Резьбовое соединение и способ его получения

Группа изобретений относится к резьбовому соединению. Охватывающий компонент для трубчатой рабочей колонны для выработки углеводородов, подвергаемой динамическому изгибающему напряжению, содержит коническую охватывающую резьбу для взаимодействия с охватываемой резьбой для образования жесткого взаимного соединения трубчатых элементов. Свободный конец и охватывающая уплотняющая поверхность расположены между свободным концом и охватывающей резьбой. Охватывающая уплотняющая поверхность предназначена для вхождения в свинченном состоянии в контакт с охватываемой уплотняющей поверхностью для образования уплотнения типа металл-металл. Имеется кольцевой паз расположенный между свободным концом и охватывающей уплотняющей поверхностью, оставляя осевое расстояние, которое больше нуля, между свободным концом и переходной областью снаружи охватывающей уплотняющей поверхности, и радиальное расстояние, которое больше нуля, между охватывающей уплотняющей поверхностью и скошенной кромкой свободного конца. Паз содержит границу, образованную скошенной кромкой, и границу, образованную частью переходной области, для защиты охватывающей уплотняющей поверхности перед свинчиванием. Изобретение повышает надежность соединения. 3 н. и 14 з.п. ф-лы, 5 ил.

 

[0001] Охватывающий компонент для трубчатой рабочей колонны для выработки углеводородов, резьбовые соединения и способ его получения.

[0002] Изобретение относится к охватывающему компоненту резьбовых трубчатых соединений для нефтепромысловой рабочей колонны, которая подвергается динамическому изгибающему напряжению. Охватывающий компонент дополняет охватываемый компонент при взаимодействии путем свинчивания.

[0003] Такой тип резьбового соединения, в частности, предназначен для производства колонн труб для углеводородных скважин или подобных скважин между платформой и скважиной, выполненной в морском дне.

[0004] Помимо сравнительно постоянных осевых растягивающих нагрузок, воздействие волн, ветра, приливов и океанских течений подвергает колонны труб, соединяющих морские платформы с морским дном, различным изгибающим напряжениям. Указанное напряжение передается от одной трубы колонны к другой посредством резьбовых соединений.

[0005] Плотность затяжки резьбового соединения обычно обеспечивается с помощью уплотняющих поверхностей, расположенных снаружи зоны резьбы и образующих уплотнение типа металл-металл.

[0006] В документе WO 85/02651 предложено радиальное утолщение одного конца охватывающего элемента в направлении внутрь для того, чтобы таким образом защитить уплотняющую поверхность. Однако, утолщенная область, которая прерывает конусность с помощью цилиндрической поверхности на внутренней периферийной поверхности охватывающего элемента, приводит к значительному риску повреждения охватываемой уплотняющей поверхности при свинчивании. Кроме того, утолщенная область придает излишнюю жесткость концу охватывающего элемента.

[0007] В последующих испытаниях заявитель наблюдал, что подобные компоненты также подвержены ухудшению охватывающей уплотняющей поверхности при манипулировании со стороны операторов, в частности в ходе их размещения перед свинчиванием.

[0008] Заявитель также наблюдал, что компонент, спроектированный для сопротивления динамическим изгибающим напряжениям, должен сохранять те свойства до тех пор, пока компоненты не будут использованы. Другими словами, компонент должен быть защищен при его транспортировке, при манипулировании, направленном на свинчивание, и при контакте между охватываемым компонентом и охватывающим компонентом. Может использоваться одноразовая крышка, но ее закупочная цена, затраты на размещение в конце изготовления, затраты на удаление и затраты на переработку не являются удовлетворительными. Необходимо совершенствовать сокращение количества перерабатываемого материала и упрощение операций, которые необходимо выполнить вручную. В связи с этим, заявитель разработал идею амортизатора, расположенного на оси между охватывающей уплотняющей поверхностью и свободным концом охватывающего компонента. Термин "свободный конец" обозначает конечную поверхность охватывающего компонента, которая спроектирована таким образом, чтобы оставаться на осевом расстоянии от соответствующего охватываемого компонента. Амортизатор может выдерживать различные механические нагрузки, которые даже могут слегка деформировать его, обеспечивая сохранение уплотняющих свойств соединения.

[0009] Изобретение предназначено для улучшения данной ситуации путем улучшения защиты охватывающей уплотняющей поверхности.

[0010] Охватывающий компонент для трубчатых рабочих колонн для выработки углеводородов, которые подвергаются динамическому изгибающему напряжению, содержит коническую охватывающую резьбу для взаимодействия с охватываемой резьбой с тем, чтобы образовывать взаимное жесткое соединение трубчатых элементов, при этом свободный конец и охватывающая уплотняющая поверхность расположены между свободным концом и охватывающей резьбой. Предполагается, что охватывающая уплотняющая поверхность в свинченном состоянии входит в контакт с охватываемой уплотняющей поверхностью для того, чтобы образовать уплотнение типа металл-металл. Компонент содержит кольцевой паз, расположенный между свободным концом и охватывающей уплотняющей поверхностью. Кольцевой паз оставляет осевое расстояние между свободным концом и переходной областью снаружи охватывающей уплотняющей поверхности и радиальное расстояние между охватывающей уплотняющей поверхностью и скошенной кромкой свободного конца для защиты охватывающей уплотняющей поверхности перед свинчиванием.

[0011] Другими словами, что касается свободного конца, охватывающая уплотняющая поверхность, по существу, отодвинута от него, по меньшей мере, на указанное осевое расстояние. Отодвинутая охватывающая уплотняющая поверхность, таким образом, меньше подвергается ударам, при этом свободный конец действует как амортизатор. Поскольку предполагается, что указанный свободный конец остается свободным даже в свинченном состоянии, он может подвергаться различным ударам и одновременно сохранять уплотняющие свойства охватывающей уплотняющей поверхности. Поскольку свободный конец содержит скошенную кромку, расположенную на стороне паза, уплотняющая поверхность охватываемого компонента остается на расстоянии от поверхностей, отличных от уплотняющей поверхности охватывающего компонента.

[0012] Кроме того, материал охватывающего компонента между свободным концом и радиальной плоскостью, проходящей через переходную область, также может способствовать радиальной жесткости охватывающей уплотняющей поверхности. В частности, заявитель наблюдал, что охватывающий компонент согласно изобретению обладает замечательным свойством: существует взаимосвязь между указанным осевым расстоянием и положением вдоль оси охватывающего компонента зоны контакта охватываемой уплотняющей поверхности с охватывающей уплотняющей поверхностью, обладающей максимальным контактным давлением. Таким образом, при равных прочих характерных признаках, осевое положение зоны максимального контактного давления может быть отрегулировано путем воздействия на указанное осевое расстояние. Таким образом, можно избежать модификации геометрических характеристик охватываемых и охватывающих уплотняющих поверхностей, характеристик резьбы и, в общем, геометрических характеристик элементов, расположенных сбоку радиальной плоскости, проходящей через переходную область, напротив свободного конца охватывающего компонента.

[0013] В одном варианте осуществления, компонент содержит опору. Опора может быть внутренней. Опора может быть расположена напротив свободного конца относительно охватывающей резьбы.

[0014] В другом варианте осуществления функция опоры обеспечивается самоблокирующимися резьбами (шаг ударных боковых сторон является постоянным и меньше шага рабочих боковых сторон, который также является постоянным). В ходе фазы окончательного свинчивания боковые стороны охватываемых и охватывающих компонентов входят в уплотняющий контакт друг с другом для того, чтобы предоставить по всей длине резьбы общее контактное давление, равное тому, которое поддерживается внутренней опорой.

