Штанга бурова і спосіб її виготовлення

 

Винахід відноситься до галузі гірничої справи, до бурового інструменту, а саме до бурової штанги для перфораторного буріння шпурів.

Відома шестигранна штанга бурова з центральним каналом, що включає хвостовик з висадженим буртом, а другий торець штанги виконаний з конічною посадковою поверхнею (див. ГОСТ Р 51681-2000. Пневматичні перфоратори. Штанги бурові).

Недоліками відомого інструменту є значна трудомісткість виготовлення з-за необхідності термообробки штанги після висадки бурта, а також недостатні міцність і термін служби у зв'язку з порушенням структури сталі в області бурту і з можливістю звуження центрального каналу.

Відома шестигранна штанга бурова з центральним каналом, що містить хвостовик і стрижень, між якими виконана канавка з розміщеним в ній збірним буртиком (див. патент РФ №2203382, МКИ7E21B 17/00), яка прийнята за прототип.

Недоліками відомого інструменту є значна трудомісткість виготовлення, а також недостатні міцність і термін служби у зв'язку з виконанням бурту збірним.

Метою пропонованого технічного рішення є збільшення терміну служби штанги при одночасному зниження� і хвостовик, між якими виконана кільцева канавка з розміщеним в ній буртом, згідно з технічним рішенням виконана як мінімум одна додаткова кільцева канавка, а бурт виконаний висадкою на кільцеві канавки, при цьому утворюють крайніх канавок, що примикають до хвостовика і стрижня, утворюють з ними тупий кут, а діаметр штанги, розміри канавок і бурту повинні задовольняти наступним співвідношенням

де h і a - відповідно глибина і ширина кільцевої канавки;

Dsі B0- мінімальний зовнішній діаметр штанги і висота бурту.

Утворюють кільцевих канавок виконані у формі дуг окружності.

Кільцеві канавки і виступи між ними утворені витками різьби.

У шестигранною штанзі мінімальний діаметр канавки знаходиться між діаметрами описаного і вписаного кола стрижня шестигранного стрижня.

Спосіб виготовлення бурової штанги, що полягає у виконанні кільцевих канавок в тілі штанги між стрижнем і хвостовиком з утворенням виступів між ними, нагріванні кільцевої заготовки бурту і висадки в бурт нагрітої заготовки на кільцеву проточку, згідно з технічним рішенням внутрішній отвір заготовки бурту виполненпов між ними.

Висота кільцевої заготовки більше сумарної ширини кільцевих канавок і утворених між ними виступів.

Конструкція і спосіб виготовлення пропонованої штанги пояснюються кресленням.

На фіг. 1 представлений загальний вигляд штанги;

На фіг. 2 - розріз А-А по буртом на фіг. 1;

На фіг. 3 - посадка бурту на штангу, вузол C на фіг. 1;

На фіг. 4 - розріз Б-Б по тілу стрижня штанги на фіг. 1;

На фіг. 5 - варіант посадки бурту на канавки з створюючими у формі трикутника;

На фіг. 6 - варіант посадки бурту на штангу з дрібними канавками;

На фіг. 7 - кільцеві канавки в штанзі з створюючими у вигляді дуг окружності (вузол Г на фіг. 6);

На фіг. 8 - кільцеві канавки в штанзі у вигляді різьблення (вузол Г на фіг. 6);

На фіг. 9 - кільцева заготівля бурту з шестигранним внутрішнім отвором.

Штанга бурова містить стрижень 1 (фіг. 1-4), виконаний, наприклад, з шестикутника, хвостовик 2, висаджений бурт 3, встановлений, наприклад, на двох кільцевих канавках 4 і 5 (фіг. 3) з утворенням виступу 6. Утворюють (на фіг. не вказані) кільцевих канавок 4 і 5, що сполучаються з виступом 6 і утворюють стержня 1, відповідно залишають прямий і тупий (більше 90 градусів) кути. Штанга включає центральний канал 7, а передній тор�ганною колу - «S», а діаметр описаного кола - «D» (Фіг. 4).

Найменший діаметр кільцевої канавки D0штанги з шестигранного стрижня 1 з метою забезпечення необхідної міцності з'єднання і виключення ослаблення міцності вибирається з умови S≤D0≤D, тобто знаходиться в межах максимального (D) і мінімального розміру (S) шестикутника. Висота «B0» бурту 3 (фіг.3) більше сумарної ширини кільцевих канавок «a» і бурту «c».

