SU949284A1 - Гибка труба - Google Patents

Description

(54) ГИБКАЯ ТРУБА

1

Изобретение относитс  к машиностроению , а именно к конструкци м гибких труб, которые найдут применение в нефт ной, газовой и угольной промышленност х в качестве бурильных труб.

Известен шланг дл  бурени , конструкци  которого образована р дом колецштанг , имеюш.их внутренний элемент, вход щий в наружный смежного кольца. В каждом элементе выполнены упоры, с которыми взаимодействует блокировочное приспособление , преп тствующее разъединению колец, но обеспечивающее осевой зазор между ними 1.

Недостатками данной конструкции  вл ютс  неспособность работы при сжимающих осевых нагрузках, мала  надежность, котора  объ сн етс  тем, что конструкци  состоит из большого числа звеньев, а прочность конструкции приравниваетс  к прочности самого слабого звена, сложность и дороговизна изготовлени , большой вес конструкции .

Наиболее близкой к предлагаемой  вл етс  гибка  трубка, конструкци  которой представл ет собой опорную трубу из эластичного материала, на которой последовательно расположены каркасируюшии слои, образованный навивкой профил , в поперечном сечении представл ющего собой ступеньку в виде двух одинаковых пр моугольников, наложенных друг на друга, перекрывающими витками с шагом, обеспечивающим спиралевидный зазор между соседними витками; эластична  прослойка, по меньшей мере одно семейство взаимно параллельных силовых нитей, угол навивки которых лежит

,0 в диапазоне от 30 до 60°, эластична  прослойка , по меньшей мере два семейства взаимно параллельных силовых нитей, навитых во взаимно противоположном направлении под углами, лежащи.ми в диапазоне от О до 20°, защитна  эластична  оболоч15 ка 2.

Недостатком данной конструкции  вл ютс  малые значени  рабочих осевой сжимающей силы и крут щего момента. Причиной этого  вл етс  то, что при прило20 жёнии осевых сжимающих усилий поверхности профил , образующие спиралевидные зазоры каркасирующего сло , имеют радиальную образующую, представл   таким образом своего рода шарнирное соединение со свободой в радиальном направлении.

Это обсто тельство приводит к снижению осевой жесткости и, соответственно, к потере устойчивости трубы при относительно малом значении рабочего осевого сжимающего усили .

Этим же объ сн етс  малое значение рабочего крут щего момента, так как моментные усили , приложенные к гибкой трубе, также вызывают ее осевое сжатие.

Целью изобретени   вл етс  увеличение значений рабочих осевой сжимающей силы и крут щего момента путем увеличени  осевой жесткости гибкой трубы при приложении этих сил.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что поверхности профил , образующие спиралевидные зазоры каркасирующего сло , выполнены с возможностью входа во взаимное зацепление.

Кроме того, на одной из поверхностей профил , образующих спиралевидные зазоры каркасирующего сло , имеетс  продольна  канавка, а на второй - выступ.

Одна из поверхностей профкл , образующих спиралевидный зазор каркасирующего сло , в поперечном сечении может быть выполнена вогнутой, а друга  - выпуклой , причем радиусы кривизны поверхностей одинаковы.

Профиль в поперечном сечении может представл ть собой два одинаковых параллелограмма , положенных друг на друга и т.п.

На фиг. 1 показана гибка  труба, разворот по сло м; на фиг. 2-5 - узел I на фиг. 1 с возможными конфигураци ми профил .

На опорную трубу 1 (фиг. 1) из эластичного материала навит профиль 2, образующий каркасирующий слой 3, на котором расположена прослойка 4 из эластичного материала. На прослойке 4 последовательно расположены армирующий слой 5, образованный силовыми нит ми 6, навитыми под углом oto, лежащим в диапазоне от 30 до 60°, прослойка 7 из эластичного материала , армирующий слой 8, образованный силовыми нит ми 9, навитыми под углом /,, лежащим в диапазоне от О до 20°, армирующий слой 10, образованный силовыми нит ми 11, навитыми под углом У, также лежащим в диапазоне от О до 20°, и защитна  оболочка 12.

