УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ РЕЗЬБЫ ТРУБ И МУФТ (ВАРИАНТЫ)
DEVICE FOR PROTECTION OF PIPES AND COUPLINGS THREAD (VERSIONS)

Изобретение относится к устройствам для защиты наружной и внутренней резьбы изделий и предназначено, в частности, для защиты резьбы, фасок и торцов обсадных труб и муфт от механических повреждений при транспортировке, складировании и хранении, в том числе, при низких температурах.
Известно устройство для предохранения резьбы обсадных труб и муфт (варианты), содержащее пластмассовую резьбовую деталь, изготовленную из термостойкого полипропилена. Пластмассовая резьбовая деталь выполнена по первому варианту в виде кольца, а по второму варианту - в виде стакана. Пластмассовая резьбовая деталь выполнена с внутренней резьбой и армирована снаружи металлической обечайкой, концевая часть которой образует полутор над внешним плоским торцом резьбовой детали, при этом в полуторе металлической обечайки выполнены, по меньшей мере, два диаметрально расположенных отверстия под торцевой ключ. По третьему и четвертому вариантам пластмассовая резьбовая деталь, выполненная в виде кольца и стакана с наружной резьбой, армирована изнутри металлической обечайкой (см. патент на полезную модель РФ №31375, приоритет от 07.05.2003, МПК7 B65D 59/00, B65D 59/06, B21D 41/04, F16L 57/00, дата публикации 10.08.2003 г. «Устройство для предохранения резьбы обсадных труб и муфт»).
Известно также устройство для защиты резьбы, содержащее пластмассовую резьбовую деталь, выполненную в виде стакана с внутренней или наружной резьбой, армированного металлической обечайкой, которая расположена с противоположной от резьбы стороны. Стакан выполнен с буртом, расположенным над дном. Обечайка выполнена из металлической сетки и размещена в массиве стенки стакана. Металлическая обечайка выполнена, по крайней мере, с двумя рядами радиальных кольцевых выступов, направленных в противоположную от резьбы сторону. С торцевой части стакана выполнены, по меньшей мере, четыре диаметрально расположенных паза. Стакан выполнен из композиционного термопласта (см. патент на полезную модель РФ №38732, дата подачи заявки 12.03.2004 г., МПК 7 B65D 59/06, дата публикации 10.07.2004 г. «Устройство для защиты резьбы»).
Недостатком известных устройств является то, что из-за различных коэффициентов объемного и линейного расширения пластмассовой резьбовой детали и металлической обечайки происходит разрушение пластмассовой резьбовой детали в процессе ее откручивания при высоких температурах и ее самопроизвольное скручивание при низких температурах.
Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату является предохранительная деталь для защиты резьбы труб, содержащая выполненный из полимерного композитного материала кольцеобразный элемент с внутренней резьбой и перфорированную металлическую обечайку. Кольцеобразный элемент оснащен дном. Перфорированная металлическая обечайка размещена в теле кольцеобразного элемента между его нарезным участком и противоположной ему стороной, при этом край перфорированной обечайки выполнен выступающим над дном стакана, закругленным и направленным в сторону резьбового участка. Перфорированные области обечайки заполнены полимерным композитным материалом, из которого выполнен кольцеобразный элемент (см. патент Украины №45281, дата подачи заявки 29.10.2001 г., МПК B65D 59/06, дата публикации патента 15.03.2002 г. «Предохранительная деталь для защиты резьбы труб»).
Недостатком указанной предохранительной детали для защиты резьбы труб является то, что при хранении и транспортировке в условиях низких температур (-50°С) из-за разных коэффициентов объемного и линейного расширения перфорированной металлической обечайки и кольцеобразного элемента из полимерного композитного материала происходит расслоение предохранительной детали, что приводит к ее разрушению и, следовательно, к повреждению поверхности защищаемой резьбы.
Кроме того, армирование перфорированной металлической обечайкой только кольцеобразного элемента не обеспечивает прочности всей предохранительной детали при ударных нагрузках, а именно, ее выступающего над дном стакана края, в результате чего при его разрушении незащищенными от ударных нагрузок остаются торцевые поверхности труб и муфт, а также дно детали.
