RU177395U1

RU177395U1 - BORE HEAD

Info

Publication number: RU177395U1
Application number: RU2017127313U
Authority: RU
Inventors: Евгений Александрович Фаянс
Original assignee: Евгений Александрович Фаянс
Priority date: 2017-08-01
Filing date: 2017-08-01
Publication date: 2018-02-21

Abstract

Полезная модель относится к водоснабжению, а именно к вспомогательному оборудованию обвязки устья скважины, и может быть использована в сельском хозяйстве, жилищно-коммунальном хозяйстве и других областях. Оголовок скважинный предназначен для исключения попадания в процессе эксплуатации скважины в ее устье посторонних предметов и взвесей. Оголовок скважинный представляет собой усеченный конус 1 из упругого плотного морозостойкого нерастрескивающегося материала, например, специальной резины или полиуретана, композитного материала, допускающий наличие в конусе полостей или полых включений, не снижающих прочностных характеристик оголовка, а также содержать сплошные армирующие включения, увеличивающие прочностные характеристики оголовка, в котором узкая сторона меньше минимального внутреннего, а широкая сторона больше максимального наружного диаметра из номенклатуры труб, для которых предназначен оголовок. Оголовок имеет несколько сквозных отверстий, например 2, 3, 4, проходящих от одного основания усеченного конуса 1 до другого, при этом некоторые отверстия, например 2, 3, с широкой стороны усеченного конуса снабжены штуцерами 5, 6, образующими единое целое с усеченным конусом. Отверстия со штуцерами, например 2, 3, предназначены для прохода сквозь оголовок водоподъемной трубы насоса, электрического кабеля насоса и, возможно, кабелей автоматики с последующей герметизацией мест прохода, например, путем обжима штуцеров хомутами. Отверстия без штуцера, например 4, предназначены для крепления через шпильки, или болты крепежей, например рым-гаек, по обеим сторонам оголовка, а также, возможно, иных сквозных креплений, герметично закрывающих с обеих сторон эти отверстия. Для этого же предназначены и герметично вмурованные в оголовок шпильки и болты. Крепеж, например рым-гайка, расположенный на узкой стороне оголовка, предназначен для крепления троса, на котором подвешивается скважинный насос, а крепеж, например, рым-гайка, расположенный на широкой стороне оголовка, предназначен для облегчения извлечения оголовка из скважины. Полезная модель обеспечивает предельную простоту изготовления, установки и эксплуатации оголовка, а также возможность использования модели одного размера для скважин в широком диапазоне диаметров. 6 з.п. ф-лы, 2 ил.The utility model relates to water supply, namely to auxiliary equipment of the wellhead piping, and can be used in agriculture, housing and communal services and other areas. The borehole head is designed to prevent foreign objects and suspensions from entering the well during operation of the well. The borehole tip is a truncated cone 1 made of elastic, dense, frost-resistant, non-cracking material, for example, special rubber or polyurethane, a composite material that allows cavities or hollow inclusions in the cone that do not reduce the strength characteristics of the head, and also contain continuous reinforcing inclusions that increase the strength characteristics of the head in which the narrow side is smaller than the minimum inner diameter and the wide side is larger than the maximum outer diameter from the range rubles, which is headroom. The head has several through holes, for example 2, 3, 4, extending from one base of the truncated cone 1 to the other, while some holes, for example 2, 3, are provided on the wide side of the truncated cone with fittings 5, 6 forming a single unit with the truncated cone . Holes with fittings, for example, 2, 3, are designed to pass through the head of the water pipe of the pump, the electric cable of the pump and, possibly, automation cables, followed by sealing the passage, for example, by crimping the fittings with clamps. Holes without a fitting, for example 4, are intended for fastening through studs, or bolts of fasteners, for example eye-nuts, on both sides of the head, as well as, possibly, other through fasteners, tightly closing these holes on both sides. For this purpose, studs and bolts are tightly walled into the head. Fasteners, such as an eye-nut located on the narrow side of the head, are used to fasten the cable on which the well pump is suspended, and fasteners, for example, an eye-nut located on the wide side of the head, are designed to facilitate removal of the head from the well. The utility model provides utmost ease of manufacture, installation and operation of the tip, as well as the ability to use a model of the same size for wells in a wide range of diameters. 6 c.p. f-ly, 2 ill.

