Шарнирное соединение труб

О П И С А Н И Е (1 ц,418117ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советскнн Соцналнстнческнх Республнк(61) Дополнительное к авт. (22) Заявлеио 03.11,70 (21) ид.ву М, Кл,е У 16 Ь 27/06 85017/2 с присоединением заявки Гооударстаенный омнтет 6 оеата Инастрое СССР ао делам нэобрвтвннй а етнрмтнй(088.8) Опубликовано 25.06.7 юллетень Ж 2 З (53 45) Дата опубликования описания 25,08.7 у 2) Автор изобретеии Е. Слюсарь Всесоюзный научно-ис нститут по осушению горным работам, руди едовательскн есторождений ной геологии н прое полеэн маркш но-конструкто ископаемыхйдерскому де(И) Заявитель пиальнь НИРНОЕ СОЕДИНЕНИЕ ТРУБ Цель нтных,имер Ь е коль соедине ения) я сборочнь сительн акого Основным недостатком (Как и всякого реэьбового евося необходимость расп средствами для съинчиван продолжителыюсть сборк соедингать ми Я ия, отно , сложн бовых э ь иэгомен эь ния и контро 1РубЗЬ инения, особен ля вазможность ра шого диаметра. Изобретение относится к герметичнымсферическим стыковым соединениям труб, прещоушественно обсадных неметаллических типа стеклопластиковых нли асбестоцеме,большого диаметра для крепления, напрводопонижающих скважин,Известно шарнирное соединение труб,включакицее муфту, обхватывающую сферическое кольцо, соединенное посредством резьбыс ниппелем и герметизируемое всвоемгнезде эластичным уплотняющим. элементом.В стенке муфты и в сферическом кольцевыполнены совпадающие отверстия для укладки в них снаружи стопорных элементов примонтажном ввинчивании ниппеля в сферичесю изобретени надежности соединении.С этой целью шарнирное соединение труб снабжено фиксатором сферического кольца и сочленение ннппеля со сферическим кольцом осуществлено с помошью нескольких подпружиненных элементов. Последние име ют конические рабочие скосы, взаимодействующие при эксплуатационной сборке с тор цом ниппеля, размещены в окнах сферического кольца и входят в кольцевой паз ниппеля. Этот кольцевой паэ сообщается с осевыми каналами, обеспечивающими возмож ность принудительной разборки, т.е, даощие доступ к коническим поверхностям эамковьа элементов, Внутренний торец сферического кольца снабжен кольцевым выступом, который охватывается уплотняюшим элементом, контактирующим после сборки одновременно с гнездом муфты и ниппелем, причемуплот няюший элемент несъемно связан с выступом сферического кольца, например, с по мощью клея, что облегчает ввод ниппеля в полость уплотняюшего элемента. фиксатор сферического кольца состоит нз двух тожцественных фиксирующих элементов, Последние выполнены в виде двуплечих подпружиненных рычагов, расположенных в сквозных окнах сферического кольца с возможностью поворота в общей меридиональной плоскости, Концы рычагов соответственно взаимодействуют с размещенными вне диаметральной плоскости углублениями в гнезде муфты, а в "конечный момент сборки а после нее - последовательно а торцом июшеля и с его наружной цилиндрической .поверхностью.Кроме того, для уменьаенма поперечных габаритов н обеспечения функционпрования каждый иэ замковых элементов выполнен в виде плоского крнволинейи го бруса, иавример, с цилиндрическими внутренней и нерпферийной поверхностями и с параллельными срединной плоскости торцами, Периферийная поверхность выполнена е пазом, имеющим цилиндрическое не концентрачное с периферийной поверхностью дно, которое контактирует с плоской пружиной, входящей своими концами в углубления на продольных стенках окон сферического кольца, причем для удобства монтажа (ввода плоской пружины) одно иэ углублений может иметь выход на рабочую поверхность сферического кольца. Плоские поверхности замкового элемента снабжены ограничительными выступами, взаимодействующими с соответствующими тупиковыми пазами окна сферического кольца, чем исключается выпадение внутрь замкового элемента по ввода ниппеля в сферическое кольцо. кг е кольцо 3 выполнено со сквозными расположенными