Твірна кільцевих канавок 4 і 5 (Фіг. 5) може бути виконаний у формі трикутника.

В бурової штанги між хвостовиком 2 і стрижнем 1 можуть бути виконана більше двох кільцевих канавок 8 (фіг. 6 і 7), на які висаджується бурт 3.

Кільцеві канавки в стержні 1 можуть бути виконані у вигляді різьблення 9 (фіг. 8) з кроком «t» і висотою витка «h».

У заготівлі 10 (фіг. 7) бурту 3 внутрішній отвір 11 може бути виконано відповідно поперечному перерізу стержня 1, наприклад, у вигляді шестикутника, при виготовленні штанги з шестигранною заготовки.

Спосіб виготовлення штанги

Спосіб виготовлення бурової штанги з висаживаемим буртом 3 (фіг. 1-3) включає виконання, як мінімум, двох кільцевих канавок 4 і 5 між стрижнем 1 і хвостовиком 2, виготовлення кільцевої заготовки 10 (фбольше висоти бурта 3. Далі здійснюється нагрів заготовки 10 бурту і її висадка на кільцеві канавки 4 і 5.

Монтаж штанги здійснюється наступним чином. У тілі штанги між стрижнем 1 і хвостовиком 2 виконуються, як мінімум, дві кільцеві канавки 4 і 5 (фіг. 1-4). Нагріта до температури, наприклад, 700-800°C заготівля 10 (фіг. 9) бурту 3 встановлюється навпроти канавок 4 і 5 і висаджується на виступ 6 з деформацією внутрішньої і зовнішньої поверхні заготовки до повного заповнення порожнин, утворених внутрішніми поверхнями заготовки і канавок 4 і 5.

При охолодженні бурту 3 відбувається зменшення внутрішнього діаметру і висоти "B" відповідно на величину:

ΔD=D0·α·ΔT

ΔB=B·α·ΔT.

З метою виключення утворення зазору між поверхнями бурту 3 і канавок 4, 5 зниження радіусу бурту 3 повинно перевищувати половину величини зменшення висоти бурта 3, тобто

0,5·ΔD0≥0,5·ΔB.

Для забезпечення зазначеного умови, беручи до уваги, що ширина горизонтальної частини канавок може скласти половину їх ширини, має бути дотримано наступне співвідношення

Враховуючи, що D0≈S, отримаємо

де Ds- мінімальний зовнішній �p>При охолодженні бурту 3, зменшення його висоти B0і внутрішнього діаметра торці виступу 6 обжимаються видавленими в кільцеві проточки ділянками бурту 3. Обмеження висоти канавок "h", згідно співвідношенню (1), забезпечує збереження посадки бурту 3 на стрижень 1 з натягом по всій висоті бурту 3.

Виконання твірної канавок 4 і 5 (фіг. 5) у формі трикутника дозволяє зменшити ширину «а» канавок 4 і 5.

При виконанні в стержні 1 більше двох канавок 8 (фіг. 6, 7) підвищується надійність з'єднання.

При виконанні в тілі штанги різьбовий проточки 9 (фіг. 8) заготівля штанги виготовляється стандартним інструментом.

При виготовленні кільцевої заготовки 10 (фіг. 9) з шестигранним внутрішнім отвором 11 температура нагріву заготовки може бути знижена при одночасному підвищенні якості висадки. Штанга бурова працює наступним чином.

При бурінні стрижень 1 і хвостовик 2 штанги відчувають значні осьову навантаження і крутний момент. Винос вибуреної породи, охолодження породоруйнівного інструменту (на фіг. не показаний) здійснюється подається по центральному каналу 7 робочою рідиною або повітрям. Виняток кування штанги для висадки бурту 3, додаткової термиѻа 7.

При роботі бурт 3 відчуває ударні осьові навантаження з боку обмежувача переміщення перфоратора (на фіг. не показаний). При висадці кільцевої заготовки бурту 3 порожнини, утворені поверхнями кільцевих канавок 4, 5 і бурту 3 (фіг. 3), повністю заповнюються деформованим металом заготовки бурту. Осьове навантаження, діюча на бурт 3, сприймається бічними поверхнями кільцевих канавок 4, 5.

