RU2230233C2

RU2230233C2 - Flexible articulated coupling

Info

Publication number: RU2230233C2
Application number: RU2002124148/06A
Authority: RU
Inventors: Ф.С. Гепштейн (RU); Ф.С. Гепштейн; чук И.А. Дь (RU); И.А. Дьячук; кберов В.Ф. Ша (RU); В.Ф. Шаякберов
Original assignee: Гепштейн Феликс Семенович; Дьячук Иван Алексеевич; Шаякберов Валерий Фаязович
Priority date: 2002-09-11
Filing date: 2002-09-11
Publication date: 2004-06-10

Abstract

FIELD: manufacture of pumps; connecting fittings for pipes in gas and liquid producing systems; drives of submersible electric pumps. SUBSTANCE: proposed flexible articulated coupling has two bodies interconnected by means of ring with spherical external surface. These bodies are located inside hermetic corrugated metal-reinforced hose. Ring is provided with cross-piece made from pins which are used for connection of ring with bodies. Besides that, cross-piece is provided with intermediate shaft with two articulated couplings for articulation of shaft sections of submersible electric pump; articulated couplings of intermediate shaft are equidistant from center of symmetry of cross-piece. EFFECT: enhanced tightness of articulation of pipes and sections of submersible electric pump. 2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к насосостроению, а именно к соединительной арматуре труб для добычи и перекачки жидкостей и газов и к приводам погружных электронасосов.The invention relates to pump engineering, and in particular to pipe fittings for the extraction and pumping of liquids and gases and to submersible electric pump drives.

Известна муфта, содержащая корпус /Богданов А.А. Погружные центробежные электронасосы для добычи нефти (расчеты и конструкции). - М.: Недра, 1968, с. 82 и 84/.Known coupling containing the housing / Bogdanov A.A. Submersible centrifugal electric pumps for oil production (calculations and designs). - M .: Nedra, 1968, p. 82 and 84 /.

Недостатком данного устройства является появление внутренних напряжений и возможность заклинивания насосно-компрессорных труб и погружных электронасосов устройств при спускоподъемных операциях и их работе в искривленных скважинах.The disadvantage of this device is the appearance of internal stresses and the possibility of jamming of tubing and submersible electric pumps of devices during tripping and their operation in deviated wells.

Известна гибкая шарнирная муфта, содержащая два корпуса, соединенные между собой посредством сферического элемента и сферического гнезда /Патент РФ №2159870, МПК⁷ F 04 D 29/62, 13/10, опубл. 07.04.1999/.Known flexible swivel coupling containing two housings interconnected by means of a spherical element and a spherical socket / RF Patent No. 2159870, IPC ⁷ F 04 D 29/62, 13/10, publ. 04/07/1999 /.

Недостатком данного устройства является необходимость сильной затяжки гайки сферического шарнира для обеспечения герметичности стыка, что приводит к ограничению подвижности соединения за счет увеличения сил трения на сферической поверхности, а также ограниченность ресурса бочкообразной головки с наружными зубьями из-за неравномерности угловых скоростей ее зубьев, возникающей при изгибе осей предлагаемого шарнира.The disadvantage of this device is the need for a strong tightening of the nut of the spherical joint to ensure a tight joint, which leads to limited mobility of the connection due to an increase in the friction forces on the spherical surface, as well as the limited resource of the barrel-shaped head with external teeth due to the uneven angular velocities of its teeth that occurs when the bending axis of the proposed hinge.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому объекту является гибкая шарнирная муфта, содержащая два корпуса, соединенные между собой посредством кольца со сферической наружной поверхностью, которая снабжена сферическим элементом, сферический элемент снабжен двумя кольцевыми канавками с резиновыми уплотнениями, при этом сферический элемент снабжен гнездами для шпонок, служащих для ограничения угла поворота корпусов относительно продольной оси /Патент РФ №2122142, МПК⁶F 04 D 13/10, 29/62, опубл. 16.08.1996/.The closest in technical essence and the achieved result to the claimed object is a flexible swivel coupling containing two housings interconnected by means of a ring with a spherical outer surface, which is provided with a spherical element, the spherical element is provided with two annular grooves with rubber seals, while the spherical element is provided nests for keys that serve to limit the angle of rotation of the bodies relative to the longitudinal axis / Patent RF №2122142, IPC ⁶ F 04 D 13/10, 29/62, publ. 08.16.1996 /.

Недостатком данного устройства является возможность нарушения герметичности сферического соединения из-за износа резиновых уплотнений в процессе эксплуатации, а также низкий ресурс деталей ротора верхней секции из-за повышенных крутильных колебаний, вызванных тем, что равномерное вращение ротора нижней секции будет преобразовываться одинарной шарнирной муфтой при изгибе оси сочленения валов в неравномерное пульсирующее вращение вала верхней секции. /Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя. - М.: Машиностроение, 1967, с. 331/.The disadvantage of this device is the possibility of violation of the tightness of the spherical connection due to wear of the rubber seals during operation, as well as the low resource of the parts of the rotor of the upper section due to increased torsional vibrations caused by the fact that the uniform rotation of the rotor of the lower section will be converted by a single hinged coupling during bending axis of articulation of the shafts into an uneven pulsating rotation of the shaft of the upper section. / Anuryev V.I. Reference designer-mechanical engineer. - M.: Mechanical Engineering, 1967, p. 331 /.

