КУЛАЧКОВОЕ СОЕДИНЕНИЕ БУРОВЫХ ШТАНГ

Техническое решение относится к горному делу и строительству, а именно к бурению скважин, и может быть использовано при прокладке трубопроводов с применением бестраншейных технологий, а также в других отраслях промышленности.
Известно соединение бурильных труб конической замковой резьбой для элементов бурильной колонны по ГОСТ Р 50864-96. Данное соединение надежно в работе, имеет открытый центральный канал для беспрепятственной подачи рабочей среды, обеспечивающей технологический процесс, и широко применяется при геологоразведочном бурении скважин. Однако в процессе работы происходит затяжка резьбовых соединений, вследствие чего отворачивание бурильных труб становится трудоемким и требует дополнительных технических средств.
Наиболее близким по технической сущности и совокупности существенных признаков является кулачковое соединение буровых штанг по патенту РФ №2279533, кл. E21B 17/046, опубл. 10.07.2006 г., включающее расположенные на концах штанг трехкулачковые полумуфты и хвостовик, закрепленный внутри одной из полумуфт, зафиксированный от продольного перемещения внутри другой полумуфты при помощи фиксатора, установленного в отверстия, выполненные перпендикулярно продольной оси калачкового соединения полумуфты и хвостовика, соосно с ней расположенного и имеющего наружный диаметр меньше внутреннего диаметра полумуфты на величину не менее двойной величины максимального допуска при изготовлении рабочих граней калачков относительно их номинального положения. Отверстие в хвостовике выполнено продолговатым в его поперечной плоскости с образованием боковых зазоров между наружным диаметром фиксатора и крайними точками внутренней поверхности продолговатого отверстия, лежащими на его горизонтальной оси. Величина этого бокового зазора равна величине зазора между наружным диаметром хвостовика и внутренним диаметром полумуфты, в которой последний зафиксирован от продольного перемещения, а ширина продолговатого отверстия равна диаметру фиксатора.
При известном кулачковом соединении буровых штанг не происходит их затяжки в отличие от резьбового соединения, но так же, как в аналоге, процесс сборки и разборки соединения трудоемок. К тому же, для работы требуются дополнительные технические средства (фиксаторы). Кроме того, размещение хвостовика внутри полумуфты полностью перекрывает центральный канал буровых штанг и делает невозможным подачу рабочей среды для обеспечения необходимого технологического процесса, что ограничивает возможность применения буровых штанг для выполнения различных технологических процессов.
Задачей предлагаемого технического решения является снижение трудоемкости процесса сборки-разборки соединения буровых штанг за счет включения фиксаторов в конструкцию буровой штанги и расширение технологических возможностей соединения за счет освобождения центрального канала штанг от хвостовика прототипа, а также повышение надежности устройства за счет упрощения конструкции.
Решение этой задачи обеспечивается тем, что в кулачковом соединении буровых штанг, включающем кулачки, выполненные на концах буровых штанг, согласно техническому решению для соединения буровых штанг кулачки на конце одной буровой штанги снабжены фиксаторами, имеющими возвратный механизм, а кулачки на конце другой буровой штанги снабжены муфтой, имеющей отверстия для этих фиксаторов.
Снабжение кулачков на конце одной буровой штанги фиксаторами, имеющими возвратный механизм, а на конце другой буровой штанги муфтой, имеющей отверстия для этих фиксаторов, позволит исключить необходимость в дополнительных технических средствах для сборки-разборки кулачкового соединения, тем самым снизит трудозатраты и повысит надежность. Также предлагаемое техническое решение позволит освободить центральный канал буровой штанги для подачи рабочей среды, что расширит возможность применения буровых штанг для различных технологических процессов.
Сущность предлагаемого технического решения иллюстрируется примером конкретного исполнения и чертежом, на котором показан общий вид кулачкового соединения буровых штанг.
В предлагаемом кулачковом соединении на конце буровой штанги 1 выполнены кулачки 2, снабженные фиксаторами 3, имеющими возвратный механизм 4. На конце буровой штанги 5 выполнены кулачки 6, снабженные муфтой 7, имеющей отверстия 8 для фиксаторов 3.
Сборка-разборка кулачкового соединения буровых штанг 1, 5 (далее - штанги 1,5) производится следующим образом.
Для сборки штанг 1,5 необходимо конец штанги 1 завести в муфту 7 штанги 5 таким образом, чтобы фиксаторы 3 заняли положение напротив отверстий 8 в муфте 7. При движении штанги 1 ее кулачки 2 совмещаются с кулачками 6, выполненными на конце штанги 5. После того как фиксаторы 3, выступающие за наружный диаметр штанги 1, дойдут до торца муфты 7, при дальнейшем движении штанги 1 они начнут перемещаться внутрь штанги 1. Как только торцы фиксаторов 3 уйдут внутрь штанги 1, она пройдет дальше до совмещения фиксаторов 3 с отверстиями 8 в муфте 7. После этого под действием возвратного механизма 4 фиксаторы 3 возвращаются в исходное положение, при котором они выступают за наружный диаметр штанги 1, тем самым обеспечивается сборка предлагаемого кулачкового соединения буровых 1, 5.
Для разборки штанг 1, 5 необходимо фиксаторы 3 штанги 1 переместить внутрь штанги 1 до тех пор, пока торцы фиксаторов 3 не уйдут за наружный диаметр штанги 1. После этого надо разъединить кулачки 2 и калачки 6, что обеспечит разборку кулачкового соединения буровых штанг 1, 5. При выходе фиксаторов 3 из муфты 7, под действием возвратного механизма 4 фиксаторы 3 возвратятся в исходное положение, при котором они выступают за наружный диаметр штанги 1.