EA 008135B1 20070427 Номер и дата охранного документа [PDF] EAPO2007\TIT_PDF/008135 Титульный лист описания [PDF] EAPO2007/PDF/008135 Полный текст описания EA200600547 20040917 Регистрационный номер и дата заявки NO20034158 20030918 Регистрационные номера и даты приоритетных заявок NO2004/000277 Номер международной заявки (PCT) WO2005/026494 20050324 Номер публикации международной заявки (PCT) EAB1 Код вида документа [eab] EAB20702 Номер бюллетеня [RU] УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАПИРАНИЯ РЕЗЬБОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ ТРУБ Название документа E21B 17/043 Индексы МПК [NO] Аас Бриньюлв Сведения об авторах [NO] НЭШНЕЛ ОЙЛВЕЛЛ НОРВЕЙ АС Сведения о патентообладателях [NO] НЭШНЕЛ ОЙЛВЕЛЛ НОРВЕЙ АС Сведения о заявителях
 

Патентная документация ЕАПВ

 
Запрос:  ea000008135b*\id

больше ...

Термины запроса в документе

Реферат

1. Устройство для запирания резьбовых соединений труб, в которых предусмотрены два резьбовых соединительных модуля (7, 8), имеющих свинчиваемые вместе участки, соответственно, с внутренней и наружной резьбой, содержащее первое запорное кольцо (1) и второе запорное кольцо (2), имеющие первую и вторую стороны, для запирания соединительных модулей в радиальном направлении относительно друг друга, отличающееся тем, что первая и вторая стороны запорных колец снабжены зубцами и промежуточными гнездами, причем первое кольцо (1) и второе кольцо (2) входят в зацепление друг с другом посредством соответствующих зубцов (4, 5) на первых сторонах колец, при этом указанные кольца имеют различное количество гнезд и зубцов (3, 6) на вторых сторонах, обращенных к соответствующим соединительным модулям (7, 8), выполненным с возможностью сцепления с соответствующим количеством гнезд (11, 12) и зубцов (9, 10) на плечике кромки соединительных модулей (7, 8) после разведения в осевом направлении колец (1, 2), при одновременном сохранении взаимного сцепления первого кольца (1) и второго кольца (2).

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что запорные кольца (1, 2) выполнены с возможностью скольжения в радиальном и осевом направлениях на плечиках (15, 16) соединительных модулей (7, 8).

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что запорные кольца (1, 2) на сторонах, обращенных к соединительным модулям (7, 8), снабжены зубцами (3, 6), имеющими прямые боковые стороны, и гнездами со скошенными сторонами.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что соединительные модули (7, 8) снабжены зубцами (9, 10) со скошенными боковыми сторонами и гнездами (11, 12) с прямыми сторонами.

5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что зубцы (3, 6, 9, 10) и гнезда (11, 12), которые входят в зацепление друг с другом, выполнены с допуском, достаточным для компенсации возможных незначительных деформаций запорных колец (1, 2).

6. Способ запирания резьбовых соединений труб, отличающийся использованием устройства, охарактеризованного в п.1, в котором устанавливают на плечиках (15, 16) соединительных модулей (7, 8) два запорных кольца (1, 2), выполненных с возможностью зацепления друг с другом посредством зубцов (4, 5) и гнезд, предусмотренных на их первых сторонах; свинчивают вместе соединительные модули (7, 8); вводят зубцы (3, 6) и гнезда на вторых сторонах запорных колец (1, 2) в зацепление с гнездами (11, 12) и зубцами (9, 10) соединительных модулей (7, 8) после свинчивания вместе указанных соединительных модулей; разводят кольца (1, 2) в осевом направлении; запирают запорные кольца (1, 2) относительно друг друга в осевом направлении при помощи запорных средств (13).

7. Способ по п.6, отличающийся тем, что запорные кольца (1, 2) разводят в осевом направлении вручную и запирают при помощи запорных болтов (13).

