RU2347886C2 - Замковое соединение шнеков - Google Patents

Замковое соединение шнеков Download PDF

Info

Publication number
RU2347886C2
RU2347886C2 RU2006146615/03A RU2006146615A RU2347886C2 RU 2347886 C2 RU2347886 C2 RU 2347886C2 RU 2006146615/03 A RU2006146615/03 A RU 2006146615/03A RU 2006146615 A RU2006146615 A RU 2006146615A RU 2347886 C2 RU2347886 C2 RU 2347886C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
teeth
screw
nipple
coupling
thread
Prior art date
Application number
RU2006146615/03A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2006146615A (ru
Inventor
Николай Павлович Мурзин (RU)
Николай Павлович Мурзин
Владимир Александрович Ярков (RU)
Владимир Александрович Ярков
нов Валерий Петрович Аверь (RU)
Валерий Петрович Аверьянов
Владислав Николаевич Токарчик (RU)
Владислав Николаевич Токарчик
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Курганавторемонт"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=40530023&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=RU2347886(C2) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Открытое акционерное общество "Курганавторемонт" filed Critical Открытое акционерное общество "Курганавторемонт"
Priority to RU2006146615/03A priority Critical patent/RU2347886C2/ru
Publication of RU2006146615A publication Critical patent/RU2006146615A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2347886C2 publication Critical patent/RU2347886C2/ru

Links

Images

Landscapes

  • Earth Drilling (AREA)

Abstract

Изобретение относится буровому инструменту, а именно к замковым соединениям шнеков. Техническим результатом является повышение производительности шнека. Замковое соединение шнеков содержит муфту и ниппель, соединяемые цилиндрической резьбой, и взаимодействующие друг с другом упоры, выполненные в виде зубьев. Причем зубья образованны на торцевой поверхности кольцевых элементов, неподвижно соединенных с муфтой и ниппелем. При этом рабочая поверхность зубьев расположена в плоскости оси шнека, а угол наклона спинки зуба не меньше угла подъема резьбы. 3 ил.

