RU2269639C1 - Кулачковое соединение буровых штанг - Google Patents
Кулачковое соединение буровых штанг Download PDFInfo
- Publication number
- RU2269639C1 RU2269639C1 RU2004121533/03A RU2004121533A RU2269639C1 RU 2269639 C1 RU2269639 C1 RU 2269639C1 RU 2004121533/03 A RU2004121533/03 A RU 2004121533/03A RU 2004121533 A RU2004121533 A RU 2004121533A RU 2269639 C1 RU2269639 C1 RU 2269639C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- coupling
- shank
- driven
- diameter
- inner diameter
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Earth Drilling (AREA)
Abstract
Изобретение относится к горной промышленности, а именно к бурению скважин, и может быть использовано в других отраслях промышленности. Обеспечивает повышение надежности и долговечности соединения буровых штанг за счет обеспечения надежного контакта рабочих граней при бурении. Соединение включает расположенные на концах штанг трехкулачковые ведущую и ведомую полумуфты и хвостовик с упорным буртиком. Хвостовик закреплен внутри ведомой полумуфты и зафиксирован от продольного перемещения внутри ведущей полумуфты при помощи фиксатора. Фиксатор установлен в отверстия хвостовика и ведущей полумуфты, выполненные перпендикулярно продольной оси кулачкового соединения. Хвостовик расположен соосно с ведущей полумуфтой и имеет наружный диаметр меньше ее внутреннего диаметра на величину не менее двойной величины максимального допуска при изготовлении рабочих граней кулачков относительно их номинального положения. Хвостовик шарнирно связан с ведомой полумуфтой посредством упорного буртика и пружинного упорного кольца. Упорный буртик контактирует с торцевой поверхностью ведомой полумуфты. Пружинное упорное кольцо установлено в кольцевые канавки, выполненные на наружном диаметре хвостовика и внутреннем диаметре ведомой полумуфты с образованием зазора между внутренним диаметром пружинного упорного кольца и диаметром кольцевой канавки на хвостовике. Величина этого зазора не менее величины зазора между наружным диаметром хвостовика и внутренним диаметром полумуфт. Высота упорного буртика хвостовика и глубина посадки пружинного упорного кольца в кольцевую канавку ведомой полумуфты, соответственно, более величины указанного зазора. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.
Description
Изобретение относится к горной промышленности, а именно к бурению скважин, и может использоваться в других отраслях промышленности.
Известно кулачковое соединение буровых штанг, в котором хвостовик закреплен на одной из полумуфт так, что их продольные оси совпадают, а его выступающая часть входит внутрь другой полумуфты, и соединяется с ней с помощью фиксатора (см. рис.56, Фишман И.Д. и др. Буровой станок БСВ-3. М., Недра, 1968).
Недостатком данного технического решения является наличие на каждой полумуфте всего двух кулачков. При этом кулачки имеют большую ширину - четверть от длины окружности описывающей внешний диаметр полумуфт. В процессе передачи крутящего момента (Мкр) от одной полумуфты к другой материал каждого из двух кулачков работает весьма неравномерно - возле рабочих граней в нем будут возникать большие напряжение, а возле противоположных они будут приближаться к нулю.
Другим недостатком этого технического решения является отсутствие указаний о величине зазора между внутренними стенками верхней полумуфты и наружным диаметром выступающей части хвостовика, т.к. при неточном изготовлении кулачков и малой величине указанного зазора при передаче Мкр возможна работа только одного кулачка.
Наиболее близким является кулачковое соединение буровых штанг, включающее расположенные на концах трехкулачковые ведущую и ведомую полумуфты и хвостовик с упорным буртиком, закрепленный внутри ведомой полумуфты, зафиксированный от продольного перемещения внутри ведущей полумуфты при помощи фиксатора, установленного в отверстия хвостовика и ведущей полумуфты, выполненные перпендикулярно продольной оси кулачкового соединения, соосно с ней расположенный и имеющий наружный диаметр меньше внутреннего диаметра ведущей полумуфты на величину не менее двойной величины максимального допуска при изготовлении рабочих граней кулачков относительно их номинального положения (см. патент РФ № 2061832, кл Е 21 В 17/04, 1996). Данное техническое решение позволяет обеспечить более равномерную работу материла по всей ширине кулачков за счет увеличения их количества до трех штук, и обеспечения возможности относительного перемещения кулачков полумуфт до контакта рабочих поверхностей всех кулачков одновременно.
