Механизм присоединения трубопроводов манифольдов в составе приустьевого оборудования
MANIFOLDS PIPELINES ATTACHMENT MECHANISM IN WELLHEAD EQUIPMENT

Изобретение относится к нефтегазовой промышленности и используется в качестве механизма для встречного присоединения трубопроводов двух манифольдов в составе приустьевого оборудования.
Известны установки с оборудованием, включающим манифольды в качестве фонтанной арматуры высокого давления, для проведения работ по строительству, эксплуатации и ремонту подводных скважин, RU №2632085 С2, Е21В 43/017, Е21В 33/035, 02.10.2017; RU №2606471 C1, Е21В 34/02, F16K 15/04, 10.01.2017; RU №2577345 С2, Е21В 21/08, 20.03.2016; RU №2567934 C1, Е21В 43/01, 10.11.2015; RU №2191888 С2, Е21В 43/013; Е21В 33/035, 27.10.2002; RU №2168614 C1, Е21В 43/00, 10.06.2001.
Известен узел манифольда для соединения насосных блоков с устьем скважины, содержащий основную линию, выполненную с возможностью соединения с устьем скважины и содержащую выпускные соединительные патрубки, компоновки шарнирно-сочлененных отводов, каждая из которых соединена с соответствующим выпускным соединительным патрубком, компоновку шарнирно-сочлененного трубопровода и вертлюг стойки, при этом, при использовании манифольда, каждая компоновка шарнирно-сочлененных отводов соединена с соответствующим насосным узлом и основная линия соединена с устьем скважины, соединяя тем самым насосные блоки с устьем скважины, RU №2629182 С2, Е21В 21/10, Е21В 43/267, 25.08.2017; RU №2572878 С2, Е21В 21/10, Е21В 43/267, 20.01.2016.
Известно вспомогательное устройство для эксплуатационного манифольда, выполненное в виде основания с возможностью подключения к эксплуатационному манифольду соединительных перемычек от соответствующей подводной устьевой арматуры, RU №2540739 С2, Е21В 43/017, 10.02.2015.
В известных устройствах признаков, тождественных заявляемому изобретению, не обнаружено.
Ближайший аналог для заявляемого изобретения - не найден.
В основу настоящего изобретения положено решение задачи, позволяющей обеспечить надежное выполнение механизмом присоединения трубопроводов манифольдов, улучшить конструктивное выполнение механизма, повысить его технологические и эксплуатационные возможности.
Технический результат настоящего изобретения заключается в жестком фиксировании и в предотвращении заклинивания конструктивных элементов при присоединении трубопроводов за счет выполнения упругой втулки с кольцевым сечением разрезной и с возможностью передачи усилия на цанговую втулку для ее закрытия, в обеспечении возможностей перемещения и ограничения перемещений конструктивных элементов цанговой и упругой втулок за счет их конструктивного выполнения, в проведении наладочных работ (регулировки) без разборки конструкции и в повышении безопасности и безотказности при эксплуатации.
Согласно изобретению механизм присоединения трубопроводов манифольдов в составе приустьевого оборудования включает корпус и цанговую втулку с полумуфтой.
Механизм содержит упругую втулку с кольцевым сечением.
Упругая втулка с кольцевым сечением выполнена разрезной и имеет возможность выполнения функции передачи усилия на цанговую втулку для ее закрытия.
При этом цанговая втулка содержит ограничительное кольцо от продольного перемещения, ограничивающее перемещение в продольном направлении полумуфты относительно корпуса.
Ограничительное кольцо от продольного перемещения выполнено со шпонкой, ограничивающей перемещение в осевом направлении полумуфты относительно корпуса.
Цанговая втулка содержит пальцы с внешней поверхностью.
Пальцы соединены с ограничительным кольцом от радиального перемещения и с подпятниками, ограничивающими в совокупности радиальное перемещение цанговой втулки.
Упругая разрезная втулка с кольцевым сечением установлена в сборном корпусе с возможностью перемещения в осевом направлении.
Сборный корпус включает в своем составе: внешний корпус, регулировочное кольцо с винтами в его радиально направленных отверстиях, фланец и стакан.
Внешний корпус, регулировочное кольцо, фланец и стакан объединены соединительным винтом.
А в стакане установлена направляющая втулка.
Стакан имеет возможность перемещения по корпусу и направляющей втулке.
Перемещение всего состава сборного корпуса ограничено направляющей втулкой и корпусом.
И перемещение упругой разрезной втулки с кольцевым сечением в крайнее правое положение осуществляется по внешней поверхности пальцев цанговой втулки.
А перемещение упругой разрезной втулки с кольцевым сечением в крайнее левое положение обеспечивает закрытие цанговой втулки и создание условий для надежного присоединения.
При этом винты в радиально направленных отверстиях регулировочного кольца, имеют возможность перемещения и тем самым регулирования степени напряженного состояния упругой разрезной втулки с кольцевым сечением, обеспечивая ее поджатие.
