RU198248U1

RU198248U1 - COUPLING

Info

Publication number: RU198248U1
Application number: RU2018119971U
Authority: RU
Inventors: Сергей Николаевич Шардаков
Original assignee: Открытое акционерное общество "Очерский машиностроительный завод"
Priority date: 2018-05-30
Filing date: 2018-05-30
Publication date: 2020-06-26

Abstract

Полезная модель относится к муфтам штанговых колонн и может применяться в нефте- и газодобывающей областях промышленности. Техническим результатом полезной модели является снижение износа оборудования колонны насосно-компрессорных труб. Технический результат достигается за счет того, что муфта включает в себя втулку, наружное покрытие, выполненное в виде охватывающего протектора из полимерного материала, износостойкость которого выше износостойкости материала втулки, причём охватывающий протектор соединён с втулкой. Внешняя поверхность охватывающего протектора имеет по существу форму выпуклой многоугольной призмы. 5 з. п. ф-лы. 5 ил.The utility model relates to couplings of rod columns and can be used in the oil and gas fields of industry. The technical result of the utility model is to reduce the wear of the equipment of the tubing string. The technical result is achieved due to the fact that the coupling includes a sleeve, an outer coating made in the form of a female tread made of a polymeric material, the wear resistance of which is higher than the wear resistance of the sleeve material, and the female tread is connected to the sleeve. The outer surface of the female tread has a substantially convex polygonal prism shape. 5 s P. f-ly. 5 ill.

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИFIELD OF TECHNOLOGY

Полезная модель относится к муфтам штанговых колонн и может применяться в нефте- и газодобывающей областях промышленности.The utility model relates to couplings of rod columns and can be used in the oil and gas fields of industry.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND

Из уровня техники известна соединительная муфта (описание соединительной муфты по ГОСТ 31825-2012 «Штанги насосные, штоки устьевые и муфты к ним», п.4.4, 4.5, с.7, 9). В соответствии с описанием муфта соединительная выполнена в виде втулки с внутренней резьбой. Наружная поверхность втулки подвергнута упрочнению путём термообработки ТВЧ, либо имеет износостойкое покрытие высокой твёрдости в виде покрытия из ряда химических элементов в соответствии с табл.17 ГОСТа 31825-2012). При этом указанные покрытия не обеспечивают необходимой износостойкости насосно-компрессорных труб (НКТ) и муфт соединительных. Также указанный источник содержит сведения о переводных муфтах аналогичной конструкции. A coupling is known from the prior art (description of a coupling according to GOST 31825-2012 “Pump rods, wellhead rods and couplings to them”, clauses 4.4, 4.5, p. 7, 9). In accordance with the description, the coupling is made in the form of a sleeve with a female thread. The outer surface of the sleeve is hardened by heat treatment of the high frequency current, or has a wear-resistant coating of high hardness in the form of a coating of a number of chemical elements in accordance with Table 17 of GOST 31825-2012). Moreover, these coatings do not provide the necessary wear resistance of tubing and tubing and couplings. Also, the specified source contains information about transfer clutches of a similar design.

Нанесение таких покрытия является сложным и требует больших затрат ресурсов. Кроме того, покрытие обладает высокой твёрдостью, в результате чего в ходе работы муфта значительно повреждает трубу НКТ.The application of such coatings is complex and resource-intensive. In addition, the coating has high hardness, as a result of which, during operation, the sleeve significantly damages the tubing.

Из уровня техники также известна соединительная муфта для штанговых колонн (RU 85936, опубл. 20.08.2009). Известная соединительная муфта включает в себя втулку с внутренней резьбой и наружным покрытием, при этом наружное покрытие втулки выполнено в виде охватывающего протектора с продольными выступами, причём протектор выполнен из материала повышенной износостойкости. В качестве материала повышенной износостойкости применяется композиционный материал: стеклопластик или полиамид с рубленными волокнами.The prior art also known coupling for rod columns (RU 85936, publ. 20.08.2009). Known coupling includes a sleeve with an internal thread and an outer coating, while the outer coating of the sleeve is made in the form of a female tread with longitudinal protrusions, moreover, the tread is made of high wear resistance material. As a material of increased wear resistance, a composite material is used: fiberglass or polyamide with chopped fibers.

