RU2016149147A

RU2016149147A - Замок и части замка для компонентов бурильной колонны и компоненты

Info

Publication number: RU2016149147A
Application number: RU2016149147A
Authority: RU
Inventors: Джеймс Дзинг ЯО; Томас ЭСТЕРХОЛЬМ; Сверкер ХАРТВИГ; Александер Берониус
Original assignee: Эпирок Дриллинг Тулз Актиеболаг
Priority date: 2014-05-16
Filing date: 2015-05-18
Publication date: 2018-06-19
Also published as: CA2947836A1; RU2016149147A3; EP3143237A2; WO2015174920A3; AU2015259870B2; EP3143237B1; RU2687837C2; US20170089149A1; EP3143237C0; ZA201607211B; WO2015174920A2; AU2015259870A1

Claims

1. Замок для соединения вместе компонентов (6,7) бурильной колонны для ударно-вращательного бурения, в котором каждый компонент бурильной колонны проходит вдоль аксиального направления (А), и в котором в работе повторяющиеся ударные волны и крутящий момент для вращения передаются через замок, причем замок включает в себя вставную часть (8) и охватывающую часть (9), имеющие встречающиеся ударные поверхности (10,11),

отличающийся тем, что

- вставная часть (8) имеет:

I. первое средство (12) передачи крутящего момента для вращения и

II. первое аксиальное соединительное средство (13),

- охватывающая часть (9) имеет:

III. второе средство (14) передачи крутящего момента для вращения и

IV. второе аксиальное соединительное средство (15),

- при этом первое и второе средство (12,14) передачи крутящего момента для вращения проходят на соответствующих вставной и охватывающей частях так, и

- при этом первое и второе аксиальное соединительное средство (13,15) позиционированы так,

что когда на бурильную колонну действует крутящий момент вращения для бурения, обеспечено относительное аксиальное перемещение между вставной частью (8) и охватывающей частью (9), находящимися в состоянии соединения друг с другом для взаимодействия между первым и вторым средством передачи крутящего момента для вращения.

2. Замок по п. 1, отличающийся тем, что первое и второе средство (12,14) передачи крутящего момента для вращения являются стыкующимися шлицами, имеющими входящие в контакт поверхности, которые проходят параллельно аксиальному направлению (А) на соответствующих вставной части (8) и охватывающей части (9) или проходят спирально на соответствующих вставной и охватывающей частях под углом α наклона винтовой линии между 0° и 20° к аксиальному направлению.

3. Замок по п. 2, отличающийся тем, что первое и второе аксиальное соединительное средство включает в себя аксиальное средство сцепления, образованное радиально направленными выступами на одной из вставной и охватывающей частей.

4. Замок по п. 3, отличающийся тем, что аксиальное средство сцепления включает в себя радиально направленные выступы в виде крюкообразных элементов или упоров на одной из вставной и охватывающей частей для сцепления с участками упорной поверхности на другой одной из вставной и охватывающей частей.

5. Замок по п. 3 или 4, отличающийся тем, что, когда вставная часть (8) и охватывающая часть (9) соединены друг с другом, аксиальное средство сцепления обеспечивает сцепление при правом вращении колонны и/или левом вращении бурильной колонны и при этом ограничение относительного аксиального перемещения между вставной и охватывающей частью.

6. Замок по любому из пп. 2-5, отличающийся тем, что одно из первого и второго аксиального соединительного средства (13,15) образовано концевыми поверхностями шлицов на вставной части (8) или охватывающей части (9).

7. Замок по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что первое и второе аксиальное соединительное средство включает в себя аксиальное обеспечивающее безопасность соединительное средство.

8. Замок по п. 7, отличающийся тем, что аксиальное обеспечивающее безопасность соединительное средство включает в себя резьбовое соединение или байонетное соединение.