Технический результат заявляемой группы изобретений заключается в повышении прочности устройства для защиты резьбы труб и муфт за счет исключения разрушения устройства при ударных нагрузках, в том числе при низких температурах.
Заявляемый технический результат, по первому варианту, достигается тем, что в заявляемом устройстве для защиты резьбы труб и муфт, состоящем из пластмассовой детали с резьбовым участком, выполненной в виде стакана, стенка которого армирована перфорированной обечайкой, расположенной с противоположной от резьбового участка стороны, край которой выполнен выступающим над дном стакана, закругленным и направленным в сторону резьбового участка, согласно изобретению перфорированная обечайка размещена на внутренней стенке стакана, изготовлена из синтетического корда и выполнена с радиальным кольцевым смещением, расположенным в месте сочленения дна и стенки стакана, направленным к центру стакана и проходящим по всей длине внутренней стенки стакана, стакан выполнен с кольцеобразным буртом, расположенным над дном стакана и образующим выступ над резьбовым участком, который расположен с наружной стороны стакана, при этом кольцеобразный бурт армирован размещенным на его поверхности выступающим над дном стакана краем перфорированной обечайки, а перфорация обечайки выполнена в месте сочленения дна и стенки стакана и с торцевой стороны бурта.
Стакан выполнен из полиэтилена низкого давления.
Перфорированная обечайка выполнена из конструкционной пластмассы.
Заявляемый технический результат, по второму варианту, достигается тем, что в заявляемом устройстве для защиты резьбы труб и муфт, состоящем из пластмассовой детали с внутренним резьбовым участком, выполненной в виде стакана, стенка которого армирована перфорированной обечайкой, расположенной с противоположной от резьбового участка стороны и размещенной в массиве стенки стакана, при этом край перфорированной обечайки выполнен выступающим над дном стакана, закруглен и направлен в сторону резьбового участка, согласно изобретению стакан выполнен с кольцеобразным буртом, расположенным над дном стакана, кольцеобразный бурт армирован размещенным на его поверхности выступающим над дном стакана краем перфорированной обечайки, которая изготовлена из синтетического корда и дополнительно перфорирована с торцевой стороны кольцеобразного бурта.
Стакан выполнен из полиэтилена низкого давления.
Перфорированная обечайка выполнена из конструкционной пластмассы.
Выполнение стакана из полиэтилена низкого давления, а перфорированной обечайки из синтетического корда, в частности из конструкционной пластмассы (поликарбоната), в обоих вариантах, благодаря схожести коэффициентов линейного и объемного расширения материалов, из которых выполнены детали заявляемого устройства для защиты резьбы труб и муфт, обеспечивает повышение прочности устройства для защиты резьбы труб и муфт за счет получения монолитной двухслойной конструкции с надежным сцеплением обечайки и стакана, исключающей расслоение и разрушение устройства при ударных нагрузках во время транспортировки и хранения, в том числе при низких температурах.
Кроме того, в обоих вариантах выполнение стакана с кольцеобразным буртом, расположенным над дном стакана, где кольцеобразный бурт армирован размещенным на его поверхности выступающим над дном стакана краем перфорированной обечайки, обеспечивает дополнительную защиту испытывающих ударные нагрузки боковых стенок и дна стакана, что повышает прочность заявляемого устройства.
Кольцеобразный бурт, расположенный над дном стакана, является еще и технологическим элементом устройства, служащим для более удобного и надежного закрепления устройства в трубе или муфте.
Так, согласно первому варианту, наличие на стакане кольцеобразного бурта, выступающего над резьбовым участком, позволяет с помощью указанного выступа, являющегося технологическим элементом устройства, зафиксировать на защищаемой трубе ввинчиваемый в трубу или муфту стакан, резьбовой участок которого расположен с наружной стороны.