Description

Полезная модель относится к водоснабжению, а именно к вспомогательному оборудованию обвязки устья скважины и может быть использовано в сельском хозяйстве, жилищно-коммунальном хозяйстве и других областях.The utility model relates to water supply, namely to auxiliary equipment for wellhead piping and can be used in agriculture, housing and communal services and other areas.

Оголовок скважинный предназначен для исключения попадания в устье скважины посторонних предметов и взвесей грунта в жидкости, с обеспечением возможности прохождения в скважину водоподъемной трубы и электрического кабеля, а также подвешивания насоса.The borehole head is designed to exclude foreign objects from entering the wellhead and soil suspensions in the liquid, with the possibility of the passage of a water pipe and electric cable to the well, as well as suspension of the pump.

Известен оголовок скважинный, содержащий соосно установленные на обсадной трубе скважины крышку с конической поверхностью и центральным осевым отверстием и прижимной фланец с центральным осевым отверстием, уплотнительное резиновое кольцо, расположенное между конической поверхностью крышки и фланцем, комплект стяжных болтов с гайками, установленных в соосных отверстиях крышки и фланца, отличающийся тем, что на торце крышки, обращенном к фланцу, по ее периферии выполнен кольцевой бурт с внутренней конической поверхностью, вершина конуса которого обращена в сторону, противоположную фланцу, а прижимной фланец и уплотнительное резиновое кольцо установлены с наружной стороны обсадной трубы, при этом соосные отверстия в крышке и фланце также выполнены с наружной стороны обсадной трубы (RU 76033 U1, 07.05.2008).Known borehole head, containing a cover coaxially mounted on the well casing with a conical surface and a central axial hole and a clamping flange with a central axial hole, a rubber sealing ring located between the conical surface of the cover and the flange, a set of coupling bolts with nuts installed in the coaxial holes of the cover and a flange, characterized in that at the end of the lid facing the flange, an annular collar with an inner conical surface is made on its periphery, the top of the cone and which faces oppositely to the flange, and the pressing flange and a sealing rubber ring mounted on the outer side of the casing, wherein the coaxial holes in the lid and flange are also formed on the outer side of the casing (RU 76033 U1, 07.05.2008).

Недостатком известного оголовка является то, что форма, размеры его крышки и прижимного фланца, а так же материал (резина) используемый для изготовления уплотнительного кольца, обуславливают возможность использования данного оголовка только под узкий диапазон диаметров труб, т.к. такое размещение уплотнительного кольца в кольцевой конической выемке на торцевой поверхности крышки в случае уменьшения диаметра обсадной трубы и неровном срезе ее посадочного места может привести к соскальзыванию уплотнительного кольца и нарушению герметичности соединения.A disadvantage of the known head is that the shape, dimensions of its cover and pressure flange, as well as the material (rubber) used to make the o-ring, make it possible to use this head only for a narrow range of pipe diameters, because such placement of the o-ring in the annular conical recess on the end surface of the lid in the case of a decrease in the diameter of the casing and an uneven cut of its seat can lead to slipping of the o-ring and a violation of the tightness of the connection.