 


Полный текст патента

(57) Реферат / Формула:
Устройство для запирания резьбовых соединений труб, в которых предусмотрены два резьбовых соединительных модуля (7, 8), имеющих свинчиваемые вместе участки, соответственно, с внутренней и наружной резьбой, содержащее первое запорное кольцо (1) и второе запорное кольцо (2), имеющие первую и вторую стороны, для запирания соединительных модулей в радиальном направлении относительно друг друга, отличающееся тем, что первая и вторая стороны запорных колец снабжены зубцами и промежуточными гнездами, причем первое кольцо (1) и второе кольцо (2) входят в зацепление друг с другом посредством соответствующих зубцов (4, 5) на первых сторонах колец, при этом указанные кольца имеют различное количество гнезд и зубцов (3, 6) на вторых сторонах, обращенных к соответствующим соединительным модулям (7, 8), выполненным с возможностью сцепления с соответствующим количеством гнезд (11, 12) и зубцов (9, 10) на плечике кромки соединительных модулей (7, 8) после разведения в осевом направлении колец (1, 2), при одновременном сохранении взаимного сцепления первого кольца (1) и второго кольца (2).

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что запорные кольца (1, 2) выполнены с возможностью скольжения в радиальном и осевом направлениях на плечиках (15, 16) соединительных модулей (7, 8).

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что запорные кольца (1, 2) на сторонах, обращенных к соединительным модулям (7, 8), снабжены зубцами (3, 6), имеющими прямые боковые стороны, и гнездами со скошенными сторонами.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что соединительные модули (7, 8) снабжены зубцами (9, 10) со скошенными боковыми сторонами и гнездами (11, 12) с прямыми сторонами.

5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что зубцы (3, 6, 9, 10) и гнезда (11, 12), которые входят в зацепление друг с другом, выполнены с допуском, достаточным для компенсации возможных незначительных деформаций запорных колец (1, 2).

6. Способ запирания резьбовых соединений труб, отличающийся использованием устройства, охарактеризованного в п.1, в котором устанавливают на плечиках (15, 16) соединительных модулей (7, 8) два запорных кольца (1, 2), выполненных с возможностью зацепления друг с другом посредством зубцов (4, 5) и гнезд, предусмотренных на их первых сторонах; свинчивают вместе соединительные модули (7, 8); вводят зубцы (3, 6) и гнезда на вторых сторонах запорных колец (1, 2) в зацепление с гнездами (11, 12) и зубцами (9, 10) соединительных модулей (7, 8) после свинчивания вместе указанных соединительных модулей; разводят кольца (1, 2) в осевом направлении; запирают запорные кольца (1, 2) относительно друг друга в осевом направлении при помощи запорных средств (13).

7. Способ по п.6, отличающийся тем, что запорные кольца (1, 2) разводят в осевом направлении вручную и запирают при помощи запорных болтов (13).

 