[0015] В одном варианте осуществления скошенная кромка является конической.

[0016] В одном варианте осуществления свободный конец содержит поверхность, имеющую в общем радиальную форму.

[0017] В одном варианте осуществления, часть переходной области, в общем, имеет форму дуги окружности в осевом сечении. Охватывающая уплотняющая поверхность в общем может иметь форму дуги окружности в осевом сечении. Радиус охватывающей уплотняющей поверхности может быть больше 150 мм, предпочтительно больше 180 мм. Радиус охватывающей уплотняющей поверхности может, по меньшей мере, в пять раз превышать радиус части переходной области, предпочтительно превышать, по меньшей мере, в десять раз.

[0018] В другом варианте осуществления часть переходной области в общем имеет форму дуги окружности в осевом сечении, и охватывающая уплотняющая поверхность является конической.

[0019] В одном варианте осуществления охватывающая уплотняющая поверхность сливается с охватывающей резьбой с помощью поверхности, которая имеет в общем цилиндрическую форму. Охватывающая резьба может иметь огибающую кривую, которая расположена по касательной к указанной поверхности с по существу цилиндрической формой.

[0020] В одном варианте осуществления охватывающая уплотняющая поверхность имеет средний наклон, который меньше наклона указанной скошенной кромки, предпочтительно, по меньшей мере, на 10%.

[0021] В одном варианте осуществления охватывающая уплотняющая поверхность имеет средний наклон, превышающий 35%, предпочтительно 45%, например, приблизительно 50%.

[0022] В одном варианте осуществления охватывающий трубчатый элемент содержит скошенную кромку между свободным концом и внешней поверхностью охватывающего трубчатого элемента.

[0023] В одном варианте осуществления охватывающий трубчатый элемент содержит зону с малой толщиной на охватывающей резьбе и зону с большой толщиной на охватывающей уплотняющей поверхности. Зона малой толщины может проходить через отрезок длины охватывающей резьбы. Зона малой толщины может быть получена путем предоставления вогнутого участка в осевом сечении от внешней поверхности охватывающего трубчатого элемента.

[0024] В одном варианте осуществления осевое расстояние между свободным концом и переходной областью снаружи охватывающей уплотняющей поверхности превышает 1 мм. Радиальное расстояние между охватывающей уплотняющей поверхностью и скошенной кромкой свободного конца может превышать 1,5 мм.

[0025] В одном варианте осуществления охватывающая резьба содержит основания, вершины, рабочие боковые стороны и ударные боковые стороны, соединенные посредством буртиков с двумя радиусами кривизны, большим радиусом кривизны, ближайшим к основаниям и вершинам, и малым радиусом кривизны, ближайшим к рабочим боковым сторонам и ударным боковым сторонам.

[0026] В одном варианте осуществления охватывающая резьба содержит по существу радиальные рабочие боковые стороны, а ударные боковые стороны содержат часть малого диаметра с конической формой и часть большого диаметра, которая является вогнутой, которые имеют закругленную форму в осевом сечении с переходом между частью большого диаметра и частью малого диаметра посредством выпуклой соединительного буртика.

[0027] В одном варианте осуществления охватывающая резьба и охватываемая резьба являются самоблокирующимися в радиальном направлении.

[0028] В одном варианте осуществления охватывающий трубчатый компонент образует часть трубы с двумя охватывающими компонентами. Данный тип трубы является в общем коротким, например менее 1 метра, и обозначен термином "муфта". Подобная муфта может применяться для соединения двух труб, оснащенных соответствующими охватываемыми концами.

[0029] Изобретение также предусматривает резьбовое соединение, содержащее охватывающий компонент, как описано выше, и охватываемый трубчатый компонент, содержащий коническую охватываемую резьбу, охватываемую уплотняющую поверхность и внешнюю цилиндрическую поверхность, диаметр которой является максимальным для охватываемого трубчатого компонента. Охватываемая уплотняющая поверхность может быть расположена между охватываемой резьбой и внешней цилиндрической поверхностью. Наклонная поверхность может быть расположена вблизи внешней цилиндрической поверхности. Цилиндрическая поверхность проверки может быть расположена между наклонной поверхностью и конической уплотняющей поверхностью.

[0030] В одном варианте осуществления изготовление резьбового соединения, как описано выше, содержит этап, на котором проверяют механическую обработку охватываемой уплотняющей поверхности путем проверки того факта, что цилиндрическая поверхность проверки подверглась механической обработке. Цилиндрическая поверхность проверки имеет диаметр, который, по меньшей мере, равен диаметру охватываемой уплотняющей поверхности; механическая обработка поверхности проверки и, в частности, ее окружности показывает, что инструмент для механической обработки обработал ее до диаметров, меньше диаметров цилиндрической поверхности проверки.

[0031] Изобретение также предоставляет способ получения охватывающего компонента, как описано выше, в котором место максимального давления, которому подвергается охватывающая уплотняющая поверхность, находящаяся в контакте с охватываемой уплотняющей поверхностью, выбирают в зависимости от осевого расстояния между свободным концом и наружной переходной областью охватывающей уплотняющей поверхности.

[0032] Благодаря изобретению, охватывающая уплотняющая поверхность охватывающего компонента резьбового соединения особенно хорошо защищена от неблагоприятных условий или внешних ударов перед свинчиванием. Данная защита, которая составляет неотъемлемую часть охватывающего компонента, может предотвратить использование съемной защиты, например изготовленной из синтетических материалов в форме заглушек или крышек, которые время от времени используются и затем выбрасываются после соединения труб. Это сокращает количество использованного материала, который должен быть переработан. Охватывающая уплотняющая поверхность также лучше защищена от ударов охватываемого компонента, предоставленного для зацепления с охватывающим компонентом. Наконец, место максимального давления, воздействующего на охватывающую уплотняющую поверхность, может быть отрегулировано на определенном отрезке путем выбора осевого расстояния между свободным концом и переходной областью. Указанное осевое расстояние обладает сравнительно малым влиянием на другие параметры и, таким образом, предлагает простой и дешевый способ регулировки, избегая необходимости в проектировании нового соединения лишь для достижения желаемого смещения места максимального давления.

[0033] Характеристики и преимущества изобретения раскрыты более подробно в нижеприведенном описании, представленного в виде неограничивающего примера со ссылкой на сопроводительные графические материалы, на которых:

• На фиг.1 и 2 изображены виды в осевом разрезе охватываемых и охватывающих компонентов согласно одному варианту осуществления;

• На фиг.3 и 4 изображены подробные виды по фиг.1 и 2; и

• На фиг.5 изображен вид в частичном осевом разрезе резьбы охватывающих и охватываемых компонентов по фиг.1 и 2.

[0034] Сопроводительные графические материалы служат не только для дополнения изобретения, но также при необходимости для способствования его определению.