При выполнении формы канавки и выступа профил  2 (фиг. 2) в поперечном сечении пр моугольной, ее глубина и соответственно высота выступа h меньще величины спиралевидного зазора, т.е. выступ имеет возможность полностью выходить из канавки при нахождении гибкой трубы в нерабочем (транспортном) состо нии.

При выполнении формы канавки, сужающейс  к основанию, а выступа, соответственно , расщир ющегос  (фиг. 3), требуема  гибкость трубы в нерабочем состо нии

достигаетс  за счет зазора между боковыми поверхност ми канавки и выступа, при нахождении трубы в нерабочем состо нии. При выполнении поверхностей профил  2, образующих спиралевидный зазор каркасирующего сло  3, криволинейными в поперечном сечении (фиг. 4), определенна  гибкость трубы в нерабочем состо нии также достигаетс  за счет наличи  зазора между криволинейными поверхност ми, максиQ мальна  - при полном выходе из зацеплени  указанных участков, т.е. когда

,

гдеhz- проекци  криволинейного участка поперечного сечени  профил  2 на продольную ось трубы; 5 ho-величина спиралевидного зазора,

измеренного вдоль оси трубы. Аналогично достигаетс  гибкость трубы в нерабочем состо нии и в случае, когда профиль 2 представл ет собой два одинаковых параллелограмма, наложенных друг на друга (фиг. 5).

Осева  жесткость трубы в нерабочем состо нии при приложении крут щего момента и осевых сжимающих усили х достигаетс  за счет входа в зацепление и заклинивани  соседних витков профил  2, каркасирующего сло  3, что повыщает осевую устойчивость трубы и позвол е:т увеличить как значение величины крут щего момента, так и осевой сжимающей силы.

Технико-экономическа  эффективность изобретени  заключаетс  в расширении технических возможностей гибкой трубы. Так, применение гибкой трубы при бурении скважины позволит в более щироких пределах измен ть величину давлени  долота на забой 5 и крут щего момента, что в свою очередь приведет к увеличению скорости проходки, срока службы долота, уменьшению непроизводительного времени спуско-подъемных работ и соответственно к увеличению срока службы наземного оборудовани  и самой гибкой трубь, что в целом значительно снизит стоимость и ускорит процесс проводки скважин.

Claims (4)

1. Гибка  труба, содержаща  опорную трубу из эластичного материала, на которой последовательно расположены каркасирующий слой, образованный навивкой профил  из самонесущего материала с щагом, обеспечивающим перекрывание и спиралевидный зазор между соседними витками и представл ющий собой трубчатое тело посто нного внутреннего и внещнего диаметров , прослойка из эластичного материала, по меньшей мере одно семейство взаимно параллельных силовых нитей, навитых под углом к продольной оси трубы, лежащим в диапазоне от 30 до 60°, прослойка из эластичного материала, по меньшей мере два семейства взаимно параллельных силовых нитей, навитых во встречном направлении под углами, лежащими в диапазоне от О до 20°, и эластична  защитна  оболочка, отличающа с  тем, что, с целью увеличени  значений рабочих осевой сжимающей силы и крут щего момента путем увеличени  осевой жесткости при приложении этих сил, поверхности профил , образующие спиралевидные зазоры каркасирующего сло , выполнены с возможностью входа во взаимное зацепление.

2. Труба по п. 1, отличающа с  тем, что на одной из поверхностей профил , образующих спиралевидные зазоры каркасирующего сло , имеетс  продольна  канавка, а на второй - выступ.

3.Труба по п. 1, отличающа с  тем, что одна из поверхностей профил , образующих спиралевидные зазоры каркасирующего сло , в поперечном сечении выполнена вогнутой, а друга  - выпуклой, причем радиусы кривизны поверхностей одинаковы.

4.Труба по п. I, отличающа с  тем, что профиль в поперечном сечении представл ет собой два одинаковых параллелограмма, наложенных друг на друга.

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

1.Патент Франции № 2360817, кл. F 16 L 11/181, 1978.

2.Авторское свидетельство СССР по за вке № 2780098/29-08, кл. F 16 L 11/08, 1979.

/

I

-72