008135
Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к механическому запорному устройству для резьбовых соединений труб, используемых в бурильных установках.
Предшествующий уровень техники
В процессе бурения для вращения и манипулирования бурильной колонной, проходящей вертикально по центру скважины, используют верхний привод или башенную бурильную машину. Башенные бурильные машины появились на рынке около 1980 г. для замены ведущих бурильных труб и буровых роторов, которые до этого времени были единственными доступными бурильными системами. Основная задача башенной бурильной машины состоит в приложении к бурильной колонне сверху момента вращения, вместо того, чтобы передавать его через трубу для роторного бурения. Система способна создавать вращение и нагнетать буровой раствор непрерывно во время бурения вследствие использования гидравлических или электрических двигателей, установленных над бурильной колонной. Башенные бурильные машины обычно используются на наземных бурильных установках. Башенная бурильная машина связана с верхом бурильной колонны непосредственно через стандартные резьбовые соединения, используемые в этой области техники.
Такие соединения содержат участки с наружной и соответствующей внутренней резьбой. Используются как резьбовые соединения, стандартизованные АНИ (Американским нефтяным институтом), так и резьба NC (американская укрупненная резьба). Дальнейшие спецификации доступны в стандартах
АНИ.
Некоторые машины используют ключ с ограничением по крутящему моменту для затягивания или ослабления соединения между бурильной машиной и бурильной колонной, например, следующих соединений:
между оборудованием буровой установки и промежуточным переводником (между башенной бурильной машиной и промежуточным переводником или перепускным переводником);
между промежуточным переводником и внутренним противовыбросовым превентером (IBOP);
между оборудованием буровой установки и внутренним противовыбросовым превентером;
между несколькими внутренними противовыбросовыми превентерами; и
между внутренним противовыбросовым превентером и предохранительным переводником.
Как альтернатива ключу с ограничением по крутящему моменту бурильное оборудование может быть снабжено резервным керноподъемником. В такой конструкции бурильный модуль оборудования используется в качестве силовой установки, обеспечивающей требуемый крутящий момент для затягивания или ослабления упомянутых соединений.
Для бурильного оборудования, снабженного резервным керноподъемником или задерживающим ключом, важно, чтобы соединение между ним и указанными выше элементами не повреждалось при освобождении оборудования от бурильной колонны. Взаимоблокировка обычно обеспечивается комплектом фланцев с внутренним коническим пазом, снабженных разъемными внутренними кольцами. Когда фланцы соединены болтами, внутреннее кольцо проталкивается по направлению к соединительным модулям, и осуществляется фрикционное запирание. Это обеспечивает надежное запирание, однако установка и демонтаж занимают много времени, кроме того, велик риск повреждения.
Сущность изобретения
Задача настоящего изобретения заключается в создании механического запорного устройства для резьбовых соединений труб в бурильных установках, обеспечивающего надежное запирание без использования фланцевых соединений.
Другая задача изобретения заключается в создании запорного устройства, которое могло бы применяться независимо от радиальной ориентации соединенных труб.
Следующая задача изобретения заключается в создании запорного устройства, которое было бы более быстрым и безопасным в эксплуатации по сравнению с используемыми в настоящее время фланцевыми конструкциями.
Перечень фигур, чертежей
Далее со ссылками на прилагаемые чертежи будет подробно описан пример осуществления изобретения, не вносящий каких-либо ограничений. На чертежах
фиг. 1 представляет в разобранном виде запорное устройство согласно изобретению;
фиг. 2 - в перспективе запорное устройство согласно изобретению;
фиг. 3 - в перспективе первое запорное кольцо;
фиг. 4 - вид сбоку первого запорного кольца;
фиг. 5 - вид сбоку в осевом направлении кольца по фиг. 3 и 4;
фиг. 6 - вид сбоку в осевом направлении кольца по фиг. 3 и 4;
фиг. 7 - вид сбоку кольца по фиг. 3 и 4 в разрезе по линиям А-А и В-В;
фиг. 8 - в перспективе второе запорное кольцо;
