CS250224B2 - Method of tubes' gasproof connection and equipment for realization of this method - Google Patents

Description

Vynález se vztahuje na způsob plynotěsného spojení trubek, zejména trubek vrtného· soutyčí, opatřených vsuvkovým a hrdlovým dílem, jež jsou vzájemně spojeny například kuželovým závitem, přičemž v jednom z dílů je vytvořena prstencová drážka, do níž se vkládá těsnicí kroužek z polytetrafluoretylénu, jakož i na zařízení k provádění způsobu.

Spojení uvedeného druhu jsou známa. V německém vykládacím spisu č. 11 29 125 se popisuje spojení, jehož měkké těsnění je uspořádáno· v drážce vytvořené na v podstatě válcové ploše hrdla. Z francouzského patentového· spisu č. 13 60 257 je známo spojení, jehož měkké těsnění je uloženo v drážce na čelní ploše hrdlového dílu.

Tato· spojení s měkkým těsněním vyžadují přídavné náklady ve srovnání s plynotěsnými spojeními, u nichž se utěsnění dosahuje vzájemným stykem kovových ploch. Tato kovová těsnění jsou však náročná na přesnost. Přesto· se jim často dává přednost. Důvodem je nebezpečí poškození vnějších těsnicích ploch na konci vsuvkového dílů. Poškození vznikají zejména při dopravě a při spojování trubek, kdy konec vsuvky, volně zavěšených ve vrtné věži, naráží na pevné kovové těleso.

Jsou· · záma i spojení zaměřená na kombinaci těsnicích vlastností nekovových kroužků s těsnicím stykem kovových ploch.

Z popisu k československému patentu č. 180 613 je znám spoj závitových trubek pomocí trubkové spojky, v níž je zevnitř vloženo prstencové těsnění z tetrafluoretylénu. Zvýšený těsnicí účinek se má dosáhnout současným dosednutím spoje na dvě různé plochy, jednu čelní a jednu kuželovou. To je ovšem nereálné, protože v běžné výrobě nelze zhotovit spoj tak přesně, aby obě plochy dosedly současně. Po několikanásobném použití je to již zcela nemožné. Mimoto se spojení vytváří pomocí objímky, což znamená nejen vyšší výrobní náklady na zhotovení spoje, ale i zvýšení hmotnosti soutyčí, jež zejména při hlubokých vrtech může být značné.

Z britského patentového spisu Č. 1 503 395 je známo spojení, používající dvou těsnicích kroužků a dvou těsnicích dosedacích ploch kuželovitých o různých sklonech. Takovéto provedení spojení však nelze vyrobit s přesností, jež by umožnila současné dosednutí obou kovových těsnicích ploch současně. Navrhované řešení je výrobně neproveditelné.

Dále jsou známa spojení s pryžovým těsnicím kroužkem, jež lze pro jejich pružnost snadno navlékat. Jejich nevýhodou je však nízká odolnost proti mechanickému namáhání, teplotám i chemickým vlivům.

Úkolem vynálezu je vytvořit plynotěsné spojení trubek, jež 'by bylo jednoduché a snadno vyrobitelné. Přitom plynotěsnost spojení musí být nejméně na stejné úrovni, jako· u spojení dosavadních, a to i tehdy, když se spojení použije několikrát, je vystaveno vysokým teplotám až do 250 °C a korozním vlivům.

Pro řešení úlohy se využívá té vlastnosti polytetrafluoretylénů, že při teplotě 350 až 380 °C značně nabývá na objemu.

Úloha je řešena způsobem plynotěsného spojení trubek, zejména trubek vrtného soutyčí, opatřených vsuvkovým a hrdlovým dílem, jež jsou vzájemně spojeny například kuželovým závitem, přičemž v jednom· z dílů je vytvořena prstencová drážka, do níž se vkládá těsnicí kroužek z polytetrafluoretylénu, jehož podstata je podle vynálezu v tom, že prstencová drážka se předem vytváří ve vsuvkovém dílu a těsnicí kroužek se před sešroubováním obou dílů ohřívá a prohřívá na teplotu, ležící mezi teplotou přeměny krystalické fáze v amorfní a teplotou tečení, přičemž se těsnicí kroužek roztahuje, načež se navléká na vsuvkovou část, vkládá do· prstencové drážky, pak se ochlazuje, přičemž se smršťuje a po jeho ochlazení se oba díly trubek sešroubují.

Těsnicí kroužek z polytetrafluoretylénů se podle vynálezu výhodně ochlazuje přiložením svého čela na čelo vsuvkového· dílu.

Úloha je též řešena vytvořením zařízení k provádění způsobu podle vynálezu. Toto zařízení je tvořeno vsuvkovým a hrdlovým dílem, jež jsou vzájemně spojeny například kuželovým závitem, přičemž v jednom z dílů je vytvořena prstencová drážka pro těsnicí kroužek z polytetrafluoretylénů, jehož podstata je podle vynálezu v tom, že prstencová drážka pro těsnicí kroužek z polytetrafluoretylénu je vytvořena ve vsuvkovém dílu a její hloubka činí 5 až 20 % z průměru jejího prstencového dna.

