Pierwszenstwo: 01.III.1962 Francja Opublikowano: 25.XI.1967 54313 KI. .47 £, 14 kl]',S3fo MKP UKD Urzedu Patentowano Wspóltwórcy wynalazku: Andre Chevalier, Jacaues Delacour Wlasciciel patentu: Institut Francais du Petrole, des Carburants et Lubrifiants Rueil-Malmaison (Seine et Oise) (Fran¬ cja) Zlacze do zbrojonej rury gietkiej Przedmiotem wynalazku jest zlacze do zbrojo¬ nej rury gietkiej, które moze byc uzyte zwlasz¬ cza do polaczenia wzdluznego rury, zastepujacej zestaw zerdzi przy robotach wiertniczych albo zastosowanej jako naftociag lub gazociag, który moze byc latwo ulozony przez rozwiniecie wzdluz¬ ne rury, magazynowanej na okreslonych bebnach nawojowych, przy czym rury takie sa laczone ze soba lub rozmontowywane przez odlaczenie zla¬ czy i nawiniecie rur o jednakowej dlugosci na wspomnianych bebnach nawojowych.To zlacze wedlug niniejszego wynalazku jest w szczególnosci przystosowane do polaczenia ele¬ mentów rurowych zbrojonych odpornych na du¬ ze cisnienia wewnetrzne i/lub na znaczne napre¬ zenia rozciagajace oraz zawierajacych na przy¬ klad dwa uzbrojenia, z których kazde sklada sie z dwóch pasm albo zwojów metalowych skrzyzowanych miedzy soba i z przewodów me¬ talowych.Zlacze wedlug wynalazku, zezwalajace zara¬ zem na przenoszenie naprezen rozciagajacych i skrecajacych z jednego elementu rurowego do polaczonego z nim elementu przyleglego, wyróz¬ nia sie bardzo duza szczelnoscia na ciecze i gazy, równiez pod cisnieniem a w szczególnosci, szczel¬ noscia polaczen miedzy przewodami elektryczny¬ mi.Wynalazek jest uwidoczniony przykladowo na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia cale zlacze 10 15 30 w przekroju podluznym plaszczyzna W-Z ozna¬ czona na fig. 2 i 3; fig. 2 — przekrój poprzeczny plaszczyzna x-y oznaczona na fig. 1; fig. 3 — przekrój poprzeczny plaszczyzna n-v, oznaczona na fig. 1; fig. 4 — dwa przekroje polówkowe plaszczyznami g-r i s-t, oznaczonymi na fig. 1; fig. 5 i 6 — przekroje podluzne polówkowe zlacza nie zawierajacego polaczen elektrycznych a fig. 7, 7a, 7b i 8 ilustruja inne postacie zlacza zawiera¬ jace polaczenia elektryczne.Ulozenie róznych czesci konstrukcyjnych kazde¬ go przylacza i ich polaczenie jest wyjasnione przy opisie fig. 1—4.Laczone elementy rurowe sa wykonane w isto¬ cie swej ze srodnika 1 z materialu sprezystego lub plastycznego szczelnego, w którym sa ulozo¬ ne izolowane przewody elektryczne 2, otoczonego co najmniej jednym uzbrojeniem, skladajacym sie na przyklad z dwóch pasm nawojowych 3 i 4 lub zwo;ów stalowych, nawinietych i skrzyzowa¬ nych miedzy soba w sposób tworzacy watek sru¬ bowy oraz pokrytych zewnetrzna pochwa ochron¬ na 5.Do zamocowania przylacza na koncu rury, opra¬ wia sie na nim trzon kolowy 6 i cylindryczna tu¬ leje 7, nastepnie rozbiera sie rure na okreslonej dlugosci odcinajac zewnetrzna pochwe 5. Pasma nawojowe 3 i 4, nawiniete w postaci watku sru¬ bowego, sa w ten sposób odsloniete i daza do od¬ suwania sie od srodnika rury. Nastepnie, cienszy 5431354313 3 koniec tulei zaciskowej 8 osadza sie miedzy srod- nikiem rury i • pasmami nawojowymi. Ta tuleja zaciskowa zawiera w zasadzie czesc cylindryczna 9 o mniejszej grubosci, zakonczona ukosem 10 o zaokraglonym koncu oraz czesc 11 o wiekszej gru¬ bosci, której srednica wewnetrzna powieksza sie stopniowo tworzac w ten sposób trzonek stozkowy 0 malym nachyleniu, zawierajacy odsadzenie lub przewezenie kolowe 12 i czesc prawie cylindrycz¬ na 13, zawierajaca wydrazenie okragle 14 do osa¬ dzenia w nim laczników elektrycznych. Pasma lub zwoje stalowe tworzace warstwy nawojowe, nawija sie tak aby powstala mala swobodna prze¬ strzen miedzy zagietymi koncami nitek lub zwo¬ jów a kolnierzem oporowym okraglym 16 utwo¬ rzonym na polaczeniu czesci cylindrycznej 9 o mniejszej grubosci z czescia 11 tulei zaciskowej.Tuleja blokujaca 7 jest wkrecona za posrednic¬ twem gwintu 17 na tulei zaciskowej zamykajac w ten sposób zawiniete druty lub zwoje w wydra¬ zeniu cylindrycznym 18, o przekroju prawie trój¬ katnym. To wydrazenie jest napelnione poprzez laczace sie z nim wydrazenie 19 materialem ciek¬ lym, latwo zestalajacym sie na przyklad stopem lub zywica utwardzalna, stwarzajaca trwale po¬ laczenie drutów lub zwojów z tulejami 7 i 8. Po¬ nadto wewnatrz tulei 7 "sa przewidziane wydra¬ zenia w postaci waskich otworów lub rowków (g na fig. 4), które zapobiegaja calkowicie slizganiu sie stopu lub utwardzonej zywicy na wewnetrznej sciance tulei 7 i zapewniaja dobre przenoszenie sil skrecajacych z uzbrojenia rury na tuleje 7.Wciska sie zatem w srodnik rury wydrazonej czop lub stozkowa skuwke blokujaca 20 o takiej samej srednicy wewnetrznej co rura; jej czescia stozkowa 21 o malym nachyleniu konczaca sie skuwka 22 o wiekszym nachyleniu w celu calko¬ witego zapobiezenia rozdarciu srodnika i która zawiera wiele przewezen lub odsadzen cylindrycz¬ nych 26, które blokuja miedzy skuwka a tuleja zaciskowa srodnik rury z materialu gietkiego, ta¬ kiego jak na przyklad wzdluz drutów lub zwojów stalowych, zawinietych w wydrazeniu kolowym 18.Nakretka 23 zostala osadzona uprzednio w wy¬ drazeniu 14 w sposób pozwalajacy nakrecic ja na gwint 24 skuwki. Ta znów jest wcisnieta na przy¬ klad za pomoca silownika, przez przesuniecie wzdluzne, równolegle do jej osi, przy czym w mia¬ re wciskania skuwki, nakretka 23 zostaje docis¬ nieta do elementu oporowego 24 wydrazenia 14, aby zapobiec cofnieciu sie skuwki.W polozeniu ostatecznym przedstawionym na fig. 1 srodnik rury jest zacisniety na okreslonej dlu¬ gosci, miedzy skuwka i czescia stozkowa tulei zaciskowej. Odsadzenie lub przewezenie cylin¬ dryczne 12 i 26 na powierzchni zewnetrznej skuw¬ ki i powierzchni wewnetrznej tulei zaciskowej, po¬ zwalaja kazdy z osobna zapobiec wysunieciu sie srodnika rury z przestrzeni pierscieniowej utwo¬ rzonej miedzy skuwka a tuleja zaciskowa.Szczelnosc jest równiez zapewniona w miejscu, gdzie skuwka laczy sie z druga skuwka innego przylacza. Mozna równiez przewidziec zastosowa¬ nie na obydwóch przylaczach skuwek o profilu uzupelniajacym sie (skuwka jednego rodzaju i skuwka przeciwnego rodzaju) i uszczelnic za po¬ moca uszczelki pierscieniowej 