в средней части окнами 9 и 10для размещения элементов фиксатора 7 изамка 8 соотвегственно, имеет внутреннююцилиндрическую полость 11 для размещенияннппеля 5 и рабочую наружнуюповерхность 12,обеспечивающую связь с муфтой 6, Внутренний торец сферического кольца 3 снабженкольцевым выступом 13, несущим уплотняющий элемент 4,В Окна 10 сферического кольца 3 имеютвзаимно параллельные стенки: поперечные 14и 15 и продольные 16 и 17. Продольныестенки 16 и 17 параллельны срединной меридиоиальной плоскости, в которой размеще 36 иы тупиковые пазы 18 и 19, выполненныена поперечных стенках 14 и 15. Каждое окно 10 оснащено замком 8, включающим замковый элемент 20 и плоскую пружину 21.Замковый элемент 20 представляет собойЯ плоский криволинейный вкладыш с цилиндрической внутренней 22 и периферийной 23поверхностями и параллельными среднейнлоскости торцами 24 и 25. Плоские поверхности 26 и 27 замкового элемента 20 снабже ны ограничительными выступами 28 и 29,входящими в тупиковые пазы 18 и 19 окна 10 сферического кольца 3 соответственно. Периферийная поверхность 23 выполненас пазом 30, цилиндрическое дно 31 которойй го не концентрлчно периферийной поверхности 23 и контактирует с плоской пружиной 21,Последняя входит одним своим концом в тупиковое углубление 32, а вторым - в сквозное углубление 33, выполненные в продоль ных стенках 16 и 17 окна 10 соответственНюименение предлагаемого соединения ино, причем сквозное углубление имеет выб, овъцс словиях не требует дополнительход на рабочей поверхности 1 2 сферическогоньа. сборочных средств и исключает надобкольца 3 и предназначено для ввода плоскойность в применении свинчиваюших или свапружины 21 при монтаже, которая фиксирурочньц устройств, а это уменьшает эксалуащ ется от смешения с помощью выступа 34,мационные Расходы, упрощает обслуживание,входящего в углубление 35 замкового эленаключаеп монтажное повреждение соедннемента 20. цилиндрическая внутренняя пония и сокаашает время сборки.верхность 22 замкового элемента 20 сопряИа, фиои изображено шарнирное соедижена с поверхностью 26 конической поверхнение в уб, с частичным разрезом, общий,р ностью 36, взаимодействующей при сборкевид на фиг,. 2 - разрез по А-А на фиг. 1;ид,ф, р рс ниппелем 5. Такая конструкция замка 8на фиг. 3 - разрез по 5-Б на фиг. 1 и видобеспечивает уменьшение поперечных габапо ст елке Д, ие фиг. 4 н 5 - разрезы попо у Ж. фрнтов соединения. Количество замков 8 (иокон 10) зависит от диаметра соединяемыхВ-В и Г-Г на, фиэ. 2.Предлагаемое шарнирное соединениетруб 1 В труб и должно быть не менее двух, наприи 2 состоит, на сферического кольца 3 с ул- мер четыре.лотняющим элементом 4, ниппеля 5, муфты 6, фиксатора 7, афери-еского кольца и Фиксатор 7 ферическо7 -фе ического кольца 3 состозамка 8, ит из двух тождественных фиксирующих элеСферическое кольцо 3 служит замыкаю- Еб ментов 37 и плоских Т рки Т-об азных пружин 38ще-размыкаюшим звеном ссдинения, обеспе- и обеспечивает ст р ф ропо ение сфе ическогокольчнвает угловое смешение нцппеля д относи- ца ,. в начальный момй момент эксплуатационнойтельно муфты 6 и являепся одновременно сборки для придания цилиндрической полоскак силовым трансформирующим звеном, так ти 11 последнего соосного с трубой 1 пои базовым звеном герметизации, С.феричес- Ю ложения. Какд ф руай Ка ый фикси юший элемент 37неерасположение уплотнякицего элемента 4, а затем - вдиаметральной, плоскости до срабатывания фиксирующих элементов 37, т,е. входа под действием Т-образных пружин 38 выступов 39 фиксирующих элементов 37 в углубления 68 муфты 6 (положение 78).