УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДВЕСКИ СПЕЦИАЛЬНОЙ ДЛИННОМЕРНОЙ ПЛАСТИКОВОЙ ТРУБЫ
SUSPENSION DEVICE FOR SPECIAL LONG-LENGTH PLASTIC TUBE

Изобретение относится к нефтегазодобывающей отрасли, в частности - к устройствам для работы со специальными армированными пластиковыми трубами, по которым обеспечивается доставка флюидов из пласта на поверхность земли.
Известно устройство для соединения гибких металлических труб с забойным инструментом, содержащее переводник, уплотнительное кольцо, нажимную гайку, клиновой захват с элементами на внутренней поверхности в виде острых гребней, увеличивающих трение [1].
Недостатком данного соединения, применительно к пластиковым трубам, является его малая прочность при действии нагрузки вдоль трубы.
Известно устройство для соединения гибкой металлической трубы с забойным инструментом [2], содержащее корпус, внутренняя поверхность нижней части которого имеет резьбу для соединения с забойным инструментом, средняя часть на внутренней поверхности имеет кольцевую проточку под уплотнительное кольцо, верхняя часть выполнена с внутренней конической поверхностью конусом вверх, а наружная поверхность соединена с внутренней цилиндрической поверхностью нажимной гайки, причем верхняя часть нажимной гайки выполнена усеченно-конической формы с радиальными проточками, образующими ребра и имеющими кольцевые канавки, под которыми расположены демонтажные отверстия клинового захвата, выполненного в виде клиновых плашек, расположенных в зазоре между внутренней конической поверхностью верхней части корпуса и наружной стенкой гибкой металлической трубы.
Недостатком этого устройства является то, что при использовании пластиковой трубы последняя будет иметь малую силу трения между внешней поверхностью трубы и клиновым захватом, не обеспечивающим подвеску длинномерной пластиковой трубы и ее удержание в этом положении. Также при увеличении прижатия клинового захвата к трубе последняя будет деформироваться, не обеспечивая подвеску этой трубы.
Наиболее близким по технической сущности к заявленному устройству является выбранное в качестве прототипа устройство для подвески гибких труб на устье скважины [3], включающее цилиндрический трубчатый корпус, зажимное устройство с уплотнением, трубчатым элементом и уплотнительным узлом, при этом трубчатый элемент соединен с корпусом посредством резьбы.
Недостатком этого устройства является то, что при использовании пластиковой трубы, как в предлагаемом случае, зажимное устройство не будет обеспечивать достаточную силу трения между внешней поверхностью трубы и элементами зажимного устройства, что не даст возможности надежной подвески длинномерной пластиковой трубы и ее удержания в этом положении. Если же увеличивать прижатие элементов зажимного устройства к поверхности трубы, то последняя будет деформироваться, менять свою форму, что опять же не будет обеспечивать подвеску этой трубы.
Целью изобретения является создание устройства, обеспечивающего надежную подвеску специальной длинномерной армированной пластиковой трубы к подвесному фланцу фонтанной арматуры и удержание ее в этом положении при эксплуатации.
Указанная цель достигается тем, что предлагаемое устройство содержит корпус цилиндрической трубчатой формы. Корпус у верхнего торца на внутренней поверхности имеет уступ в виде расточки до большего диаметра, на боковой поверхности которой расположена резьба для соединения с верхним трубчатым упором, выполненным также с уступом: на внешней цилиндрической поверхности упора с большим диаметром, в нижней ее части, образована резьба, с помощью которой он вворачивается в корпус, а с помощью резьбы в верхней части этой же поверхности упор соединяется с подвесным фланцем фонтанной арматуры. Часть же упора с меньшим диаметром, равным меньшему внутреннему диаметру корпуса, при вкручивании упора в корпус входит внешней поверхностью внутрь корпуса в части ниже уступа, причем на торце этой части упора выполнена кольцевая проточка для уплотнительного кольца, а чтобы упор не выкручивался из корпуса при эксплуатации устройства в верхней части корпуса вворачивается винт в упор или устанавливается любой другой фиксирующий элемент. В средней части корпуса, внутри, располагается цилиндрическая металлическая втулка, облегающая своей внутренней поверхностью внешнюю поверхность пластиковой трубы, а внешней поверхностью соприкасается с внутренней поверхностью корпуса и с уплотнительным кольцом в ней. На внутренней поверхности втулки выполнена проточка под уплотнительное кольцо. Между верхним торцом втулки и нижним торцом верхнего упора размещается предварительно развальцованный и отогнутый вместе с армирующими элементами на 90 градусов торец пластиковой трубы, что образует кольцевые плоские поверхности на ней, прилегающие: одна, верхняя - к торцу верхнего упора, а вторая, нижняя - к верхнему торцу металлической втулки, к нижнему торцу которой прилегает кольцевая прокладка из мягкого металла, в частности из меди, уменьшающая силу трения. В нижней части корпуса, на внутренней поверхности, выполнена резьба, в которую вворачивается трубчатая гайка, облегающая своей внутренней поверхностью внешнюю поверхность пластиковой трубы, а верхним торцом прилегающая к кольцевой прокладке, причем при закручивании гайки она перемещается вверх (внутрь корпуса) и своим торцом перемещает кольцевую прокладку и металлическую втулку, которая при неподвижном верхнем упоре сжимает отогнутую часть пластиковой трубы, что обеспечивает удержание трубы внутри устройства в фиксированном положении, а устройства вместе со всей трубой - закрепленным к подвесному фланцу фонтанной арматуры скважины.
Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемое устройство отличается наличием новых элементов и изменением конструкции имеющихся: измененной формой корпуса, наличием верхнего упора, уплотнительного кольца на внутренней поверхности корпуса, втулки, трубчатой гайки, кольцевой прокладки, формой торцевой, части пластиковой трубы при ее закреплении в устройстве и возможностью подвески пластиковых труб, связями с остальными элементами.
Таким образом, заявляемое устройство соответствует критерию «новизна». Сравнение заявляемого решения с другими техническими решениями показывает, что устройства для соединения труб с какими-либо конструкциями известны [2, 3]. Однако их использование для пластиковых труб неприемлемо, так как эти трубы будут деформироваться при создании больших усилий зажима, а силы трения между элементами зажимного устройства и трубой будут недостаточными для удержания всей трубы в подвешенном состоянии. Предлагаемое же устройство, отличающееся от прототипа и аналогов конструктивно, позволяет это сделать. Поэтому можно сделать вывод о соответствии технического решения критерию «существенные отличия».
На чертеже представлено устройство для подвески специальной длинномерной пластиковой трубы в разрезе.
Устройство для подвески специальной длинномерной пластиковой трубы содержит корпус 3, верхний трубчатый упор 7, фиксирующий элемент 8, пластиковую трубу 1, втулку 5, кольцевую прокладку 4, трубчатую гайку 1, 'уплотнительные прокладки 6. Вместо фиксирующего элемента 8 в виде винта может использоваться шпонка. Тогда в корпусе 3, в месте уступа, и трубчатом упоре 7 делаются канавки под эту шпонку. Возможно также использование в качестве фиксирующего элемента вместо винта штифта, под который выполняются отверстия соответствующего размера в корпусе 3 и верхнем упоре 7 в месте уступа.
Устройство работает следующим образом. В корпус 3 вворачивается до упора в выступ верхний упор 7 и фиксируется в этом положении фиксатором 8. Перед вворачиванием в торец верхнего упора укладывается уплотнительное кольцо 6. Затем на пластиковую трубу 1, армированную внутри в продольном направлении прочными элементами, например металлической проволокой, надевается трубчатая гайка 2, кольцевая прокладка 4 и втулка 5 с уплотнительным кольцом 6. Эти элементы перемещаются вдоль трубы 1 на расстояние, когда ее торец был бы свободным. После этого в приспособлении осуществляется развальцовка торца трубы с отгибом его краев вместе с армирующими элементами. Отгиб краев осуществляется на угол 90 градусов. Армирующие элементы за счет пластичности остаются неповрежденными. Также развальцовка осуществляется на торце трубы так, чтобы больший диаметр развальцованного торца был равен внутреннему диаметру корпуса 3. После этого труба 1 развальцованным концом вставляется внутрь корпуса с его открытой стороны до соприкосновения верхней площадкой развальцованного торца с нижним торцом верхнего упора 7. Затем по трубе к развальцованному торцу внутрь корпуса 3 перемещается втулка 5 до упора в развальцованную площадку снизу, затем таким же образом внутрь корпуса перемещается кольцевая прокладка 4 до соприкосновения с нижним торцом втулки 5, после чего закручивается трубчатая гайка 2 внутрь корпуса 3 снизу до конца, с натягом. При этом развальцованная площадка торца трубы 1 сжимается, находясь между нижним торцом верхнего упора 7 и верхним торцом втулки 5. Так как армирующие элементы не повреждены, а только отогнуты, то они обеспечивают восприятие усилий, действующих вдоль трубы. Развальцованная часть трубы зажата с достаточно большим усилием, что предотвращает выскальзывание отогнутого торца из места крепления. При закреплении устройства через верхний упор 7 к подвесному фланцу фонтанной арматуры длинномерная пластиковая труба будет находиться в подвешенном состоянии.
Таким образом, конструкция устройства для подвески специальной длинномерной пластиковой трубы обеспечивает заявляемый технический результат.
Источники информации
1. Патент РФ №2153058 от 14.09.1995 г. по кл. Е21В 19/22.
2. Патент РФ №2195216 от 10.01.2003 г. по кл. 7 Е21В 17/03.
3. Патент US №5988273, опубл. 23.11.1999 г.