Description

Изобретение относится к буровой технике и касается соединения шнеков в шнековых буровых колоннах. Преимущественная область применения - геологоразведка с помощью мобильных буровых установок.
Известно замковое соединение полых шнеков с прямоугольной однозаходной цилиндрической резьбой (Е.И.Танов, В.Я.Площадный. Шнековый буровой инструмент // М. Недра, 1985, стр.12, 27). Здесь используется однозаходная прямоугольная резьба с шагом 32 мм в замках диаметром 140 и 150 мм. Соединение выполнено в виде резьбовой пары ниппель-муфта с упором в торцевый стык. Это соединение передает осевые нагрузки и крутящий момент.
К достоинствам такого соединения относятся простота и технологичность изготовления, надежность в эксплуатации, хороший вынос на поверхность земли бурового шлама, что обеспечивает высокую производительность бурения.
Однако недостатком такого соединения является чрезмерное заклинивание резьбы под действием крутящего момента вращателя при бурении. Следствием этого является трудоемкость демонтажа шнековой колонны из-за необходимости приложения больших крутящих моментов для развинчивания замка.
Этот недостаток привел к появлению замкового соединения полых шнеков с прямоугольной однозаходной цилиндрической резьбой, имеющего одиночные накладные упоры, приваренные к боковой поверхности муфты и ниппеля каждого шнека, взаимодействующие друг с другом и исключающие заклинивание резьбовых соединений (Комплект инструмента для бурения полыми шнеками с уменьшенным диаметром 901-000. Альбом // Западно-Сибирский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт нефтяного машиностроения, 1988). Соединение шнеков производится свинчиванием по резьбе муфты одного шнека с ниппелем другого до касания упоров друг с другом. Крутящий момент в этом соединении передают упоры, а осевые нагрузки - резьба.
Данный аналог принят в качестве прототипа, т.к. является наиболее близким к заявленному по технической сущности.
Достоинством такого соединения является отсутствие заклинивания резьбы при бурении и, следовательно, простота демонтажа шнековой колонны.
Недостатком замкового соединения с накладными упорами является то, что последние перекрывают транспортное пространство, образуемое соседними витками реборды шнека, поверхностью его трубчатого стержня и наружным диаметром, значительно ухудшая вынос бурового шлама и уменьшая тем самым производительность бурения. Эта проблема особенно актуальна для полых шнеков, применяющихся для погружения зарядов в сейсмоскважину через внутреннюю полость шнека. В этом случае высота реборды шнека, определяющая транспортное пространство, особенно мала, т.к. эти шнеки имеют невыгодное отношение между наружным диаметром шнека и диаметром его трубчатого стержня.
Попытки уменьшить этот недостаток в рамках известной конструкции возможны только за счет уменьшения толщины упоров в радиальном направлении. Однако техническое противоречие заключается в том, что при этом уменьшается их прочность за счет увеличения контактных напряжений на рабочей поверхности упоров.
Таким образом, на практике, используя известную конструкцию, приходится идти на компромисс, частично жертвуя прочностью упоров во имя увеличения производительности, либо, наоборот, частично жертвуя производительностью шнека ради прочности упоров и соответствующего продления срока их службы.
Задачей предлагаемого изобретения является устранение описанного технического противоречия, т.е. увеличение производительности шнека устранением сужения его транспортного пространства, но без снижения прочности упоров.
Поставленная задача решается тем, что замковое соединение шнеков, содержащее муфту и ниппель, соединенные цилиндрической резьбой, снабженные упорами, взаимодействующими друг с другом и обеспечивающими осевой зазор между торцами муфты и ниппеля, отличается тем, что упоры выполнены в виде зубьев, образованных на торцевой поверхности кольцевых элементов, неподвижно соединенных соответственно с муфтой и ниппелем, причем рабочая поверхность зубьев расположена в плоскости оси шнека, угол наклона спинки зуба не меньше угла подъема резьбы, а высота зубьев не превышает отношения: h=t/z, где h - высота зубьев; t - ход резьбы; z - число зубьев.
Высота зубьев определяет возможность сборки буровой колонны. При большей, чем указано в выражении, высоте зубьев невозможно полное свинчивание муфты с ниппелем из-за утыкания зубьев муфты в спинки зубьев ниппеля. Меньшая высота невыгодна из-за уменьшения площади рабочих поверхностей зубьев и соответствующего снижения их прочности.
Использование торцевых зубьев на муфте и ниппеле вместо накладных упоров, выступающих над поверхностью трубчатого стержня, позволяет освободить транспортное пространство шнека и повысить его производительность.
Наиболее целесообразной является рабочая поверхность зубьев, расположенная в плоскости оси шнека, т.к. в этом случае силы от крутящего момента при бурении нормальны к рабочей поверхности зубьев и не вызывают клинового эффекта, увеличивающего износ упоров. При этом угол наклона спинки зуба должен быть не меньше угла подъема резьбы, иначе контакт при свинчивании муфты с ниппелем будет происходить по спинке, а не по рабочим поверхностям зубьев.
Технологически целесообразно упоры выполнять в виде отдельных колец или кольцевых элементов с равномерно расположенными по окружности торцевыми зубьями, соосно и неподвижно соединенных (например, сваркой) соответственно с муфтой и ниппелем.
Количество торцевых зубьев в замке не может быть менее двух для симметричного относительно его оси нагружения замка. Однако, с учетом того, что по условиям свинчивания осевая высота рабочих поверхностей торцевых зубьев не должна превышать отношения величины хода резьбы к числу зубьев, увеличение числа торцевых зубьев более четырех нецелесообразно, т.к. приводит к неоправданному увеличению трудоемкости. Кроме того, для обеспечения одновременной работы всех зубьев необходимо выдерживать окружной шаг с достаточно высокой точностью, а это труднее обеспечить при большом количестве зубьев, особенно в мелко- и среднесерийном производстве.
Техническим эффектом, обеспечивающим решение поставленной задачи, является устранение сужений транспортного пространства шнековой колонны в месте замкового соединения шнеков.
На фиг.1 изображено замковое соединение двух шнеков с 4-зубыми кольцевыми упорами, приваренными к ниппелю и муфте, перед свинчиванием; на фиг.2 - замковое соединение двух шнеков с 4-зубыми кольцевыми упорами, приваренными к ниппелю и муфте, свинченных до контакта рабочих поверхностей зубьев; на фиг.3 - вид кольцевых упоров в аксонометрии.
Замковое соединение полых шнеков состоит из охватываемой детали (ниппеля) 1 шнека 2, соединяемого с охватывающей деталью (муфтой) 3 другого аналогичного шнека 4 цилиндрической резьбой 5 (фиг.1, 2) при свинчивании шнековой колонны. На кольцевых элементах 6 и 7, приваренных круговым швом к ниппелю 1 и муфте 3, выполнены торцевые зубья 8, имеющие боковые (рабочие) поверхности 9, являющиеся ограничителями при свинчивании шнеков, и спинки 10. Угловое расположение торцевых зубьев 8 относительно резьбы 5 определяет минимальный осевой зазор между торцами муфты и ниппеля в свинченном состоянии. Высота рабочих поверхностей 9 зубьев 8 по условиям свинчивания ограничена отношением хода резьбы к числу зубьев, т.е. чем больше число зубьев, тем меньше их высота в осевом направлении.
Шнеки имеют реборды 11, транспортирующие выбуренную породу (шлам) на поверхность земли.
Предлагаемое замковое соединение шнеков используют при разведочном бурении скважин. При наращивании шнековой колонны производят свинчивание последующего шнека с предыдущим до соприкосновения рабочих поверхностей упоров. Упоры воспринимают крутящий момент, возникающий при бурении, а резьба - осевые нагрузки, возникающие от давления на забой и при подъеме шнековой колонны. Так как в сопряжении ниппеля и муфты имеется осевой зазор, а рабочие поверхности зубьев расположены в плоскости оси шнека, затяжки резьбы не происходит, что облегчает демонтаж колонны.
Таким образом, предлагаемое техническое решение позволяет достигнуть увеличения производительности шнека за счет устранения сужений транспортного пространства шнековой колонны в местах соединения шнеков. При этом обеспечивается ресурс упоров не меньший, чем ресурс самого шнека.
Изготовление упоров может быть осуществлено на универсальном или специальном оборудовании. Следовательно, предлагаемое техническое решение обеспечивает технический эффект и обладает промышленной применимостью.

