Результат интеллектуальной деятельности: Разъединитель колонны регулируемый

Изобретение относится к оборудованию нефтегазодобывающей промышленности в составе комплектов подземного оборудования, а именно для разъединения надпакерной части лифтовой колонны и пакерной секции.

Наиболее близким по конструктивному исполнению и принципу действия является разъединитель колонны, включающий корпус с резьбой, захватывающий элемент, соединенный с корпусом внутри которого расположен уплотнительный элемент, наконечник с резьбой, установленный внутри корпуса с кольцевым выступом на внешней поверхности. Захватывающий элемент расположен снаружи наконечника и, вместе с присоединенным к нему корпусом и уплотнительным элементом, имеет возможность перемещения по внешней поверхности наконечника вверх и вниз в состоянии соединения, образуя во внутренней полости наконечника и корпуса, в состоянии соединения гладкую, без уступов, цилиндрическую поверхность проходного канала. При этом захватывающий элемент в нижней части выполнен в виде цанги, упругие лепестки которой образованы поясом глухих продольных пазов, причем упругие лепестки цанги в средней части имеют кольцевые выступы трапецеидального профиля с внутренней стороны, а кольцевой выступ наконечника имеет трапецеидальный профиль. (Патент РФ №2625124, 11.07.2017).

Основными недостатками указанного разъединителя колонны являются:

- большой разброс усилий разъединения, как между изделиями внутри одной партии, так и при многократном выполнении соединений и разъединений на одном изделии;

- невозможность корректировки усилия разъединения для приближения к требуемым значениям.

Нестабильность усилий объясняется следующими причинами:

- фактическим разбросом размеров деталей, нестабильностью свойств материалов, разбросом упругости цанг, шероховатостью трущихся поверхностей, влиянием смазки, изменением взаимного углового положения частей при повторном выполнении соединения т.д.;

- усилия разъединения, особенно на начальном этапе эксплуатации, нестабильны из-за приработки трущихся поверхностей, а также из-за изменений взаимного углового положения захватного устройства и наконечника относительно общей оси после каждого соединения.

Корректировка усилий разъединения в изготовленном изделии возможна только механической доработкой фасок трапецеидальных выступов наконечника и захватывающего элемента.

Техническим результатом, на достижение которого направлено предполагаемое изобретение, является исключение влияния вышеуказанных факторов на стабильность усилия разъединения и обеспечение возможности изменения усилия разъединения при эксплуатации. При этом разброс величин усилия при соединении, зависящий в основном от жесткости цанги и величины деформации лепестков при прохождении винтов срезных по поверхности Б (фиг. 1) при эксплуатации, не критичен и задача его регулирования в данном предложении не ставится.

Данный технический результат достигается с помощью разъединителя колонны регулируемого, включающего корпус с резьбой и уплотнением, захватывающий элемент, выполненный в виде цанги с упругими лепестками и соединенный с корпусом, внутри которого расположен уплотнительный элемент, наконечник с резьбой, установленный внутри корпуса, а согласно изобретению, в нижней части разъединитель колонны регулируемый содержит наконечник с резьбой, имеющий режущую кромку, направленную вниз, при этом захватывающий элемент имеет винты срезные с головками, ввернутыми с внутренней стороны в резьбовые отверстия, выполненные в утолщениях, образованных наружными выступами средней части лепестков цанги, в количестве, определяющем требуемое усилие разъединения. Форма головки винта срезного выбрана таким образом, чтобы при соприкосновении головки винта срезного с усилием, меньшим усилия среза, режущая кромка не касалась поверхности винта срезного.

Сущность предполагаемого изобретения поясняют чертежами:

на фиг. 1 - общий вид разъединителя колонны регулируемого в разрезе, в состоянии соединения;

на фиг. 2 - показан фрагмент, отображающий взаимное рабочее положение наконечника с резьбой 2 и цанги захватывающего элемента 1 в соединенном положении, показаны углы кромки режущей А (α) наконечника с резьбой 2 и конической (как вариант исполнения) головки (β) винта срезного 3 (причем α>β);

на фиг. 3 - показано положение головки винта срезного 3 с кромкой режущей А наконечника с резьбой 2 при проверке фиксации соединения или при начале процесса разъединения (до среза головки винта срезного 3).

Разъединитель колонны регулируемый (фиг. 1) в собранном виде, в состоянии соединения, содержит: корпус с резьбой 4 с уплотнением 5, навинченный на захватывающий элемент 1, имеющий в нижней части -цангу, установленную на наконечник с резьбой 2. В лепестки цанги захватывающего элемента 1 установлены винты срезные 3. Корпус с резьбой 4, уплотнение 5, захватывающий элемент 1, образующие насадку, установлены на наконечник с резьбой 2. При этом головки винтов срезных 3 (фиг. 2) находятся ниже кромки режущей А без касания.

Для выполнения разъединения насадку поднимают до упора винтов срезных 3 (фиг. 3) в режущую кромку А наконечника с резьбой 2. Затем, натяжением, превышающим усилие среза винтов срезных 3, насадку понуждают двигаться вверх по наконечнику с резьбой 2 (неподвижному). Головки винтов срезных 3 срезаются. Насадка, преодолевая усилие трения уплотнения 5, отделяется от наконечника с резьбой 2. Срезанные головки винтов срезных 3 свободно падают в затрубное пространство, не препятствуя повторному соединению.

Для выполнения соединения насадку переоснащают новыми винтами срезными. Далее насадку опускают на наконечник с резьбой 2 (фиг. 1). Верхнюю часть захватывающего элемента 1 и корпуса с резьбой 4 с уплотнением 5 первыми устанавливают на верхнюю часть наконечника с резьбой 2, обеспечивая соосность при дальнейшем движении насадки вниз по наконечнику с резьбой 2. После чего головки винтов срезных 3 достигают и скользят по конической поверхности Б (фиг. 1), отжимая лепестки цанги в радиальном направлении, обходят кромку режущую А и защелкиваются за ней за счет упругости лепестков цанги. Движение насадки продолжается до упора корпуса с резьбой 4 в «неподвижный» наконечник с резьбой 2.

Проверка фиксации соединения выполняется подъемом насадки при создании усилия натяжения заведомо меньшего, чем требуется для среза головок винтов срезных 3. При этом головки (конические, как вариант исполнения) винтов срезных 3 упираются в коническую поверхность кромки режущей А, останавливая подъем насадки. Выбор угла α (фиг. 3) большим, чем угол β исключает надрез головки винта срезного 3 при проверке фиксации.

Таким образом, предлагаемое изобретение:

- исключает влияние точности изготовления деталей, разброса параметров цанги захватывающего элемента на стабильность величины усилия разъединения, сводя их преимущественно к разбросу параметров винтов срезных и исполнению режущей кромки;

- позволяет корректировать (ступенчато) значение усилия разъединения простым изменением количества винтов срезных без изменения (доработки) конструкции.