Недостаток данного технического решения заключается в необходимости увеличения диаметра отверстия в хвостовике под соединительный фиксатор, или уменьшения диаметра последнего для образования большего зазора (исключающего деформирование фиксатора), с целью обеспечения беспрепятственного перемещения кулачков полумуфт при передаче крутящего момента до контакта рабочих граней всех кулачков одновременно. При бурении перемежающихся по крепости и трещиноватости пород, равно как и при "прошуровке" бурового става (вращение под нагрузкой с перемещением бурового става вверх-вниз), это будет приводить к разъединению кулачков в продольном направлении, уменьшению их площади контакта, увеличению нагрузок на них и, как следствие, к снижению надежности и долговечности кулачкового соединения буровых штанг.
Изобретение направлено на повышение надежности и долговечности кулачкового соединения буровых штанг при его использование в сложных горно-геологических условиях.
Указанная цель достигается тем, что в кулачковом соединении буровых штанг, включающем расположенные на концах штанг трехкулачковые ведущую и ведомую полумуфты и хвостовик с упорным буртиком, закрепленный внутри ведомой полумуфты, зафиксированный от продольного перемещения внутри ведущей полумуфты при помощи фиксатора, установленного в отверстия хвостовика и ведущей полумуфты, выполненные перпендикулярно продольной оси кулачкового соединения, соосно с ней расположенный и имеющий наружный диаметр меньше внутреннего диаметра ведущей полумуфты на величину не менее двойной величины максимального допуска при изготовлении рабочих граней кулачков относительно их номинального положения, хвостовик шарнирно связан с ведомой полумуфтой посредством упорного буртика, контактирующего с торцевой поверхностью ведомой полумуфты, и пружинного упорного кольца, установленного в кольцевые канавки, выполненные на наружном диаметре хвостовика и внутреннем диаметре ведомой полумуфты с образованием зазора между внутренним диаметром пружинного упорного кольца и диаметром кольцевой канавки на хвостовике, причем величина этого зазора не менее величины зазора между наружным диаметром хвостовика и внутренним диаметром полумуфт, а высота упорного буртика хвостовика и глубина посадки пружинного упорного кольца в кольцевую канавку ведомой полумуфты, соответственно, более величины указанного зазора. При этом внутренний диаметр ведомой полумуфты выполнен равным внутреннему диаметру ведущей полумуфты, а хвостовик имеет постоянный диаметр по всей длине.
На фиг.1 показан общий вид кулачкового соединения буровых штанг; на фиг.2 - разрез соединения по продольной оси; на фиг.3 - поперечный разрез кулачкового соединения в зоне кулачков.
Кулачковое соединение буровых штанг состоит из двух кольцевых полумуфт (ведущая 1 и ведомая 2), имеющих одинаковый внутренний диаметр, хвостовика 3 и фиксатора 4.