При виконанні канавок 8 (фіг. 6 і 7) утворює у формі дуги кола підвищується заповнюваність канавок 8 деформованим металом бурту 3.

При виконанні проточек на штанзі у вигляді різьблення 9 (фіг. 8) істотно збільшується сумарна площа контакту бурту 3 зі штангою, на яку діє осьова навантаження.

Виконання кільцевої заготовки 10 у вигляді шестикутника 9 (фіг. 6) істотно знижує деформацію заготовки 10 при одночасному підвищенні якості з'єднання «бурт-штанга».

1. Штанга бурова, що містить стрижень і хвостовик, між якими виконана кільцева канавка з розміщеним в ній буртом, що відрізняється тим, що, з метою збільшення ресурсу штанги при одночасному зниженні трудомісткості виготовлення, виконана як мінімум одна додаткова кільцева канавка, а бурт вню, утворюють з ними тупий кут, а зовнішній діаметр штанги, кільцевої канавки і бурту повинні задовольняти наступним співвідношенням
haDS2B0,
де h і a - відповідно глибина і ширина кільцевої канавки;
Dsі B0- мінімальний зовнішній діаметр штанги і висота бурту.

2. Штанга бурова за п. 1, яка відрізняється тим, що утворюють кільцевих канавок виконані у формі дуг окружності.

3. Штанга бурова за п. 1, яка відрізняється тим, що кільцеві канавки і виступи між ними утворені витками різьби.

4. Штанга бурова за п. 1, яка відрізняється тим, що в шестигранною штанзі мінімальний діаметр канавки знаходиться між діаметрами описаного і вписаного кола стрижня шестигранного стрижня.

5. Штанга бурова за п. 1, яка відрізняється тим, що внутрішній отвір заготовки бурту виконано відповідно перерізу стрижня штанги.

6. Штанга бурова за п. 1, яка відрізняється тим, що висота кільцевої заготовки більше сумарної ширини кільцевих канавок і утворених між ними виступів.



 

Схожі патенти:

Пристрій для обертального занурення секцій робочого інструменту в грунт і секція робочого інструменту для цього пристрою

Винахід відноситься до шнековому буріння. Технічним результатом є надійне і безпечне виконання підйому робочого інструменту з горизонтального у робоче положення, а також швидке з'єднання (роз'єднання) секцій робочого інструменту, що виключає осьове переміщення секції щодо патрона. Пристрій для обертального занурення секцій робочого інструменту в грунт містить обертач, редуктор і патрон. Нижня частина патрона забезпечена захопленням і пружними фіксаторами, а у верхній частині порожнини патрона виконаний кишеня з циліндричної проточкою і поперечним наскрізним пазом. Підпружинені фіксатори забезпечені фіксуючими стрижнями, виконаними під поздовжні пази на оголовку секції робочого інструменту. Секція робочого інструменту забезпечена механізмом повороту, що включає дві обертові головки, розташовані на зовнішній бічній поверхні секції. Обертові головки кінематично зв'язані між собою і з поворотним фіксуючим елементом. 2 н. і 1 з.п. ф-ли, 9 іл.

Спосіб і пристрій для обслуговування секції колони труб, встановленої на свічник

Спосіб і пристрій для обслуговування секцій колони труб, розташованих на підсвічнику у вертикальному положенні. Технічним результатом є зменшення витрат часу при операції розбирання колони труб. Для обслуговування секцій колони труб встановлюють дистанційно керований маніпулятор біля одного з різьбових ділянок секцій колони труб; оснащують дистанційно керований маніпулятор інструментом, призначеним для очищення або мастила різьбового ділянки; і переміщують інструмент до підлягає обслуговуванню резьбовому ділянки для очищення або мастила різьбового ділянки. 2 н. і 9 з.п. ф-ли, 5 іл.