[0035] Рассмотрим работу скважин, в частности углеводородных скважин, в море. Между скважиной, пробуренной в морском дне, и платформой, расположенной над ней, в самой высокой точке моря, проходит колонна труб, которая подвергается не только тем напряжениям, которые обычно воздействуют на колонны труб скважин, расположенных на суше, таким как сжатие, растяжение и т.д., но также напряжениям, оказываемым морем, таким как морские течения, морские волны, ветер и вибрации платформы. Данные напряжения, как правило, приводят к статическому и/или динамическому изгибу трубной колонны. Изгибающее напряжение воздействует, помимо прочего, на соединение между двумя трубами. Таким образом, на резьбу особенно воздействует нагрузка, когда они подвергаются изгибающему моменту в дополнение к осевой нагрузке. Существует риск образования начальных усталостных трещин витков резьбы, в частности последних охватываемых витков резьбы. Данные динамические напряжения также вызывают трение между частями охватываемых и охватывающих компонентов, находящихся в контакте, что приводит к фреттинг-усталости. Следует привести ссылку на документ FR 2 868 146, который предлагает перемещать часть изгибающего момента через зону перемещения на расстояние от резьб.

[0036] Кроме этого, необходимо предпочтительно обеспечить защиту от выхода из зацепления или "выскакивания" трубчатых компонентов во время эксплуатации. Следует привести ссылку на документ FR 2 863 681.

[0037] Заявитель также наблюдал, что компонент, спроектированный для сопротивления динамическим изгибающим нагрузкам, должен сохранять данные свойства до тех пор, пока компоненты не будут использованы. Другими словами, компонент должен быть защищен при его транспортировке, при действиях, направленных на свинчивание, и когда охватываемый компонент и охватывающий компонент приводят в контакт. Может использоваться одноразовая крышка, но ее закупочная цена, затраты на транспортировку после производства, затраты на удаление и затраты на переработку не являются удовлетворительными. Количество материала, нуждающегося в переработке, преимущественно должно быть сокращено, а операции, выполняемые вручную, должны быть упрощены. В связи с этим, заявитель разработал идею амортизатора, расположенного на оси между охватывающей уплотняющей поверхностью и свободным концом охватывающего компонента. Термин "свободный конец" обозначает конечную поверхность охватывающего компонента, которая спроектирована таким образом, чтобы оставаться на осевом расстоянии от соответствующего охватываемого компонента. Амортизатор может выдерживать различные механические напряжения, которые даже могут слегка деформировать его, сохраняя уплотняющие свойства соединения.

[0038] Трубчатое резьбовое соединение, представленное на фиг. 1 и 2, содержит охватывающий трубчатый элемент 1 и охватываемый трубчатый элемент 2, оснащенные соответствующими коническими резьбами 3, 4, которые взаимодействуют для взаимного соединения двух элементов путем свинчивания. Охватывающий элемент 1 выполнен на одном конце трубчатой муфты 11, предназначенной для соединения двух труб большой длины; охватываемый элемент 2 на одном конце трубы 12 большой длины предназначен для соединения посредством двух муфт, таких как 11. Множество труб 12, каждая из которых содержит два резьбовых элемента 2 на своих двух концах, таким образом могут быть соединены вместе с помощью муфт 11, каждая из которых содержит два охватывающих резьбовых конца 1 на своих двух концах, для образования колонны труб, которой, например, оснащают нефтяную скважину.

[0039] В изображенном случае между данными двумя охватываемыми элементами, т.е. на большей части ее длины, обозначенной термином регулярная часть, труба 12 обладает постоянным внешним диаметром, например равным 533,4 мм (21 дюйм), который представляет собой номинальный диаметр резьбового соединения. Значения размеров, приведенные ниже, основаны на данном номинальном диаметре, но могут отличаться от него.

[0040] Резьбовое соединение содержит внутреннее уплотнение, расположенное между резьбами 3, 4 и соответствующими проходными отверстиями 5, 6 муфты 11 и трубы 12. Внутреннее уплотнение предоставлено путем контакта между охватывающей уплотняющей поверхностью 7, например конической, в контакте в свинченном состоянии, с охватываемой уплотняющей поверхностью 8, например конической или вогнутой. Наклон охватывающей уплотняющей поверхности 7 может быть в диапазоне от 25% до 75%, предпочтительно, в диапазоне от 40% до 60%, например приблизительно 50%. В изображенном случае средний наклон охватываемой уплотняющей поверхности 8 равен наклону охватывающей уплотняющей поверхности 7.

[0041] Кольцевой паз 9 расположен в охватывающем элементе 11 между резьбой 3 и охватывающей уплотняющей поверхностью 7. Паз 9 содержит коническое дно. Указанное дно может обладать наклоном, равным наклону резьбы 3. Указанное дно может быть отодвинуто относительно оснований витков резьбы 3, и таким образом иметь больший диаметр, чем основание витков резьбы вблизи резьбы 3. В качестве альтернативы, указанное дно может быть расположено в выступающей части оснований витков резьбы 3. Таким образом, паз 9 может выводить из зацепления инструмент для механической обработки витков резьбы. Паз 9 содержит границу на стороне 3 резьбы, предоставленную в концевых витках резьбы, например с наклоном, в диапазоне от 25° до 50° относительно оси муфты 11. Паз 9 содержит противоположную границу, соответствующую охватывающей уплотняющей поверхности 7. Указанная противоположная граница может иметь наклон порядка 20°-60° относительно оси муфты 11 и быть соединенной с ней посредством буртиков с подходящими радиусами.

[0042] Между охватывающей уплотняющей поверхностью 7 и внутренним диаметром 5 расположен заплечик, который проходит вдоль оси в направлении, противоположном охватывающей уплотняющей поверхности 7, так что в конце свинчивания указанный заплечик прижимается к носовой части охватываемой части и к охватывающей уплотняющей поверхности 7. Заплечик образует осевую опору 13 с наклоном в диапазоне от 10° до 20° относительно радиальной плоскости. Угол, образованный между охватывающей уплотняющей поверхностью 7 и осевой опорой 13 может составлять порядка 80° - 100°. Охватывающая уплотняющая поверхность 7 соединяется с заплечиком 13 с помощью соединительного буртика. Соединительный буртик соединяет осевую опору 13 и проходное отверстие 5.

[0043] Охватываемый трубчатый элемент 2 содержит внешнюю поверхность 10, выполненную между охватываемой уплотняющей поверхностью 8 и резьбой 4. Внешняя поверхность 10 расположена по существу в выступающей части оснований витков резьбы 4. Внешняя поверхность 10 является конической с наклоном порядка 1° - 5°, например приблизительно 2°. В свинченном состоянии внешняя поверхность 10 обращена к пазу 9.

[0044] Охватываемый трубчатый элемент 2 проходит радиально внутрь за охватываемую уплотняющую поверхность 8 с помощью охватываемой осевой опоры 14, предоставленной для того, чтобы входить в контакт с охватывающей осевой опорой 13. Осевая опора 14 расположена под углом от 10° до 20° относительно радиальной плоскости. Осевая опора 14 наклонена под углом приблизительно 80° - 100° относительно охватываемой уплотняющей поверхности 8. Между проходным отверстием 6 и осевой опорой 14 здесь охватываемый трубчатый элемент 2 содержит коническую скошенную кромку с наклоном в диапазоне от 5° до 15°, например 10°, относительно оси трубы 12.

[0045] Буртики расположены между различными коническими поверхностями. В определенном варианте осуществления охватываемая уплотняющая поверхность 8 является вогнутой с большим радиусом кривизны, например в диапазоне от 100 до 300 мм, предоставляя превосходное уплотнение с охватывающей уплотняющей поверхностью 7 с конической формой, с которой в свинченном состоянии устанавливается контакт типа металл-металл.