Ведущая полумуфта 1 соединена со штангой 5, а ведомая полумуфта 2 - со штангой 6, например, сваркой. На каждой полумуфте выполнено по три кулачка 7, которые предназначены для передачи крутящего момента (Мкр) через рабочие грани 8 и осевых усилий через торцевые поверхности 9 от ведущей полумуфты 1 к ведомой 2, т.е. от штанги 5 к штанге 6. Хвостовик 3 с фиксатором 4 предназначен для удержания штанг 5 и 6 в сомкнутом состоянии при спускоподъемных операциях бурового става и бурении сложных забоев. Хвостовик 3 имеет постоянный наружный диаметр по всей длине и размещен внутри полумуфт так, что их продольные оси совпадают, т.е. соосно. При этом наружный диаметр хвостовика 3 выполнен меньше внутреннего диаметра полумуфт на величину не менее двойной величины максимального допуска при изготовлении рабочих граней 8, т.е. между ними образован гарантированный зазор 10. Верхняя часть хвостовика 3 предназначена для соединения с ведущей полумуфтой 1 при помощи фиксатора 4, который размещается (без образования дополнительного зазора) в отверстиях 11 ведущей полумуфты 1 и отверстии 12 хвостовика 3, выполненных перпендикулярно продольной оси кулачкового соединения буровых штанг. Нижняя часть хвостовика 3 шарнирно связана с ведомой полумуфтой 2 посредством упорного буртика 13, контактирующего с торцевой поверхностью ведомой полумуфты 2, и пружинного упорного кольца 14, установленного в кольцевые канавки 15, выполненные на наружном диаметре хвостовика 3 и внутреннем диаметре ведомой полумуфты 2 с образованием зазора 16 между внутренним диаметром пружинного упорного кольца 14 и диаметром кольцевой канавки 15 на хвостовике 3. При этом величина образовавшегося зазора 16 не менее величины зазора 10 между наружным диаметром хвостовика 3 и внутренним диаметром полумуфт 1, 2, а высота упорного буртика 13 хвостовика 3 и глубина посадки пружинного упорного кольца 14 в кольцевую канавку 15 ведомой полумуфты 2 более величины зазора 10. Внутренний диаметр ведомой полумуфты 2 выполнен равным внутреннему диаметру ведущей полумуфты 1, а хвостовик 3 имеет постоянный наружный диаметр по всей длине.
Работает кулачковое соединение следующим образом.
В процессе бурения скважин механизмы вращения и подачи станка (на чертежах не показаны) передают на штангу 5 Мкр и осевые усилия. От штанги 5 эти нагрузки передаются полумуфте 1, кулачки 7 которой через рабочие грани 8 передают Мкр, а через торцевые поверхности 9 - усилие подачи на полумуфту 2, т.е. на штангу 6. Так как хвостовик 3 шарнирно связан при помощи пружинного упорного кольца 14 и упорного буртика 13 с ведомой полумуфтой 2 и имеет возможность относительного перемещения в поперечной плоскости кулачкового соединения, за счет наличия зазора 16, то при передаче Мкр, после возникновения контакта между рабочими гранями 8 на одной или двух парах кулачков 7, начинается перемещение в поперечной плоскости ведущей полумуфты 1 вместе с фиксатором 4 и хвостовиком 3 (поворот последнего вокруг собственной оси, поступательное перемещение и т.п.) относительно ведомой полумуфты 2 и пружинного упорного кольца 14 до возникновения контакта рабочих граней 8 и в третьей паре кулачков 7, после чего, собственно, и начинается процесс бурения скважины. При этом ввиду отсутствия дополнительного зазора (помимо технологического) между наружным диаметром фиксатора 4 и внутренними диаметрами отверстий 11 и ведущей полумуфты 1 и отверстия 12 хвостовика 3, взаимного перемещения полумуфт 1 и 2 в продольном направлении кулачкового соединения, приводящего к разъединению кулачков 7 и уменьшению площадей их контакта, не будет.
Данное техническое решение позволяет обеспечить надежный контакт всех рабочих граней кулачков одновременно и повысить тем самым надежность и долговечность всего кулачкового соединения буровых штанг при его использовании в сложных горно-геологических условиях.
Claims (2)
1. Кулачковое соединение буровых штанг, включающее расположенные на концах штанг трехкулачковые ведущую и ведомую полумуфты и хвостовик с упорным буртиком, закрепленный внутри ведомой полумуфты, зафиксированный от продольного перемещения внутри ведущей полумуфты при помощи фиксатора, установленного в отверстия хвостовика и ведущей полумуфты, выполненные перпендикулярно продольной оси кулачкового соединения, соосно с ней расположенный и имеющий наружный диаметр меньше внутреннего диаметра ведущей полумуфты на величину не менее двойной величины максимального допуска при изготовлении рабочих граней кулачков относительно их номинального положения, отличающееся тем, что хвостовик шарнирно связан с ведомой полумуфтой посредством упорного буртика, контактирующего с торцевой поверхностью ведомой полумуфты, и пружинного упорного кольца, установленного в кольцевые канавки, выполненные на наружном диаметре хвостовика и внутреннем диаметре ведомой полумуфты с образованием зазора между внутренним диаметром пружинного упорного кольца и диаметром кольцевой канавки на хвостовике, причем величина этого зазора не менее величины зазора между наружным диаметром хвостовика и внутренним диаметром полумуфт, а высота упорного буртика хвостовика и глубина посадки пружинного упорного кольца в кольцевую канавку ведомой полумуфты, соответственно, более величины указанного зазора.