Claims (1)

  1. Замковое соединение шнеков, содержащее муфту и ниппель, соединенные цилиндрической резьбой, снабженные упорами, взаимодействующими друг с другом и обеспечивающими осевой зазор между торцами муфты и ниппеля, отличающееся тем, что упоры выполнены в виде зубьев, образованных на торцевой поверхности кольцевых элементов, неподвижно соединенных соответственно с муфтой и ниппелем, причем рабочая поверхность зубьев расположена в плоскости оси шнека, угол наклона спинки зуба не меньше угла подъема резьбы, а высота зубьев не превышает отношения
    h=t/z,
    где h - высота зубьев;
    t - ход резьбы;
    z - число зубьев.
RU2006146615/03A 2006-12-25 2006-12-25 Замковое соединение шнеков RU2347886C2 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006146615/03A RU2347886C2 (ru) 2006-12-25 2006-12-25 Замковое соединение шнеков

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006146615/03A RU2347886C2 (ru) 2006-12-25 2006-12-25 Замковое соединение шнеков

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2006146615A RU2006146615A (ru) 2008-07-10
RU2347886C2 true RU2347886C2 (ru) 2009-02-27

Family

ID=40530023

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2006146615/03A RU2347886C2 (ru) 2006-12-25 2006-12-25 Замковое соединение шнеков

