll последнего соосного с трубой 1 по» и базовым звеном герметизации. Сферичес- йб ложения. Каждый фиксирующий элемент 37

4i8i17(Формула изобретения нее Оасположение уплотнякицего элемента 4, а затем - в диаметральной, плоскости до срабатывания фиксирующих элементов 37, 1. Шарнирное соединение труб, например т.е. входа под действием Т-образных пруобсадных стеклопластиковых большого диажин 38 выступов 39 фиксирующих элемен- < .метра, со сферическим кольцом, оснащенным тов 37 в углубления 68 муфты 6 (положеэластичным уплотняюшим элементом, ниппение 78). лем, разъемно сочлененным со сферическим сплуатационная сборка (a буровых ус ф и б и ф ловиях) сведена к минимуму: обычным спокое кольцо, жестко связанной с трубой и собом фиксирУют У устьЯ скважины нижнюю имеющей пазы для ввода сферического ксцп обсаднУю трУбУ 1 ввеРх мУфтой 6, оснащен- ца и разворота его a диаметральную пл нОй зафиксиРо ым Р с кольцом 3, Koc Tp гнезда о т л и ч а ю щ

Ъ сборе, и с помощ подъе х ср дств ч„, с целы, повь„ен„ н„е„,, ти соед

)опускают трубу 3 ииппелем 5 до упора его ния, оно снафжено фиксатором сферического торца в сферическое гнездо 67 муфты 6.

l5 кольца, а сочленение ниппеля со сферическим

При этом фаска 72 ниппеля 5 под действикольцом ьсуществлено с помощью нескольких ем веса трубы 2 вначале отжимает подцрус коническим скосом подпружиненных замко-. жиненные замковые элементы 20, взаим вых элементов, размещенных в окнах сферидействуя с конической их поверхностью 36 - ческого кольца и входящих в кольцевой с утапливая лед окна 10 сферичесI 39 кого кольца 3 (положение 79), а затем воз- ренний торец сферического кольца снабжен действует на концевые выступы 40 фиксиру- I кольцевым выступом, о ватываемым уп, о

- юших элементов 37, поворачиваЯ их и выво- няющим элементом контактирующим после я выступы 39 из углублений 68 муфты 6. Сборки одновременно с гнездом муфты инипВ конце хода ниппеля 5 под действиемплос- и л м

М ких пружин 21 замковые элементы 20 вхо2. Соединение по и. 1, о т л и ч а ю—

Ят в кольцевой примоУгольный паз 70 ш п щ е е ся тем, что фиксатор сферического пеля 5, замыкая соединение. кольца состоит из двух тождественных фик- ::

При необходимости разборка соединения сирую|цих элементов, выполненных в виде производится и обратной последовательности двуп е и подпружиненнь рычагов располо-, после одновременного нажатия на коничес39 женньр в сквозных окнах сферического коль- кие поверхности 36 замковых элементов20 ца с возможностью поворота в обшей мери- с помощью штифтов (на чеРтеже не показа- диональной плоскости и взаимодействующих но), помещенных в осевые каналы 73 нип- своими концами до и в начальный момент целя . ° " утапливания замковых элементов 20 эксплуатационной сборки с соответствующи. ф ричес ОР» альп 3.(положе ми размещенными вне диаметральной плосние 79). кости углублениями в гнезде муфты и в коТаким образом, предлагаемое шарнирное нечный момент сборки и после нее - послесоединение позволяет упростить стыковку довательно с торцом ниппеля и с его наруж-. обсадных труб и легко автоматизироватьпро-I ной цилиндрической поверхностью. цесс срорки в буровых условиях, так как Е 3. Соединение по пн 1 и 2, о т л изамком 8 и фиксатором 7 управляет сам ч а ю щ е е с я тем, что каждый из замниппель 5 при его относительном перемеще- ковых элементов выполнен в виде плоского нии, причем наличие расположения углубле- криволинейного вкладыша с пазом на периния 68 муфты 6 вне диаметральной (макси- ферийной поверхности, цилиндрическое дно мальной по сечению поперечной) плоскости 45 которого контактирует с плоской пружиной, гнезда 67 и двух элементов 37 принципиаль- входящей своими концами в углублениясфено исключает произвольную ориентацию сфе- рического кольца, и снабжен ограничительричс =кого кольца 3, а покрытие фтороплас- ными выступами, взаимодействующими с тутом фаски 72 и поверхности цилиндрического утол е толшения 71 ниппеля 5 и наклейка уп- сферического кольца. лотняюшего элемента 4 на торцовый кольце= вой выступ 3 сферическо

13 фе го кольца 3 обес- ч а ю ш е е с я тем, что паз замкового . печивают нормальный ввод ко

ый од конца ниппеля 5 элемента выполнен переменной глубины с в уплотняющи элемент и г р и 4 ерметизацию возрастанием последней от средней плоскоссоединения. ти к торцам.

418117

Составитель Р. Хлудова

Редактор Т. Ларина Техред А. Демьянова, Корректор Н. Ковалева

Заказ 2466/275 . Тираж 1131 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Пателr", г. Ужгород, ул. Проектная, 4