Гибкая труба
Иллюстрации
Реферат
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБВЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советск ихт
Социалистических
Республик
< >949284 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 18.12.79 (21) 2847560/29-08, с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. К, F 16 L 11/08
Геаудерстеееньй кемитет
Опубликовано 07.08.82. Бюллетень № 29 (53) УДК 621.643 (088.8) пе делам езееретеннй и еткрмтий
Дата опубликования описания 17.08.82
А. А. Ильюшин, Г. М. Б. Абдуллаев, Ф. Г. Максудовт Г Г. Алйбв, Я. А. Гаджиев и P. И. Шахмемедов (72) Авторы изобретения
Институт математики и механики АН Азербайжданской CCP (71) Заявитель (54) ГИБКАЯ ТРУБА
Изобретение относится к машиностроению, а именно к конструкциям гибких труб, которые найдут применение в нефтяной, газовой и угольной промышленностях в качестве бурильных труб.
Известен шланг для бурения, конструкция которого образована рядом колецштанг, имеющих внутренний элемент, входящий в наружный смежного кольца. В каждом элементе выполнены упоры, с которыми взаимодействует блокировочное приспособление, препятствующее разъединению колец, но обеспечивающее осевой зазор между ними (1).
Недостатками данной конструкции являются неспособность работы при сжимающих осевых нагрузках, малая надежность, которая объясняется тем, что конструкция состоит из большого числа звеньев, а прочность конструкции приравнивается к прочности самого слабого звена, сложность и дороговизна изготовления, большой вес конструкции.
Наиболее близкой к предлагаемой является гибкая труба, конструкция которой представляет собой опорную трубу из эластичного материала, на которой последовательно расположены каркасирующий слой, образованный навивкой профиля, в поперечном сечении представляющего собой ступеньку в виде двух одинаковых прямоугольников, наложенных друг на друга, перекрывающи5 ми витками с шагом, обеспечивающим спиралевидный зазор между соседними витками; эластичная прослойка, по меньшей мере одно семейство взаимно параллельных силовых нитей, угол навивки которых лежит в диапазоне от 30 до 60, эластичная прослойка, по меньшей мере два семейства взаимно параллельных силовых нитей, навитых во взаимно противоположном направлении под углами, лежащими в диапазоне от 0 до 20, защитная эластичная оболочка (21.
Недостатком данной конструкции являются малые значения рабочих осевой сжимающей силы и крутящего момента. Причиной этого является то, что при прило2о жении осевых сжимающих усилий поверхности профиля, образующие спиралевидные зазоры каркасирующего слоя, имеют радиальную образующую, представляя таким образом своего рода шарнирное соединение со свободой в радиальном направлении.
Это обстоятельство приводит к снижению осевой жесткости и, соответственно, к потере устойчивости трубы при относительно малом значении рабочего осевого сжимающего усилия.
Этим же объясняется малое значение рабочего крутящего момента, так как моментные усилия, приложенные к гибкой трубе, также вызывают ее осевое сжатие.
Целью изобретения является увеличение значений рабочих осевой сжимающей силы и крутящего момента путем увеличения осевой жесткости гибкой трубы при приложении этих сил.
Поставленная цель достигается тем, что поверхности профиля, образующие спиралевидные зазоры каркасирующего слоя, выполнены с возможностью входа во взаимное зацепление.
Кроме того, на одной из поверхностей профиля, образующих спиралевидные зазоры каркасирующего слоя, имеется продольная канавка, а на второй — выступ.
Одна из поверхностей профиля, образующих спиралевидный зазор каркасирующего слоя, в поперечном сечении может быть выполнена вогнутой, а другая — выпуклой, причем радиусы кривизны поверхностей одинаковы.
Профиль в поперечном сечении может представлять собой два одинаковых параллелограмма, положенных друг на друга и т.п.
На фиг. 1 показана гибкая труба, разворот по слоям; на фиг. 2 — 5 — узел 1 на фиг. 1 с возможными конфигурациями профиля.
На опорную трубу 1 (фиг. 1) из эластичного материала навит профиль 2, образующий каркасирующий слой 3, на котором расположена прослойка 4 из эластичного материала. На прослойке 4 последовательно расположены армирующий слой 5, образованный силовыми нитями 6, навитыми под углом о, лежащим в диапазоне от
30 до 60, прослойка 7 из эластичного материала, армирующий слой 8, образованный силовыми нитями 9, навитыми под углом Р<>, лежащим в диапазоне от 0 до 20, армирующий слой 10, образованный силовыми нитями 11, навитыми под углом, также лежащим в диапазоне от 0 до 20, и защитная оболочка 12.
