В.С.Андрющенко, С.Ф.Бнлнк, С.M.äàíåëÿíö, В/Йщурое;В, В. Кравец, В.Ф. Кузнецов, А. Т. Левченко, В. К Иельрничук, И.З. Нейштадт, В. И. Орлов, В.Н. Пчелкин и Г.. (дустов /

Государственный научно-исследовательский и ститут...нефтяной промышленности и Всесоюзный научноисследовательский институт разработки и эксЖтуатации - : нефтепромысловых труб т (72) Авторы . изобретения (7! ) Заявители (54) ПРОФИЛЬ РЕЗЬБЫ

Недостатком резьбы с данным проФилем является повышенная жесткость.

Из-за незначительных углов между нормалью к оси резьбы и образующими конусов опорной и ей противоположной поверхности на этих поверхностях возникают давления значительной величины. Это приводит к схватыванию трущихся поверхностей при свинчиваlO нии, т.е. к заеданию резьб..Следствием заедания, резьб является повышенный износ резьбы и снижение эксплуатационных характеристик резьбовых соединений, т.е. их герметичности и прочности, т

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является профильрезьбы, имеющий опорную и противоположную ей поверхности. В. данном flpo филе опорная поверхность составляет с нормалью к .оси резьбы угол, равный

3, а противоположная - соответствен. но угол 10 (2l .

Изобретение относится к нефтяному оборудованию, а именно к коническим резьбовым соединениям бурильных,,обсадных и насосных компрессионных труб.

Известен симметричный треугольный профиль резьбы с углом при вершине, равным 90 (Ц .

Недостатком этого профиля является то, что радиальные составляющие осевых передаваемых усилий достигают больших значений, что приводит к значительным радиальным деформациям соединения.

Цель изобретения - повышение износостойкости резьбы.

Поставленная цель достигается тем, что в профиле, имеющем опорную и противоположную поверхности, опорная поверхность выполнена из трех участков, при этом участки, расположенные у вершины и у основания профиля сос92 6 39 тавляют с нормалью к оси резьбы угол, равный 450, На «ертеже изображена схема пред-, лагаемого профиля резьбы.

Профиль имеет опорную поверхность, состоящую из трех участков 1-3 и противоположную опорную поверхность 4.

Участок 2 опорной поверхности составляет с нормалью 5 к линии 6, па О раллельной оси резьбы, угол 6 3 . >o

Участки 1 v, 3 опорной поверхности и противоположная поверхность 4 наклонены к нормали 5 таким образом, что силы Pn,нормальные к этим поверхнос- д тям, раскладываются на две составляющие:осевую Pg и радиальную Ру, равные друг другу, условие равенства укаэанных усилий позволяет определить угол наклона поверхности 1, 3 щв и 4 профиля. к нормали 5.

Поскольку Р вЂ”вЂ” Р, то

t17Я вЂ” вЂ” вЂ” вЂ” 1 O

f31 = arctg 1,0 = -4- = 45, zg где В вЂ” угол наклона участка l опорной поверхности к нормали 5. Таким образом, поверхности 1, 3 и 4 наклонены к нормали 5 под углом 45,,т.е.

В, =В =3 = вЂ” =45 где - угол наклона поверхности 4 к нормали 5;

6 - угол наклона участка 3 опор- 35 ной поверхности к нормали 5. ,Предложенный профиль резьбы работает следующим образом.

В начальный момент свинчивания контакт в резьбе имеет место по винтовой поверхности 4 при вертикальном положении труб,- ввинтиваемой в муфту.

Особенностью начального момента свинчивания является то, что в резьбе имеется возможность перемещения трубы как в осевом, так и в радиальном направлении. Учитывая также равенство осевых и радиальных давлений в любой случайной точке контакта можно заключить, что предлагаемый профиль будет способствовать предупреждению эаедании резьбы при свинчивании соединения.

По мере того как сопряжение становится более плотным, в контакт вступают поверхности 1- 3. При этом условия трения на поверхностях 1 и 3 те же, что и на поверхности 4, а на поверхности 2 условия трения определяются углом - = 8 + Ч.

Если учест.ь, что Г = 45, а Й =(выбирается из условий передачи соединением осевых растягивающих усилий и удобства нарезания резьб Фреэераванием), тогда в рассматриваемом о

О случае = 3 + 45 = 48, что существенно больше угла при вершине известного профиля (d. = 3 + 10 = 13 ), что является причиной снижения контактного давления на поверхностях профиля и, следовательно, износа.

Преимуществом предложенного профиля является то, что в резьбе не возникает радиальный зазор при нагружении соединения растягивающим усилием. Это очень важно для обеспечения герметичности, важнейшей эксплуатационной характеристики трубных соединений, работающих при значительных избыточных давлениях.

° Таким образом, предложенный профиль, благодаря выбору соответствующих углов наклона поверхностей 1-4, способствует предупреждению заеданий резьбы при свинчивании соединения, что в итоге повышает износостойкость резьбы. При растяжении профиль работает как упорный. формула изобретения

Профиль резьбы, имеющий опорную и противоположную ей поверхности, о т л и чающий с я тем, что, с целью повышения износостойкости резьбы, опорная поверхность выполнена из трех участков, при этом участки, расположенные у вершины и у основания профиля, составляют с нормалью к оси резьбы угол, равный 450 ..

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Детали машин. Справочник. Под ред. И.С.Ачаркана, т. 1, изд.3-е. M., "Машиностроение", 1968, с. 100, рис. 16.

2. Руководство по трубам нефтяного сортамента и их соединениям, применяемым эа рубежом. Справочное пособие.

М., "Недра", 1969, с. 122., рис. 13.

926395

Составитель В. Зворыкин

Техред A. Бабинец Корректор А. Дзятко

Редактор Н. Джуган фили.-:л ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 2935/28 Тираж 798 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5