Протектолайзер

Винахід відноситься до нафтовидобувної промисловості, а саме до пристроїв для кріплення електричного кабелю і його захисту від механічних пошкоджень при спускоподъемних операціях на гидрозащитах. Технічний результат заявляється пристрою полягає в універсалізації протектолайзера шляхом створення посадкових місць, призначених для взаємодії з опорними поверхнями елементів гидрозащит різних виробників. Протектолайзер складається з корпусу 1 хомута і 2, з'єднаних рознімної з утворенням внутрішніх посадочних поверхонь. Корпус 1 і хомут 2 мають торці, розташовані в площині роз'єму і бічні поверхні. Корпус 1 протектолайзера забезпечений вузлом кріплення електричного кабелю. Кріплення електричного кабелю проводиться скобою 13 за допомогою невипадающих болтів 14. З першого торця 5 корпусу 1 внутрішня поверхня першого виступу 10 і внутрішня поверхня 16 другого виступу 11 виконані циліндричними. З другого торця корпусу 1 на першому виступі 10 внутрішня поверхня виконана циліндричної з виїмкою для опори на кріпильні елементи гідрозахисту. На другому виступі 11 внутрішня поверхня виконана циліндричної з виїмкою для опори на �ой, і з обох бічних поверхонь корпус 1 виконаний частково конусоподібним 22. Внутрішня поверхня 23 хомута 2 виконана у формі половини шестикутника, і з однієї бічної поверхні 7 хомут 2 виконаний частково конусоподібним. З протилежного торця на хомуті 2 встановлена бобишках 25. 1.з.п. ф-ли, 7 іл.

Протектолайзер

Винахід відноситься до пристроїв для кріплення і захисту кабельних ліній живлення електродвигунів заглибних насосних агрегатів для видобутку нафти. Технічний результат пристрою полягає в універсалізації протектолайзера створенням посадочних місць, взаємодіючих з опорними поверхнями елементів насосних секцій, вхідних модулів і газосепараторов різних виробників. Протектолайзер містить корпус 1 і хомут 2, сполучені рознімної з утворенням внутрішніх посадочних поверхонь. Корпус 1 протектолайзера забезпечений вузлом кріплення електричного кабелю. Вузол кріплення являє собою перший виступ 10 і другий виступ 11. З першої бічної поверхні 5 корпусу 1 внутрішня поверхня 15 першого виступу 10 і внутрішня поверхня 16 другого виступу 11 виконані циліндричними. З другої бічній поверхні корпуса 1 на першому виступі 10 і другому виступі 11 з внутрішньої сторони виконані упори 17 і 18 відповідно. Упори 17 і 18 мають вигляд призми з трикутною основою. Упори 17 і 18 спираються на опорні майданчики насосних секцій. З другої бічній поверхні корпуса 1 на поверхнях виступів, утворюють паз для електричного кабелю, виконані напрямні 23 у вигляді сса 1 в центральній частині виконана циліндричної, і з обох бічних поверхонь корпус 1 виконаний частково конусоподібним 26. Внутрішня поверхня хомута 2 виконана у формі половини шестикутника, і з однієї бічної поверхні 7 хомут 2 виконаний частково конусоподібним. 1 з.п. ф-ли, 7 іл. 7 мал.

Обсадна труба для свердловин в інтервалі вічної мерзлоти

Винахід відноситься до нафтогазової промисловості. Технічним результатом є запобігання зминання обсадних колон при зворотному промерзанні багаторічномерзлих порід в умовах простою або консервації свердловин. Обсадна труба (1) має зовнішню поверхню, твірна якої в перерізі виконана у вигляді виступів і западин трикутної форми або у вигляді хвилястої лінії. 2 іл.

Збірний буровий інструмент

Буровий інструмент для високообертового буріння в твердих гірських породах. Технічним результатом є зниження сили тертя між бурової штангою і стінкою свердловини. Буровий інструмент містить бурову коронку (2), з'єднану з бурової штангою (1) за допомогою з'єднувача (3) бурової коронки. Бурова штанга сформована секціями (11) бурової штанги. Кожна секція бурової штанги містить внутрішню секцію (111) штанги і порожнисту зовнішню секцію (112) штанги. Внутрішня секція штанги закріплена з можливістю обертання в зовнішній секції штанги. Внутрішні секції штанги з'єднані разом і формують внутрішню штангу (11') бурової штанги. Зовнішні секції штанги з'єднані разом і формують стійку зовнішню (12') бурової штанги. Внутрішня штанга з'єднана з вихідним валом силового агрегату, а зовнішня штанга жорстко з'єднана з корпусом силового агрегату. 13 з.п. ф-ли, 7 іл.