Известная соединительная муфта содержит выступы на поверхности, которые повышают гидродинамическое сопротивление. Кроме того, при применении в приводах винтовых насосов известная муфта создаёт дополнительную абразивную нагрузку на трубу НКТ.Known coupler contains protrusions on the surface, which increase the hydrodynamic resistance. In addition, when used in drives of screw pumps, the known coupling creates an additional abrasive load on the tubing.

РАСКРЫТИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИDISCLOSURE OF A USEFUL MODEL

Целью разработчиков настоящего технического решения модели заключалась в снижении износа оборудования колонны насосно-компрессорных труб.The aim of the developers of this technical solution of the model was to reduce the wear of the equipment of the tubing string.

В рамках этой достижения цели решались следующие задачи:As part of this achievement of the goal, the following tasks were solved:

- снижение гидродинамического сопротивления соединительной муфты;- reduction of the hydrodynamic resistance of the coupling;

- снижение абразивной и ударной нагрузок на НКТ;- reduction of abrasive and impact loads on the tubing;

- дополнительной задачей было снижение абразивной нагрузки на трубу НКТ в случае применения соединительной муфты в приводе винтовых насосов.- an additional task was to reduce the abrasive load on the tubing pipe in the case of using a coupling in the drive of screw pumps.

Техническим результатом полезной модели является снижение износа оборудования колонны насосно-компрессорных труб.The technical result of the utility model is to reduce the wear of the equipment of the tubing string.

Указанная задача решается, а технический результат достигается за счет того, что муфта, включает в себя This problem is solved, and the technical result is achieved due to the fact that the coupling includes

втулку;sleeve;

наружное покрытие, выполненное в виде охватывающего протектора из полимерного материала, износостойкость которого выше износостойкости материала втулки, причём охватывающий проектор соединён с втулкой.the outer coating, made in the form of a female tread made of a polymer material, the wear resistance of which is higher than the wear resistance of the sleeve material, and the female projector is connected to the sleeve.

Муфта в соответствии с настоящим техническим решением отличается тем, что внешняя поверхность охватывающего протектора имеет по существу форму цилиндра, основание которого имеет форму, которая является границей выпуклой плоской фигуры.The coupling in accordance with this technical solution is characterized in that the outer surface of the female tread is essentially in the form of a cylinder, the base of which has a shape that is the boundary of a convex flat figure.

Такая форма муфта постоянна по направлению вдоль колонны НКТ, не содержит выступов, благодаря чему увеличивается проходное сечение канала для жидкости в трубе НКТ. Использование более эластичного (по сравнению с металлическим протектором) полимерного материала снижает механическое воздействие на НКТ изнутри.This form of the coupling is constant along the tubing string, does not contain protrusions, thereby increasing the flow area of the fluid channel in the tubing. The use of a more flexible (compared to the metal tread) polymer material reduces the mechanical effect on the tubing from the inside.

Отсутствие выступающих частей позволяет использовать муфту в приводах винтовых насосов, не подвергая оборудование дополнительным нагрузкам, которые обусловлены вращением, и снижая механическое воздействие муфты на НКТ.The absence of protruding parts allows the use of the coupling in the drives of screw pumps, without subjecting the equipment to additional loads caused by rotation, and reducing the mechanical effect of the coupling on the tubing.

Далее раскрытое техническое решение будет подробно описано со ссылкой на частные варианты его осуществления, иллюстрируемые прилагаемыми фигурами чертежей.Next, the disclosed technical solution will be described in detail with reference to private options for its implementation, illustrated by the accompanying figures of the drawings.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Техническое решение поясняется чертежами (фиг. 1 – фиг. 6), на которых изображены:The technical solution is illustrated by drawings (Fig. 1 - Fig. 6), which depict:

Фиг. 1 – изображение соединительной муфты в одном из вариантов осуществления технического решения сбоку с частичным разрезом.FIG. 1 is an image of a coupler in one embodiment of a technical solution in side view with a partial section.

Фиг.2 – изображение соединительной муфты в одном из вариантов осуществления технического решения в поперечном разрезе.Figure 2 - image of a coupling in one embodiment of a technical solution in cross section.

Фиг.3 – изображение соединительной муфты в одном из вариантов осуществления технического решения с торца.Figure 3 - image of the coupling in one of the embodiments of the technical solution from the end.

Фиг.4 – изображение соединительной муфты в одном из вариантов осуществления технического решения с торца.Figure 4 - image of the coupling in one of the embodiments of the technical solution from the end.

