Шарнирная муфта преимущественно для бурильной колонны

Шарнирная муфта преимущественно для бурильной колонны

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ШАРНИРНАЯ МУФТА ПРЕИМУШЕСТВЕННО ДЛЯ БУРИЛБНОИ КОЛОННЬ1 , содержащая Ниппель со сферической опорной питой, установленной в полости полу муфты между подпятниками, и герметизирующее кольцо, расположенное между полумуфтой и пятой в секторе с наиболь шим поперечным сечением между подпятниками , отлича/р-щаяся тем, что, с целью повышения надежности работы прн использовании в качестве герметизирующего кольца набора манжетных уплотнений, полумуфта выполнена со сферической проточкой коаксиально сфере пяты в секторе от 10 до 30° для размещения герметизирующего кольца. (Л 1C со

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

КСПУБЛИН

„„SU„„1070294

g(gg Е 21 В 7/08; F 16 С 11/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР пО делАм изОБРетений и ОтнРытий (21) 3353282/22-03 (22) 16. 10.81 (46) 30.01.84. Бюл. № 4 (72) Л. А. Райхерт, Б. Я. Антонов, В. Д. Поташников и И. М. Фрыз (71) Всесоюзный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт буровой техники (53) 622.242.2 (088.8) (56) 1. Калинин А. Г. Искривление скважин. М., «Недра», 1974, с. 68.

2. Патент США № 2220120, кл. 285—

271, опублик. 1940 (прототип). (54) (57) ШАРНИРНАЯ МУФТА ПРЕИМУЩЕСТВЕННО ДЛЯ БУРИЛЬНОЙ КОЛОННЬ1, содержащая ниппель со сферической опорной пятой, установленной в полости полумуфты между подпятниками, и герметизирующее кольцо, расположенное между полумуфтой и пятой в секторе с наибольшим поперечным сечением между подпятниками, отличарщаяся тем, что, с целью повышения надежности работы при использовании в качестве герметизирующего кольца набора манжетных уплотнений, полумуфта выполнена со сферической проточкой коаксиально сфере пяты в секторе от 10 до 30 для размещейия герметизирующего кольца.

1070294

Изобретение относится к буровой технике и может быть использовано при корректировании направления проходки скважины в качестве шарнирного переходника бурильной колонны.

Известна шарнирная муфта для бурильной колонны, содержащая ниппель со сферической опорной пятой, закрепленную на нем ведомую полумуфту, переходник с навинченной на него ведущей полумуфтой, в которой между верхним и нижним подпятни- 10 ками подвижно закреплена опорная пята и герметизирующее кольцо (1).

Однако известная шарнирная муфта характеризуется недостаточной надежностью в работе при одновременном воздействии на нее пульсирующего давления промывоч15 ной жидкости и знакопеременных механических нагрузок, поскольку герметизирующее кольцо с одной стороны в месте контакта опорной пяты с подпятником усиленно изнашивается, а с другой стороны; за ур счет увеличения зазора между ними прослабляется и пропускает промывочную жидкость, что приводит к быстрому выходу муфты из строя.

Наиболее близкой к предлагаемой является шарнирная муфта, содержащая нин25 пель со сферической опорной пятой, установленной в полости полумуфты между подпятниками, и герметизирующее кольцо, выполненное в виде двух сальниковых набивок, расположенное между полумуфтой и пятой в секторе с наибольшим поперечным сечением между подпятниками (2).

Недостаток указа нной шарнирной муфты заключается в том, что для обеспечения надежной герметизации шарнира необходима сильная предварительная за- 35 тяжка сальника. Это приводит к увеличению силы трения, а следовательно, к быстрому износу сальникоз. При этом в шарнире возникает значительный момент сопротивления отклонению осей подвижно 4О соединенных между собой элементов шарнира, что отрицательно сказывается на эксплуатационных характеристиках шарнирной муфты при использовании ее в составе КНБК (компоновки нижней части бурильной колонны), работающих по принци- 45 пу отвеса, для уменьшения зенитного угла.

Цель изобретения — повышение надежности работы при использовании в качестве герметизирующего кольца набора манжетных уплотнений.