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2347886C2 (ru)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2629285C1 (ru) * 2016-05-25 2017-08-28 Общество с Ограниченной Ответственностью "ТНГ-Групп" Замковое соединение шнеков
RU2649991C1 (ru) * 2017-03-14 2018-04-06 Общество с ограниченной ответственностью "ЗАВОД БУРОВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ" (ООО "ЗБТ") Замковое соединение буровых шнеков
RU2674040C1 (ru) * 2017-11-14 2018-12-04 Акционерное общество "Курганавторемонт" Резьбовое соединение секций буровой колонны
RU2675708C1 (ru) * 2017-11-14 2018-12-24 Акционерное общество "Курганавторемонт" Замковое соединение буровых шнеков и труб
RU189974U1 (ru) * 2017-10-18 2019-06-13 Общество с Ограниченной Ответственностью "ТНГ-Групп" Кулачково-упорное соединение буровой шнековой колонны

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2629285C1 (ru) * 2016-05-25 2017-08-28 Общество с Ограниченной Ответственностью "ТНГ-Групп" Замковое соединение шнеков
RU2649991C1 (ru) * 2017-03-14 2018-04-06 Общество с ограниченной ответственностью "ЗАВОД БУРОВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ" (ООО "ЗБТ") Замковое соединение буровых шнеков
RU189974U1 (ru) * 2017-10-18 2019-06-13 Общество с Ограниченной Ответственностью "ТНГ-Групп" Кулачково-упорное соединение буровой шнековой колонны
RU2674040C1 (ru) * 2017-11-14 2018-12-04 Акционерное общество "Курганавторемонт" Резьбовое соединение секций буровой колонны
RU2675708C1 (ru) * 2017-11-14 2018-12-24 Акционерное общество "Курганавторемонт" Замковое соединение буровых шнеков и труб

Also Published As

Publication number Publication date
RU2006146615A (ru) 2008-07-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2687696C1 (ru) Быстроразъемное резьбовое соединение с многозаходной резьбой
RU2659291C2 (ru) Трубчатое соединение со спирально проходящим выступом передачи момента
US9004544B2 (en) Threaded joint for tubes, pipes and the like
RU2347886C2 (ru) Замковое соединение шнеков
CA2686880C (en) Thread form for tubular connections
US20160084016A1 (en) Horizontal Directional Drill Pipe Drive Connection With Locking Feature
US4534585A (en) Pipe joint locking device
CN103953292B (zh) 紧固无间隙型钻杆接头
EA027230B1 (ru) Соединение с конусными шлицами для бурильной трубы, обсадной трубы и насосно-компрессорной трубы
RU2716096C2 (ru) Трубное соединение со спирально проходящим выступом передачи момента
CA2769936C (en) Arrow-shaped thread form with tubular connections
RU2667552C2 (ru) Замок для труб бурильной колонны с высоким кпд передачи энергии
RU65096U1 (ru) Замковое соединение шнеков
CA2781704C (en) Assembly for producing a threaded connection, method for making up and breaking out said connection and use of said connection in a work over riser
RU92081U1 (ru) Буровой шнек и замковое соединение
RU2674040C1 (ru) Резьбовое соединение секций буровой колонны
RU2629285C1 (ru) Замковое соединение шнеков
AU2011244894B2 (en) Lock Washer
RU2675708C1 (ru) Замковое соединение буровых шнеков и труб
RU2535592C2 (ru) Комплект для получения резьбового соединения, способ свинчивания и раскрепления указанного соединения, и применение указанного соединения в водоотделяющей колонне
RU44730U1 (ru) Резьбовое соединение шнеков
RU2761054C1 (ru) Резьбовое соединение секций буровой колонны
RU189974U1 (ru) Кулачково-упорное соединение буровой шнековой колонны
RU2354799C1 (ru) Устройство для соединения бурильных труб
RU94619U1 (ru) Полая шнековая колонна, шнек для полой шнековой колонны, конструкция упорного элемента для полой шнековой колонны и форма рабочей поверхности упорного элемента шнека для полой шнековой колонны

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20121226

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20140327

QB4A Licence on use of patent

Free format text: LICENCE

Effective date: 20151119