Заявителем не выявлены источники, содержащие информацию о технических решениях, идентичную настоящему изобретению, что позволяет сделать вывод о его соответствии критерию «новизна».
За счет реализации отличительных признаков изобретения (в совокупности с признаками, указанными в ограничительной части формулы) достигаются важные новые свойства объекта.
Выполнение упругой втулки с кольцевым сечением разрезной и с возможностью передачи усилия на цанговую втулку для ее закрытия гарантирует удобство регулировки ее поджатия при перемещении винтов регулировочного кольца в радиальном направлении, что обеспечивает надежное выполнение механизмом присоединения трубопроводов при жестком фиксировании и предотвращении заклинивания конструктивных элементов.
Выполнение цанговой втулки с ограничительным кольцом от продольного перемещения со шпонкой, каждые из которых ограничивают, соответственно, перемещение в продольном и осевом направлении полумуфты относительно корпуса, соединение пальцев с ограничительным кольцом от радиального перемещения и с подпятниками, ограничивающими в совокупности радиальное перемещение цанговой втулки, и установка упругой разрезной втулки с кольцевым сечением в сборном корпусе, позволяющие улучшить конструктивное выполнение механизма и обеспечить возможности, как перемещения, так и ограничения перемещений конструктивных элементов цанговой втулки и упругой разрезной втулки с кольцевым сечением.
Выполнение отверстий в корпусе фланца обеспечивает доступ к винтам регулировочного кольца, позволяя регулировать выдвижение этих винтов, и выполнение упругой втулки разрезной позволяет осуществлять, при необходимости, технологические операции без разборки конструкции, что повышает технологические и эксплуатационные возможности механизма.
Заявителю не известны какие-либо публикации, которые содержали бы сведения о влиянии отличительных признаков изобретения на достигаемый технический результат. В связи с этим, по мнению заявителя, можно сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию «изобретательский уровень».
Сущность изобретения поясняется чертежами, где изображены:
Фиг. 1 - «Механизм присоединения трубопроводов манифольдов в составе приустьевого оборудования», Общий вид в зафиксированном положении цанговой втулки упругой разрезной втулкой с кольцевым сечением в крайнем левом положении;
Фиг. 2 - «Механизм присоединения трубопроводов манифольдов в составе приустьевого оборудования», Общий вид при раскрытии цанговой втулки, перемещение упругой разрезной втулки с кольцевым сечением в крайнее правое положение;
Фиг. 3 - «Механизм присоединения трубопроводов манифольдов в составе приустьевого оборудования», Разрез А-А на фиг. 1;
Фиг. 4 - «Механизм присоединения трубопроводов манифольдов в составе приустьевого оборудования», Аксонометрия.
На фиг. 1-4 изображено:
Цанговая втулка - 1.
Полумуфта (для установки втулки 1, ограничивает продольные перемещения втулки 1) - 2.
Корпус (втулки 1) - 3.
Пальцы (втулки 1) - 4,
внешняя поверхность (пальцев 4) - 5,
ограничительное кольцо от продольного перемещения (ограничивает перемещение в продольном направлении полумуфты 2 относительно корпуса 3)-6,
шпонка (на кольце 6, ограничивает перемещение в осевом направлении полу муфты 2 относительно корпуса 3) - 7.
Ограничительное кольцо от радиального перемещения (ограничивает радиальное перемещение втулки 1 и соединено с пальцами 4) - 8.
Подпятники (ограничивают радиальное перемещение втулки 1 и соединены с пальцами 4) - 9.
Упругая разрезная втулка с кольцевым сечением - 10.
Сборный корпус (для втулки 10, осуществляет перемещение втулки 10 в осевом направлении) - 11.
Внешний корпус (корпуса 11) - 12.
Регулировочное кольцо с радиально направленными отверстиями (корпуса 11) - 13,
винты (в отверстиях кольца 13, регулирующие своим перемещением степень напряженного состояния втулки 10 и обеспечивающие надежные присоединения) -14.
Фланец (корпуса 11) - 15.
Стакан (корпуса 11)- 16.
Соединительный винт (для корпуса 12, кольца 13, фланца 15, стакана 16) - 17.
Направляющая втулка (для перемещения стакана 16) - 18.
Механизм присоединения трубопроводов манифольдов в составе приустьевого оборудования включает корпус 3 и цанговую втулку 1 с полумуфтой 2.
Механизм содержит упругую втулку 10 с кольцевым сечением.
Упругая втулка 10 с кольцевым сечением выполнена разрезной и имеет возможность выполнения функции передачи усилия на цанговую втулку 1 для ее закрытия.
При этом цанговая втулка 1 содержит ограничительное кольцо от продольного перемещения 6, ограничивающее перемещение в продольном направлении полумуфты 2 относительно корпуса 3.
