АВТОСЦЕП АК

ОПИСАНИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ. 1. Название полезной модели.
Название полезной модели - Автосцеп АК - состоит из следующих элементов:
Автосцеп - обозначает назначение устройства (автоматическое сцепное устройство). А-сокращенно от Автосцеп.
К-сокращенно от фамилии разработчика - (Казаков). После названия указывается модификация элементов автосцепа: Р - конструкция сцепного элемента - цанги - (разборная). О - первая цифра - вариант установки разборной цанги:
1- установка в кольцевой проточке головки хвостовика
2- установка в стакане
3- установка при помощи пружинного кольца
О - вторая цифра - вариант резьбовой части головки хвостовика:
1 - внутренняя ;2 - наружная .
О - третья цифра - вариант диаметра резьбы хвостовика: 1.- Ш19 ГОСТ13877-96; 2.- Ш22 ГОСТ13877-96; 3.-1II24 ГОСТ 13877-96. Например:Автосцеп АК Р-1.2.2.
Расщифровка: автоматическое сцепное устройство конструкции Казакова, с разборной цангой, установленной в кольцевой проточке головки хвостовика, имеющее наружную присоединительную резьбу 1Л22 ГОСТ 13877-96.
2.Область техники, к которой относится полезная модель. Автоматическое сцепное устройство (автосцеп) применяется в штанговых глубинных насосах (ШГН), предназначенных для добычи нефти.
Автосцеп используется для соединения штанговой колонны (являющейся передаточным звеном силового привода) со штоком пллгнжера невставного штангового насоса (предварительно спущенного в скважину на насосно - комрессорных трубах).
3. Уровень техники.
Наиболее близким аналогом предлагаемой полезной модели - является Автосцеп АКТ-2 - конструкции КомгортаВ.В. (патент№2115031). Функциональные части прототипа - цанга, хвостовик и втулка аналогичны таким же функциональным частям в полезной модели.
Принцип действия прототипа - аналогичен принципу действия полезной модели.
Материал, из которого изготовлены детали прототипа - аналогичен материалу, из которого изготовлены детали полезной модели. Конструкция прототипа (Фиг. 1) предусматривает сборку деталей в следующем порядке:
-цанга (цоз.1) устанавливается на хвостовик (поз.2) через резьбовую часть хвостовика (А), затем наворачиваются контргайка (поз. 5) и муфта (поз.4).Определённое положение муфты фиксируется контргайкой. Диаметр присоединительной резьбы - max Ш19.
3.1. К недостаткам конструкции прототипа относятся: а).фиксация муфты контргайкой на резьбе хвостовика, т.к. такое соединение приводит к образованию опасного сечения в хвостовике (по плоскости контакта муфты и контргайки), в котором происходит концентрация напряжений.
6). взаимозависимые размеры (по условиям сборки - наружный диаметр резьбовой части хвостовика зависит от внутреннего диаметра цанги), которые не позволяют:
-увеличить прочность резьбовой части хвостовика за счет увеличения диаметра резьбы;
-вьшолнить конструкцию резьбовой части головки хвостовика в соответствии с ГОСТ 13877-96.
3.2. Недостатки конструкции прототипа приводят: а), к разрушению хвостовика по опасному сечению при возникновении критических нагрузок вследствие заклинивания насоса, динамических ударов, и др.;
б), к самоотворачиванию контргайки (гидравлическое воздействие пластовой жидкости, температурное расширение и др.).
4. Суш;ность полезной модели.
В конструкции полезной модели (Фиг.2);(Фиг.З) устранены недостатки прототипа, отмеченные в п.п. 3.1.а), 3.1.6).
4.2. Конструкция резьбовой части хвостовика изменена и выполнена в соответствии с ГОСТ 13877-96.
Существенным признаком, необходимым для достижения результатов, указанных в п.п. 4.1 и 4.2. является изменённая в полезной модели конструтсция цанги (поз. 1), которая выполнена разборной.
Конструкторское решение - применить цангу разборную - является единственно-возможным способом увеличить прочность автосцепа, не увеличивая при этом радиальных размеров всех деталей.
5. Перечень фигур чертежей.
Фиг.1 - сборочный чертёж прототипа (крайнее верхнее - рабочее положение):
А - направление посадки цанги на хвостовик. 1 - цанга ; 2 - хвостовик ; 3 - втулка ; 4 - муфта ; 5 - контргайка .
Фиг.2 - сборочный чертёж полезной модели (крайнее верхнее рабочее положение):
А- резьба внутренняя (вариант), 1 - цанга разборная ; 2 - хвостовик ; 3 - втулка. Фиг.З - сборочный чертёж полезной модели (крайнее нижнее положение):
А - резьба наружная (вариант 2), 1 - цанга разборная ; 2 - хвостовик; 3 - втулка. п Фиг.4 - варианты исполнения и сборки деталей полезной модели: 4.1-цанга разборная устанавливается в кольцевой проточке ловки хвостовика. А - направление установки двух половин цанги разборной. S-кольцевая проточка головки хвостовика. 1 - цанга разборная из двух половин; 2 - хвостовик; 4 - фиксатор. 4.2-цанга разборная устанавливается в стакане. Л - направление посадки стакана на хвостовик. -направление установки двух половин цанги. 5-фиксация цанги завальцовкой кромки стакана. 1 - цанга разборная из двух половин; 2 - хвостовик; 4 - стакан. 4.3 - цанга разборная устанавливается в пружине. А - направление посадки пружинного кольца на хвостовик. Б - направление установки двух половин цанги . 1 - цанга разборная; 2 - хвостовик; 4 - пружинное кольцо. Фиг.5-схема соединения штанговой колонны с плунжером ШГН и помощи составных частей автосцепа. А - направление соединения. JJ - штанговая колонна в сборе с хвостовиком автосцепа. В - плунжер ШГН в сборе со втулкой автосцепа. Г-колонна НКТ.
6. Сведения, подтверждающие возможность осуществления
полезной модели.
На Фиг.2 представлен автосцеп в крайнем верхнем - рабочем положении. Конструкция полезной модели состоит из следующих деталей:
1 - цанги разборной; 2 - хвостовика; 3 - втулки. На Фиг.5 представлена схема соединения составных частей автосцепа при монтаже.
Штанговый глубинный насос (ШГН) спускается в скважину в сборе с насосно-компрессорными трубами (ШСТ). В верхней части плунжера насоса закреплена втулка автосцепа. Чтобы привести в действие механизм насоса, необходимо жестко соединить плунжер насоса с приводом (станком-качалкой). Эту функцию выполняет автосцеп. Хвостовик автосцепа, в сборе с цангой опускается внутрь НКТ на штангах и входит во втулку. Лепестки цанги при входе во втулку сжимаются. При дальнейщем перемещении хвостовика в крайнее нижнее положение (Фиг.З) - лепестки цанги входят в кольцевую проточку втулки и разжимаются, при этом цанга образует со втулкой жесткое соединение. При обратном ходе штанговой колонны вверх, конусная часть хвостовика заклинивается в конусной части цанги (Фиг.2 - крайнее верхнее положение). При
дальнейшем движении штанговой колонны вверх, начинается рабочий ход насоса.
Цанга в конструкции автосцепа выполняет роль клиновой прокладки для заклинивания хвостовика в рабочем положении и в динамике испытывает только сжимающие нагрузки.
Воздействие нагрузок, приводящих к разрушению резьбовой части хвостовика у прототипа, скомпенсировано увеличением диаметра резьбовой части хвостовика у полезной модели, благодаря изменению конструкции цанги - выполнению цанги разборной.