СОЕДИНЕНИЕ ШАРНИРНОЕ СКВАЖИННОГО ОБОРУДОВАНИЯ

Полезная модель относится к нефтегазодобывающей промышленности и, в частности, к шарнирным соединениям, применяемым в составе обсадных колонн, колонн подвесного оборудования, трубопроводов.
Известно соединение шарнирное в составе гибкой трубы для бурения горизонтальных скважин (А.с. №272218, Е 21 В 17/00, 03.06.1970, Бюлл. №19), в котором шарниры выполнены с направляющими втулками и снабжены кулачками, взаимодействующими через пружины и распорные стаканы с торцами шарниров направляющих втулок. Герметичность данного шарнирного соединения достигается благодаря применению резинового кольца, поджатого к сфере втулкой и запорным пружинным кольцом. Герметичность соединительной части обеспечивается благодаря применению другого резинового кольца.
Недостатком данного шарнирного соединения является размещение уплотнителей на внутренней стенке корпуса, что не технологично. Кроме того, заявляемое расположение уплотнительных колец, при работе устройства приводит к отжиманию кольца от уплотняемой поверхности и разгерметизации устройства.
Известно также соединение шарнирное, входящее в состав гибкой колонны труб (SU 1760076, Е 21 В 17/00, 17/20, 07.09.1992. Бюлл №33), представляющее собой муфту, состоящую из двух патрубков с цилиндрическими участками по концам, связанных шарнирными участками, которые выполнены в виде концентрично расположенных патрубков со сферическими наружными и внутренними поверхностями, и установленной в их полости гофрированной цилиндрической втулкой, связанной концами с цилиндрическими участками патрубков, и образующей с внутренней поверхностью сферических патрубков кольцевую полость.
Габаритные размеры данного шарнирного соединения (диаметр сферических поверхностей) значительно превышают диаметр колонны, что нежелательно, так как ведет к перекрытию канала перетока жидкостей по межтрубному пространству и затрудняет прохождение колонны в скважине, стенки шарнирного соединения и стенки скважины при этом быстро изнашиваются, высока вероятность кавернообразования в стволе. Кроме того, конструкция сложна и нетехнологична в изготовлении.
Задачей настоящей полезной модели является упрощение конструкции соединения шарнирного скважинного оборудования, повышение технологичности изготовления и износостойкости шарнирного соединения, эффективности его работы.
Задача решается тем, что в соединении шарнирном скважинного оборудования, включающем концентрично расположенные патрубки со сферическими поверхностями, внутренний патрубок выполнен с наружной сферической поверхностью, расположенной на посадочной части патрубка и прямолинейной внутренней поверхностью, а наружный патрубок со сферической внутренней поверхностью и прямолинейной наружной поверхностью, патрубки соединены с помощью накидной гайки, часть внутренней поверхности которой выполнена сферической, образующей вместе со сферической поверхностью наружного патрубка общую сферическую поверхность, ответную наружной поверхности внутреннего патрубка, между ответными сферическими поверхностями внутреннего патрубка и накидной гайки и между наружным патрубком и накидной гайкой выполнены радиальные уплотнения.
Полезная модель поясняется чертежом. На фиг. показано соединение шарнирное скважинного оборудования, общий вид.
Соединение шарнирное скважинного оборудования состоит из наружного патрубка 1 с внутренней сферической поверхностью 2, внутреннего патрубка 3 с наружной сферической поверхностью 4, накидной гайки 5, уплотнений 6 и 7.
Колонна, составленная из труб с соединением шарнирным, при прохождении в обсадной колонне или внутри открытого ствола принимает произвольное положение в канале в пределах свободного пространства внутри канала. При этом наружный патрубок 1 и накидная гайка 3 с общей сферической поверхностью воспринимают на себя нагрузку, за счет чего уменьшается осевое усилие, необходимое для проводки колонны внутри канала. Уплотнения 6 и 7 позволяют сохранить герметичность колонны при изменении угла между наружным 1 и внутренним патрубком.
Применение предлагаемого соединения шарнирного скважинного оборудования позволит:
- сократить время установки колонны, за счет упрощения шарнирного соединения труб;
- уменьшить износ стенок колонны и канала, за счет свободного прохождения колоны по каналу и практического исключения трения между стенками колонны и канала;
- сократить энергозатраты, необходимые для преодоления осевых усилий, возникающих при проводке колонны в стволе с малым радиусом изгиба.