Быстроразъемное соединение штанг

СС)ОЗ СО)ЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 1 В 17/046 51) КОМ ИТЕ ОТНРЫТ ОСУДАРСТВЕННЫ О ИЗОБРЕТЕНИЯМ ПРИ ГКНТ СССР ОПИС ИЗОБРЕТ юл. оиз ной Одственноехникиобъединени риворож руд оха, Ю. В. Моленко088.8)свидетельствоЕ 21 В 17/046,видетельство СЕ 21 В 17/046 ожон СССР1980.(СР1981 Е СОЕДИНЕся к технике буренадежностн уплотечной устойчивос 7 Г Г4 ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(57) Изобретение относин и я. 1 ел ь - по вы шен иепения н увеличение попе яц 1634772 ти. Соединение содержит муфту 2 и ниппель 1, имеющие кулачки 4 и 9 с ответными сопрягаемыми поверхностями. Последние выполнены в виде скошенных поверхностей сегментов, образованных усеченными конусами, вершины которых расположены на осях, смещенных на одинаковое расстояние относительно оси соединения. В результате того, что сопрягаемые поверхности кулачков 4 и 9 скошены и эксцентричны относительно оси соединения, происходит взаимное расклинивание указанных сопрягаемых поверхностей. Вследствие этого возникает составляющая сила Р, которая обеспечивает сжатие между собой уступов 6 и 7 и, следовательно, надежное уплотнение и поперечную устойчивость бурового става в целом. Обеспечивается также быстрое соединение Ж и разъединение буровых штанг. 9 ил.1634772 Формула изобретения 45 50 Изобретения относится к технике бурения и касается соединения штанг, работающих со станками шарашечного бурения взрывных скважин с применением автоматических штанговых ключей.Цель изобретения - повышение надежности уплотнения и увеличение поперечной устойчивости бурового става.На фиг. 1 представлено соединение, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг, 1 при конечном взаимном расположении кулачков ц момент после скручивания соединения; па фиг. 3 - ниппель; на фиг. 4 - разрез Б-Б на фиг. 3; на фиг, 5 - схема образования кулачка ниппеля и его сопрягаемой поверхности; на фиг, 6 - муфта соединения; на фиг. 7 - разрез В-В на фиг. 6; на фиг. 8 - схема образования кулачка муфты и его сопрягаемой поверхности; на фиг. 9 - разрез Г-Г на фиг. 1 при исходном положении перед скручиванием соединения (направление скручивания обозначено стрелкой). Быстроразъемное соединение состоит из ниппеля 1 и муфты 2. Ниппель (фиг. 3, 4, 5) имеет равномерно расположенные на наружной цилиндрической поверхности 3 с радиусом Икулачки 4, с сопрягаемыми поверхшгстями 5, ограниченными площадями а, о, г, . Сопрягаемые поверхности 5 каждого кулачка выполнены в виде скошенных поверхностей сегментов, образованных усеченными конусами с вершинами Г и основаниями радиусом И, причем вершины 1 расположены на осях О., смещенных отпос ительно вертикальной оси соединения на величинуНиппель 1 (фиг. 3) имеет уступ 6, контактирующий с уступом 7, выполненным на муфте (фиг. 1, 6). Муфта 2 (фиг. 6, 7, 8) выполнена с равномерно расположенными на внутренней цилиндрической поверхности 8 кулачками 9, имеющими сопрягаемые поверхности 10, ограниченные плогцадями а, Ь, с, а . На фиг. 7 показана невидимая сопря-аемая поверхность 10. Сопрягаемые поверхностиО каждого кулачка (фиг. 8) выполнены в виде скошенных поверхностей сегментов, образованных усеченными конусами с вершинамии основаниями радиуса Я, вершины которых расположены на осях О смещенных на расстояние . относительно оси соединения. Муфта 2 (фиг 6) имеет уступ 7, контактирующий с уступом 6, выполненным на ниппеле (фиг. ). Величина конусности усеченных конусов, образующих сопрягаемые поверхности кулачков ниппеля и муфты, одинакова и оси этих конусов сме 5 10 15 20 25 30 40 щены (эксцентричны) относительно оси соединения на одну и ту же величину Е.Быстроразъемное соединение штанг работает следующим образом.Буровая штанга (не показана) с ниппелем 1 подается к муфте 2, расположенной на другой штанге, при этом штанге с ниппелем, или же штанге с муфтой задается вращение. В этом случае кулачки 4 ниппеля 1 попадают в межкулачковое пространство кулачков 9 муфты 2 (фиг. 9). При дальнейшем вращении, например, штанги с ниппелем кулачки 4 заходят под кулачки 9 муфты и сопрягаемые поверхности 5 и 1 О соответственно кулачков 4 и 9 совмещаются (фиг. 1, 2). При довороте ниппеля скошенные сопрягаемые поверхности 5 начинают скользить по скошенным сопрягаемым поверхностям 1 О.В результате того, что сопрягаемые поверхности кулачков скошены и эксцентричны относительно оси соединения, происходит взаимное расклинивание этих сопрягаемых поверхностей, вследствие чего возникает составляющая сила Р (фиг. 1), которая обеспечивает сжатие между собой уступов 6 и 7 и, следовательно, надежное уплотнение и поперечную устойчивость в соединении, а следовательно, и бурового става в целом. Рассоединение производится механическим ключом (не показан) путем поворота ниппеля (при зафиксированной муфте) в противоположную сторону до выхода кулачка 4 из зацепления с кулачком 9. Ограничителем для движения кулачка 4 является упор1 кулачка 9. Самопроизвольное рассоединение штанг в скважине предотвращается за счет сил трения между сопрягаемыми плоскостями 5 и 10, а также между уступами 6 и 7.Использование соединения позволит осуществлять бурение с автоматизацией спускоподъемных операций при обеспечении надежности соединения, устойчивости бурового става, быстроты соединения и разъединения буровых штанг. Быстроразъемное соединение штанг, включающее муфту и ниппель, имеющие кулачки с ответными сопрягаемыми поверхностями, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности уплотнения и увеличения поперечной устойчивости, сопрягаемые поверхности кулачков муфты и ниппеля выполнены в виде скошенных поверхностей сегментов, образованных усеченными конусами, вершины которых расположены на осях, смещенных на одинаковое расстояние относительно оси соединения.