[0046] Резьбовое трубчатое соединение содержит внешнее уплотнение, расположенное радиально снаружи резьб 3 и 4. Охватывающий трубчатый элемент 1 содержит внешнюю охватывающую уплотняющую поверхность 15. Охватываемый трубчатый элемент 2 содержит охватываемую уплотняющую поверхность 16, форма которой соответствует уплотняющей поверхности 15 для того, чтобы предоставить уплотнение посредством контакта типа металл-металл в свинченном состоянии резьбового трубчатого соединения. Охватывающая уплотняющая поверхность 15 расположена между резьбой 3 и свободным концом охватывающего трубчатого элемента 1. Охватывающая уплотняющая поверхность 15 может быть конической с наклоном в диапазоне от 35% до 60%, например 50%, или вогнутой с большим радиусом, например в диапазоне от 100 до 300 мм, и одновременно обладать средним наклоном порядка 35% - 60%, например 50%, относительно оси муфты 11. Между охватывающей уплотняющей поверхностью 15 и резьбой 3 расположена по существу цилиндрическая внутренняя поверхность 17.

[0047] Резьба 3 выполнена с конца цилиндрической поверхности 17 напротив уплотняющей поверхности 15. Вблизи внутренней поверхности 17, основания витков резьбы следуют за образующей, наклоненной под углом в диапазоне от 5° до 10° относительно оси муфты 11. Вершины витков резьбы расположены по касательной к поверхности 17 и, таким образом, сами являются цилиндрическими, таким образом образуя один или более неполных витков резьбы до тех пор, пока не будет достигнута номинальная глубина витков резьбы. На расстоянии от внутренней поверхности 17 наклон оснований витков резьбы меняет направление на обратное, параллельное общему наклону резьбы 3. Для увеличения количества полных витков резьбы (полнопрофильных, с полной глубиной) может быть предоставлен выступ 3a, см. фиг. 4. Выступ 3a образует направленный внутрь заплечик резьбы 3. Выступ 3a расположен на близком расстоянии вдоль оси от изменения наклона оснований резьбы.

[0048] На стороне уплотняющей поверхности 15 напротив цилиндрической поверхности 17 охватывающий трубчатый элемент 1 содержит радиус для зацепления с внешней уплотняющей поверхностью, продолжающей уплотняющую поверхность 15 и образующей вогнутую поверхность 19. Вогнутая поверхность 19 может иметь радиус кривизны в диапазоне от 0,5 до 3 мм, например порядка 1 мм.

[0049] Вогнутая поверхность 19 продолжена радиально наружу по существу радиальной поверхностью 21. По существу радиальная поверхность 21 проходит на расстояние порядка от 1 до 3 мм. Вогнутая поверхность 19 и по существу радиальная поверхность 21 образуют переходную область для соединения с уплотняющей поверхностью 15. Указанная переходная область может быть рассмотрена как содержащая часть в форме частичного тора и по существу радиальную часть.

[0050] Охватывающий трубчатый элемент 1 содержит внешнюю поверхность 23, обладающую в общем цилиндрической формой. Внешняя поверхность 23 проходит по существу на то же расстояние на охватывающем трубчатом элементе 1, взятом в осевом направлении относительно оси муфты 11, что и уплотняющая поверхность 15 и внутренняя поверхность 17. На практике, цилиндрическая внешняя поверхность 23 проходит в осевом направлении за внутреннюю поверхность 17, до зоны полных витков резьбы 3.

[0051] На противоположной стороне внешняя поверхность 23 проходит по существу к радиальной плоскости, содержащей радиальную поверхность 21. Охватывающий трубчатый элемент 1 содержит свободный конец в форме кольцевой радиальной поверхности 25. Радиальная поверхность 25 ограничена малым диаметром, который больше наибольшего диаметра охватываемой уплотняющей поверхности 16. Торцевая поверхность 25 соединяется с внешней поверхностью 23 посредством внешней конической скошенной кромки 27. Внешняя скошенная кромка 27 может иметь наклон порядка 60° - 80° относительно радиальной плоскости, например порядка 70°.

[0052] Внутренняя скошенная кромка 29 расположена между торцевой поверхностью 25 и радиальной поверхностью 21. Внутренняя скошенная кромка 29 может иметь наклон порядка 60° - 80° относительно радиальной плоскости, например порядка 70°. Внутренняя скошенная кромка 29 и радиальная поверхность 21 образуют кольцевой паз 31, как видно на фиг. 4. Внутренняя скошенная кромка 29 и радиальная поверхность 21 образуют вогнутый участок в осевом сечении. Указанный вогнутый участок по существу разделен на два ровных сегмента, образованных в направлении наружу скошенной кромкой 29 и в направлении внутрь радиальной поверхностью 21. Угол между внутренней скошенной кромкой 29 и радиальной поверхностью 21 составляет менее 160°, например порядка 100° - 120°. Паз 31 имеет V-образную форму с закругленным дном. Охватывающая уплотняющая поверхность 15 имеет средний наклон, который меньше наклона указанной скошенной кромки 29. Предпочтительно, разница в наклоне составляет по меньшей мере 10%, выраженных в процентах наклона.

[0053] Скошенные кромки 27 и 29 занимают ограниченное пространство в радиальном направлении для того, чтобы сохранить прочное поперечное сечение материала для амортизатора. Общий радиальный размер скошенных кромок 27 и 29 составляет менее 50% радиального размера охватывающего компонента в конце скошенных кромок, противоположном указанному свободному концу, т.е. в радиальной плоскости, ограниченной радиальной поверхностью 21. Совокупный радиальный размер скошенных кромок 27 и 29 и торцевой поверхности 25 составляет по меньшей мере 80% максимального радиального размера охватывающего трубчатого элемента 1 за полными витками резьбы 3 в направлении конца, другими словами - носовой части охватывающего трубчатого элемента 1.

[0054] Торцевая поверхность 25 смещена в осевом направлении относительно радиальной поверхности 21 на расстояние L порядка 1 - 5 мм, например порядка 2 мм. Расстояние L составляет менее 25% номинального внешнего диаметра компонента. Радиальная поверхность 21 и вогнутая поверхность 19 предоставляют радиальное смещение между внутренней скошенной кромкой 29 и охватывающей уплотняющей поверхностью 15 более 1,5 мм, порядка 2 мм. Охватывающая уплотняющая поверхность 15 защищена торцевой поверхностью 25, расположенной впереди относительно радиальной плоскости радиальной поверхности 21. Торцевая поверхность 25, расположенная впереди, таким образом образует амортизатор, который в особенности защищает от ударов при манипулировании перед свинчиванием резьбового соединения. При падении на плоскую поверхность торцевая поверхность 25 сначала выдержит нагрузку и возможно будет деформирована, и в то же время сохранит целостность уплотняющей поверхности 15, в частности, в отношении своих размеров. Таким образом, можно устранить необходимость в съемной крышке, на которую тратится время и которая производит отходы.

[0055] Заявитель наблюдал, что чем больше расстояние L, тем больше смещен контакт типа металл-металл уплотняющих поверхностей 15 и 16 по направлению к свободному торцу 25 охватывающего компонента. Фактически, чем больше осевое расстояние L, тем больше радиальная жесткость вблизи свободного конца 25 охватывающего компонента. По этой причине, зона интерференции уплотняющих поверхностей 15 и 16 типа металл-металл смещена по направлению к свободному концу 25 охватывающего компонента. Желательно ограничить осевое расстояние L, так что контакт уплотняющих поверхностей 15 и 16 типа металл-металл будет находиться снаружи паза. Например, оптимальное значение L, рассчитанное методом конечных элементов, составляет приблизительно 2 мм.