фиг. 9 - вид сбоку второго запорного кольца;
фиг. 10 - вид сбоку в осевом направлении кольца по фиг. 8 и 9;
фиг. 11 - вид сбоку в осевом направлении кольца по фиг. 8 и 9;
- 1 -
008135
фиг. 12 - вид сбоку кольца по фиг. 8 и 9 в разрезе по линиям А-А и В-В.
Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения
Изобретение предлагает устройство для запирания резьбовых соединений труб, используемых на буровых установках. Запорная конструкция содержит первое кольцо 1 и второе кольцо 2 с осевыми зубцами 3, 4, 5, 6 и соединительные модули 7, 8 с рядом гнезд и зубцов 9, 10, 11, 12. Запорное устройство предназначено для дополнительного закрепления соединения, помимо крутящего момента, прикладываемого в соответствии с настоящим описанием, до того, как кольца 1, 2 будут установлены на свои места и заперты.
Вследствие наличия ряда зубцов 3, 4, 5, 6 и их распределения, запирание может быть осуществлено независимо от радиального положения соединительных модулей 7, 8 относительно друг друга, после того, как завершено резьбовое соединение. Это возможно вследствие различного количества зубцов 3, 6 на первом и втором запорных кольцах 1, 2, а также их взаимного расположения. Первое 1 и второе 2 кольца имеют, соответственно, четное и нечетное количество зубцов 3, 6, а также имеется соответствующее количество гнезд 11, 12 в соединительных модулях 7, 8 бурильной машины или бурильной колонны, или в других соединениях. В представленном варианте на первом и втором кольцах предусмотрено, соответственно, семнадцать и восемнадцать зубцов 3, 6. Зубцы 3, 6 равномерно распределены по периферии колец, как показано на фиг. 2 и 4. Однако количество зубцов 3, 6 может отличаться от указанных значений, также как их размеры и распределение по периферии. Варьирование этих параметров вызывает изменение устойчивости системы к радиальному смещению двух соединительных модулей. Предпочтительные размерные соотношения показаны на прилагаемых чертежах.
Два запорных кольца 1, 2 в каждом соединении входят в зацепление друг с другом посредством ряда ориентированных в осевом направлении зубцов 4, 5, выполненных на первой кромке, соответственно, первого 1 и второго 2 запорных колец. В представленном примере на каждом кольце 1, 2 предусмотрено четыре зубца 4, 5. В процессе соединения резьбовых участков два запорных кольца 1, 2 соединяют впритык друг с другом как можно плотнее путем зацепления четырех зубцов 4, 5 с соответствующими гнездами или пазами. После соединения резьбовых участков запорные кольца 1, 2 разводят в стороны и поворачивают на плечиках 15, 16 соединительных модулей, чтобы ввести зубцы 3, 6 на внешней кромке первого 1 и второго 2 колец в зацепление с гнездами 11, 12, выполненными на двух соединительных модулях. Кольца могут быть отведены друг от друга вручную, механическим образом или другими средствами, а затем заперты при помощи запорных средств 13, например, болтов в полостях 14 одного из запорных колец 1, 2. Окончательное положение колец 1, 2 зависит от радиальной ориентации соединительных модулей относительно друг друга. Вследствие различного количества зубцов 3, 6 и их ориентации всегда будет существовать положение, в котором два запорных кольца 1, 2 одновременно зацепляются с гнездами 11, 12 двух соединительных модулей 7, 8. Таким образом, запорные кольца 1, 2 сцепляются между собой, и каждое из колец 1, 2 входит в зацепление, соответственно, с первым и вторым соединительными модулями 7, 8. Запорные кольца обеспечивают таким образом радиальную взаимную блокировку двух соединительных модулей 7, 8 относительно друг друга, что предотвращает их развинчивание.
Запорные кольца 1, 2 согласно представленному на чертежах примеру выполнены следующим образом. Первое кольцо 1 снабжено четырьмя зубцами 4 и гнездами для зацепления с имеющими идентичную форму зубцами 5 и гнездами второго кольца 2. Зубцы 4, 5 образуют сектор кромки кольца величиной 45°. Высота зубца равна 73 мм. Размеры гнезд соответствуют размерам зубцов 4, 5 с учетом необходимых допусков. Зубцы 3, 6 на противоположных сторонах колец 1, 2, то есть на сторонах, которые зацепляются с соединительными модулями 7, 8, сформированы различным образом на первом 1 и втором 2 запорных кольцах.
