МУФТА

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Полезная модель относится к муфтам штанговых колонн и может применяться в нефте- и газодобывающей областях промышленности.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Из уровня техники известна соединительная муфта (описание соединительной муфты по ГОСТ 31825-2012 «Штанги насосные, штоки устьевые и муфты к ним», п.4.4, 4.5, с.7, 9). В соответствии с описанием муфта соединительная выполнена в виде втулки с внутренней резьбой. Наружная поверхность втулки подвергнута упрочнению путём термообработки ТВЧ, либо имеет износостойкое покрытие высокой твёрдости в виде покрытия из ряда химических элементов в соответствии с табл.17 ГОСТа 31825-2012). При этом указанные покрытия не обеспечивают необходимой износостойкости насосно-компрессорных труб (НКТ) и муфт соединительных. Также указанный источник содержит сведения о переводных муфтах аналогичной конструкции.
Нанесение таких покрытия является сложным и требует больших затрат ресурсов. Кроме того, покрытие обладает высокой твёрдостью, в результате чего в ходе работы муфта значительно повреждает трубу НКТ.
Из уровня техники также известна соединительная муфта для штанговых колонн (RU 85936, опубл. 20.08.2009). Известная соединительная муфта включает в себя втулку с внутренней резьбой и наружным покрытием, при этом наружное покрытие втулки выполнено в виде охватывающего протектора с продольными выступами, причём протектор выполнен из материала повышенной износостойкости. В качестве материала повышенной износостойкости применяется композиционный материал: стеклопластик или полиамид с рубленными волокнами.
Известная соединительная муфта содержит выступы на поверхности, которые повышают гидродинамическое сопротивление. Кроме того, при применении в приводах винтовых насосов известная муфта создаёт дополнительную абразивную нагрузку на трубу НКТ.
РАСКРЫТИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ
Целью разработчиков настоящего технического решения модели заключалась в снижении износа оборудования колонны насосно-компрессорных труб.
В рамках этой достижения цели решались следующие задачи:
- снижение гидродинамического сопротивления соединительной муфты;
- снижение абразивной и ударной нагрузок на НКТ;
- дополнительной задачей было снижение абразивной нагрузки на трубу НКТ в случае применения соединительной муфты в приводе винтовых насосов.
Техническим результатом полезной модели является снижение износа оборудования колонны насосно-компрессорных труб.
Указанная задача решается, а технический результат достигается за счет того, что муфта, включает в себя
втулку;
наружное покрытие, выполненное в виде охватывающего протектора из полимерного материала, износостойкость которого выше износостойкости материала втулки, причём охватывающий проектор соединён с втулкой.
Муфта в соответствии с настоящим техническим решением отличается тем, что внешняя поверхность охватывающего протектора имеет по существу форму цилиндра, основание которого имеет форму, которая является границей выпуклой плоской фигуры.
Такая форма муфта постоянна по направлению вдоль колонны НКТ, не содержит выступов, благодаря чему увеличивается проходное сечение канала для жидкости в трубе НКТ. Использование более эластичного (по сравнению с металлическим протектором) полимерного материала снижает механическое воздействие на НКТ изнутри.
Отсутствие выступающих частей позволяет использовать муфту в приводах винтовых насосов, не подвергая оборудование дополнительным нагрузкам, которые обусловлены вращением, и снижая механическое воздействие муфты на НКТ.
Далее раскрытое техническое решение будет подробно описано со ссылкой на частные варианты его осуществления, иллюстрируемые прилагаемыми фигурами чертежей.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Техническое решение поясняется чертежами (фиг. 1 – фиг. 6), на которых изображены:
Фиг. 1 – изображение соединительной муфты в одном из вариантов осуществления технического решения сбоку с частичным разрезом.
Фиг.2 – изображение соединительной муфты в одном из вариантов осуществления технического решения в поперечном разрезе.
Фиг.3 – изображение соединительной муфты в одном из вариантов осуществления технического решения с торца.
Фиг.4 – изображение соединительной муфты в одном из вариантов осуществления технического решения с торца.
Фиг.5 – изображение соединительной муфты в одном из вариантов осуществления технического решения с торца.