[0056] Параметры (радиусы, наклоны, формы и т.д.) уплотняющих поверхностей 15 и 16 адаптированы в зависимости от осевого расстояния L для получения оптимального стабильного контакта.

[0057] При свинчивании охватывающая уплотняющая поверхность 15 постепенно будет входить в уплотняющий контакт с охватываемой уплотняющей поверхностью 16 для образования уплотнения посредством контакта типа металл-металл. Охватывающая уплотняющая поверхность 15 склонна к деформации, которая выражена увеличением диаметра в эластичной области. Данному возможному увеличению диаметра противодействует жесткость носовой части охватывающего трубчатого элемента 1, и жесткость повышается благодаря наличию кольца вспомогательного материала, ограниченного радиальной плоскостью радиальной поверхности 21, торцевой поверхностью 25 и скошенными кромками 27 и 29. Данное кольцо вспомогательного материала значительно увеличивает усилие, необходимое для увеличения диаметра уплотняющей поверхности 15, и, следовательно, соответствующим образом увеличивает контактные усилия между уплотняющими поверхностями 15 и 16. Таким образом, материал охватывающего трубчатого элемента 1 за радиальной плоскостью радиальной поверхности 21 выполняет двойную функцию, выступая в качестве амортизатора, благодаря своей кольцевой форме, в качестве элемента жесткости, препятствующего направленной наружу радиальной деформации уплотняющей поверхности 15.

[0058] Между охватываемой уплотняющей поверхностью 16 и резьбой 4, охватываемый трубчатый элемент 2 содержит по существу цилиндрическую внешнюю поверхность 18, из которой постепенно появляются витки резьбы 4 с зоной неполных витков, при этом вершина витков резьбы 4 имеет диаметр, который меньше или равен диаметру внешней цилиндрической поверхности 18. Охватываемый трубчатый элемент 2 содержит промежуточную поверхность 20, расположенную на стороне уплотняющей поверхности 16 напротив цилиндрической поверхности 18. Промежуточная поверхность 20 является короткой, например в диапазоне от 2 до 10 мм. Промежуточная поверхность 20 является, предпочтительно, цилиндрической в целях простоты, но она может иметь слегка коническую форму с наклоном, который меньше наклона конических несущих поверхностей 16 и 22. За промежуточной поверхностью 20 расположена коническая поверхность 22, проходящая между промежуточной поверхностью 20 и внешней поверхностью 24 и ограничивающая номинальный внешний диаметр трубы 12. Коническая поверхность 22 может иметь наклон порядка 40% - 60% относительно оси охватываемого трубчатого элемента 2, например равный наклону уплотняющей поверхности 16.

[0059] Профиль охватываемой части внешней уплотняющей поверхности, изображенный более подробно на фиг. 4, является выгодным благодаря ступенчатому изменению конических уплотняющих поверхностей, образованных, с одной стороны, уплотняющей поверхностью 16 и, с другой стороны, внешней конической поверхностью 22, образующей наклонную часть. В целях простоты, при выполнении механической обработки, выгодно предоставить две конические несущие поверхности с одинаковым наклоном. Одна из трудностей при механической обработке вызвана дефектами внешней поверхности 24. Внешняя поверхность 24 номинально является поверхностью вращения. Внешняя поверхность 24 фактической трубы слегка отклоняется от формы идеального круга при рассмотрении в поперечном сечении. Однако, уплотняющая поверхность 16 проходит очень точную механическую обработку, в то время как внешнюю поверхность 24 выковывают с большими допусками, которые, по меньшей мере, на порядок превышают величину. Уплотняющая поверхность 16 должна представлять собой поверхность вращения с точными надежными допусками.

[0060] Наличие промежуточной поверхности 20 и внешней конической поверхности 22 означает, что механическую обработку можно проверять визуально, что выполняется либо оператором, либо системой захвата и обработки изображений. Если дефект является незначительным, коническая поверхность 22 будет подвергнута лишь частично механической обработке или вообще не будет подвергнута механической обработке. Достаточно проверить, что промежуточная поверхность 20 действительно прошла механическую обработку, для того чтобы убедиться в том, что уплотняющая поверхность 16 также прошла полную механическую обработку. Промежуточная поверхность 20 образует поверхность проверки. Поскольку трубы большого размера особенно подвержены дефектам, в частности потере круглой формы или чрезмерному уменьшению диаметра, или даже кривизне, промежуточная поверхность 20 позволяет быстрое и сравнительно надежное осуществления контроля полной механической обработки уплотняющей поверхности 16 охватываемого трубчатого элемента 2.

[0061] Кроме того, уплотняющая поверхность 16 может быть выполнена в соответствии с патентом FR 2 868 146; читателю предлагают обратиться к указанному документу. Уплотняющая поверхность 16 может совершать волнообразные движения в последовательности закругленных кольцевых ребер, входящих в контакт с уплотняющей поверхностью 15, обращенной к ней в свинченном состоянии. Уплотняющая поверхность 15 является гладкой.

[0062] На фиг. 1 внешняя поверхность 23 вблизи конца муфты соединена с внешней поверхностью 33 с максимальным диаметром муфты посредством кольцевого паза 35, также обозначенного термином "серповидный элемент", полученного путем удаления материала, также обозначенного термином "утончение", в зоне между внешними поверхностями 23 и 33. Таким образом, гибкость муфты может быть увеличена в осевом направлении у резьбы 3 и с одновременным сохранением высокой радиальной жесткостью в осевом направлении уплотняющей поверхности 15. Читателю предлагают обратиться к документу FR 2 807 095.

[0063] Кольцевой паз 35 может иметь границу вблизи внешней поверхности 23, наклоненную под углом приблизительно 10° - 30°, например 20°, относительно оси муфты, по существу цилиндрическое дно и границу вблизи большого диаметра внешней поверхности 3 с двумя склонами, пологий наклон вблизи дна и крутой наклон вблизи внешней поверхности 33. Пологий наклон может быть наклонен под углом порядка 5° - 15°, например приблизительно 10°, относительно оси муфты. Крутой наклон может быть наклонен под углом порядка 30° - 50°, например приблизительно 45°, относительно оси муфты. Кольцевой паз 35 расположен вдоль оси в месте полных витков резьбы 3 и одновременно находится на расстоянии от конца резьбы 3 вблизи внутренней уплотняющей поверхности 5. Получена зона малой толщины, перпендикулярная охватывающей резьбе 3, и зона большой толщины, перпендикулярная охватывающей уплотняющей поверхности 15. Зона малой толщины проходит через отрезок длины охватывающей резьбы 3.

[0064] Резьбы 3 и 4 являются самоблокирующимися в радиальном направлении, см. фиг. 5. В случае растягивающей нагрузки противоположный наклон ударных боковых сторон повторно затягивает охватывающий трубчатый элемент 1 на охватываемом трубчатом элементе 2. Повышено контактное давление охватывающих уплотняющих поверхностей 7 и 15 на охватываемых уплотняющих поверхностях 8 и 16.