Предлагаемое устройство направлено на повышение степени герметичности шарнирного сочленения насосно-компрессорных труб, шарнирного сочленения секций погружного насоса.The proposed device is aimed at increasing the degree of tightness of the articulation of the tubing, the articulation of the sections of the submersible pump.

Это достигается тем, что в гибкой шарнирной муфте, содержащей два корпуса, соединенные между собой посредством кольца со сферической наружной поверхностью, корпуса муфты расположены внутри герметичного гофрированного металлорукава, а кольцо выполнено с крестовиной из пальцев, посредством которых кольцо соединено с корпусами. Кроме того, внутри крестовины может быть размещен промежуточный вал с двумя шарнирными муфтами, равноудаленными от центра симметрии крестовины и предназначенными для сочленения валов секций погружного электронасоса.This is achieved by the fact that in a flexible hinged coupling containing two housings interconnected by means of a ring with a spherical outer surface, the coupling housings are located inside a sealed corrugated metal hose, and the ring is made with a cross of fingers, through which the ring is connected to the housings. In addition, an intermediate shaft with two articulated couplings equidistant from the center of symmetry of the cross and designed to joint the shafts of the sections of the submersible electric pump can be placed inside the crosspiece.

На фиг.1 и 2 изображена предлагаемая конструкция гибкой шарнирной муфты.1 and 2 depict the proposed design of a flexible swivel coupling.

Гибкая муфта состоит из корпусов 1 и 2, соединенных кольцом 3 со сферической наружной поверхностью с крестовиной из пальцев 4. Корпуса 1 и 2 размещены внутри герметичного гофрированного металлорукава 5. В некоторых случаях с целью сочленения секций погружного электронасоса с валами целесообразно размещение внутри кольца 3 промежуточного вала 7 с двумя шарнирными муфтами 8, равноудаленными от центра симметрии крестовины 3 и соединенными с валами 6.The flexible coupling consists of housings 1 and 2 connected by a ring 3 with a spherical outer surface with a cross of fingers 4. Housings 1 and 2 are placed inside a sealed corrugated metal hose 5. In some cases, for the purpose of joining sections of a submersible electric pump with shafts, it is advisable to place an intermediate ring 3 shaft 7 with two articulated couplings 8 equidistant from the center of symmetry of the cross 3 and connected to the shafts 6.

При работе устройства в искривленной скважине оси корпусов 1 и 2 размещаются под углом друг относительно друга благодаря их шарнирному соединению, образованному кольцом 3 с пальцами 4. Гофрированный металлорукав 5 изгибается за счет упругости своей гофрированной стенки, сохраняя при этом герметичность соединений с корпусами 1 и 2. В случае размещения внутри гибкой муфты валов, соединенных сдвоенной шарнирной муфтой, вращение от ведущего вала к ведомому передается под углом через промежуточный вал 7 с двумя шарнирными муфтами 8, что позволяет осуществлять передачу равномерного вращения при размещении осей корпусов 1 и 2 под углом друг относительно друга.When the device is operating in a curved well, the axes of the housings 1 and 2 are placed at an angle relative to each other due to their swivel connection formed by the ring 3 with the fingers 4. The corrugated metal sleeve 5 is bent due to the elasticity of its corrugated wall, while maintaining the tightness of the joints with the bodies 1 and 2 In the case of placement inside the flexible coupling of shafts connected by a double articulated coupling, rotation from the drive shaft to the follower is transmitted at an angle through the intermediate shaft 7 with two articulated couplings 8, which allows transmit uniform rotation axes when placing the housings 1 and 2 at an angle relative to each other.

При выполнении спускоподъемных операций и работе в искривленных скважинах предлагаемая конструкция гибкой шарнирной муфты позволяет обеспечить работоспособность оборудования без нарушения герметичности и его заклинивания в обсадной колонне скважины.When performing tripping operations and working in deviated wells, the proposed design of a flexible articulated coupling allows to ensure the operability of the equipment without violating the tightness and its jamming in the casing of the well.

Claims

1. A flexible articulated coupling comprising two housings interconnected by means of a ring with a spherical outer surface, characterized in that the coupling housings are located inside a sealed corrugated metal hose, and the ring is made with a finger cross made by means of which the ring is connected to the housings.

2. The coupling according to claim 1, characterized in that an intermediate shaft with two articulated couplings located equidistant from the center of symmetry of the cross and designed to joint the shafts of the sections of the submersible electric pump is placed inside the crosspiece.