При выполнении формь; канавки и выступа профиля 2 (фиг. 2) в поперечном сечении прямоугольной, ее глубина и соответственно высота выступа h меньше величины спиралевидного зазора, т.е. выступ имеет возможность полностью выходить из канавки при нахождении гибкой трубы в нерабочем (транспортном) состоянии.
При выполнении формы канавки, сужающейся к основанию, а выступа, соответственно, расширяющегося (фиг. 3), требуемая гибкость трубы в нерабочем состоянии
949284
Формула изобретения
15 го
25 зю
4 достигается за счет зазора между боковыми поверхностями канавки и выступа, при нахождении трубы в нерабочем состоянии.
При выполнении поверхностей профиля 2, образующих спиралевидный зазор каркасирующего слоя 3, криволинейными в поперечном сечении (фиг. 4), определенная гибкость трубы в нерабочем состоянии также достигается за счет наличия зазора между криволинейными поверхностями, максимальная — при полном выходе из зацепления указанных участков, т.е. когда
hg
ho — величина спиралевидного зазора, измеренного вдоль оси трубы.
Аналогично достигается гибкость трубы в нерабочем состоянии и в случае, когда профиль 2 представляет собой два одинаковых параллелограмма, наложенных друг на друга (фиг. 5) .
Осевая жесткость трубы в нерабочем состоянии при приложении крутящего момента и осевых сжимающих усилиях достигается за счет входа в зацепление и заклинивания соседних витков профиля 2, каркасирующего слоя 3, что повышает осевую устойчивость трубы и позволяет увеличить как значение величины крутящего момента, так и осевой сжимающей силы.
Технико-экономическая эффективность изобретения заключается в расширении технических возможностей гибкой трубы. Так, применение гибкой трубы при бурении скважины позволит в более широких пределах изменять величину давления долота на забой и крутящего момента, что в свою очередь приведет к увеличению скорости проходки, срока службы долота, уменьшению непроизводительного времени спуско-подъемных работ и соответственно к увеличению срс ка службы наземного оборудования и самой гибкой трубы, что в целом значительно снизит стоимость и ускорит процесс проводки скважин.
1. Гибкая труба, содержащая опорную трубу из эластичного материала, на которой последовательно расположены каркасирующий слой, образованный навивкой профиля из самонесущего материала с шагом, обеспечивающим перекрывание и спиралевидный зазор между соседними витками и представляющий собой трубчатое тело постоянного внутреннего и внешнего диаметров, прослойка из эластичного материала, по меньшей мере одно семейство взаимно параллельных силовых нитей, навитых под углом к продольной оси трубы, лежащим в диапазоне от 30 до 60, прослойка из элас949284
5 тичного материала, по меньшей мере два семейства взаимно параллельных силовых нитей, навитых во встречном направлении под углами, лежащими в диапазоне от 0 до 20, и эластичная защитная оболочка, отличающаяся тем, что, с целью увеличения значений рабочих осевой сжимающей силы и крутящего момента путем увеличения осевой жесткости при приложении этих сил, поверхности профиля, образующие спиралевидные зазоры каркасирующего слоя, выполнены с возможностью входа во взаимное зацепление.
2. Труба по п. 1, отличающаяся тем, что на одной из поверхностей профиля, образующих спиралевидные зазоры каркасирующего слоя, имеется продольная канавка, а на второй — выступ.
3. Труба по и. 1, отличающаяся тем, что одна из поверхностей профиля, образующих спиралевидные зазоры каркасирующего слоя, в поперечном сечении выполнена вогнутой, а другая — выпуклой, причем радиусы кривизны поверхностей одинаковы.
4. Труба по п. 1, отличающаяся тем, что профиль в поперечном сечении представляет собой два одинаковых параллелограмма, наложенных друг на друга.
10 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Патент Франции Xо 2360817, кл. F 16 1 11/!81, 1978.
2. Авторское свидетельство CCCP по заявке № 2780098/29-08, кл. F 16 L 11/08, 1979.
949284
«/
Составитель А. Слесарев
Редактор И. Николайчук Техред А. Бойкас Корректор М. Демчик
Заказ 5475/21 Тираж 990 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП «Патент», r. Ужгород, ул. Проектная, 4