Pro zvýšení přítlačného těsnicího účinku je podle vynálezu proti prstencovému dnu prstencové drážky vytvořena v hrdlovém dílu kuželovitá přítlačná plocha. Prstencová drážka pro těsnicí kroužek z polytetrafluoretylénu může být však podle vynálezu vytvořena i uvnitř kuželovitého závitu na vsuvkovém dílu proti vnitřní závitové ploše hrdlového dílu.

V axiálním směru je prstencová drážka pro těsnicí kroužek z polytetrafluoretylénů podle vynálezu vytvořena před osazením vsuvkového dílu, na které je přitlačeno čelo hrdlového dílu.

Způsob spojení podle vynálezu, jakož' i zařízení k provádění způsobu mají četné výhody.

Spojení je konstrukčně jednoduché, nevyžaduje žádné přídavné části, jako objímky a podobně. Jednotlivé díly spojení postačí vyrobit v obvyklých výrobních tolerancích, nevyžaduje se žádná mimořádná přesnost. Přesto je zajištěn vysoký těsnicí účinek i při opakovaném použití. Nasazení těsnicího kroužku z polytetralluoretylénu je snadné, přestože těsnicí kroužek z této látky je za běžných teplot nepružný. Těsnicí tlaky me250224 zi těsnicím kroužkem a trubkami jsou vysoké.

Příklad praktického provedení vynálezu je uveden na připojených výkresech, kde na obr. 1 je znázorněno spojení v podélném řezu a na obr. 2 pak řez těsnicím kroužkem z polytetrafluoretylénu.

Plynotěsné spojení trubek je tvořeno hrdlovým dílem 2 a vsuvkovým dílem 3, mezi nimiž je sevřen těsnicí kroužek 1 z polytetrafluoretylénu. Hrdlový díl 2 a vsuvkový díl 3 jsou vzájemně spojeny kuželovým závitem 4, přičemž čelo 5 hrdlového dílu 2 je opřeno o osazení 6 vsuvkového dílu 3.

Na vsuvkovém dílu 3 mezi koncem kuželového. závitu 4 a osazením 6 vsuvkového dílu 3 je vytvořena prstencová drážka pro těsnicí kroužek 1 z polytetrafluoretylénu, opatřená prstencovým dnem 7. Na hrďovém dílu 2 v místě proti prstencové drážce je vytvořena kuželovitá přítlačná plocha 8, která těsně doléhá na těsnicí kroužek 1 z polytetrafluoretylénu.

Tloušťka, to je radiální rozměr těsnicího kroužku 1 z polytetrafluoretylénu činí 5 až 20 % z jeho vnitřního průměru. Šířka těsnicího kroužku 1 z polytetrafluoretylénu je dvaapůlnásobkem až trojnásobkem jeho tloušťky. Vnější obrys těsnicího kroužku 1 z polytetrafluoretylénu je válcový se zaoblenými · okraji. Vnitřní obrys těsnicího kroužku 1 z polytetrafluoretylénu je rovněž válcový, jeho okraje jsou však výrazně zaobleny. Vnitřní část průřezu těsnicího kroužku 1 z polytetrafluoretylénu může být též vypouklá, přičemž vypouklost činí nejvýše 45 procent těsnicího kroužku 1 z polytetrafluoretylénu.

Plynotěsné spojení závitových trubek podle vynálezu se vytváří takto:

V dílně se na hrdlovém dílu 2 zhotoví vnější část kuželového závitu 4, vytvoří se kuželovitá přítlačná plocha 8 a opracuje se i čelo 5 hrdlového dílu 2. Rovněž v dílně se na vsuvkovém dílu 3 zhotoví, obvykle vysoustruží vnější část kuželového závitu 4, jakož i prstencová drážka pro těsnicí kroužek 1 z polytetrafluoretylénu, opatřená prstencovým dnem 7 válcového· tvaru a opracuje se osazení 6 vsuvkového dílu 3.