9. Замок по п. 7 или 8, отличающийся тем, что второе аксиальное обеспечивающее безопасность соединительное средство в виде наружной резьбы позиционировано на дальнем участке элемента в виде втулки или штанги, проходящего по центру охватывающей части, при этом стыкующееся аксиальное обеспечивающее безопасность соединительное средство в виде внутренней резьбы позиционировано на дальнем участке вставной части.

10. Замок по любому из пп. 1-9, отличающийся тем, что охватывающая часть (9) включает в себя внутреннюю и наружную стенку, вместе образующие кольцевую камеру для приема вставной части в виде втулки.

11. Замок по п. 10, отличающийся тем, что средство передачи крутящего момента для вращения позиционировано на одной из внутренней и наружной поверхностей вставной части в виде втулки.

12. Замок по п. 10 или 11, отличающийся тем, что первое аксиальное соединительное средство позиционировано на одной из внутренней и наружной поверхностей вставной части в виде втулки.

13. Замок по любому из пп. 1-12, отличающийся тем, что уплотнительное устройство (18) позиционировано на щели внутреннего проема, образованного между вставной частью (8) и охватывающей частью (9), как видно в рабочем положении с первой и второй ударными поверхностями вблизи друг друга.

14. Замок по любому из пп. 1-13, отличающийся тем, что первые и вторые ударные поверхности (10,11;16,17) выполнены для одного из следующей группы, привода через заплечик, привода в нижней части и двойного привода.

15. Замок по п. 14, в котором первые и вторые ударные поверхности (10,11;16,17) выполнены для привода через заплечик, отличающийся тем, что наружные поверхности встречающихся компонентов бурильной колонны по меньшей мере в зоне замка образуют по существу непрерывную поверхность обечайки.

16. Замок по любому из пп. 1-15, отличающийся тем, что охватывающая часть в форме втулки имеет оба, второе средство передачи крутящего момента для вращения и второе аксиальное соединительное средство, ориентированные на внутреннюю стенку втулки.

17. Замок по любому из пп. 1-16, отличающийся тем, что угол (β) между радиусом (R) частей замка и боковым направлением (f), образующим прямой угол с основной поверхностью средства передачи крутящего момента для вращения, составляет 60°-90° и, более предпочтительно, 70-90°.

18. Замок по любому из пп. 1-17, отличающийся тем, что вставная часть снаружи имеет ближний цилиндрический направляющий участок для взаимодействия с внутренней цилиндрической направляющей поверхностью на дальнем участке охватывающей части.

19. Замок по любому из пп. 1-18, отличающийся тем, что вставная часть в дальней зоне имеет цилиндрические наружные направляющие поверхности для взаимодействия с внутренней цилиндрической направляющей поверхностью на ближнем участке охватывающей части.

20. Охватывающая часть (8) замка для соединения вместе компонентов (6,7) бурильной колонны для ударно-вращательного бурения, где каждый компонент бурильной колонны проходит вдоль в аксиальном направлении, и при этом в работе повторяющиеся ударные волны и крутящий момент для вращения передаются через замок, при этом вставная часть (8) является частью первого компонента (6) бурильной колонны и выполнена с возможностью взаимодействия с охватывающей частью второго компонента бурильной колонны, и при этом ударная поверхность вставной части выполнена с возможностью взаимодействия с ударной поверхностью на охватывающей части,

отличающаяся тем, что

- вставная часть (8) имеет:

для взаимодействия с

III. вторым средством передачи крутящего момента для вращения,

и IV. вторым аксиальным соединительным средством на охватывающей части (9)

- при этом первое средство передачи крутящего момента для вращения для входа в контакт со вторым средством передачи крутящего момента для вращения проходит на вставной части так, и

- при этом первое аксиальное соединительное средство для взаимодействия со вторым аксиальным соединительным средством позиционировано так,

- что, когда на бурильную колонну действует крутящий момент для вращения для бурения, обеспечено относительное аксиальное перемещение между вставной частью (8) и охватывающей частью (9), находящимися в состоянии соединения друг с другом для взаимодействия, между первым и вторым средством передачи крутящего момента для вращения.

