Муфта гибкая

Полезная модель относится к нефтяному машиностроению и может быть использована для герметичного гибкого шарнирного соединения установок электроприводных центробежных насосов с насосно-компрессорными трубами, а также насосно-компрессорных труб между собой, при добыче нефти из наклонно-направленных и искривленных скважин.
Известна погружная насосная установка, содержащая размещенную в скважине колонну насосно-компрессорных труб, состоящую из последовательно соединенных между собой секций, и расположенный на спускаемом конце колонны насосный агрегат, состоящий из модульных секций, каждая из которых содержит корпус и продольную ось и имеет возможность ограниченного перемещения относительно друг друга, причем корпусы модульных секций связаны между собой при помощи накидной гайки, один из стыкуемых корпусов снабжен внутренней сферической расточкой, наружной резьбой под гайку, а другой - наружной сферической расточкой, а устройство ограниченного перемещения модульных секций относительно друг друга выполнено в виде пружинных стержней (пат. РФ №2076952, МПК F04B 47/02, опубл. 26.07.1994 г.).
Недостатком погружной насосной установки является низкая надежность устройства во время эксплуатации, вследствие быстрого износа уплотнений - при частых пусках и остановках установок электроприводных центробежных насосов, а также при передаче вращающего момента для поворота установки электроприводного центробежного насоса вокруг собственной оси в скважине, что требуется при ее аварийном извлечении.
Известна муфта гибкая, содержащая два корпуса, соединенных между собой посредством кольца со сферической наружной поверхностью, выполненного с крестовиной из пальцев, посредством которых кольцо соединено с корпусами (пат. РФ №2478836, МПК F04D 13/10, опубл. 28.07.2011 г.).
Недостатком муфты гибкой является низкая надежность герметичности муфты в процессе эксплуатации ее в скважине.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому объекту является муфта гибкая, содержащая два корпуса, соединенные между собой кольцом со сферической наружной поверхностью, выполненным с крестовиной из пальцев, посредством которых кольцо соединено с корпусами. На внутренней поверхности каждого из корпусов размещена резьбовая втулка с центральным отверстием и цилиндрическим хвостовиком, между наружной поверхностью которого и внутренней поверхностью корпуса установлено уплотнение из эластичного материала с регулировочным кольцом, упирающееся в сферическую наружную поверхность кольца с крестовиной из пальцев.
Недостатком муфты является низкая надежность герметичности муфты в процессе эксплуатации ее в скважине, т.к. уплотняющая способность эластичных материалов ухудшается со временем под воздействием высоких температур, давления и агрессивной окружающей среды (скважинной жидкости). В процессе спуска муфты в составе установок электроприводных центробежных насосов в искривленные скважины происходит многократный изгиб одного корпуса муфты относительно другого, вследствие чего образуется износ и притирка уплотнения к сферической поверхности кольца, ведущие к снижению усилия прижатия между ними, а конструкция устройства не позволяет компенсировать наличие данного отрицательного фактора, снижающего надежность герметичности муфты.
Задачей, решаемой полезной моделью, является обеспечение надежности герметичности узла в течение длительного времени под воздействием внешних факторов.
Поставленная задача достигается тем, что в гибкой муфте, включающей два корпуса, соединенные между собой кольцом со сферической наружной поверхностью, выполненным с крестовиной из пальцев, посредством которых кольцо соединено с корпусами, на внутренней поверхности каждого из корпусов размещена резьбовая втулка с центральным отверстием, между наружной поверхностью которого и внутренней поверхностью корпуса установлено уплотнение в виде кольца из эластичного материала с шайбой, упирающееся в сферическую наружную поверхность кольца, наконечники, соединенные с корпусом, герметизируемые уплотнительными кольцами, согласно предлагаемому техническому решению между шайбой и резьбовой втулкой установлена пружина, поджимающая через шайбу уплотнение. Кроме того, пружина может быть выполнена в виде пружинных колец и пружинных шайб.
На фиг. 1 показан общий вид муфты, на фиг. 2 - разрез А-А.
На фигурах позициями обозначены: 1 - корпус, 2 - сферическое кольцо, 3 - палец, 4 - втулка резьбовая, 5 - пружина, 6 - шайба, 7 - уплотнение, 8 - наконечник верхний, 9 - наконечник нижний, 10 - уплотнительное кольцо.
Муфту монтируют на насосно-компрессорных трубах, соединяя их между собой или между установкой электроприводного центробежного насоса и насосно-компрессорной трубой. За счет установки сферического кольца 2, соединяющего корпусы 1 муфты, их оси могут смещаться под углом друг относительно друга. Уплотнение 7 прижимается к наружной сферической поверхности кольца 2 пружиной 5, установленной между шайбой 6 и торцевой опорной поверхностью резьбовой втулки 4, обеспечивая тем самым постоянную силу прижатия уплотнения 7 к сферическому кольцу 2. Пружина 5 может быть выполнена в виде пружинных колец или пружинных шайб.
С целью удобства сборки конструкции втулка резьбовая 4 имеет шестигранную форму внутренней поверхности, обеспечивающую более надежный и усиленный вид сцепления ключа шестигранной формы и резьбовой втулки 4 при закручивании с усилием.
Герметичность соединения корпусов 1 с наконечниками 8 и 9 обеспечивается уплотнительными кольцами 10. Применение муфты гибкой с наконечниками 8 и 9 для сочленения установок электроприводных центробежных насосов с насосно-компрессорными трубами или между трубами обеспечивает гибкость этих узлов при сохранении герметичности места их сочленения.
При установке пружины 5 происходит постоянное поджатие уплотнения 7, что увеличивает надежность герметичности при воздействии высоких давлений и температуры, а также агрессивной среды.