[0065] Как изображено на фиг. 5, резьбы 3 и 4 содержат основания и вершины, которые, в общем, являются гладкими и следуют за конусностью указанных резьб 3 и 4. Ударные боковые стороны 51 и 52 имеют угол в диапазоне от +1° до +5° в тригонометрическом определении, например приблизительно 3°. Рабочие боковые стороны 53 и 54 имеют угол в диапазоне от -5° до -35° в тригонометрическом определении, например приблизительно -25°. Соединение между основанием, вершиной, рабочей боковой стороной и ударной боковой стороной выполнено с помощью буртиков с двумя радиусами. Большой радиус в 2 - 3 раза больше малого радиуса. Малый радиус расположен вблизи боковой стороны, в то время как большой радиус расположен вблизи основания или вершины. Напряжения являются менее концентрированными, что приводит к улучшенной усталостной прочности.

1. Охватывающий компонент (1) для трубчатой рабочей колонны для выработки углеводородов, подвергаемой динамическому изгибающему напряжению, содержащий коническую охватывающую резьбу (3) для взаимодействия с охватываемой резьбой (4) для образования жесткого взаимного соединения трубчатых элементов, при этом свободный конец и охватывающая уплотняющая поверхность (15) расположены между свободным концом и охватывающей резьбой, при этом охватывающая уплотняющая поверхность (15) предназначена для вхождения в свинченном состоянии в контакт с охватываемой уплотняющей поверхностью (16) для образования уплотнения типа металл-металл, отличающийся тем, что он содержит кольцевой паз (31), расположенный между свободным концом и охватывающей уплотняющей поверхностью (15), оставляя осевое расстояние, которое больше нуля, между свободным концом и переходной областью снаружи охватывающей уплотняющей поверхности, и радиальное расстояние, которое больше нуля, между охватывающей уплотняющей поверхностью и скошенной кромкой (29) свободного конца, при этом паз (31) содержит границу, образованную скошенной кромкой (29), и границу, образованную частью переходной области, для защиты охватывающей уплотняющей поверхности перед свинчиванием.

2. Охватывающий компонент по п.1, содержащий внутреннюю опорную поверхность, расположенную вблизи охватывающей резьбы на стороне, противоположной охватывающему концу.

3. Охватывающий компонент по п.1, отличающийся тем, что резьба является самоблокирующейся.

4. Охватывающий компонент по п.1, отличающийся тем, что указанная скошенная кромка (29) является конической, предпочтительно под углом в диапазоне от 10° до 30°.

5. Охватывающий компонент по п.1, отличающийся тем, что свободный конец содержит поверхность (25), ориентированную по существу радиально.

6. Охватывающий компонент по п.1, отличающийся тем, что паз (31) содержит вогнутый участок с углом менее 160° в сечении вдоль плоскости, проходящей через ось.

7. Охватывающий компонент по п.1, отличающийся тем, что часть переходной области является по существу радиальной.

8. Охватывающий компонент по п.1, отличающийся тем, что часть переходной области в общем выполнена в форме дуги окружности в осевом сечении и охватывающая уплотняющая поверхность (15) в общем выполнена в форме дуги окружности в осевом сечении, при этом радиус охватывающей уплотняющей поверхности больше 150 мм; предпочтительно, радиус охватывающей уплотняющей поверхности, по меньшей мере, в 10 раз больше радиуса части переходной области.

9. Охватывающий компонент по одному из пп.1-7, отличающийся тем, что часть переходной области в общем выполнена в форме дуги окружности в осевом сечении и охватывающая уплотняющая поверхность является конической.

10. Охватывающий компонент по п.1, отличающийся тем, что охватывающая уплотняющая поверхность (15) имеет средний наклон, который меньше наклона указанной скошенной кромки (29), предпочтительно, по меньшей мере, на 10%.

11. Охватывающий компонент по п.1, отличающийся тем, что охватывающая уплотняющая поверхность (15) имеет средний наклон, превышающий 35%, предпочтительно 45%.

12. Охватывающий компонент по п.1, отличающийся тем, что охватывающий трубчатый элемент (1) содержит скошенную кромку (27) между свободным концом и внешней поверхностью (23) охватывающего трубчатого элемента, предпочтительно под углом в диапазоне от 10° до 30°, при этом радиальный размер скошенных кромок составляет менее 50% радиального размера охватывающего компонента в конце скошенных кромок, противоположном указанному свободному концу.

13. Охватывающий компонент по п.1, отличающийся тем, что охватывающий трубчатый элемент (1) содержит зону с малой толщиной на охватывающей резьбе (3) и зону с большой толщиной на охватывающей уплотняющей поверхности (15), при этом зона малой толщины проходит через отрезок длины охватывающей резьбы и получена путем предоставления вогнутого участка (35) в осевом сечении от внешней поверхности охватывающего трубчатого элемента.

14. Охватывающий компонент по п.1, отличающийся тем, что осевое расстояние между свободным концом и наружной переходной областью охватывающей уплотняющей поверхности больше 1 мм и меньше 25% номинального внешнего диаметра компонента и радиальное расстояние между охватывающей уплотняющей поверхностью и скошенной кромкой свободного конца больше 1,5 мм.

15. Охватывающий компонент по п.1, отличающийся тем, что охватывающая резьба (3) содержит основания, вершины, рабочие боковые стороны и ударные боковые стороны, соединенные посредством буртиков с двумя радиусами кривизны, большим радиусом кривизны, ближайшим к основаниям и вершинам, и малым радиусом кривизны, ближайшим к рабочим боковым сторонам и ударным боковым сторонам.

16. Резьбовое соединение, содержащее охватывающий компонент по одному из пп.1-15 и охватываемый компонент (12), содержащий коническую охватываемую резьбу (4), охватываемую уплотняющую поверхность (16) и внешнюю цилиндрическую поверхность (24), при этом охватываемая уплотняющая поверхность (16) расположена между охватываемой резьбой (4) и внешней цилиндрической поверхностью (24), при этом внешняя коническая поверхность (22) расположена вблизи внешней цилиндрической поверхности (24) и цилиндрическая поверхность (20) проверки расположена между внешней конической поверхностью (22) и охватываемой уплотняющей поверхностью (16).

17. Способ получения охватывающего компонента по одному из пп.1-15, отличающийся тем, что место максимального давления, которому подвергают охватывающую уплотняющую поверхность, находящуюся в контакте с охватываемой уплотняющей поверхностью, выбирают в зависимости от осевого расстояния между свободным концом и переходной областью снаружи охватывающей уплотняющей поверхности.



 

Похожие патенты:

Группа изобретений относится к трубному резьбовому соединению. Резьбовое соединение содержит ниппель с наружной клиновидной резьбой и муфту с соответствующей внутренней клиновидной резьбой, на одну из которых или обе прикреплено постоянным образом твердосмазочное покрытие, которое содержит первый равномерный слой сухого антикоррозийного покрытия из эпоксидной смолы с частицами цинка и второй равномерный слой сухого смазочного материала, покрывающего первый равномерный слой.

Изобретение относится к разъемным соединениям трубных и штанговых длинномеров, а именно для соединения длинномерных гибких труб (колтюбинга), длинномерной гибкой штанги, а также для бурильных, обсадных, насосно-компрессорных труб и разборных трубопроводов.

Группа изобретений относится к резьбовым соединениям. Резьбовое соединение для труб содержит ниппель и муфту, причем ниппель имеет наружную резьбу, соответствующую внутренней резьбе муфты, внутренняя и наружная резьбы имеют форму профиля типа «ласточкин хвост» с закладными и опорными сторонами, а также плоскими впадинами и вершинами, в котором ширина нитей внутренней резьбы увеличивается в одном направлении на муфте, а ширина нитей наружной резьбы увеличивается в противоположном направлении на ниппеле.
Изобретение относится к трубному резьбовому соединению с покрытием и может быть использовано для защиты резьб резьбовых элементов, применяемых для соединения труб при добыче и транспортировании углеводородов.

