МУФТА ДЛЯ БУРОВЫХ СТАВОВ
COUPLING FOR RODS

Изобретение относится к бурению скважин станками вращательного бурения и может быть использовано в горнодобывающей и других отраслях промышленности.
Известны муфты (шарниры) для буровых стволов, включающие кулачковые соединения ведущего элемента с ведомым (см. С.С.Сулакшин, В.В.Кривошеев и др. Решение геолого-технических задач при направленном бурении скважин. М.: Недра, 1989, с.106, рис.42).
Недостатком такой муфты является повышенное трение на стыке ведущего и ведомого элементов.
Известны также муфты (шарниры) для буровых ставов, включающие шарнирный палец (ведомый элемент) с полусферическим торцом и четырьмя фигурными штифтами, контактирующими с ведущим элементом (корпусом) (см. С.С.Сулакшин. Направленное бурение. М.: Недра, 1987, с.177, рис.V8б). Недостатком этого технического решения так же как и предыдущего, является повышенное трение фигурных штифтов о внутренние стенки штифтов.
Наиболее близким техническим решением является муфта (шарнир), состоящая из полого шарового пальца (ведущий элемент), соединяющегося с корпусом ведомого элемента шариковым фиксатором, размещаемым в прямолинейных углублениях (там же, стр.177, рис.V8а). Недостатком такого технического решения является изменение зазора между шариковыми фиксаторами и стенками углублений, из-за чего резко ограничивается угол перекоса ведомой части бурового става относительно ведущей части бурового става.
Указанные недостатки приведенных технологических решений ограничивают их технологические возможности.
Целью настоящего изобретения является повышение технологических возможностей муфт (шарниров) буровых ставов.
Указанная цель достигается тем, что в известных муфтах для буровых ставов, включающих ведущий и ведомый элементы, ведущий элемент выполнен в виде усеченной с двух сторон сферы с конусным резьбовым отверстием по оси, снаружи в ней на диаметрально-противоположных направлениях выполнены замкнутые сегментообразные канавки, а ведомый элемент выполнен разъемным с внутренними сферическими поверхностями, контактирующими со сферической поверхностью ведущего элемента, по внутренним поверхностям его также выполнены замкнутые сегментообразные канавки с размещением их, совпадающим с канавками на ведущем элементе, в смежных канавках ведущего и ведомого элемента размещены шарики, оси которых совпадают с линией разделения сферических поверхностей ведущего и ведомого элемента.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 показан продольный разрез по муфте, на фиг.2 поперечный разрез, на фиг.3 показан общий вид муфты с боку, на фиг.4 вид муфты сверху, на фиг.5 показан продольный разрез по муфте с перекосом ведомой части бурового става относительно ведущей части и на фиг.6 показан продольный разрез по муфте с несколькими шариками в одном желобе.
Муфта состоит из ведущего элемента 1, выполненного в виде усеченной с двух сторон сферы с конусным резьбовым отверстием 2 по оси. Снаружи по поверхности ведущего элемента в диаметрально противоположных направлениях выполнены замкнутые сегментообразные канавки 3.
Ведомый элемент 4 выполнен разъемным, состоящим из двух частей 5 и 6, которые имеют внутренние сферические поверхности, контактирующие со сферическими поверхностями ведущего элемента. На внутренних сферических поверхностях ведомого элемента выполнены сегментообразные углубления 7, которые размещаются против углублений 3 в ведущем элементе 1. В этих углублениях размещаются шарики 8. В стыковых частях ведомого элемента выполнены сквозные отверстия, через которые они соединены между собой винтами 9.
Верхняя часть ведомого элемента снабжена уплотнителем 9, который закрепляется к ведомому элементу винтами 11 через металлическое плоское кольцо 12.
К ведущему элементу через резьбовое соединение 2 присоединена ведущая часть бурового става 13, а ведомому соответственно 14.
Муфта работает следующим образом.
При вращении ведущей части бурового става 13 приводится во вращение ведущий элемент.
Задается перекос ведомой части бурового става относительно ведущей его части (фиг.5), при этом шарики смещаются относительно первоначального положения на угол, равный углу перекоса.
При вращении ведущего элемента вращение передается ведомому через шарики, при этом последние занимают положение то выше, то ниже горизонтальной оси.
За счет предложенного технического решения возможно снижение трения между шариками и корпусами ведущего и ведомого элемента, а также увеличение угла перекоса ведущей части бурового става относительно ведомой.