Указанная ° цель достигается тем, что в шарнирной муфте преимущественно для бурильной колонны, содержащей ниппель со сферической опорной пятой, установленной в полости полумуфты между подпятниками и герметизирующее кольцо, расположенное между полумуфтой и пятой в секторе с наибольшим поперечным сечением между подпятниками, полумуфта выполнена со сферической проточкой, коаксиально сфере пяты в секторе от 10 до 30 для размещения герметизирующего кольца.

На чертеже показана предлагаемая шарнирная муфта, общий вид.

Шарнирная муфта содержит ниппель 1 со сферической опорной пятой 2, закрепленную на нем ведомую кулачковую полумуфту 3, переходник 4 с навинченной на него ведущей полумуфтой 5, в которой между верхним 6 и нижним 7 подпятниками подвижно закреплена опорная пята 2, и герметизирующее кольцо 8. При этом ведущая кулачковая полумуфта 5 выполнена со сферической проточкой 9 коаксиально сфере пяты 2 в секторе от 10 до 30, центр симметрии которой совпадает с центром сферы опорной пяты 2, и в этой проточке 9 установлено герметизирующее кольцо 8, которое поджато между подпятниками 6 и 7 и пятой 2. Герметизирующее кольцо 8 муфты выполнено из набора манжетных уплотнений в виде сферического пояса, образующие торцовых поверхностей которого проходят через центр симметрии и образуют между собой угол от 10 до 30 . Кольцо 8 может быть выполнено составным из различных материалов.

Шарнирная муфта работает следующим образом.

При воздействии на ниппель 1 и переходник 4 усилий, сжимающих муфту, сферическая пята 2 опирается на верхний подпятник 6, вставленное в сферическую проточку 9 ведущей полумуфты 5 герметизирующее кольцо 8 поджато подпятниками 6 и 7 и пятой 2. а его сферические рабочие поверхности плотно прилегают к пяте

2 и ведущей полумуфте 5. Крутящий момент от переходника 4 на ниппель 1 передается кулачковыми полумуфтами 3 и 5. Сферическая форма пяты 2 обеспечивает шарнирное соединение переходника 4 с ниппелем 1 и поворот их осей относительно друг друга.

Избыточное давление промывочной жидкости воздействует на пяту 2 и снижает контактные напряжения между пятой 2 и подпятником 6, одновременно герметизирующее кольцо 8 поджимается избыточным давлением к подпятнику 7, обеспечивая надежную .герметизацию муфты.

Угол 30 между образующими торцовых поверхностей 10 кольца 8 обеспечивает исключение возможности защемления кольца при поворотах осей ниппеля и переходника во всем диапазоне допустимо возможных углов. Защемление кольца с последующим нарушением его целостности может происходить в результате увеличения зазоров между контактными площадками опорной пяты и подпятников при рабочем износе этих деталей. При этом нижний

1070294

3 предел 10 обусловлен устойчивостью уплотнительного кол ьца и удобством его монтажа.

Установка герметизирующего кольца, поджатого между подпятниками в сферической проточке, центр симметрии которой совпадает с центром сферы опорной пяты, обеспечивает, во-первых, максимально возможную разгрузку пяты за счет воздействия гидростатического давления промывочной жидкости на максимально. возможное 10 сечение пяты, во-вторых, исключает возможность его за щемления и усиленного износа, так как при допустимых углах поворота оси ниппеля относительно оси переходника исключается попадание герметизирующего кольца в зону контактных площадок пяты с подпятником, в-третьих, обусловливает равномерное обжатие и износ этого кольца, что повышает надежность его работы при пульсирующем давлении и знакопеременных нагрузках.

Выполнение герметизирующего кольца со сферическими рабочими и торцовыми поверхностями, образующие которых проходят через центр симметрии, обеспечивает равномерное прижатие его к уплотняемым поверхностям и равномерный его износ, что повышает надежность работы муфты.

Технико-экономическая эффективность от внедрения изобретения заключается в снижении материальных затрат на проводку скважин за счет увеличения срока службы шарнирной муфты.

Составитель В. Родина

Редактор Ю. Середа Техред И. Верес Корректор М. Демчик

Заказ 11291 /33 Тираж 569 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4