27 o przekroju ko¬ lowym.W ten sposób, do wydrazenia 14 nie nastepuje 5 przeciek czynnika prowadzonego w rurze i na przyklad w przypadku zastosowania rury do wier¬ cenia, wydrazenie 14 jest wystarczajaco szczelne dla pluczki wiertniczej przeplywajacej z zewnatrz i wewnatrz zlacza. Ponadto, w celu polepszenia 10 izolacji elektrycznej, scianka wewnetrzna wydra¬ zenia 14 utworzona przez czesc powierzchni zew¬ netrznej skuwki 20 i przez powierzchnie zew¬ netrzna nakretki 24 jest pokryta tasma izolacyjna 28. Jak widac na fig. 2, przedstawiajacej przekrój 15 wzdluz plaszczyzny x-y na fig. 1, wydrazenie 14, które jest utworzone w tulei 8 jest polaczone z zewnetrznym otoczeniem na przewazajacej czesci swego obwodu, na przyklad co najmniej swymi trzema szerokimi wycieciami 30, 31, 32 co pozwala 20 na latwe ulozenie laczników elektrycznych w tym wydrazeniu.Zgodnie z ulozeniem przedstawionym na fig. 2, przewody elektryczne sa rozdzielone na trzy fazy, przy czym przewody kazdej fazy sa zgrupowane 25 w jednym z trzech wycinków pierscieniowych 33, 34 i 35, na przyklad przez polaczenie konców dru¬ tów przewodów do scianki bocznej odpowiedniego wycinka pierscieniowego (scianka 34 wycinka 33 na fig. 1). Na sciance bocznej przeciwleglej, jest 30 osadzony jeden lub kilka zestyków stalych (dwa w przypadku przedstawionym na fig. 2) polaczo¬ nych ze soba wtyczka lub gniazdkiem zamocowa¬ nym w czesci koncowej przylacza. W przypadku uwidocznionym na fig. 1 przylacze górne zawiera 35 wtyczke 36 otoczona tulejka izolacyjna 37, przy czym calosc jest umieszczona wewnatrz czesci kon¬ cowej tulei zaciskowej 8. Przylacze dolne zawiera gniazdko 38 równiez otoczone tulejka izolacyjna 39. 40 Na fig. 3 jest przedstawiony przekrój plaszczyz¬ na n-v na fig. 1.Widac tutaj szesc wtyczek 36, 36a, 40, 40a, 41, 4la zgrupowanych parami, przy czym kazda para jest przylaczona do wycinka pierscieniowego, po- 45 kazanego na fig. 2, to znaczy do jednej z trzech faz. Miedzy parami wtyczek znajduja ,sie kolki centrujace 15, 15a, 15b zapobiegajace oddzialywa¬ niu calej sily skrecajacej na wtyczki w chwili laczenia przylaczy. Te kolki centrujace sa prze- 50 widziane na przylaczach zawierajacych kolki wty¬ kowe i maja one dlugosc wystarczajaco wieksza od tych ostatnich, aby zapobiec ich uszkodzeniu dopóki przylacza nie zostana polaczone ze soba.Odpowiednie otwory do osadzania w nich kolków 55 centrujacych sa przewidziane na przylaczach za¬ wierajacych gniazdka wtykowe.Polaczenie dwóch przylaczy ze soba nastepuje przez osadzenie kolków centrujacych w przynalez¬ nych otworach po uprzednim nasadzeniu tulei 60 zewnetrznej 42, na jednym przylaczu i na czesci laczonej rury.To osadzenie nastepuje po uprzednim wkreceniu tulejek 43 i 43a na gwinty 44 i 45, przewidziane w tym celu na kazdej tulei zaciskowej 8 i 8a. 65 Te tulejki zamykaja dostep do wydrazen 14 i 14a54313 6 zamykajac polaczenia, elektryczne. Posiadaja one dwa otwory przez które wlewa sie do kazdego z wydrazen 14 i 14a material izolacyjny, w którym sa zatopione przewody i przylacza elektryczne.Osiaga