Гибкая шарнирная муфта

 

Изобретение относится к насосостроению, а именно к соединительной арматуре труб для добычи и перекачки жидкостей и газов и к приводам погружных электронасосов. Гибкая шарнирная муфта содержит два корпуса, соединенные между собой посредством кольца со сферической наружной поверхностью. Корпуса муфты расположены внутри герметичного гофрированного металлорукава. Кольцо выполнено с крестовиной из пальцев, посредством которых кольцо соединено с корпусами. Для сочленения валов секций погружного электронасоса внутри крестовины размещен промежуточный вал с двумя шарнирными муфтами, равноудаленными от центра симметрии крестовины. Изобретение направлено на повышение степени герметичности шарнирного сочленения труб и секций погружного электронасоса. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к насосостроению, а именно к соединительной арматуре труб для добычи и перекачки жидкостей и газов и к приводам погружных электронасосов.

Известна муфта, содержащая корпус /Богданов А.А. Погружные центробежные электронасосы для добычи нефти (расчеты и конструкции). - М.: Недра, 1968, с. 82 и 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.

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/.

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.

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, МПК⁶ F 04 D 13/10, 29/62, опубл. 16.08.1996/.

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/.

Предлагаемое устройство направлено на повышение степени герметичности шарнирного сочленения насосно-компрессорных труб, шарнирного сочленения секций погружного насоса.

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.

На фиг.1 и 2 изображена предлагаемая конструкция гибкой шарнирной муфты.

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.

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.

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.

Формула изобретения

1. Гибкая шарнирная муфта, содержащая два корпуса, соединенных между собой посредством кольца со сферической наружной поверхностью, отличающаяся тем, что корпуса муфты расположены внутри герметичного гофрированного металлорукава, а кольцо выполнено с крестовиной из пальцев, посредством которых кольцо соединено с корпусами.

2. Муфта по п.1, отличающаяся тем, что внутри крестовины размещен промежуточный вал с двумя шарнирными муфтами, равноудаленными от центра симметрии крестовины и предназначенными для сочленения валов секций погружного электронасоса.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2