Первое запорное кольцо 1 снабжено нечетным количеством зубцов 3, выполненных на стороне, которая обращена к соединительному модулю 7. В примере по фиг. 3 количество зубцов 3 равно семнадцати, следовательно, имеется семнадцать гнезд. Половина зубца 3 и половина гнезда вместе образуют сектор кромки кольца величиной 10,59°. Каждый зубец 3 имеет высоту 10 мм, а размер каждого гнезда на соединительном модуле соответствует размеру зубца 3 с учетом необходимого допуска.
Второе запорное кольцо 2 снабжено четным количеством зубцов 6 на стороне, обращенной к соединительному модулю 8. В примере по фиг. 2 количество зубцов равно восемнадцати, следовательно, имеется восемнадцать гнезд. Половина зубца 6 и половина гнезда вместе образуют сектор кромки кольца величиной 10°. Каждый зубец 6 имеет высоту 10 мм, а размер каждого гнезда на соединительном модуле 8 соответствует размеру зубца 6 с учетом необходимого допуска.
Все перечисленные размеры могут варьироваться и должны выбираться с учетом размера соединительных модулей 7, 8 и величин сил, воздействующих на запорное устройство. Таким образом, все размеры приведены лишь в качестве примеров, и изобретение ограничено исключительно прилагаемой формулой.
- 2 -
008135
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Устройство для запирания резьбовых соединений труб, в которых предусмотрены два резьбовых соединительных модуля (7, 8), имеющих свинчиваемые вместе участки, соответственно, с внутренней и наружной резьбой, содержащее первое запорное кольцо (1) и второе запорное кольцо (2), имеющие первую и вторую стороны, для запирания соединительных модулей в радиальном направлении относительно друг друга, отличающееся тем, что первая и вторая стороны запорных колец снабжены зубцами и промежуточными гнездами, причем первое кольцо (1) и второе кольцо (2) входят в зацепление друг с другом посредством соответствующих зубцов (4, 5) на первых сторонах колец, при этом указанные кольца имеют различное количество гнезд и зубцов (3, 6) на вторых сторонах, обращенных к соответствующим соединительным модулям (7, 8), выполненным с возможностью сцепления с соответствующим количеством гнезд (11, 12) и зубцов (9, 10) на плечике кромки соединительных модулей (7, 8) после разведения в осевом направлении колец (1, 2), при одновременном сохранении взаимного сцепления первого кольца (1) и второго кольца (2).
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что запорные кольца (1, 2) выполнены с возможностью скольжения в радиальном и осевом направлениях на плечиках (15, 16) соединительных модулей (7, 8).
3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что запорные кольца (1, 2) на сторонах, обращенных к соединительным модулям (7, 8), снабжены зубцами (3, 6), имеющими прямые боковые стороны, и гнездами со скошенными сторонами.
4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что соединительные модули (7, 8) снабжены зубцами (9, 10) со скошенными боковыми сторонами и гнездами (11, 12) с прямыми сторонами.
5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что зубцы (3, 6, 9, 10) и гнезда (11, 12), которые входят в зацепление друг с другом, выполнены с допуском, достаточным для компенсации возможных незначительных деформаций запорных колец (1, 2).
6. Способ запирания резьбовых соединений труб, отличающийся использованием устройства, охарактеризованного в п.1, в котором устанавливают на плечиках (15, 16) соединительных модулей (7, 8) два запорных кольца (1, 2), выполненных с возможностью зацепления друг с другом посредством зубцов (4, 5) и гнезд, предусмотренных на их первых сторонах; свинчивают вместе соединительные модули (7, 8); вводят зубцы (3, 6) и гнезда на вторых сторонах запорных колец (1, 2) в зацепление с гнездами (11, 12) и зубцами (9, 10) соединительных модулей (7, 8) после свинчивания вместе указанных соединительных модулей; разводят кольца (1, 2) в осевом направлении; запирают запорные кольца (1, 2) относительно друг друга в осевом направлении при помощи запорных средств (13).
7. Способ по п.6, отличающийся тем, что запорные кольца (1, 2) разводят в осевом направлении вручную и запирают при помощи запорных болтов (13).
Фиг. 1
- 3 -
008135
Фиг. 4
Фиг. 5
Фиг. 6
- 4 -
008135
"-1 I-"
Фиг. 7
Фиг. 8
II1 1 П 1-И ГП1
И 1 п 1 II 1 III
LLJ_1_1-1-I_U1-1-U-
_II 1_II III 1 III
Фиг. 9
Фиг. 10
- 5 -
008135
Фиг. 12
Евразийская патентная организация, ЕАПВ Россия, 109012, Москва, Малый Черкасский пер., 2/6
- 6 -