Эксплуатационная сборка (в буровых условиях) сведена к минимуму; обычным способом фиксируют у устья скважины нижнюю обсадную трубу 1 вверх муфтой 6, оснащенной зафиксированным сферическим кольцом 3 Ъ сборе, и с помощью подъемных средств 1 опускают трубу 3 ииппедем 5 до упора его торца в сферическоб гнездо 67 муфты 6, При этом фаска 72 ниппедя 5 под действием веса трубы 2 вначале отжимает подпружиненные замковые элементы 20, взаимодействуя с конической их поверхностью 36 и утапливая последние в окна 10 сферического кольца 3 (положение 79), а затем воз 1 действует на концевые выступы 40 фиксирующих элементов 37, поворачивая их и выводя выступы 39 из углублений 68 муфты 6. В конце хода ниппеля 5 под действиемплоских пружин 21 замковые элементы 20 входят в кольцевой прямоугольный паз 70 ииппеля 5, замыкая соединение.При необходимости разборка соединения производится в обратной последовательности после одновременного нажатия на конические поверхности 36 замковых элементов 20 с помощью штифтов (на чертеже не показано), помещенных в осевые каналы 73 ниппеля 5, и утапливания замковых элементов 20 в окна 10 сферического кольца З.положение 79).Таким образом, предлагаемое шарнирное соединение позволяет упростить стыковку обсадных труб и легко автоматизироватьпро- цесс срорки в буровых условиях, так как замком 8 и фиксатором 7 управляет сам ниппель 5 при его относительном перемещении, причем наличие расположения углубления 68 муфты 6 вне диаметральной (максимальной по сечению поперечной) плоскости гнезда 67 и двух элементов 37 принципиально исключает произвольную ориентацию сферичс:кого кольца 3, а покрытие фторопластом фаски 72 и поверхности цилиндрического утолщения 71 ниппеля 5 и наклейка уплотняюшего элемента 4 на торцовый кольце= вой выступ 13 сферического кольца 3 обес.печивают нормальный ввод конца ниппедя 5 в упдотняюший элемент 4 и герметизацию соединения. Формула изобретения 1. Шарнирное соединение труб, напримеробсадных стеклопластиковых большого диа,метра, со сферическим кольцом, оснащеннымэластичным уплотняюшнм элементом, ниппедем, разъемно сочлененным со сферическимкольцом, и муфтой, обхватывающей сферичесмкое кольцо, жестко связанной с трубой ир имеющей пазы для ввода сферического кольца и разворота его в диаметральную плоскостьгнезда,отличаюшееся тем,что, с целью повышения надежности соединения, оно снабжено фиксатором сферическогокольца, а сочленение ниппеля со сферическимкольцом Ьсуществдено с помощью несколькихс коническим скосом подпружиненных замковых элементов, размещенных в окнах сферического кольца и входящих в кольцевой сосевыми каналами паз ниппеля,;причем внутМЭренний торец сферического кольца снабженкольцевым выступом, охватываемым уплот-няющим элементом, контактирующим послесборки одновременно с гнездом муфты иниппелем.2, Соединение по и, 1, о т л и ч а ю -ш е е ся тем, что фиксатор сферическогокольца состоит из двух тождественных фик-сирующих элементов, выполненных в виде39 двуплечих подпружиненных рычагов, расположенньр в сквозных окнах сферического кольца с возможностью поворота в обшей мери-диональкой плоскости и взаимодействующихсвоими концами до и в начальный моментэксплуатационной сборки с соответствующими размещенными вне диаметральной плоскости углублениями в гнезде муфты и в конечный момент сборки и после нее - последовательно с торцом ниппеля и с его наруж-,ной цилиндрической поверхностью.фэ 3. Соединение по пн. 1 и 2, о т л ич а ю щ е е с я тем, что каждый из замковых элементов выполнен в виде плоскогокриволинейного вкдадьппа с пазом на периферийной поверхности, цилиндрическое дно45 которого контактирует с плоской пружиной,входящей своими концами в угдубдениясферического кольца, и снабжен ограничительными выступами, взаимодействующими с тупиковыми пазами соответствующего окнасферического кольца,4. Соединение по пп. 1 - 3, о т л и -ч а ю ш е е с я тем, что паз замковогоэлемента выполнен переменной глубины свозрастанием последней от средней плоскости к торцам. Ларина Техред А. Демьянова, Корректор Н. Ковалева дак аз 2466 ЦН7 П 2 5 .Тираж 1131И И Государственного кпо делам изоб113035, Москва, Ж ал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектн Подписноеомитета Совета Министретений и открытий