Согласно первому варианту особая конфигурация перфорированной обечайки, размещенной на поверхности кольцеобразного бурта и выступающей над дном стакана, при том, что перфорированная обечайка размещена на внутренней стенке стакана и выполнена с радиальным кольцевым смещением, расположенным в месте сочленения дна и стенки стакана, направленным к центру стакана и проходящим по всей длине внутренней стенки стакана, обеспечивает создание упрочненного слоя в виде жесткого каркаса на всех поверхностях стакана, подверженных ударным нагрузкам, что исключает разрушение пластмассовой детали (стакана) в процессе эксплуатации, а следовательно, повышает прочность устройства для защиты резьбы труб и муфт.
При этом согласно первому варианту благодаря выполнению перфорации обечайки в месте сочленения дна и стенки стакана, а также торцевой стороны бурта, конструкция заявляемого устройства не содержит пустот и воздушных пузырей, поскольку в процессе изготовления стакана происходит полное удаление воздуха через указанные перфорированные отверстия, что повышает прочность заявляемого устройства для защиты резьбы труб и муфт.
Кроме того, сцепление обечайки и стакана в местах перфорации еще больше усилено за счет проникновения материала, из которого изготовлен стакан, в перфорированные отверстия обечайки, что также способствует повышению прочности заявляемого устройства.
Согласно второму варианту особая конфигурация перфорированной обечайки, размещенной на поверхности кольцеобразного бурта и выступающей над дном стакана, при том, что перфорированная обечайка размещена в массиве стенки стакана с противоположной от резьбового участка стороны, то есть с внешней стороны стакана, обеспечивает создание упрочненного слоя в виде жесткого каркаса на всех поверхностях стакана, подверженных ударным нагрузкам, что исключает разрушение пластмассовой детали (стакана) в процессе эксплуатации, а следовательно, повышает прочность устройства для защиты резьбы труб и муфт.
Согласно второму варианту благодаря тому, что обечайка дополнительно перфорирована с торцевой стороны бурта, конструкция заявляемого устройства не содержит пустот и воздушных пузырей, поскольку в процессе изготовления стакана происходит полное удаление воздуха через указанные перфорированные отверстия, что повышает прочность заявляемого устройства для защиты резьбы труб и муфт.
Кроме того, сцепление обечайки и стакана в местах перфорации еще больше усилено за счет проникновения полиэтилена низкого давления, из которого изготовлен стакан, в перфорированные отверстия обечайки, изготовленной из синтетического корда, что исключает расслаивание пластмассовой детали при воздействии ударных нагрузок и также способствует повышению прочности заявляемого устройства.
Оба заявляемых варианта устройства для защиты резьбы труб и муфт направлены на достижение одного и того же технического результата - на повышение прочности устройства для защиты резьбы труб и муфт за счет исключения разрушения устройства при ударных нагрузках, в том числе при низких температурах, что подтверждает наличие единого изобретательского замысла.
Технических решений, совпадающих с совокупностью существенных признаков заявляемой группы изобретений (варианты), не выявлено, что позволяет сделать вывод об их соответствии такому условию патентоспособности, как «новизна».
Заявляемые существенные признаки группы изобретений (варианты), предопределяющие получение указанного технического результата, явным образом не следуют из уровня техники, что позволяет сделать вывод об их соответствии такому условию патентоспособности, как «изобретательский уровень».
Условие патентоспособности «промышленная применимость» подтверждают примеры конкретного выполнения обоих вариантов устройства для защиты резьбы труб и муфт.
На фиг.1 представлено устройство для защиты резьбы труб и муфт, продольный разрез А-А (первый вариант).
На фиг.2 представлено устройство для защиты резьбы труб и муфт, вид сверху (первый вариант).
На фиг.3 представлено устройство для защиты резьбы труб и муфт, продольный разрез (второй вариант).
Устройство для защиты резьбы труб и муфт, по первому варианту (см. фиг.1 и 2), состоит из пластмассовой детали, выполненной в виде стакана 1 с резьбовым участком 2. Стенка 3 стакана 1 армирована перфорированной обечайкой 4, расположенной с противоположной от резьбового участка 2 стороны, а именно на внутренней стороне стенки 3. Край 5 перфорированной обечайки 4 выполнен выступающим над дном 6 стакана 1, закругленным и направленным в сторону резьбового участка 2.
