Захват для введения гибкой скрепки в кольцевую полость замкового соединения труб
GRABBER FOR INSERTING A FLEXIBLE FASTENER INTO ANNULAR CAVITY OF TOOL JOINT OF PIPES

Изобретение относится к буровой технике, а именно к принадлежностям замковых соединений секций обсадных труб, а также полых буровых колонн (шнековых и без реборды) другого назначения, требующих реверсирования направления вращения. Возможная область использования изобретения - инженерно-строительные, гидрологические, геологоразведочные изыскания, строительство буронабивных и буроинъекционных свай.
Известно (патент РФ на изобретение №264730), замковое реверсивное соединение секций полой буровой или обсадной колонны, содержащее ниппель и муфту, сопряженные друг с другом поверхностью, способной передавать крутящий момент, а также, по меньшей мере, одной проволочной скрепкой, воспринимающей осевое усилие. Скрепка выполнена в виде криволинейного гибкого стержня, размещенного в кольцевой полости, образованной канавками, выполненными в одной поперечной плоскости на сопрягаемых поверхностях муфты и ниппеля. Стенка муфты имеет сквозной фигурный паз, прямолинейная часть которого совпадает с кольцевой полостью и служит для введения в нее скрепки, а другая часть паза служит для размещения зацепа, образованного на конце скрепки, и имеет конгруэнтную ему форму, например в виде Г-образного отгиба проволочной скрепки. Зацеп предназначен для извлечения (вытягивания) скрепки из кольцевой полости замкового соединения при его разборке.
Введение гибкой скрепки в кольцевую полость замкового соединения при соединении муфты и ниппеля секций трубы, а также ее извлечение при его разборке, осуществляется общеизвестными подручными средствами в виде отвертки, молотка и плоскогубцев, поскольку специальный инструмент, предназначенный для этого, неизвестен. Однако, если извлечение скрепки с помощью упомянутых средств не вызывает принципиальных трудностей, то введение скрепки в кольцевую полость замка с их помощью является проблемой из-за сопротивления сил трения, препятствующей продвижению скрепки в кольцевой полости. Гибкость скрепки не позволяет приложить к ней усилие, достаточное для преодоления упомянутого трения, усугубляющегося, к тому же, абразивным загрязнением, естественным для условий использования этого оборудования.
Задачей изобретения является уменьшение трудоемкости и повышение удобства введения гибкой скрепки в кольцевую полость замкового соединения труб в процессе его сборки, при условии минимального зазора между скрепкой и стенками кольцевой полости для ее размещения, не вызывающего снижения несущей способности этого сопряжения. Непосредственным техническим результатом является предотвращение изгиба скрепки, препятствующего ее введению в кольцевую полость.
Поставленная задача решается тем, что захват для введения гибкой скрепки в кольцевую полость замкового соединения труб, содержащего муфту, ниппель и соединяющую их в осевом направлении скрепку, размещаемую в его кольцевой полости, выполнен в виде полукольца, с рукояткой, образованной на одном из его концов и расположенной в одной с ним плоскости. Внутренний радиус полукольца соответствует наружному радиусу муфты, на его внутренней поверхности выполнена кольцевая канавка для размещения скрепки, оканчивающаяся гнездом для соединения с зацепом скрепки, выполненным, по меньшей мере, на одном из концов полукольца.
Из соображений технологичности, гнездо может быть выполнено в виде поперечной канавки, пересекающейся с кольцевой канавкой.
Для повышения удобства работы в условиях ограничения пространства для манипуляций при введении скрепки, захват может быть снабжен дополнительным полукольцом, один из концов которого соединен с основным полукольцом шарнирно, а второй - быстроразъемным соединением.
Изобретение иллюстрируется чертежами, где на фиг. 1 показан захват для введения гибкой скрепки в кольцевую полость замкового соединения труб через прорезь в стенке муфты в ее внутреннюю кольцевую полость; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - вид Б на фиг. 1, на фиг. 4 - вид Б, вариант выполнения; на фиг. 5 - вариант выполнения захвата.