Изобретение относится к буровой технике и касается резьбового соединения преимущественно бурильных и обсадных труб. Резьбовое соединение содержит две детали - ниппель и муфту, образующие один наружный или наружный и внутренний упорный стык и имеет выполненную по винтовой линии резьбы с нерабочей стороны ее профиля выемку с постоянной шириной и максимальной глубиной в начале первого к стыку витка.

Изобретение относится к станку для довертывания элементов (1) и (2) на концы трубы (3), например, из алюминиевых сплавов, имеющей муфтовое и ниппельное соединения. Техническим результатом является повышение качества свинчивания замковых соединений с трубой.

Изобретение относится к резьбовым соединениям труб. Соединение содержит ниппель и муфту, на концах которых на наружной и внутренней поверхностях соответственно выполнены треугольные конические резьбы с конусностью 1:8 и шагом резьбы 8,467±0,05 мм.

Группа изобретений относится к резьбовым соединениям труб. Соединение содержит охватываемый и охватывающий элементы, на концах которых на наружной и внутренней поверхностях, соответственно, выполнены упорные трапецеидальные резьбы с конусностью 1:16, углом наклона опорной грани профиля витка 2-4° к нормали осевой линии резьбы и углом наклона закладной грани профиля витка 9-11° к нормали осевой линии резьбы.

Изобретение относится к области нефте - и газодобычи. Соединение содержит охватываемый и охватывающий элементы, на концах которых выполнены упорные конические трапецеидальные резьбы и конические уплотнительные и упорные торцевые поверхности.

Изобретение относится к резьбовым соединениям. Резьбовое соединение содержит фланец, гайку и гибкий уплотнительный элемент, имеющие на внутренних поверхностях резьбу, форма которой является взаимодополняющей по отношению к резьбе на наружной поверхности штока. Фланец позволяет штоку при вращении перемещаться через него. Гайка и гибкий уплотнительный элемент могут перемещаться при вращении относительно штока. Фланец имеет зенкованное отверстие, а гайка имеет выемку. Гибкий уплотнительный элемент имеет первую часть для заполнения зенкованного отверстия во фланце и вторую часть для заполнения выемки в гайке. Изобретение повышает надежность соединения. 4 н. и 16 з.п. ф-лы, 7 ил.

Группа изобретений относится к компоненту бурильной колонны для ударного бурения и к его резьбовому соединению. Технический результат - повышенная стойкость резьбового соединения к усталостным напряжениям. Устройство в компоненте бурильной колонны включает в себя резьбу для свинчивания с другим компонентом бурильной колонны снабженным комплементарной резьбой. Резьба включает в себя канавку (9) резьбы, образованную двумя боковыми сторонами (10, 11) профиля резьбы, из которых одна сторона при работе образует нагруженную боковую сторону, и расположенную между ними впадину (12) резьбы. Канавка (9) резьбы имеет, по существу, выполненную одинаковой форму сечения по всей длине. Впадина (12) резьбы имеет, по меньшей мере, три участка (Y1, Y2, YC) поверхности с формой, образованной частями окружности, в осевом сечении, и участки поверхности (Y1, Y2, Y3) с формой частей окружности имеют радиусы, увеличивающиеся от каждой боковой стороны профиля резьбы к промежуточному участку поверхности впадины профиля резьбы. Изобретение также относится к резьбовому соединению и компоненту бурильной колонны. 3 н. и 16 з.п. ф-лы, 16 ил.

Изобретения относится к комплекту для осуществления резьбового соединения. Резьбовое соединение содержит первый и второй цилиндрические элементы с осью вращения. Каждый из указанных элементов на одном из своих концов содержит по меньшей мере одну первую резьбовую часть, выполненную на внешней или внутренней периферической поверхности элемента в зависимости от того, является ли резьбовой конец охватываемым или охватывающим, и выполненную с возможностью соединения с соответствующей ей частью путем свинчивания. Указанные концы завершены оконечной поверхностью. По меньшей мере одна из резьбовых частей в продольном сечении через ось имеет соответствующий профиль, содержащий участок непрерывной вогнутой кривой по меньшей мере на 10% длины витков, зацепляемых в указанной резьбовой части. Изобретение облегчает циркуляцию смазки во время свинчивания без ущерба для уплотнения соединения и его сопротивления усталостной деформации. 3 н. и 15 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к высокогерметичным резьбовым соединениям труб, содержащим узел уплотнения «металл-металл». Резьбовое соединение для стальных труб состоит из трубного (ниппель) и муфтового элементов, на которых расположены участки с внешней и внутренней коническими резьбами, при этом ниппель заканчивается носиком осесимметричной формы, часть наружной поверхности которого является уплотняющей поверхностью, которая при сборке соединения взаимодействует с ответной уплотняющей поверхностью муфты. Каждая из уплотняющих поверхностей состоит из конического и тороидального участков, при этом на ниппеле тороидальный участок расположен ближе к резьбовой части, а на муфте - дальше от резьбовой части. Дополнительно к этому уплотнительная поверхность ниппеля, а также часть прилегающих к ней неконтактирующих областей носика расположены выше линии впадин наружной резьбы. В результате при сборке соединения образуется уплотнение «металл-металл», состоящее из трех участков, расположенных таким образом, что контактное давление в центральной области в среднем превышает утроенное давление текучести трубы, а на периферийных областях изменение контактного давления описывается функцией Герца. Описанное распределение давлений обеспечивает требуемый уровень герметичности при сохранении высоких противозадирных свойств в зоне уплотнения «металл-металл» резьбового соединения труб. Изобретение повышает надежность резьбового соединения труб при действии статических и переменных эксплуатационных нагрузок, включая внешнее давление, сжатие, кручение и комбинированные нагрузки при изгибе и вращении колонны труб. 3 н. и 11 з.п. ф-лы, 17 ил.

Группа изобретений относится к области бурения и разработки нефтяных и газовых месторождений. Технический результат – точное определение оптимальной величины момента завинчивания соединения. Трубное резьбовое соединение (30) содержит первый трубный элемент, навинчиваемый на второй трубный элемент. При этом первый трубный элемент содержит первое цилиндрическое замковое тело (С1) с осью (X) вращения, на конце которого расположен наружный упор (BE), причем этот наружный упор (BE) соединен с внешней окружностью первого замкового тела в соответствии с четвертым профилем (44) наружного диаметра, увеличивающегося от наружного упора к первому замковому телу, и соединен с охватываемой резьбовой соединительной частью (РС1), удлиненной нерезьбовой оконечной частью (РТ1), образующей поверхность внутреннего упора (В1) на осевом конце, так что внутренний упор (В1) соединен с внутренней окружностью первого замкового тела в соответствии с первым профилем (41) внутреннего диаметра, уменьшающегося от внутреннего упора к внутренней части первого замкового тела. Второй трубный элемент содержит второе цилиндрическое замковое тело (С2), образующее на свободном конце опорную поверхность (SA) для наружного упора, причем эта опорная поверхность соединена с внешней окружностью второго замкового тела в соответствии с третьим профилем (43) наружного диаметра, увеличивающегося от опорной поверхности к замковому телу, при этом на своей внутренней поверхности замковое тело содержит начальную нерезьбовую часть (РТ2), соединяющую опорную поверхность с охватывающей резьбовой соединительной частью (РС2), предназначенной для свинчивания с охватываемой резьбовой соединительной частью, и на конце которой находится внутренний буртик (Е1) напротив внутреннего упора, при этом внутренний буртик соединен с внутренней окружностью второго замкового тела в соответствии со вторым профилем (42) внутреннего диаметра, уменьшающегося от внутреннего буртика к внутренней части замкового тела. При этом по меньшей мере один из первого профиля и второго профиля является выпуклым или вогнутым. Длина (L1, L2) первого профиля (41) и/или второго профиля (42) вдоль оси вращения больше (1/16") 1,5875 мм и меньше длины оконечной части (РТ1) и/или длина (L3, L4) третьего профиля (43) и/или четвертого профиля (44) вдоль оси вращения больше (1/16") 1,5875 мм и меньше длины начальной части (РТ2). 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 11 ил.