Спосіб виготовлення насосної штанги для глибинного насоса

Винахід відноситься до машинобудування і може бути використане при виробництві довгомірних насосних штанг, які є складовим елементом колони штанг глибинного насоса, який використовується при видобутку нафти. Пруток піддають механічній обробці та виправленні-поліровці. На кінцях прутка накочують різьбу, а перед різьбленням висаджують потовщення. На потовщення кожного кінця прутка встановлюють завзяте кільце і закріплюють. На різьбу нагвинчують з натягом різьбові головки. На одній різьбовий голівці виконують зовнішню і внутрішню різьбу. На інший різьбовий голівці виконують тільки внутрішню різьбу. На бічних поверхнях різьбових головок передбачені лиски. Використовують завзяте кільце з конічним отвором. Встановлення упорного кільця можуть виробляти під пресом в нагрітому або холодному стані. В результаті забезпечується підвищення надійності насосної штанги і зниження трудомісткості її виготовлення. 5 з.п.ф-ли, 4 іл.

Канатна насосна штанга

Винахід відноситься до насосних штангах, що використовується в установках для видобутку рідини з свердловин штанговими свердловинними насосами і штанговими гвинтовими насосами, і може бути застосована для видобутку нафти з нафтових похило-спрямованих свердловин, свердловин з бічними стволами, а також при видобутку високов'язких нафт. Канатна штанга, передавальна зворотно-поступальний рух і поздовжнє зусилля від поверхневого приводу до робочого органу свердловинного штангового насоса, складається з тіла штанги і голівки штанги з сполучної різьбленням. При цьому в якості тіла штанги використовується канат закритої конструкції з Z, X і Про-образними дротами, а в якості голівки штанги використовується закладення, що забезпечує рівномірне навантаження всіх дротів каната. Крім того, канатна насосна штанга може бути виконана з можливістю передачі обертального руху від поверхневого приводу до робочого органу свердловинного насоса, при цьому закладення забезпечені вузлом, предотвращающем проворот каната в закладенні. Технічний результат полягає в підвищенні ефективності роботи канатних штанг при експлуатації нафтових похило-спрямованих свердловин і нафтових свердловин з бічними стволами, а також

З'єднувальний пристрій насосної штанги для гвинтового насоса

Винахід відноситься до сполук насосних штанг для привода гвинтових насосів. Технічним результатом є підвищення міцності на кручення і стійкості до навантажень на розрив. З'єднувальний пристрій насосної штанги для гвинтового насоса містить накидну втулку з внутрішнім уступом з одного боку і внутрішньою різьбою з іншого боку, стрижень штанги, накидну гайку і позиціює гайку. Стрижень штанги виконаний з зовнішньою різьбою, а також клиновидним пазом на одному торці і з клиновидним виступом на іншому торці. При цьому з боку клиновидного виступу на стержні встановлені натискна гайка і спрямовуюча натискна втулка, всередині якої до контакту з її внутрішнім уступом на стрижень встановлена позиціонує гайка. Клиновидний виступ виконаний з можливістю його розміщення в клиновидном пазу сусіднього стрижня при з'єднанні останнього з направляючою накидною втулкою. 4 з.п. ф-ли, 2 іл.

Спосіб герметизації обмеженою прокладкою

Винахід відноситься до способів герметизації різьбових з'єднань обсадних труб, що застосовуються в нафтовій і газовій промисловості. Технічним результатом є забезпечення герметичності різьбового з'єднання обсадних труб при будь-яких навантаженнях і протягом усього терміну експлуатації. Суть винаходу полягає в тому, що в ньому використовуються локальні пружні і упругопластические деформації елементів нарізних з'єднань. Як пружнопластичної герметизуючого елемента використовується кільцева металева прокладка (4), що поміщається між торцями обсадних труб (1 і 2). Прокладка попередньо охолоджується в криостате, наприклад в рідкому азоті, після чого вона швидко встановлюється на призначене їй місце. Труби (1 і 2) швидко свинчиваются, щоб прокладка (4) не встигла нагрітися. При цьому прокладка (4) опиниться в скрутному положенні у напрямку поздовжньої осі обсадної колони. При прогріві прокладка розшириться, заповнивши зазор між поверхнями її розташування, але залишиться в стислому стані, подібно пружині, так як простір між герметизирующимися поверхнями не дозволить їй розширитися повністю. 4 іл.
Up!