Захват для введения гибкой скрепки 1 в кольцевую полость 2, образованную канавками муфты 3 и ниппеля 4 замкового соединения труб, выполнено в виде полукольца 5, с рукояткой 6 на одном из его концов, расположенной в одной плоскости с полукольцом, внутренний радиус г которого соответствует наружному радиусу муфты. На внутренней поверхности полукольца 5 выполнена кольцевая канавка 7 для размещения скрепки 1, по меньшей мере, на одном конце оканчивающаяся гнездом 8 для соединения с зацепом 9 скрепки. При Г-образной форме зацепа 9 скрепки гнездо 8 выполнено в виде канавки на внутренней поверхности полукольца, расположенной поперек кольцевой канавки (фиг. 3), а при зацепе в форме петли - в виде округлого углубления (фиг. 4). Муфта 3 снабжена прорезью 10 в стенке для введения скрепки и размещения ее зацепа заподлицо с наружной поверхностью.
Захват работает следующим образом. Конец скрепки 1 через прорезь 10 в стенке муфты 3, насколько это возможно вручную, вводят в кольцевую полость 2. Накладывая захват на скрепку, соединяют ее зацеп 9 с гнездом 8 захвата, а саму скрепку размещают в кольцевой канавке 7 захвата. Затем, удерживая его охватывающую поверхность на поверхности муфты, поворачивают захват с помощью рукоятки 6 вокруг оси муфты в направлении, указанном на фиг. 1 и фиг. 5 стрелкой. При этом скрепка 1 входит в кольцевую полость 2, образованную муфтой и ниппелем, а суммарная сила F трения скрепки о стенки полости 2 и внутренней поверхности захвата по наружной поверхности муфты преодолевается усилием Р, приложенным к рукоятке 6. После того, как скрепка полностью войдет в кольцевую полость 2, а ее зацеп 8 попадет в предназначенный для его размещения паз в стенке муфты (не показан), заподлицо с ее наружной поверхностью, захват снимают. Замковое соединение готово к работе и может воспринимать осевое усилие.
Извлечение скрепки 1 производят следующим образом. Жалом отвертки (не показано), или иным подобным инструментом извлекают зацеп 9 скрепки из паза в стенке муфты на ее наружную поверхность, накрывают его гнездом 8 захвата, совмещая его внутреннюю часть с наружной поверхностью муфты, и вращая захват рукояткой 6 вокруг оси муфты, вытягивают скрепку из кольцевой полости 2. После этого муфту 3 можно отсоединить от ниппеля 4.
Вариант выполнения захвата, показанный на фиг. 5, снабжен дополнительным полукольцом 11, один из концов которого соединен с основным полукольцом шарниром 12, а второй - быстроразъемным соединением, например, в виде вилки 13, проушины 14 и съемного пальца 15 на гибкой связи 16 (фиг. 6). Основное полукольцо захвата имеет в средней части дополнительное гнездо 8 для соединения с зацепом скрепки, позволяющее ориентировать рукоятку, при соединении захвата со скрепкой, относительно ее начального положения, в наиболее удобном положении с точки зрения имеющихся ограничений свободного для манипуляций пространства.
Работа этого варианта захвата аналогична варианту, описанному выше. Имеющиеся отличия состоят лишь в том, что после соединения захвата со скрепкой и размещения его на муфте, полукольцо 5 замыкают вокруг муфты дополнительным полукольцом 11 с помощью съемного пальца 15. Это позволяет прикладывать к рукоятке значительно большую, чем в предыдущем варианте, величину усилия Р за счет того, что дополнительное полукольцо 11 удерживает захват на муфте, воспринимая ее реакцию R. Это облегчает манипуляции по введению и извлечению скрепки при сильном загрязнении замкового соединения абразивным грунтом, вызывающим повышенное трение, что является естественным для условий использования этого оборудования.
Таким образом, за счет предотвращения изгиба скрепки, вызванного сопротивлением сил трения, препятствующих ее введению, предложенный захват позволяет обеспечить удобную сборку замкового соединения, в том числе, в условиях его абразивного загрязнения и в стесненных условиях. Обеспечивая достижение упомянутого технического эффекта, техническое решение обладает при этом новизной и промышленной применимостью.