Настоящее изобретение относится к смазке для герметизации резьбовых соединений, содержащей фторсополимер, графит, ингибитор коррозии, дополнена упруго-эластичным акриловым сополимером и растворителем при следующем составе компонентов в %: Упруго-эластичный акриловый сополимер 10-18; Фторсополимер 25-40; Графит 4-6; Ингибитор коррозии 0,5-5,0; Растворитель 49-58. Техническим результатом настоящего изобретения является повышение надежности и эффективности смазки для герметизации резьбовых соединений за счет снижения усилия при многократных завинчиваниях - развинчиваниях и предотвращения «спекания» металла. 2 пр., 1 табл.

Изобретение относится к производству труб и может быть использовано для герметизации резьбовых соединений труб, в том числе используемых при строительстве нефтяных, газовых и газоконденсатных скважин, а также при формировании трубных колонн и трубопроводов. В способе герметизации резьбовых соединений труб, включающем подготовку поверхности резьбового соединения для создания пористого адгезионного коррозионностойкого слоя на металле, нанесение полимерного покрытия с добавлением гамма-аминосилана и заполнение резьбового пространства герметизирующим материалом на основе композиции графита и сополимера тетрафторэтилена (ТФЭ) с гексафторпропиленом (ГФП), перед нанесением на резьбовую поверхность полимерного покрытия наносят ингибитор коррозии, пленка которого не дает возникнуть подпленочным коррозионным процессам при последующих операциях. Изобретение за счет использования герметизирующего материала предлагаемого состава повышает качество герметизации и уплотнения резьбовых соединений и тем самым обеспечивает повышение надежности и стабильной работы покрытий резьбовых соединений труб. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области бурения и разработки углеводородных скважин, а именно к резьбовому соединению трубного элемента. Технический результат – уменьшение рисков утечки из внутренней части труб во внешнюю. Узел для осуществления резьбового соединения содержит первый и второй трубные элементы с осью вращения, каждый из которых оснащен соответственно охватываемым и охватывающим концом. По меньшей мере один из охватываемого и охватывающего концов оканчивается оконечной поверхностью, содержащей первую поверхность упора, способную входить в сжимающий контакт, когда соединение находится в свинченном состоянии, со второй поверхностью упора, предусмотренной на опорной стенке, выполненной на другом конце. При этом по меньшей мере одну из первой и второй поверхностей упора пересекает паз, образуя таким образом зону внешнего упора и зону внутреннего упора. При этом в свинченном состоянии зоны внешнего и внутреннего упора не находятся в одной плоскости, в результате чего давление контакта Pint(a) в зоне внутреннего упора вблизи паза больше либо равно минимальному значению давления контакта Pext (min), действующего в зоне внешнего упора. 11 з.п. ф-лы, 12 ил.

Изобретение относится к соединительной конструкции между телом и замком бурильной трубы из алюминиевого сплава. Соединительная конструкция содержит первый элемент замка, расположенный на конце тела трубы из алюминиевого сплава, и второй элемент замка, причем первый элемент замка характеризуется наличием участка с внешним конусом, участка с внешней резьбой и первой торцевой поверхности уплотнения, которые последовательно расположены от внутренней части трубы к наружной, причем конусность участка с внешним конусом меньше конусности участка с внешней резьбой; причем второй элемент замка имеет цилиндрическую форму и характеризуется наличием участка с внутренним конусом, сопрягаемым с участком с внешним конусом, участка с внутренней резьбой, сопрягаемого с участком с внешней резьбой, второй торцевой поверхности уплотнения, заплечика под элеватор и переходного участка в форме вогнутой дуги между участком с внутренним конусом и участком с внутренней резьбой. Когда первый элемент замка соединяют со вторым элементом замка, участок с внутренним конусом пластически деформируется для расширения, а переходной участок в форме вогнутой дуги деформируется для удлинения, таким образом компенсируя пластическую деформацию участка с внутренним конусом. Соединительная конструкция между телом трубы из алюминиевого сплава колонны бурильных труб и замком обеспечивает сборку тела трубы из алюминиевого сплава колонны из буровых труб и замка при комнатной температуре, увеличение момента отвинчивания, двойную герметизацию, а также достижение требуемых герметизирующих свойств и прочности соединения между телом трубы и замком. 7 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к буровым трубам, т.е. к обсадным, бурильным и насосно-компрессорным трубам, применяемым в геологоразведочном и глубоком бурении. Технический результат - обеспечения прочности и герметичности двухупорного резьбового соединения буровых труб. Двухупорное резьбовое соединение буровых труб состоит из ниппеля и муфты, имеющее наружный и внутренний упорные стыки. В зависимости от параметров резьбового соединения и соотношения сил, необходимых для создания заданных напряжений в опасном сечении ниппеля и во внутреннем упорном стыке, зазор в упорном стыке, при свинченном, но незатянутом соединении, определяется следующей зависимостью:δ=(1-Qвус/Qосн)Δlн+Δlм, где:Qвус и Qосн - силы, необходимые для создания заданных напряжений соответственно во внутреннем упорном стыке и опасном сечении ниппеля;Δlн и Δlм - удлинение и укорочение резьбового участка соответственно ниппеля и муфты при затяжке соединения. 1 табл.

Группа изобретений относится к резьбовому соединению. Охватывающий компонент для трубчатой рабочей колонны для выработки углеводородов, подвергаемой динамическому изгибающему напряжению, содержит коническую охватывающую резьбу для взаимодействия с охватываемой резьбой для образования жесткого взаимного соединения трубчатых элементов. Свободный конец и охватывающая уплотняющая поверхность расположены между свободным концом и охватывающей резьбой. Охватывающая уплотняющая поверхность предназначена для вхождения в свинченном состоянии в контакт с охватываемой уплотняющей поверхностью для образования уплотнения типа металл-металл. Имеется кольцевой паз расположенный между свободным концом и охватывающей уплотняющей поверхностью, оставляя осевое расстояние, которое больше нуля, между свободным концом и переходной областью снаружи охватывающей уплотняющей поверхности, и радиальное расстояние, которое больше нуля, между охватывающей уплотняющей поверхностью и скошенной кромкой свободного конца. Паз содержит границу, образованную скошенной кромкой, и границу, образованную частью переходной области, для защиты охватывающей уплотняющей поверхности перед свинчиванием. Изобретение повышает надежность соединения. 3 н. и 14 з.п. ф-лы, 5 ил.

Наверх