Позициями на фигурах чертежей обозначены:
1 – втулка;
2 – охватывающий протектор.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ
Муфта в соответствии с раскрытым техническим решением, может представлять собой как соединительную, так и переводную муфту, не выходя за рамки технического решения.
Муфта включает в себя втулку 1, которая может содержать внутреннюю резьбу. Конструкция втулки может представлять собой любую из известных конструкций, в том числе представленных в ГОСТ 31825-2012. Втулка 1 выполняется металлической, например, из стали марки 40(45) или из стали марки 20Н2М. В качестве втулки 1 может быть использована муфта любой из известных конструкций с внутренней резьбой.
Муфта в соответствии с раскрытым техническим решением включает в себя наружное покрытие, выполненное в виде охватывающего протектора 2 из материала, включающего в себя полимерный материал, износостойкость которого выше износостойкости материала втулки 1, причём охватывающий протектор 2 соединён с втулкой 1. Охватывающий протектор 2 в предпочтительном варианте покрывает по существу всю боковую поверхность втулки 1, контактирующую в рабочем состоянии с НКТ.
В качестве такого материала предпочтительно может быть использован полимерный материал, такой, например, как полиамид, гроднамид, стеклопластик или другой известный полимерный материал, обладающий высокой стойкостью к износу. Дополнительно материал охватывающего протектора может также включать в себя армирующие волокна. Так, материал охватывающего протектора 2 может включать в себя стеклопластик или полиамид с рубленными волокнами.
Внешняя поверхность охватывающего протектора 2 имеет по существу форму цилиндра, основание которого имеет форму, которая является границей выпуклой плоской фигуры. Термин «по существу» предполагает, что форма может иметь фаски, технологические отверстия, пазы, некоторые неровности и незначительные отклонения от идеальной геометрической формы.
В предпочтительном варианте осуществления раскрытого технического решения внешняя поверхность охватывающего протектора 2 имеет по существу форму прямого цилиндра, основание которого имеет форму окружности (круглый цилиндр). В других вариантах осуществления настоящего технического решения внешняя поверхность охватывающего протектора 2 имеет по существу форму прямого цилиндра, основание которого имеет форму правильного шестиугольника, восьмиугольника (фиг.4) или двенадцатиугольника (фиг.5) (прямые призмы).
Под признаком «выпуклая фигура» необходимо понимать фигуру, которой принадлежат все точки отрезка, соединяющего любые ее две точки. В качестве такой фигуры может выступать круг, треугольник, многоугольник. Например, в случае, когда основанием цилиндра является окружность, она ограничивает круг.
При этом при толковании термина «цилиндр» следует понимать, что многоугольная призма является частным случаем цилиндра (Александров А. Д., Вернер А. Л., Рыжик В. И. Стереометрия. Геометрия в пространстве: Учеб. пособие для уч. ст. кл. и абитуриентов. — Висагинас, Alfa, 1998.— 576 с., страница 143), и в некоторых вариантах осуществления технического решения охватывающий протектор может иметь как форму прямого цилиндра (как показано на фиг.1-3), так и по существу форму выпуклой многоугольной призмы (как это показано на фиг.4-5). В вариантах осуществления, в которых охватывающий протектор имеет форму прямого цилиндра, основанием этого цилиндра предпочтительно является выпуклый многоугольник.
За счёт отсутствия выступов муфта обладает меньшим поперечным сечением, что снижает гидродинамическое сопротивление и абразивную нагрузку на НКТ. Кроме того, такая форма не создаёт препятствий вращению при применении муфты в приводах винтовых насосов.
В соответствии с раскрытым техническим решением охватывающий протектор 2 соединён с втулкой 1. Соединение охватывающего проектора 2 с втулкой 1 в одном из вариантов осуществления может осуществляться одновременно с изготовлением охватывающего протектора путём нанесения охватывающего протектора 2 на втулку литьём под давлением на втулку 1.
В другом варианте осуществления настоящего технического решения охватывающий протектор 2 может соединяться с втулкой путём приклеивания в заводских условиях или непосредственно перед спуском на площадке эксплуатации.
Настоящее техническое решение было подробно описано со ссылкой на предпочтительные варианты его осуществления, однако очевидно, что оно может быть осуществлено в различных вариантах, не выходя за рамки заявленного объёма правовой охраны, определяемого формулой полезной модели.