sie w ten sposób dobra izolacje zabezpie¬ czajaca calkowicie przed ewentualnymi czynnika¬ mi pochodzacymi na przyklad z zewnatrz. Raz osadzone tulejki pokryciowe 43 i 43a umieszcza sie w wydrazeniach wykonanych w tym celu na obwodzie tiilei blokujacych 7 i 7a i klinach 47 i 47a przeznaczonych do przenoszenia sil skrecaja¬ cych z jednego przylacza na drugie. To przeno¬ szenie sil skrecajacych odbywa sie w tym samym czasie, w którym sily rozciagajace sa przenoszone za posrednictwem dwóch lupków, w postaci po¬ lówek cylindrów 48 i 49, na których kazdym kon¬ cu znajduja sie kolki pól okragle 50, 50a i 51, któ¬ re wchodza do przewezenia kolowego o odpowied¬ nim profilu, wykonanego w tulejkach blokujacych 7 i 7a i zawierajacych ponadto wydrazenia o po¬ staci i wymiarach przystosowanych do pomiesz¬ czenia czesci klinów, które wystaja poza zewnetrz¬ na powierzchnie cylindryczna tulei blokujacych.Te kliny polaczone w ten sposób zarazem z tule¬ jami blokujacymi i lupkami, zapewniaja przeno¬ szenie sil skrecajacych z tulei blokujacej jednego przylacza na lupek i stad na tuleje blokujaca dru¬ giego przylacza, gdzie sa one przenoszone za po¬ srednictwem rowków g (fig. 4) na pasma nawojo¬ we rury gietkiej.Same sily rozciagajace sa przenoszone bezpo¬ srednio z jednej tulei blokujacej na druga i przez to równiez z jednej czesci rury na druga za po¬ srednictwem kolków pólokraglych polówek cy¬ lindrów.Uszczelnienie na zewnatrz i ustalenie w miejscu obydwóch polówek cylindrów, jest zapewnione przez ich pokrycie tuleja zewnetrzna 42 i przykre¬ cenie do jej konców trzonów 6 i 6a. Aby uniknac wplywu czynnika z zewnatrz, uszczelki pierscie¬ niowe 52, 52a, 53 i 53a sa ulozone z osobna w row¬ kach kolowych, z których kazdy jest przewidziany w tym celu w tulejach blokujacych 7 i 7a i tule¬ jach zaciskowych 8 i 8a.W przypadku, w którym przylacza posiadaja uzbrojenie odporne na cisnienie wewnetrzne, skla¬ dajace sie na przyklad z dwóch pasm drutów nawinietych w postaci osnowy srubowej o zwo¬ jach przeciwnych, czesc cylindryczna 9a o mniej¬ szej grubosci, tulei zaciskowej jest wsunieta naj¬ korzystniej miedzy uzbrojeniem 54 odpornym na cisnienie (dól fig. 1) i pasmami nawojowymi 3a i 4a uzbrojenia odpornego na rozciaganie, przy czym uzbrojenie 54 jest uciete uprzednio na wymagana dlugosc. W tym przypadku moze byc korzystne przewidzenie okienka 55 przez czesc cylindryczna 9a tulei zaciskowej aby umozliwic przeplyw stopu lub zywicy utwardzalnej, wprowadzonej do wy¬ drazenia 18a, w celu najlepszego ustalenia uzbro¬ jenia 54.Na fig. 5 i 6 sa przedstawione inne postacie wykonania przylaczy do rur gietkich, nie zawie¬ rajacych przewodów elektrycznych i które sa przeznaczone do zastosowania zwlaszcza do lacze- 10 15 20 25 35 40 45 50 55 65 nia róznych elementów rurowych zastepujacych ciag zerdzi w wiertnictwie turbinowym.Zlacza przedstawione na tych figurach nie sa zestawione przez zaklinowanie ani za pomoca lup¬ ków, lecz przez przykrecenie. Istotne czesci kon¬ strukcyjne tych przylaczy sa takie same jak w przykladzie wedlug,fig. 1 i