Известна полая внутри конусная заглушка для обсадной трубы, фиксируемая на нижний конец обсадной колонны и предназначенная для исключения попадания в скважину грунта через нижнюю часть обсадной трубы ниже сетки фильтра (см., например, страницу в Интернете http://trubanpvh.ru/katalog_obsadnoi_trubi_npvh/osnastka-dlya-burenie-skvazhir/zaglushka-konusnaya-dlya-obsadnoy-npvkh-truby-125mm-bez-rezby). Такая заглушка непригодна для использования в качестве оголовка скважинного, обладающего другим назначением, а именно: исключение попадания в устье скважины посторонних предметов и взвесей с частичками грунта, в силу отсутствия в заглушке герметизируемых отверстий для прохождения электрического кабеля, водоподъемной трубы и крепления троса, на котором подвешивается насос, а также, вследствие полой формы, обуславливающей возможность деформации заглушки при нагрузке под весом насоса, троса насоса, электрического кабеля и водоподъемной трубы и, вследствие этого, либо проваливания заглушки внутрь трубы, либо возможность попадания внутрь трубы через щели между обсадной трубой и деформированной заглушкой посторонних предметов и взвесей.A well-known inside hollow conical plug for the casing is fixed on the lower end of the casing and is designed to prevent soil from entering the well through the lower part of the casing below the filter grid (see, for example, the Internet page http://trubanpvh.ru/katalog_obsadnoi_trubi_npvh/ osnastka-dlya-burenie-skvazhir / zaglushka-konusnaya-dlya-obsadnoy-npvkh-truby-125mm-bez-rezby). Such a plug is unsuitable for use as a borehole head, which has a different purpose, namely: the exclusion of foreign objects and suspended particles with particles of soil from entering the wellhead, due to the absence of sealed openings in the plug for the passage of an electric cable, a water pipe and a cable fastening on which the pump is suspended, as well as, due to the hollow shape, which makes it possible to deform the plug under load under the weight of the pump, pump cable, electric cable and water-lifting pipes and, as a result, either dropping the plug inside the pipe, or the possibility of getting inside the pipe through the cracks between the casing and the deformed plug of foreign objects and suspensions.

Известен оголовок скважинный, принятый заявителем за прототип, содержащий соосно установленные на обсадной трубе скважины крышку с отверстиями, прижимной фланец с центральным осевым отверстием, уплотнительное кольцо, расположенное между крышкой и фланцем с наружной стороны обсадной трубы, комплект стяжных болтов с гайками, установленных в соосных отверстиях крышки и фланца с наружной стороны трубы, отличающийся тем, что отверстия, выполненные в крышке, равноудалены от ее центра, на торцевой поверхности крышки, обращенной в сторону фланца, выполнена кольцевая выемка цилиндрической формы для размещения в ней устья обсадной трубы, а на торце фланца, обращенном в сторону крышки, по краю центрального осевого отверстия, выполнена коническая поверхность, вершина конуса которой обращена в сторону, противоположную крышке для размещения в ней уплотнительного силиконового кольца (RU 145375 U1, 25.02.2014)A well-known borehole head adopted by the applicant for a prototype comprising a cover with holes coaxially mounted on a well casing, a clamping flange with a central axial bore, a sealing ring located between the cover and a flange on the outside of the casing, a set of coupling bolts with nuts installed in coaxial the holes of the cap and flange on the outside of the pipe, characterized in that the holes made in the cap are equidistant from its center, on the end surface of the cap facing the side of the flange tsa, a cylindrical annular recess was made to accommodate the casing mouth, and a conical surface was made at the end of the flange facing the side of the lid, along the edge of the central axial hole, the top of the cone facing the opposite side of the lid for placement of silicone sealant rings (RU 145375 U1, 02.25.2014)

Недостатком известного оголовка являются многоэлементная конструкция, требующая определенной квалификации персонала, осуществляющего его монтаж и демонтаж, а также необходимость использования оголовков разных размеров предложенной конструкции для скважин с размерами обсадных труб, превышающими диапазон сплющивания уплотнительного кольца. Недостатком также является обеспечение полной герметичности устья скважины, что при превышении производительности насоса над пропускной способностью сетки скважины вследствие заиливания скважины в процессе эксплуатации, приводит к возникновению в полностью герметичной скважине разрежения между оголовком и понижающимся уровнем воды во время работы насоса и, как следствие, к засасыванию в скважину мелкодисперсного грунта (песка). Это приводит со временем к пескованию скважины, а при длительной эксплуатации к заклиниванию насоса песком.A disadvantage of the known head is a multi-element design that requires a certain qualification of the personnel performing its installation and dismantling, as well as the need to use heads of different sizes of the proposed design for wells with casing sizes exceeding the range of flattening of the sealing ring. The disadvantage is the provision of complete tightness of the wellhead, which, when the pump performance exceeds the throughput of the well mesh due to siltation of the well during operation, leads to a vacuum in the completely sealed well between the head and the falling water level during pump operation and, as a result, suction of fine soil (sand) into the well. This leads, over time, to sanding the well, and during prolonged operation, to jam the pump with sand.

