Безупорное коническое трубное резьбовое соединение

оИзобретение относится к безупорным резьбовым соединениям обсадных, насосно-компрессорных и нефтегазопроводных труб. При изготовлении на трубе наружной конической резьбы, оснащенной кольцевым индикатором контроля свинчивания, предлагается продлевать винтовую поверхность впадины резьбы за соседствующую с резьбой границу индикаторной канавки, а дно канавки располагать над поверхностью образующего конуса впадин резьбы. Изобретение позволяет исключить расстройство резьбового соединения при его сборке и снижение его прочности при растяжении и упрощает технологию изготовления индикаторной канавки. 2 ил.

 

Изобретение относится к безупорным резьбовым соединениям обсадных, насосно-компрессорных и нефтегазопроводных труб и может найти применение в нефтегазовой промышленности.

Известны безупорные конические трубные резьбовые соединения, содержащие охватывающий элемент (муфтовую часть), имеющий внутреннюю коническую резьбу, и охватываемый элемент (трубу), имеющий соответственную наружную коническую резьбу и индикатор контроля свинчивания в виде точки пересечения сбега резьбы с наружной поверхностью трубы (ГОСТ 633 “Трубы насосно-компрессорные и муфты к ним”. Технические условия - см. трубы гладкие и с высаженными наружу концами, имеющие резьбу треугольного профиля, и муфты к ним).

Указанные соединения характеризуются тем, что у них протяженность винтовой поверхности впадин резьбы на охватываемом элементе ограничивается началом сбега резьбы, а между ее концом и индикатором

свинчивания расположен участок сбега резьбы, который не может участвовать в нормальном сопряжении с резьбой охватывающего элемента и вследствие этого препятствует осевому перемещению последнего при сборке.

Недостатками этих соединений являются сложность контроля качества их сборки по точечному индикатору контроля свинчивания, а также их расстройство в случае входа резьбы охватывающего элемента в сопряжение с участком сбега резьбы охватываемого элемента.

Наиболее близким к заявляемому по технической сути является безупорное коническое резьбовое соединение, содержащее охватывающий элемент, имеющий внутреннюю коническую резьбу, и охватываемый элемент, имеющий соответственную наружную коническую резьбу и кольцевой индикатор контроля свинчивания в виде канавки (патент RU 2205320 C1, 27.05.03 “Коническое трубное резьбовое соединение”).

В указанном соединении протяженность винтовой поверхности впадин резьбы ограничивается ближайшей к резьбе стенкой канавки, а диаметр дна канавки в плоскости указанной границы равен диаметру образующего конуса впадин резьбы.

Недостатком этого соединения являются дополнительные технологические требования, предъявляемые к резьбонарезному оборудованию.

Целью изобретения является упрощение технологии изготовления индикаторной канавки контроля свинчивания при сохранении создаваемых ее наличием достоинств, свойственных прототипу.

Указанная цель достигается за счет обеспечения возможности изготовления индикаторной канавки независимо от изготовления резьбы.

Сущность изобретения заключается в том, что винтовую поверхность впадин резьбы продлевают за ближайшую к резьбе границу индикаторной канавки, а диаметр дна канавки назначают больше, чем диаметр образующего конуса впадин резьбы в плоскости указанной границы.

Продление винтовой поверхности впадин резьбы охватываемого элемента за границу индикаторной канавки позволяет исключить расстройство резьбового соединения в случае введения (при сборке) резьбы охватывающего элемента за указанную границу независимо от того, с каким фактическим диаметром выполнено дно индикаторной канавки. Это, в свою очередь, позволяет расположить дно канавки над поверхностью образующего конуса впадин резьбы, что обеспечивает:

1. Сохранение прочности соединения, которое невозможно обеспечить при расположении дна канавки ниже поверхности образующего конуса впадин резьбы вследствие уменьшения площади “живого” сечения трубы, воспринимающего растягивающую нагрузку.

2. Возможность изготовления индикаторной канавки независимо от операций по изготовлению резьбы, что упрощает технологию изготовления канавки и снижает требования к резьбонарезному оборудованию.

При этом сохраняются основные достоинства, свойственные прототипу.

На фигуре 1 в качестве примера приведен частичный разрез конца трубы с безупорной конической резьбой треугольного профиля, имеющей индикаторную канавку контроля свинчивания.

На фигуре 2 приведен частичный разрез безупорного трубного резьбового соединения в затянутом с заданным осевым (диаметральным) натягом состоянии.

Труба (фиг.1), имеющая наружный диаметр D и толщину стенки t, содержит на конце коническую резьбу 1 треугольного профиля, впадины которой расположены на образующем конусе 2.

На расстоянии “l” от торца трубы расположена ближайшая к резьбе граница 4 начала индикаторной канавки, соответствующая положению торца охватывающего элемента (муфты) при свинчивании резьбового соединения с минимальным допустимым осевым натягом. Граница 6 канавки соответствует положению торца охватывающего элемента (муфты) при свинчивании резьбового соединения с максимальным допустимым осевым натягом. Ширина “b” канавки соответствует допуску на осевое положение торца охватывающего элемента (муфты) в затянутом резьбовом соединении.

В плоскости границы 4 канавки ее дно 5, имеющее диаметр d_к, расположено над образующим конусом 2 впадин резьбы, имеющим диаметр D₀, т.е. величина D_к больше D₀. Соответственно, наличие индикаторной канавки не уменьшает прочности резьбы на растяжение.

Винтовая поверхность 3 впадины резьбы пересекает границу 4 индикаторной канавки и продолжается на поверхности ее дна. Это позволяет при необходимости (например, при свинчивании резьбового соединения с максимальным натягом) беспрепятственно вводить в пределы канавки резьбу охватывающего элемента, что создает возможность оптимизации конструкции последней.

В зависимости от конструктивной конфигурации приторцевого участка внутренней резьбы охватывающего элемента (муфты) и по другим соображениям винтовая поверхность 3 впадины резьбы может оканчиваться в пределах дна канавки (линия 8) или пересекать границу 6 и оканчиваться на поверхности 7 трубы. Ее продолжением может служить участок 9 ее принудительного сбега.

При свинчивании трубы, имеющей безупорную наружную коническую резьбу 1, с охватывающим элементом (муфтой) 11, имеющим соответственную внутреннюю резьбу 10 (фиг.2), торец 14 последнего должен находиться от границы 6 индикаторной канавки на расстоянии “а”, величина которого может изменяться в диапазоне от нуля до “b”. При этом витки (как, например, 12 и 13) резьбы охватывающего элемента (муфты), примыкающие к его торцу 14, могут быть продвинуты за границу 4 индикаторной канавки, не вызывая расстройства резьбового соединения.

Безупорное коническое трубное резьбовое соединение, содержащее охватывающий элемент, имеющий внутреннюю коническую резьбу, и охватываемый элемент, имеющий соответственную наружную коническую резьбу и кольцевой индикатор контроля свинчивания в виде канавки, отличающееся тем, что винтовая поверхность впадины резьбы на охватываемом элементе пересекает ближайшую к резьбе границу индикаторной канавки, а в сечении указанной границы диаметр дна индикаторной канавки превышает диаметр образующего конуса впадин резьбы.