Фиг.5 – изображение соединительной муфты в одном из вариантов осуществления технического решения с торца.Figure 5 - image of the coupling in one of the embodiments of the technical solution from the end.

Позициями на фигурах чертежей обозначены:The positions in the figures of the drawings indicated:

1 – втулка;1 - sleeve;

2 – охватывающий протектор.2 - covering protector.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИIMPLEMENTATION OF A USEFUL MODEL

Муфта в соответствии с раскрытым техническим решением, может представлять собой как соединительную, так и переводную муфту, не выходя за рамки технического решения.The coupling in accordance with the disclosed technical solution can be either a coupling or a transfer coupling without going beyond the scope of the technical solution.

Муфта включает в себя втулку 1, которая может содержать внутреннюю резьбу. Конструкция втулки может представлять собой любую из известных конструкций, в том числе представленных в ГОСТ 31825-2012. Втулка 1 выполняется металлической, например, из стали марки 40(45) или из стали марки 20Н2М. В качестве втулки 1 может быть использована муфта любой из известных конструкций с внутренней резьбой.The coupling includes a sleeve 1, which may contain an internal thread. The design of the sleeve may be any of the known designs, including those presented in GOST 31825-2012. The sleeve 1 is made of metal, for example, of steel grade 40 (45) or steel grade 20N2M. As sleeve 1, a sleeve of any of the known internal thread designs can be used.

Муфта в соответствии с раскрытым техническим решением включает в себя наружное покрытие, выполненное в виде охватывающего протектора 2 из материала, включающего в себя полимерный материал, износостойкость которого выше износостойкости материала втулки 1, причём охватывающий протектор 2 соединён с втулкой 1. Охватывающий протектор 2 в предпочтительном варианте покрывает по существу всю боковую поверхность втулки 1, контактирующую в рабочем состоянии с НКТ. The clutch in accordance with the disclosed technical solution includes an outer coating made in the form of a covering protector 2 of a material including a polymer material, the wear resistance of which is higher than the wear resistance of the material of the sleeve 1, and the covering protector 2 is connected to the sleeve 1. The covering protector 2 in the preferred variant covers essentially the entire lateral surface of the sleeve 1 in contact with the tubing in working condition.

В качестве такого материала предпочтительно может быть использован полимерный материал, такой, например, как полиамид, гроднамид, стеклопластик или другой известный полимерный материал, обладающий высокой стойкостью к износу. Дополнительно материал охватывающего протектора может также включать в себя армирующие волокна. Так, материал охватывающего протектора 2 может включать в себя стеклопластик или полиамид с рубленными волокнами.As such a material, a polymeric material, such as, for example, polyamide, grodnamide, fiberglass or other known polymeric material having high wear resistance can be preferably used. Additionally, the material of the covering protector may also include reinforcing fibers. Thus, the material of the covering tread 2 may include fiberglass or polyamide with chopped fibers.

Внешняя поверхность охватывающего протектора 2 имеет по существу форму цилиндра, основание которого имеет форму, которая является границей выпуклой плоской фигуры. Термин «по существу» предполагает, что форма может иметь фаски, технологические отверстия, пазы, некоторые неровности и незначительные отклонения от идеальной геометрической формы. The outer surface of the female tread 2 has a substantially cylindrical shape, the base of which has a shape that is the boundary of a convex flat figure. The term "essentially" implies that the form may have chamfers, technological holes, grooves, some irregularities and slight deviations from the ideal geometric shape.

В предпочтительном варианте осуществления раскрытого технического решения внешняя поверхность охватывающего протектора 2 имеет по существу форму прямого цилиндра, основание которого имеет форму окружности (круглый цилиндр). В других вариантах осуществления настоящего технического решения внешняя поверхность охватывающего протектора 2 имеет по существу форму прямого цилиндра, основание которого имеет форму правильного шестиугольника, восьмиугольника (фиг.4) или двенадцатиугольника (фиг.5) (прямые призмы).In a preferred embodiment of the disclosed technical solution, the outer surface of the female tread 2 is essentially in the form of a straight cylinder, the base of which has the shape of a circle (round cylinder). In other embodiments of the present technical solution, the outer surface of the female tread 2 is essentially in the form of a straight cylinder, the base of which is in the form of a regular hexagon, octagon (figure 4) or dodecagon (figure 5) (direct prisms).

