НИППЕЛЬНОЕ СОЕДИНЕНИЕ БУРОВЫХ ШТАНГ

Полезная модель относится к соединениям буровых штанг, а именно к резьбовым соединениям, и может найти применение при проходке восходящих и горизонтальных буровых скважин в подземных горных выработках.
Известно ниппельное соединение буровых штанг (С.Родионов и др. Горное и буровое оборудование. М., «Недра», 1983 г., с.295-296. Прототип). При ниппельном соединении буровых штанг в бурильную колонну соединительным элементом служит прорезной или гладкий ниппель, который представляет собой полый цилиндр, на наружных поверхностях концов которого выполнена цилиндрическая резьба - прямоугольная или трапециевидная. Соответствующей цилиндрической резьбой снабжены и внутренние поверхности концов соединяемых штанг. При этом стыковка между штангами производится не непосредственно между собой, а через центральную часть ниппеля, свободную от резьбы и предназначенную для захвата ниппеля ключом.
Недостаток вышеприведенного резьбового соединения буровых штанг заключается в том, что по мере воздействия на него изгибающих радиальных нагрузок в процессе работы, на торцах штанг образуются трещины и соединение разрушается.
Это происходит потому, что резьбовая часть выполнена либо непосредственно на стенке штанге без высадки последней вовнутрь, либо на высаженной части штанги, но с заходом на ее стенку, следовательно, снижается и прочность соединения
Поставлена задача - повысить надежность работы соединения за счет равнопрочности резьбовой и гладкой частей буровой штанги.
Эта задача решена следующим образом. Ниппельное соединение буровых штанг состоит из двух штанг, соединенных между собой ниппелем, с цилиндрической внешней резьбой на концах ниппеля, например прямоугольной, трапециевидной, треугольной. Резьба на штангах выполнена таким образом, что площадь сечения штанги на торце не менее площади сечения в основном теле штанги. При этом центральная часть ниппеля может иметь центрирующий буртик, а на концах штанг могут быть выполнены соответствующие кольцевые проточки.
Далее сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором с продольным вырезом по осевой линии изображено резьбовое соединение буровых штанг.
Ниппельное соединение состоит из буровых штанг 1 и 2, соединенных ниппелем 3, с цилиндрической внешней резьбой на концах ниппеля, например прямоугольной, трапециевидной, треугольной. При этом центральная часть ниппеля, свободная от резьбы имеет центрирующий буртик 4, а на концах штанг выполнены соответствующие цилиндрические проточки 5 и 6.
Резьбовые части буровых штанг 1 и 2 выполнены на утолщении стенок (высадке) 7 и 8 буровых штанг. Высадка выполняется на толщину, не менее высоты требуемого профиля резьбы, достаточную для ее выполнения без захода на границу 9 номинальной толщины стенки буровых штанг 1 и 2.
Таким образом, при воздействии изгибающих нагрузок на соединение штанг, концентратор разрушающих напряжений смещается с торца буровых штанг на резьбовую часть, выполненную на высаженной части буровой штанги.
Наличие буртика на центральной части ниппеля обеспечивает центрирование ниппеля относительно штанг, а равные площади сечения на торце и в основном теле штанги способствуют повышению надежности соединения за счет равной нагрузочной способности основного тела штанг и места стыка двух штанг.
Технический эффект полезной модели заключается в снижении разрушающих нагрузок на торцах буровых штанг бурильной колонны и, как следствие, повышении надежности работы соединений буровых штанг.