197077. lajstromszámú szabadalom • Társított dugattyútuskó
1 197 077 2 A találmány tárgya természetes gumiból vagy mtlgumiból és fémtestből társított dugattyútuskó, elsősorban a kőolaj- és földgázbányászatban alkalmazott fúróiszap szivattyúhoz az öblítőiszap mozgatására. Az iszapszivattyúk által továbbított öblítőiszap víz- és olajbázisú, amely adalékanyagokat tartalmaz. A dugattyútuskónak a fellépő nyomásokat, koptatóhatásokat és hőmérsékletet kell tűrnie. A kőolajiparban különböző dugattyútuskó típusok ismeretesek. Ilyen típus például a Mission márkájú dugattyútuskó. Ez ún. szerelhető dugattyútuskó. Ebben az esetben a két gumirészt külön-külön állítják elő, majd ezután a fémtest két végére felhelyezik és rögzítésüket különböző fémgyűrűk hornyokba történő bepattintásával oldják meg. E típus hátránya az, hogy a fémre nincs rávulkanizálva a gumi, két teljesen különálló gumi részből áll, így a tönkremenetel a gumi és a fémtest középső részének találkozásánál viszonylag rövid használati idő után megkezdődik. Az ismert megoldás további hátránya, hogy a felhasználás előtti összeszerelése mindig nehézkes. A legtöbb ismert dugattyútuskó szerelhető típusú, s ezen belül vannak olyan megoldások is, hogy a guminak a fémmel érintkező részénél vászonbetétet alkalmaznak erősítésként. Ilyen megoldást alkalmaz például az Industriale Export Import cég (Románia). Ebben az esetben a meghibásodás a gumi-vászon határfelületen indul meg idő előtt. E két ismert alapmegoldást több gyártó cég különféle kisebb-nagyobb változtatással alkalmazza. A találmány célja olyan dugattyútuskó biztosítása, amely a használat folyamán fellépő igénybevételnek jól ellenáll, és egyszerűen gyártható. Azt találtuk, hogy a fenti célt elérjük egy olyan, természetes vagy műgumiból és fémtestből társított dugattyútuskóval, amelynél a fémtest kúpos kialakítású, ahol a kúpszögek értéke 30—40°, a fémtest középső részén axiális irányú furatok találhatók, továbbá középen, a nagy átmérő mentén az iszapban lévő szilárd szemcsék összegyűjtésére szolgáló horony helyezkedik el, s a gumiréteg vulkanizálással van a fémtestre és a furatokba rögzítve. A találmány szerinti társított dugattyútuskót közelebbről az 1. ábra segítségével mutatjuk be. Az 1 fémtest célszerűen acélból, például C„ nemesített acélból készül, amely a két vége felé kúpos kialakítású, és a kúpszög (a) értéke 30—40°. Az 1 fémteáf* középső részén több, például tíz furat helyezkedik el. Ugyancsak középen, a nagy átmérő mentén található a 4 horony. Az 1 fémtestre vulkanizálással van a 2 gumiréteg rögzítve. A 2 gumiréteg a 3 furatokban is elhelyezkedik. Az 1 fémtest belső kialakítása alapvetően a dugattyúrúd kialakításától függ, például API-5, API-6 és hengeres kialakítású lehet. A 30—40° közötti értékű kúpszögnek nagy jelentősége van az 1 fémtest és a 2 gumiréteg közötti kötés erőssége, és így az egész dugattyútuskó tartóssága szempontjából. Annak következtében, hogy az 1 fémtestben a 3 furatok helyezkednek el, s a 2 gumiréteg ezek belsejébe is jelen van, összefüggő, rugalmas kapcsolat áll fenn a találmány szerinti dugattyútuskó két fele között. A szivattyú működése során ugyanis a dugattyútuskót a szélső helyzetekben nagy erőhatások érik, ezeket azonban a 3 furatokon keresztül fennálló rugalmas összeköttetés csillapítja, azaz a dugattyútuskót érő erőhatás az egész tömegben oszlik el, nemcsak a dugattyútuskó egyik felében. A találmány szerinti megoldásnál ezért lényeges élettartam-növekedést érünk el, mivel az erőhatás egyenletes a dugattyútuskó teljes 2 gumirétegében. Az élettartam-növekedéshez az is hozzájárul, hogy a dugattyútuskó mindkét fele kúpos kialakítású. A 2 gumiréteg kialakításához .természetes kaucsukot vagy műkaucsukot alkalmazhatunk. Előnyösnek találtuk a butadién-akrilnitril műkaucsukot, amely vulkanizálás után jó olaj- és vegyszerállóságot biztosít, s a kívánt mértékű hóállósággal rendelkezik. A butadién-akrilnitril műkaucsukból készült gumikeverék fizikai tulajdonságai az alábbiak: szakítószilárdság 17,0 M/mm2 szakadási nyúlás 250% keménység 80 (Shore A) A dugattyútuskó közepén, a nagy átmérő mentén elhelyezkedő 4 horony feladata a szivattyú által továbbított öblítőiszapban elhelyezkedő szilárd szemcsék összegyűjtése. így e szemcsék kevésbé rongálják a 2 gumiréteg felületét. A találmány szerinti társított dugattyútuskót úgy állítjuk elő, hogy az 1 fémtestre természetes vagy műkaucsukot, előnyösen butadién-akrilnitril típusú műkaucsukot vulkanizálunk, ahol a jó gumifémkötés létrehozására kötőanyagot alkalmazunk. A vulkanizálást ún. álló vulkanizáló szerszámban végezzük, amelybe fröccsöntéssel visszük be a kaucsuk (nyersgumi) keveréket. A vulkanizálás után a dugatlyútuskó a végleges méretekkel rendelkezik, a felületét nem kell csiszolni, és így a kész vulkanizált felületet nem kell megbontani. A jó gumi-fémkötés létrehozásához alkalmas kötőanyagokat, például Chemosil 211 és Chemosil 220 kötőanyagot használunk. A találmány tárgya társított dugattyútuskó a kialakítása folytán maximális ideig ellenáll a szivattyú működésekor fellépő nyomó-, koptató és hőhatásoknak. Egyszerűen és nagy méretpontossággal állítható elő. Mivel egyetlen darabból áll, a felhasználás előtt összeszerelést nem igényel. Szabadalmi igénypontok 1. Társított dugattyútuskó, természetes vagy műgumiból és fémtestből, szénhidrogénkutak fúrásánál alkalmazott iszapszivattyúhoz, amelynek fémteste és vulkanizált gumirétege van, azzal jellemezve, hogy a fémtest (1) kúpos kialakítású, ahol a kúpszögek értéke 30—40°, a fémtest (1) középső részén axiális irányú furatok (3) találhatók, továbbá középen, a nagy átmérő mentén az iszapban lévő szilárd szemcsék összegyűjtésére szolgáló ho5 ^0 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