Ограничительное кольцо от продольного перемещения 6 выполнено со шпонкой 7, ограничивающей перемещение в осевом направлении полумуфты 2 относительно корпуса 3.
Цанговая втулка 1 содержит пальцы 4 с внешней поверхностью 5.
Пальцы 4 соединены с ограничительным кольцом от радиального перемещения 8 и с подпятниками 9, ограничивающими в совокупности радиальное перемещение цанговой втулки 1.
Упругая разрезная втулка с кольцевым сечением 10 установлена в сборном корпусе 11 с возможностью перемещения в осевом направлении.
Сборный корпус 11 включает в своем составе: внешний корпус 12, регулировочное кольцо 13 с винтами 14 в его радиально направленных отверстиях, фланец 15 и стакан 16.
Внешний корпус 12, регулировочное кольцо 13, фланец 15 и стакан 16 объединены соединительным винтом 17.
А в стакане 16 установлена направляющая втулка 18.
Стакан 16 имеет возможность перемещения по корпусу 3 и направляющей втулке 18.
Перемещение всего состава сборного корпуса 11 ограничено направляющей втулкой 18 и корпусом 3.
И перемещение упругой разрезной втулки с кольцевым сечением 10 в крайнее правое положение осуществляется по внешней поверхности 5 пальцев 4 цанговой втулки 1.
А перемещение упругой разрезной втулки с кольцевым сечением 10 в крайнее левое положение обеспечивает закрытие цанговой втулки 1 и создание условий для надежного присоединения.
При этом винты 14 в радиально направленных отверстиях регулировочного кольца 13, имеют возможность перемещения и тем самым регулирования степени напряженного состояния упругой разрезной втулки с кольцевым сечением 10, обеспечивая ее поджатие.
Присоединения трубопроводов манифольдов осуществляют следующим образом.
Упругую фиксацию цанговой втулки 1 осуществляет упругая разрезная втулки с кольцевым сечением 10.
Упругая разрезная втулки с кольцевым сечением 10 выполняет функцию передачи усилия на цанговую втулку 1.
При перемещении упругая разрезная втулки с кольцевым сечением 10 в крайнее левое положение (Фиг. 1) происходит закрытие цанговой втулки 1 и создаются условия для присоединения трубопроводов.
Цанговая втулка 1 установлена на полумуфте 2, геометрия которой ограничивает продольные перемещения цанговой втулки 1.
Перемещение в продольном направлении полумуфты 2 относительно корпуса 3 ограничены ограничительным кольцом от продольного перемещения 6.
Перемещение в осевом направлении полумуфты 2 относительно корпуса 3 ограничены шпонкой 7 ограничительного кольца от продольного перемещения 6.
Перемещение в радиальном направлении цанговой втулки 1 ограничены ограничительным кольцом от радиального перемещения 8 и подпятниками 9, которые соединены с пальцами 4 цанговой втулки 1.
Перемещение в осевом направлении упругой разрезной втулки с кольцевым сечением 10 осуществляется сборным корпусом 11, состав которого объединен соединенным винтом 17 и который ограничен направляющей втулкой 18 и корпусом 3.
Между корпусом 3 и фланцем 15 сборного корпуса 11 размещено регулировочное кольцо 13, в радиально направленных отверстиях, которого установлены винты 14 (Фиг. 3).
Винты 14 своим перемещением регулируют степень напряженного состояния упругой разрезной втулки с кольцевым сечением 10, обеспечивающей выполнение надежного соединения трубопроводов.
Перемещение упругой разрезной втулки с кольцевым сечением 10 в крайнее правое положение (Фиг. 2) происходит по поверхности пальцев 4 цанговой втулки 1, геометрия которых совместно с геометрий полумуфты 2 обеспечивают раскрытие цангового соединения.
Для замены упругой разрезной втулки с кольцевым сечением 10, при необходимости, достаточно демонтировать соединительный винт 17 и внешний корпус 12 сборного корпуса 11, в освободившемся регулировочном кольце 13 выкрутить винты 14 и тем самым ослабить степень напряжения упругой разрезной втулки с кольцевым сечением 10. Изменение степени напряжения ее возможно без разборки механизма при помощи регулировки выдвижения винтов 14 через технологические отверстия во внешнем корпусе 12.
Предложенное техническое решение «Механизм присоединения трубопроводов манифольдов в составе приустьевого оборудования» может быть изготовлен промышленным способом, что подтверждают проектно-конструкторские и технологические проработки основных конструктивных узлах, а испытания опытных образцов, изучение и обоснование эксплуатационных режимов предложенного технического решения обусловливает, по мнению заявителя, соответствие его критерию «промышленная применимость».
Предложенное техническое решение позволяет:
- обеспечить надежное выполнение механизмом присоединения трубопроводов манифольдов;
- улучшить конструктивное выполнение механизма;
- повысить эксплуатационные возможности механизма;
- повысить технологические возможности механизма.