Трубное муфтовое резьбовое соединение

 

Изобретение относится к нефтяной, нефтехимической и газовой промышленности и может быть использовано в скважинах для крепления труб в колонну. Трубное муфтовое резьбовое соединение включает муфту и два трубных конца, в котором герметизация осуществляется посредством контакта торцов труб через уплотнительное кольцо. Торцы труб выполнены в виде взаимопротивоположных, расходящихся по отношению к внутренней поверхности трубы конусов, а уплотнительное кольцо выполнено в виде сочленительного, имеющего сходящиеся ответные конусные поверхности. При этом между муфтой и сочленительным кольцом выполнен зазор с возможностью обеспечения необходимого перемещения последнего в радиальном направлении. Угол наклона конусной поверхности соответствует углу трения использованных материалов. Изобретение позволяет повысить герметичность резьбовых соединений. 3 ил.

Изобретение относится к нефтяной, нефтехимической и газовой промышленности и может быть использовано, в частности в скважинах для крепления труб в колонну.

Известны муфтовые резьбовые соединения со сходящимися концами труб, между торцами которых вставлено уплотнительное кольцо, например соединение с уплотнительным кольцом (US патент 3572777, МПК⁴ F 16 L 25/00, 1971 г.). Однако в данном случае используется кольцо из неметаллического материала - тефлона.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому трубному муфтовому резьбовому соединению является соединение труб (US патент 4568113, МПК⁴ F 16 L 25/00, 1986 г.), включающее муфту и два трубных конца, в котором герметизация осуществляется посредством контакта торцов труб через уплотнительное металлическое кольцо (уплотнение по типу "металл-металл").

Недостатком данной конструкции является то, что соединение с такими контактными уплотнительными поверхностями не обеспечивает надежной герметизации при изгибе трубного соединения.

Задачей данного технического решения является повышение герметичности резьбовых соединений.

Поставленная задача решается благодаря тому, что с целью уменьшения влияния на герметичность несоосности и изгиба соединения, между торцами труб, выполненных в виде взаимно противоположных, расходящихся по отношению к внутренней поверхности труб конусов с углами α≤(90°-tg^-1ϕ), где ϕ - угол трения используемых материалов, установлено сочленительное кольцо, имеющее сходящиеся ответные конусные поверхности с углом при вершине конуса β≥(90°-2tg^-1ϕ), между муфтой и кольцом выполнен зазор с возможностью обеспечения максимально необходимого перемещения кольца в радиальном направлении.

Предлагаемая конструкция трубного муфтового резьбового соединения иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 изображено соединение в сборе; на фиг.2 и 2а - узел уплотнения трубного муфтового резьбового соединения.

Трубное муфтовое резьбовое соединение состоит из трубных концов 1 и 2, имеющих наружную резьбу и ввинченных в охватывающую муфту 3 (фиг.1). Между торцами трубных концов 1 и 2, имеющих конические поверхности 5 и 6 (фиг.2), расположено сочленительное кольцо 4, выполненное с боковыми коническими поверхностями 7 и 8. Между муфтой 3 и сочленительным кольцом 4 расположен зазор с возможностью обеспечения перемещения кольца 4 в радиальном направлении. Углы обработки конических поверхностей торцов трубных концов 1 и 2, а также сочленительного кольца 4 (фиг. 2а) выбирают из условия α≤(90°-tg^-1ϕ) и β≥(90°-2tg^-1ϕ), где ϕ - угол трения используемых материалов, который соответствует углу наклона конических поверхностей.

Трубное муфтовое резьбовое соединение работает следующим образом. Перед свинчиванием кольцо 4 устанавливается на торец трубы 1 с навинченной муфтой 3. Затем конец трубы 2 ввинчивается в муфту 3. В процессе затяжки резьбового соединения происходит его герметизация по контактным поверхностям 5-7 и 6-8, образуя уплотнение типа "металл-металл". При возникновении изгибающей нагрузки сочленительное кольцо 4 перемещается в радиальном направлении (для этой цели имеется зазор между внутренней поверхностью муфты 3 и кольцом 4), тем самым обеспечивая повышение герметичности соединения в условиях изгиба. Таким образом, предлагаемая конструкция обеспечивает лучшую герметизацию при работе резьбового соединения, особенно в условиях действия изгибающих нагрузок.

Формула изобретения

Трубное муфтовое резьбовое соединение, включающее муфту и два трубных конца, в котором герметизация осуществляется посредством контакта торцов труб через уплотнительное кольцо, отличающееся тем, что торцы труб выполнены в виде взаимопротивоположных, расходящихся по отношению к внутренней поверхности трубы конусов, а уплотнительное кольцо выполнено в виде сочленительного, имеющего сходящиеся ответные конусные поверхности, при этом между муфтой и сочленительным кольцом выполнен зазор с возможностью обеспечения необходимого перемещения последнего в радиальном направлении, а угол наклона конических поверхностей соответствует углу трения используемых материалов.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3