Těsnicí kroužek 1 z polytetrafluoretylénu se ohřeje v peci na teplotu 350 až 380-^o,C. Jeho materiál je za těchto· podmínek amorfní a sklovitě průzračný. Těsnicí ‘kroužek 1 z polytetrafluoretylénu se přitom roztáhne natolik, že jeho vnitřní průměr je až o 7 mm větší než průměr prstencového dna 7 prstencové. drážky, vytvořené ve vsuvkovém dílu žek část vsuvkovém dílu 3. Pak se těsnicí kroužek 1 z polytetrafluoretylénu přitiskne svojí čelní stranou na osazení 6, vytvořené na vsuvkovém dílu 3. Tím se těsnicí kroužek 1 z polytetrafluoretylénu ochlazuje a začne se smršťovat. Ochlazování i smršťování však neprobíhá v celém těsnicím kroužku z polytetrafluoretylénu rovnoměrně stejně rychle. Nejrychleji se ochlazuje ta část těsnicího kroužku 1 z polytetrafluoretylénu, která přiléhá k osazení 6 vsuvkového dílu 3, proto se také smrští méně, než části vzdálenější. Tak se vnější původně válcový povrch těsnicího· kroužku 1 z polytetrafluoretylénu změní v mírně kuželovitý. Těsnicí kroužek 1 z polytetrafluoretylénu se přitom zatáhne do prstencové drážky vytvořené ve vsuvkovém dílu 3 a nejméně část jeho vnitřního povrchu se pevně přitiskne k prstencovému dnu 7 prstencové drážky, vytvořené ve vsuvkovém dílu 3. Průměr prstencového dna 7 prstencové drážky, vytvořené ve vsuvkovém dílu 3 a rozměry těsnicího kroužku . 1 z polytetrafluoretylénu jsou experimentálně zvoleny vždy tak, že vnější průměr těsnicího kroužku 1 z polytetrafluoretylénu je větší než vnější průměr vnitřní části kuželového· závitu 4, vytvořeného na vsuvkovém dílu 3, avšak menší, než je průměr kruhové hrany mezi čelem 5 hrdlového dílu 2 a jeho kuželovitou přítlačnou plochou 8. Toto dimenzování zajišťuje, že při sešroubování hrdlového dílu 2 se vsuvkovým dílem 3 vytvoří kuželovitá přítlačná plocha 8 hrdlového dílu 2, přídavný těsnicí tlak na těsnicí kroužek 1 z polytetrafluoretylénu bez jeho poškození.

Vzájemné spojení hrdlového dílu 2 a vsuvkového; dílu 3 se provádí až po úplném zchladnutí těsnicího kroužku 1 z polytetrafluoretylénu, a to vzájemným sešroubováním pomocí .kuželového závitu 4. Při šroubování dolehne nejprve kuželovitá přítlačná plocha 8 hrdlového dílu 2 na vnější povrch těsnicího kroužku 1 z polytetrafluoretylénu. Dalším šroubováním přitlačuje kuželovitá přítlačná plocha 8 těsnící kroužek 1 z polytetrafluoretylénu a tím i jeho vnitřní plochu k prstencovému dnu 7 prstencové drážky, vytvořené ve vsuvkovém dílu 3 a zvyšuje tak těsnicí účinek. Šroubování se ukončí, když čelo 5 hrdlového dílu 2 dosedne pevně na osazení 6 vsuvkového dílu 3.

Spojení lze opakovaně rozebrat a znovu sesadit.

3. To umožňuje přesunout těsnicí krou1 z polytetrafluoretylénu přes vnější kuželového závitu 4, vytvořeného ve

Claims (6)

1. Způsob plynotěsného spojení trubek, zejména trubek vrtného soutyčí, opatřených vsuvkovým a hrdlovým dílem, jež jsou vzájemně spojeny například kuželovým závitem, přičemž v jednom z dílů je vytvořena prstencová drážka, do níž se vkládá těsnicí kroužek z polytetrafluoretylénu, vyznačující se tím, že prstencová drážka se předem vytváří ve vsuvkovém dílu a těsnicí kroužek z polytetrafluoretylénu se před sešroubováním obou dílů trubek ohřívá a prohřívá na teplotu ležící mezi teplotou přeměny krystalické fáze v amorfní a teplotou tečení, přičemž se těsnicí kroužek z polytetrafluoretylénu roztahuje a v roztaženém stavu se navléká na vsuvkovou část a vkládá do prstencové drážky, načež se ochlazuje, přičemž se smršťuje a po jeho ochlazení se oba díly trubek sešroubují.

2. Způsob podle bodu 1 vyznačující se tím, že těsnicí kroužek z polytetrafluoretylénu se ochlazuje přiložením svého čela na čelo osazení vsuvkového dílu.

3. Zařízení к provádění způsobu podle bodů 1 a 2, tvořené vsuvkovým a hrdlovým dílem, jež jsou vzájemně spojeny například kuželovým závitem, přičemž v jednom z dílů je vytvořena prstencová drážka pro těsnicí kroužek z polytetrafluoretylénu, vyznačující se tím, že prstencová drážka pro těsnicí kroužek (1) z polytetralluoretylénu je vytvořena ve vsuvkovém dílu (3) a její hloubka činí 5 až 20 % z průměru jejího prstencového dna (7).

4. Zařízení podle bodu 3 vyznačující se tím, že proti prstencovému dnu (7) prstencové drážky pro těsnicí kroužek (1) z polytetrafluoretylénu je v hrdlovém dílu (2) vytvořena kuželovitá přítlačná plocha.

5. Zařízení podle bodu 3 vyznačující se tím, že prstencová drážka pro těsnicí kroužek (1) z polytetrafluoretylénu je vytvořena ve vsuvkovém dílu (3) proti vnitřní závitové ploše kuželového: závitu (4), vytvořené v hrdlovém dílu (2).

6. Zařízení podle bodů 3 a 4 vyznačující se tím, že prstencová drážka pro těsnicí kroužek (1) z polytetrafluoretylénu je vytvořena před osazením (6) vsuvkového dílu (3), na které je přitlačeno čelo (5) hrdlového dílu (2).