2. Соединение по п.1, отличающееся тем, что внутренний диаметр ведомой полумуфты выполнен равным внутреннему диаметру ведущей полумуфты, а хвостовик имеет постоянный наружный диаметр по всей длине.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004121533/03A RU2269639C1 (ru) | 2004-07-13 | 2004-07-13 | Кулачковое соединение буровых штанг |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004121533/03A RU2269639C1 (ru) | 2004-07-13 | 2004-07-13 | Кулачковое соединение буровых штанг |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2004121533A RU2004121533A (ru) | 2006-01-10 |
RU2269639C1 true RU2269639C1 (ru) | 2006-02-10 |
Family
ID=35872318
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2004121533/03A RU2269639C1 (ru) | 2004-07-13 | 2004-07-13 | Кулачковое соединение буровых штанг |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2269639C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105715208A (zh) * | 2016-02-15 | 2016-06-29 | 中石化石油工程技术服务有限公司 | 一种用于定向钻井的钻柱旋转控制装置 |
-
2004
- 2004-07-13 RU RU2004121533/03A patent/RU2269639C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105715208A (zh) * | 2016-02-15 | 2016-06-29 | 中石化石油工程技术服务有限公司 | 一种用于定向钻井的钻柱旋转控制装置 |
CN105715208B (zh) * | 2016-02-15 | 2018-07-17 | 中石化石油工程技术服务有限公司 | 一种用于定向钻井的钻柱旋转控制装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2004121533A (ru) | 2006-01-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5908212A (en) | Ultra high torque double shoulder tool joint | |
US20050093296A1 (en) | An Upset Downhole Component | |
AU775893B2 (en) | A thread joint, a male portion and a female portion | |
GB2314391A (en) | High strength quick connector for tools | |
RU2687696C1 (ru) | Быстроразъемное резьбовое соединение с многозаходной резьбой | |
FI92745B (fi) | Kierteiskytkentä iskuporausta varten ja menetelmä pysäytyksen aikaansaamiseksi kierteiskytkennässä | |
CA2700029A1 (en) | Chuck assembly for a down-hole drill | |
WO2005108844A2 (en) | Threaded connection for oil field applications | |
US3301581A (en) | Drilling shafts | |
EA034062B1 (ru) | Уравновешенная форма резьбы и трубные изделия с такой резьбой | |
RU2269639C1 (ru) | Кулачковое соединение буровых штанг | |
RU2279533C2 (ru) | Кулачковое соединение буровых штанг | |
EP3665357B1 (en) | Downhole tool coupling system | |
RU2323322C2 (ru) | Устройство для соединения двух, по существу, стержневидных или трубчатых элементов | |
US20100263932A1 (en) | Bit retainer assembly for a down-hole drill | |
WO2011023557A1 (en) | Flexible couplings for tubular members | |
US3476415A (en) | Coupling | |
RU219593U1 (ru) | Гибкий вал | |
EP4189204B1 (en) | Drill string joint for horizontal directional drilling system | |
CA3114074A1 (en) | Lobular connection for tubulars | |
RU2004764C1 (ru) | Замковое соединение бурильных труб | |
RU2061832C1 (ru) | Кулачковое соединение буровых штанг | |
SU1118759A1 (ru) | Замковое соединение буровых штанг | |
AU2012370313A1 (en) | Aligned angled well tool weld joint | |
US11808086B2 (en) | Drill string rod |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20060714 |