sa oznaczone tymi sa¬ mymi liczbami.Nie sa potrzebne tutaj zadne wydrazenia, ponie¬ waz nie ma przewodów elektrycznych. Swobodny koniec 56 srodnika rury (fig. 5) jest polaczony z tuleja zaciskowa 8 za pomoca stopu lub zywicy 57 wlanej do przedzialu utworzonego miedzy tym koncem 56 i przylegla scianka tulei 8. Ponadto, szczelnosc miedzy skuwka 20 i tuleja zaciskowa 8 jest zapewniona za pomoca uszczelki pierscienio¬ wej 58.W przylaczu przedstawionym na fig. 5 sa prze¬ widziane dwa przylegle wydrazenia okrezne 59 i 60, w których jest ulozone oddzielnie kazde pasmo drutu lub zwojów stalowych uzbrojenia rury. Te wydrazenia okrezne sa wykonane w sciance tej samej czesci 9b tulei zaciskowej, która jest osa¬ dzona pomiedzy srodnikiem rury i pasmami na¬ wojowymi. Scianki boczne 61 i 62 tych wydrazen maja najkorzystniej duze nachylenie a glebokosc wydrazen winna byc dostateczna do umieszczenia w nich zagietych konców drutów lub zwojów sta¬ lowych uzbrojenia i zamkniecia wydrazen przez nalozenie prostej cylindrycznej tulei blokujacej 7b. Po dokonaniu tej czynnosci wlewa sie do tych wydrazen laczacych sie ze soba stop lub zywice utwardzalna, która laczy druty lub zwoje z tuleja 8. W wyniku takiego, polaczenia, sila rozciagajaca jest przenoszona bezposrednio z drutów lub zwo¬ jów stalowych pasma nawojowego na tuleje 8, która przylacza sie bezposrednio przez wkrecenie do przyleglej tulei drugiego przylacza rury.Na fig. 5 jest przedstawione ponadto zastoso¬ wanie innej postaci skuwki 20b, która jest zakon¬ czona dlugim cylindrem o malej grubosci, który po osadzeniu jest zaciskany w jednym lub kilku miejscach co zapewnia dobra szczelnosc miedzy scianke skuwki a srodnikiem rury. W rzeczywis¬ tosci, zwiekszenie srednicy cylindra ha zaciska¬ nych odcinkach 63 i 64 powoduje przemieszczanie sie materialu gietkiego srodnika rury (kauczuk lub neopren) z jednego i drugiego odcinka co powiek¬ sza nacisk konca 56 srodnika rury na stop lub zywice 57 wypelniajaca przedzial utworzony mie¬ dzy wspomnianym koncem 56 a scianka przylegla tulei 8, polepszajac w ten sposób szczelnosc.Na fig. 6 jest przedstawiona odmiana polaczenia uwidocznionego na fig. 5, zgodnie *z która srodnik rury jest zacisniety miedzy czescia cylindryczna skuwki i rufa metalowa wspólsrodkowa przez zmniejszenie miejscami srednicy rury zewnetrznej 65 w postaci pewnego rodzaju oprawienia i przez wcisniecie od wewnatrz czesci rurowej skuwki da srodnika rury. Jest przewidziana ponadto sruba ustalajaca 66, która zapobiega wzajemnemu obra¬ caniu sie skuwki 20b wzgledem tulei 8.Fig. 7 przedstawia zlacze podobne do przedsta¬ wionego na fig. 6 i zawierajace ponadto wydra¬ zenia 14b do umieszczenia w nim zlacz elektrycz-7 nych przewodów wychodzacych ze srodnika rury.To wydrazenie jest utworzone miedzy tuleja zew¬ netrzna 67 nakrecona na tulei 8 i tuleja laczniko¬ wa 68 osadzona zarazem w tulei 8 i tulei zew¬ netrznej 67. Ta tuleja lacznikowa posiada otwór 76 przez który jest przeprowadzony przewód do polaczenia elektrycznego na przyklad z zerdzia lub silnikiem, którego zasilanie