Техническим результатом предлагаемой полезной модели является предельная простота конструкции, легкость монтажа и демонтажа, применимость модели одного размера для скважин с обсадными трубами разных размеров.The technical result of the proposed utility model is the extreme simplicity of design, ease of installation and dismantling, the applicability of the model of the same size for wells with casing of different sizes.

Технический результат достигается тем, что оголовок скважинный выполняется в форме усеченного конуса из упругого плотного, предпочтительно морозостойкого нерастрескивающегося материала, причем конус имеет несколько сквозных отверстий, проходящих от одного основания усеченного конуса к другому.The technical result is achieved in that the borehole tip is made in the form of a truncated cone of an elastic dense, preferably frost-resistant, non-cracking material, the cone having several through holes extending from one base of the truncated cone to another.

Кроме того, некоторые из отверстий с широкой стороны усеченного конуса снабжены штуцерами, образующими единое целое с усеченным конусом.In addition, some of the holes on the wide side of the truncated cone are provided with fittings that form a single unit with the truncated cone.

Кроме того, в усеченный конус могут быть герметично заделаны шпильки или болты, выходящие за пределы конуса на обоих его основаниях или на одном из его оснований.In addition, studs or bolts extending beyond the cone on both its bases or on one of its bases can be hermetically sealed in a truncated cone.

Кроме того, для снижения веса оголовка усеченный конус может быть выполнен из композитного материала, может иметь полости или полые включения, не снижающие прочностные характеристики оголовка.In addition, to reduce the weight of the tip, the truncated cone may be made of composite material, may have cavities or hollow inclusions that do not reduce the strength characteristics of the tip.

Кроме того, для увеличения прочности оголовка усеченный конус может содержать сплошные армирующие включения.In addition, in order to increase the strength of the tip, the truncated cone may contain continuous reinforcing inclusions.

Размеры конусной части оголовка подбираются таким образом, чтобы размер узкой части конуса свободно входил в обсадную трубу минимального внутреннего диаметра, а размер широкой части конуса выходил за пределы обсадной трубы максимального наружного диаметра из номенклатуры труб, для которых предназначен оголовок. При этом отверстия, наиболее удаленные от центра окружности оголовка, а также шпильки и болты не должны выходить за пределы внутреннего диаметра наиболее узкой обсадной трубы из допустимой для оголовка номенклатуры труб. Тем самым становится допустимым применение оголовка одного и того же размера для скважин различного диаметра в значительно более широком диапазоне, чем это допускает конструкция прототипа.The dimensions of the conical part of the head are selected so that the size of the narrow part of the cone freely fits into the casing of the minimum inner diameter, and the size of the wide part of the cone extends beyond the casing of the maximum outer diameter from the range of pipes for which the head is intended. In this case, the holes farthest from the center of the circumference of the head, as well as studs and bolts, should not go beyond the inner diameter of the narrowest casing pipe from the nomenclature of pipes acceptable for the head. This makes it possible to use the same size head for wells of different diameters in a much wider range than the design of the prototype allows.

Отверстия со штуцерами предназначены для прохода сквозь оголовок водоподъемной трубы насоса, электрического кабеля насоса и, возможно, кабелей автоматики. Отверстия без штуцера предназначены для крепления через шпильку или болт крепежей, например рым-гаек, по обеим сторонам оголовка, а также, возможно, иных сквозных креплений, герметично закрывающих с обеих сторон эти отверстия. Герметично вмурованные в конус оголовка выходящие за его пределы и направленные от одного основания конуса к другому шпильки и болты также предназначены для крепления внешних крепежей, например рым-гаек, упрощая процесс монтажа оголовка.The holes with fittings are designed to pass through the head of the pump riser pipe, the electric cable of the pump, and possibly automation cables. Holes without a fitting are intended for fastening through a stud or bolt of fasteners, for example eye-nuts, on both sides of the head, as well as, possibly, other through fasteners, tightly closing these holes on both sides. The studs and bolts tightly walled into the cone of the head extending beyond it and directed from one base of the cone to another are also intended for fastening external fasteners, for example eye-nuts, simplifying the process of mounting the head.