Под признаком «выпуклая фигура» необходимо понимать фигуру, которой принадлежат все точки отрезка, соединяющего любые ее две точки. В качестве такой фигуры может выступать круг, треугольник, многоугольник. Например, в случае, когда основанием цилиндра является окружность, она ограничивает круг. By the sign “convex figure” it is necessary to understand the figure to which all points of the segment connecting any two of its points belong. A circle, a triangle, a polygon can act as such a figure. For example, in the case where the base of the cylinder is a circle, it limits the circle.

При этом при толковании термина «цилиндр» следует понимать, что многоугольная призма является частным случаем цилиндра (Александров А. Д., Вернер А. Л., Рыжик В. И. Стереометрия. Геометрия в пространстве: Учеб. пособие для уч. ст. кл. и абитуриентов. — Висагинас, Alfa, 1998.— 576 с., страница 143), и в некоторых вариантах осуществления технического решения охватывающий протектор может иметь как форму прямого цилиндра (как показано на фиг.1-3), так и по существу форму выпуклой многоугольной призмы (как это показано на фиг.4-5). В вариантах осуществления, в которых охватывающий протектор имеет форму прямого цилиндра, основанием этого цилиндра предпочтительно является выпуклый многоугольник.In this case, when interpreting the term “cylinder”, it should be understood that a polygonal prism is a special case of a cylinder (Aleksandrov A. D., Werner A. L., Ryzhik V. I. Stereometry. Geometry in space: Textbook for textbook. C. and applicants. - Visaginas, Alfa, 1998. — 576 p., page 143), and in some embodiments of the technical solution, the covering protector may have the form of a straight cylinder (as shown in FIGS. 1-3), and essentially the shape of a convex polygonal prism (as shown in FIGS. 4-5). In embodiments in which the female tread is in the form of a straight cylinder, the base of the cylinder is preferably a convex polygon.

За счёт отсутствия выступов муфта обладает меньшим поперечным сечением, что снижает гидродинамическое сопротивление и абразивную нагрузку на НКТ. Кроме того, такая форма не создаёт препятствий вращению при применении муфты в приводах винтовых насосов.Due to the absence of protrusions, the coupling has a smaller cross-section, which reduces the hydrodynamic resistance and abrasive load on the tubing. In addition, this form does not create obstacles to rotation when using the coupling in the drives of screw pumps.

В соответствии с раскрытым техническим решением охватывающий протектор 2 соединён с втулкой 1. Соединение охватывающего проектора 2 с втулкой 1 в одном из вариантов осуществления может осуществляться одновременно с изготовлением охватывающего протектора путём нанесения охватывающего протектора 2 на втулку литьём под давлением на втулку 1.In accordance with the disclosed technical solution, the covering protector 2 is connected to the sleeve 1. The connection of the covering projector 2 to the sleeve 1 in one embodiment can be carried out simultaneously with the manufacture of the covering protector by applying the covering protector 2 to the sleeve by injection molding on the sleeve 1.

В другом варианте осуществления настоящего технического решения охватывающий протектор 2 может соединяться с втулкой путём приклеивания в заводских условиях или непосредственно перед спуском на площадке эксплуатации. In another embodiment of the present technical solution, the covering protector 2 can be connected to the sleeve by gluing in the factory or immediately before the descent at the site of operation.

Настоящее техническое решение было подробно описано со ссылкой на предпочтительные варианты его осуществления, однако очевидно, что оно может быть осуществлено в различных вариантах, не выходя за рамки заявленного объёма правовой охраны, определяемого формулой полезной модели.This technical solution has been described in detail with reference to the preferred options for its implementation, however, it is obvious that it can be implemented in various ways, without going beyond the stated scope of legal protection, determined by the formula of the utility model.

Claims

1. Coupling, including a sleeve; an outer coating made in the form of a female tread made of a polymer material, the wear resistance of which is higher than the wear resistance of the sleeve material, and the female projector is connected to the sleeve; characterized in that the outer surface of the covering

The tread has a substantially convex polygonal prism shape.

2. The clutch according to claim 1, characterized in that the female projector is made of a material including polyamide.

3. The clutch according to claim 1, characterized in that the female projector is made of material including Grodnamide.

4. The clutch according to claim 1, characterized in that the enclosing projector is made of a material including a plastic reinforced plastic.

5. The sleeve according to claim 1, characterized in that the enclosing projector is made of a material including reinforcing fibers.

6. The coupling according to claim 1, characterized in that the thickness of the covering tread is from 0.5 mm to 60 mm.