nastepuje poprzez wspólosiowa wtyczke 69.Szczelnosc wydrazenia 14b przed ewentualnym wnikaniem cieczy miedzy srodnikiem rury a skuwka, oraz z drugiej strony miedzy rura zew¬ netrzna 65 a srodnikiem rury, jest zapewniona za pomoca uszczelki pierscieniowej materialu elas¬ tycznego 71 posiadajacej oddzielne otwory dla kazdego przewodu elektrycznego w pochwie izo¬ lacyjnej, przy czym te otwory maja srednice znacznie mniejsza od srednicy przewodów, które sa w nich zacisniete z okreslona sila. Na fig. 7a jest przedstawiony przekrój tej uszczelki plasz¬ czyzna I—I na fig. 7. Srednica wewnetrzna tej uszczelki jest nieco mniejsza od srednicy zew¬ netrznej przyleglej skuwki, dzieki czemu jest ona mocno zacisnieta na tej skuwce, przy czym jej srednica zewnetrzna jest nieco wieksza od sred¬ nicy wewnetrznej rury 65, dzieki czemu jest ona zacisnieta miedzy ta rura i skuwka polepszajac w ten sposób szczelnosc.Po wyjsciu z tej uszczelki, przewody przechodza przez uszczelke metalowa 72 jednolita ze skuwka 20b i której przekrój plaszczyzna II—II z fig. 1, jest przedstawiony na fig. 7b. Ta uszczelka meta¬ lowa sluzy za oparcie dla uszczelki gietkiej i za¬ wiera podobne jak ta ostatnia oddzielne otwory przez które sa przeprowadzone izolowane przewo¬ dy. Jest ona zamocowana do rury 65 za pomoca elementów ustalajacych 77 (fig. 7b). Do wolnej przestrzeni pierscieniowej utworzonej miedzy kon¬ cem srodnika rury i uszczelka gietka wlewa sie korzystnie stop lub zywice utwardzalna.Po wyjsciu z uszczelki metalowej 72, przewody znajduja sie w przestrzeni pierscieniowej 73, utworzonej miedzy czesciami koncowymi rury 65 i skuwki oraz polaczonej z wydrazeniem 14b, gdzie znajduja sie zlacza elektryczne. Aby zwiekszyc jeszcze szczelnosc, mozna zalac ta przestrzen pierscieniowa 73 stopem lub zywica, tak samo jak przestrzen 74 utworzona miedzy rura zewnetrzna 65j której srednica jest zredukowana miejscami przez zacisniecie a scianka wewnetrzna tulei 8 (w tym ostatnim przypadku stop lub zywica moze byc wlana na przyklad przez otwór zewnetrzny 75 polaczony z ta omawiana przestrzenia).Zlacze przedstawione na fig. 8 jest takie samo jak na fig. 7, tylko przewody z rury gietkiej sa wstawione miedzy drutami lub zwojami metalo¬ wymi pasm nawojowych. W tym przypadku, otwo¬ ry 70 musza byc przewidziane w tulei 8 w celu przeprowadzenia przewodów z wydrazen utworzo¬ nych miedzy tuleja 7b i czescia 9b tulei zacisko¬ wej do wydrazenia 14b, gdzie znajduja sie zlacza elektryczne, przy czym kazdy przewód jest zabez¬ pieczony za pomoca oddzielnej uszczelki ulozonej w odpowiednim gniezdzie 79 tulei 8.Sposoby wykonania zlacza wedlug wynalazku U3 • 8 opisane i pokazane na rysunku, sa podane tylko przykladowo i oczywiscie mozna zastapic caly opisany i przedstawiony element przez inny ele¬ ment spelniajacy ta sama funkcje i stanowiacy 5 tym samym jego równowartosc. Równiez zestaw róznych czesci moze byc zmieniany zgodnie ze wzgledami osobistymi i w funkcji rozpatrywanych warunków stosowania, pozostajac w ramach i za¬ chowujac istote niniejszego wynalazku. i PL