На фиг. 1 изображен пример возможной конструкции оголовка с тремя отверстиями в разрезе. На фиг. 2 - то же, вид сверху.In FIG. 1 shows an example of a possible design of a head with three openings in a section. In FIG. 2 - the same, top view.

Оголовок представляет собой усеченный конус 1 из упругого плотного морозостойкого нерастрескивающегося материала, например специальной резины или полиуретана, с тремя сквозными отверстиями 2, 3 и 4, причем часть отверстий, например отверстия 2 и 3, предназначенные для водоподъемной трубы и электрического кабеля, снабжены с широкой стороны оголовка штуцерами 5 и 6 соответственно, составляющими единое целое с усеченным конусом 1, а отверстие 4 предназначено для размещения шпильки с присоединенными к ее концам крепежей, например, рым-гайкам, один их которых, расположенный на узкой стороне оголовка, служит для крепления насоса через трос, а другой, расположенный на широкой стороне оголовка - для извлечения оголовка из скважины. Для крепления рым гаек могут также использоваться вмурованные в усеченный конус шпильки или болты, выходящие за пределы обоих оснований конуса 1 или одного из оснований (на чертежах не показаны).The tip is a truncated cone 1 of an elastic dense frost-resistant non-cracking material, for example special rubber or polyurethane, with three through holes 2, 3 and 4, and part of the holes, for example holes 2 and 3, designed for a water-lifting pipe and electric cable, are provided with a wide the sides of the head with fittings 5 and 6, respectively, that are integral with the truncated cone 1, and the hole 4 is designed to accommodate the studs with fasteners attached to its ends, for example, eye nuts, od n of which is located on a narrow side of the tip, serves for fixing the pump through the cable, and the other disposed on the wide side of the tip - to extract the tip from the hole. For fastening the eye nuts, studs or bolts embedded in a truncated cone can also be used that extend beyond both bases of the cone 1 or one of the bases (not shown in the drawings).

Для снижения веса оголовка усеченный конус может быть выполнен из композитного материала, например, наполненного полиуретана, или может иметь полости или полые включения, например, полые керамические микросферы, не снижающие прочностные характеристики оголовка.To reduce the weight of the tip, the truncated cone may be made of a composite material, for example, filled with polyurethane, or may have cavities or hollow inclusions, for example, hollow ceramic microspheres that do not reduce the strength characteristics of the tip.

Для увеличения прочности оголовка усеченный конус может содержать сплошные армирующие включения, например кольца или волокна.To increase the strength of the tip, the truncated cone may contain continuous reinforcing inclusions, for example rings or fibers.

Перед установкой оголовка через отверстия 2 и 3, на штуцера 5 и 6 которых надеты хомуты, пропускаются соответственно водоподъемная труба и электрический кабель, а через отверстие 4 пропускается шпилька, на которую накручиваются с обеих сторон, возможно через шайбы, крепежи, например, рым-гайки. Водоподъемная труба, электрический кабель и трос присоединяются к насосу и после установки длины троса на требуемый уровень размещения насоса в скважине, например, через карабин присоединяется к крепежу, например, рым-гайке, на узкой стороне оголовка. Насос опускается в скважину, которая закрывается оголовком. После установки оголовка осуществляется полная герметизация отверстий с водоподъемной трубой и электрическим кабелем.Before installing the head through holes 2 and 3, on the fittings 5 and 6 of which the clamps are worn, a water pipe and an electric cable are passed, respectively, and a hole is passed through hole 4, onto which are wound on both sides, possibly through washers, fasteners, for example, eye nuts. A water-lifting pipe, an electric cable and a cable are connected to the pump and after setting the cable length to the required level of pump placement in the well, for example, it is connected to fasteners, for example, an eye-nut, on the narrow side of the head through a carabiner. The pump is lowered into the well, which is closed by the tip. After the installation of the head, the holes are completely sealed with a water pipe and an electric cable.