21. Охватывающая часть (9) замка для соединения вместе компонентов бурильной колонны для ударно-вращательного бурения, где каждый компонент бурильной колонны проходит вдоль в аксиальном направлении, и при этом в работе повторяющиеся ударные волны и крутящий момент для вращения передаются через замок, при этом охватывающая часть (9)является частью второго компонента бурильной колонны и выполнена с возможностью взаимодействия с вставной частью первого компонента бурильной колонны, при этом вторая ударная поверхность на охватывающей части выполнена с возможностью взаимодействия с первой ударной поверхностью вставной части,

отличающаяся тем, что

- охватывающая часть (9) имеет:

I. второе средство (14) передачи крутящего момента для вращения и

II. второе аксиальное соединительное средство (15) на вставной части

для взаимодействия с

III. первым средством передачи крутящего момента для вращения

и IV. первым аксиальным соединительным средством

на вставной части (8),

- при этом второе средство передачи крутящего момента для вращения для поддержания контакта с первым средством передачи крутящего момента для вращения проходит на охватывающей части так, и

- при этом второе аксиальное соединительное средство для взаимодействия с первым аксиальным соединительным средством позиционировано так,

- при этом, когда на бурильную колонну действует крутящий момент для вращения, обеспечено относительное перемещение между вставной частью (8) и охватывающей частью (9), когда они находятся в состоянии соединения друг с другом и взаимодействия между первым и вторым средством передачи крутящего момента для вращения.

22. Бурильная штанга (6;7) для ударно-вращательного бурения горной породы, отличающаяся тем, что бурильная штанга включает в себя по меньшей мере одну вставную часть (8) замка по п. 20.

23. Бурильная штанга (6;7) для ударно-вращательного бурения горной породы, отличающаяся тем, что бурильная штанга включает в себя по меньшей мере одну охватывающую часть (9) замка по п. 20.

24. Бурильная штанга по п. 22 или 23, в которой первые и вторые ударные поверхности (10,11;16,17) выполнены для привода через заплечик, отличающаяся тем, что наружные поверхности частей замка взаимодействующих бурильных штанг выполнены так, что по меньшей мере в зоне замка они образуют, по существу, непрерывную поверхность обечайки.

25. Переходная муфта хвостовика для бурового станка для горной породы, отличающаяся тем, что переходная муфта включает в себя вставную часть замка по п. 23 или охватывающую часть замка по п. 24.

26. Переходная муфта хвостовика по п. 25, отличающаяся тем, что переходная муфта хвостовика снабжена аксиальным средством сцепления, выполненным с возможностью сцепления при правом, а также левом вращении бурильной колонны и при этом ограничения относительного аксиального перемещения относительно прикрепленного и сцепленного компонента бурильной колонны.

27. Способ соединения вместе компонентов (6,7) бурильной колонны для ударно-вращательного бурения, в котором каждый компонент бурильной колонны проходит в аксиальном направлении (А) и в котором в работе повторяющиеся ударные волны и крутящий момент для вращения передаются через замок, включающий в себя следующие этапы, на которых осуществляют:

- инициирование аксиального вставления вставной части (8) первого компонента бурильной колонны в охватывающую часть (9) второго компонента бурильной колонны,

- вращение первого компонента бурильной колонны относительно второго компонента бурильной колонны для обеспечeния сцепления аксиального обеспечивающего безопасность соединительного средства в виде резьбового соединения или байонетного соединения,

- продолжение аксиального вставления вставной части (8) в охватывающую часть (9) на определенное расстояние, при этом первому компоненту бурильной колонны обеспечивается вращeние относительно второго компонента бурильной колонны для обеспечeния сцепления аксиального средства сцепления для обеспечeния сцепления первого и второго средств (12,14) передачи крутящего момента для вращения, расположенных на соответствующих, вставной и охватывающей части.