Стакан 1 выполнен с кольцеобразным буртом 7, расположенным над дном 6 стакана 1 и образующим выступ 8 над резьбовым участком 2, который расположен с наружной стороны стакана 1. Кольцеобразный бурт 7 армирован размещенным на его поверхности выступающим над дном 6 стакана 1 краем 5 перфорированной обечайки 4. Перфорированная обечайка 4 выполнена с радиальным кольцевым смещением 9, расположенным в месте сочленения дна 6 и стенки 3 стакана 1, направленным к центру стакана 1 и проходящим по всей длине внутренней стенки 3 стакана 1. Перфорация 10.1 и 10.2 обечайки 4 выполнена соответственно в месте сочленения дна 6 и стенки 3 стакана 1 и с торцевой стороны кольцеобразного бурта 7.
Перфорированная обечайка 4 изготовлена из синтетического корда, в частности из конструкционной пластмассы.
Стакан 1 выполнен из полиэтилена низкого давления.
Устройство для защиты резьбы труб и муфт, по второму варианту (см. фиг.3), состоит из пластмассовой детали, выполненной в виде стакана 1 с внутренним резьбовым участком 2. Стенка 3 стакана 1 армирована перфорированной обечайкой 4, расположенной с противоположной от резьбового участка 2 стороны, а именно с внешней стороны стакана 1. Перфорированная обечайка 4 размещена в массиве стенки 3 стакана 1. Край 5 перфорированной обечайки 4 выполнен выступающим над дном 6 стакана 1, закругленным и направленным в сторону резьбового участка 2.
Стакан 3 выполнен с кольцеобразным буртом 7, расположенным над дном 6 стакана 1. Кольцеобразный бурт 7 армирован размещенным на его поверхности выступающим над дном 6 стакана 1 краем 5 перфорированной обечайки 4. Перфорированная обечайка 4 помимо основной перфорации 10.3, расположенной по всей длине обечайки, содержит дополнительную перфорацию 10.2, выполненную с торцевой стороны кольцеобразного бурта 7.
Стакан 1 выполнен из полиэтилена низкого давления.
Перфорированная обечайка выполнена из синтетического корда, в частности из конструкционной пластмассы.
Пластмассовую деталь в виде стакана 1 изготавливают методом литья. Предварительно отливают арматуру - обечайку 4 из конструкционной пластмассы с конфигурацией либо по первому, либо по второму варианту. Затем выполняют на обечайке 4 перфорацию 10.1, 10.2 по первому варианту или 10.2, 10.3 по второму варианту. Далее устанавливают перфорированную обечайку 4 в специальную форму и заливают ее полиэтиленом низкого давления, из которого образуется стакан 1, армированный перфорированной обечайкой 4.
Устройство для защиты резьбы труб и муфт работает следующим образом.
Для защиты внутренней резьбы труб и муфт применяют устройство, выполненное по первому варианту. Стакан 1 ввинчивают в защищаемую резьбу. Ограничителем ввинчивания устройства служит расположенный над резьбовым участком 2 выступ 8 кольцеобразного бурта 7.
Для защиты наружной резьбы труб и муфт применяют устройство, выполненное по второму варианту. Стакан 1 надевают на защищаемый участок резьбы и вручную с помощью кольцеобразного бурта 7 ввинчивают его до упора в дно 6 стакана 1.
Заявляемые варианты устройства для защиты резьбы труб и муфт обеспечивают как в первом, так и во втором варианте повышение прочности устройства для защиты резьбы труб и муфт за счет исключения разрушения устройства при ударных нагрузках, в том числе при низких температурах, и, следовательно, надежную защиту резьбы труб и муфт.
При этом выполнение перфорированной обечайки из синтетического корда значительно уменьшает вес устройства для защиты резьбы труб и муфт, что облегчает работу персонала с ним, а также благодаря минимальной усадке обеспечивает точность нарезки резьбы и высокую стабильность размеров устройства для защиты резьбы труб в процессе эксплуатации.