Герметизация снабженных штуцерами 5 и 6 мест входа в оголовок обеспечивается за счет обжима штуцеров 5 и 6 с внешней стороны хомутами. При использовании водоподъемной трубы и/или кабелей диаметра, меньшего минимального диаметра обжатия штуцера 5 или 6 хомутом, герметизация мест входа обеспечивается использованием дополнительных втулок, изготовленных из упругого плотного морозостойкого нерастрескивающегося материала, например специальной резины или полиуретана, надеваемых на водоподъемную трубу или кабель с последующим обжатием трубы или кабелей хомутом через штуцер и втулку. Частичная герметизация места стыка обсадной трубы и конусной поверхности оголовка обеспечивается прижимающим усилием за счет веса насоса, прикрепленного к оголовку через крепеж, например рым-гайку, расположенный на узкой части оголовка, а также веса наполненной водоподъемной трубы, троса и кабелей.The sealing of the 5 and 6 places of entry into the head provided with fittings is ensured by crimping the fittings 5 and 6 from the outside with clamps. When using a water-lifting pipe and / or cables with a diameter smaller than the minimum compression diameter of the fitting with a 5 or 6 clamp, the sealing of the entry points is ensured by the use of additional bushings made of elastic dense frost-resistant non-cracking material, for example, special rubber or polyurethane, worn on the water-lifting pipe or cable, followed by by compressing the pipe or cables with a clamp through the fitting and the sleeve. Partial sealing of the junction of the casing pipe and the conical surface of the head is ensured by pressing force due to the weight of the pump attached to the head through the fasteners, for example, an eye-nut located on the narrow part of the head, as well as the weight of the filled water pipe, cable and cables.

Демонтаж оголовка осуществляется путем приложения извлекающего усилия к крепежу, например рым-гайке, расположенному на широкой части оголовка.The dismantling of the head is carried out by applying an extracting force to the fasteners, for example, an eye-nut located on a wide part of the head.

Описанный пример выполнения оголовка не ограничивает объема изобретения. Число отверстий, в том числе со штуцерами, а также число вмурованных в оголовок шпилек и болтов может быть различным в зависимости от оснастки скважины.The described embodiment of the tip does not limit the scope of the invention. The number of holes, including those with fittings, as well as the number of studs and bolts embedded in the head, can be different depending on the equipment of the well.

Применение оголовка скважинного данной конструкции позволяет исключить недостатки прототипа за счет использования упругости материала оголовка, а также предельной простоты изготовления оголовка, в частности, из полимерных материалов, что позволяет существенно снизить стоимость оголовка. Конусная форма позволяет использовать оголовок одного и того же размера для скважин в широком диапазоне диаметров.The use of the borehole head of this design eliminates the disadvantages of the prototype by using the elasticity of the head material, as well as the extreme simplicity of manufacturing the head, in particular from polymeric materials, which can significantly reduce the cost of the head. The conical shape allows the use of a head of the same size for wells in a wide range of diameters.

Claims

1. The borehole head, made in the form of a truncated cone of an elastic dense material and having through holes passing from one base of the truncated cone to another.

2. The cap according to claim 1, in which some of the holes are equipped with fittings from the side of the wide base of the truncated cone, forming a single unit with the cone.

3. The tip according to claim 1, in which the material of the truncated cone is frost-resistant and non-cracking.

4. The head of claim 1, wherein the truncated cone is hermetically sealed with studs or bolts extending beyond the cone on both its bases or on one of its bases.

5. The tip according to claim 1, in which the truncated cone is made of composite material.

6. The tip according to claim 1, in which the truncated cone has cavities or hollow inclusions that do not reduce its strength characteristics.

7. The head of claim 1, wherein the truncated cone has continuous reinforcing inclusions.