EA030268B1 - Резьбовое соединение для стальной трубы - Google Patents
Резьбовое соединение для стальной трубы Download PDFInfo
- Publication number
- EA030268B1 EA030268B1 EA201590042A EA201590042A EA030268B1 EA 030268 B1 EA030268 B1 EA 030268B1 EA 201590042 A EA201590042 A EA 201590042A EA 201590042 A EA201590042 A EA 201590042A EA 030268 B1 EA030268 B1 EA 030268B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- coupling
- nipple
- sealing surface
- sealing
- contact
- Prior art date
Links
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 46
- 239000010959 steel Substances 0.000 title claims abstract description 46
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 39
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 31
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims abstract description 23
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 251
- 210000002445 nipple Anatomy 0.000 claims description 159
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 154
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 154
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 154
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 claims description 2
- 230000003321 amplification Effects 0.000 abstract 2
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 abstract 2
- 208000035874 Excoriation Diseases 0.000 description 36
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 36
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 12
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 12
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 9
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 7
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 7
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 6
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 6
- 230000001050 lubricating effect Effects 0.000 description 6
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 6
- 229910000851 Alloy steel Inorganic materials 0.000 description 5
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 5
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 4
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 4
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N Oxalic acid Chemical compound OC(=O)C(O)=O MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 3
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 239000003129 oil well Substances 0.000 description 3
- 229910000975 Carbon steel Inorganic materials 0.000 description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000010962 carbon steel Substances 0.000 description 2
- 238000005056 compaction Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NMJORVOYSJLJGU-UHFFFAOYSA-N methane clathrate Chemical compound C.C.C.C.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O NMJORVOYSJLJGU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 2
- LDXJRKWFNNFDSA-UHFFFAOYSA-N 2-(2,4,6,7-tetrahydrotriazolo[4,5-c]pyridin-5-yl)-1-[4-[2-[[3-(trifluoromethoxy)phenyl]methylamino]pyrimidin-5-yl]piperazin-1-yl]ethanone Chemical compound C1CN(CC2=NNN=C21)CC(=O)N3CCN(CC3)C4=CN=C(N=C4)NCC5=CC(=CC=C5)OC(F)(F)F LDXJRKWFNNFDSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000350158 Prioria balsamifera Species 0.000 description 1
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001297 Zn alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000002803 fossil fuel Substances 0.000 description 1
- 239000003673 groundwater Substances 0.000 description 1
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 210000001503 joint Anatomy 0.000 description 1
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- CWQXQMHSOZUFJS-UHFFFAOYSA-N molybdenum disulfide Chemical compound S=[Mo]=S CWQXQMHSOZUFJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052982 molybdenum disulfide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000006408 oxalic acid Nutrition 0.000 description 1
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 238000005488 sandblasting Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- ITRNXVSDJBHYNJ-UHFFFAOYSA-N tungsten disulfide Chemical compound S=[W]=S ITRNXVSDJBHYNJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B17/00—Drilling rods or pipes; Flexible drill strings; Kellies; Drill collars; Sucker rods; Cables; Casings; Tubings
- E21B17/02—Couplings; joints
- E21B17/04—Couplings; joints between rod or the like and bit or between rod and rod or the like
- E21B17/042—Threaded
- E21B17/0423—Threaded with plural threaded sections, e.g. with two-step threads
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L15/00—Screw-threaded joints; Forms of screw-threads for such joints
- F16L15/001—Screw-threaded joints; Forms of screw-threads for such joints with conical threads
- F16L15/002—Screw-threaded joints; Forms of screw-threads for such joints with conical threads with more then one threaded section
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L15/00—Screw-threaded joints; Forms of screw-threads for such joints
- F16L15/06—Screw-threaded joints; Forms of screw-threads for such joints characterised by the shape of the screw-thread
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Non-Disconnectible Joints And Screw-Threaded Joints (AREA)
- Gasket Seals (AREA)
- Earth Drilling (AREA)
Abstract
Предложено резьбовое соединение (10) для стальной трубы, содержащее ниппель (20), который содержит охватываемую резьбовую часть (21), образованную двухступенчатой резьбой, и уплотняющую поверхность (22), содержащую сужающуюся поверхность (22а) и криволинейную поверхность (23), смежную сужающейся поверхности, причем уплотняющая поверхность (22) ниппеля (20) выполнена на промежуточной части двухступенчатой резьбы; и муфту (30), которая содержит охватывающую резьбовую часть (31), образованную двухступенчатой резьбой, и уплотняющую поверхность (32), содержащую сужающуюся поверхность (32а) и криволинейную поверхность (33), смежную сужающейся поверхности, причем уплотняющая поверхность (32) муфты (30) выполнена на промежуточной части двухступенчатой резьбы, причем угол сужения сужающейся поверхности (22а) уплотняющей поверхности (22) ниппеля (20), по существу, является таким же, как угол сужения сужающейся поверхности (32а) уплотняющей поверхности (32) муфты (30), при этом охватываемая резьбовая часть (21) и охватывающая резьбовая часть (31) соединены свинчиванием, ниппель (20) и муфта (30) выполнены с возможностью пересечения друг с другом в радиальном направлении, а уплотняющая поверхность (22) ниппеля (20) и уплотняющая поверхность (32) муфты (30) выполнены с возможностью контактирования друг с другом в процессе соединения и вхождения по меньшей мере части уплотняющей поверхности (22) ниппеля (20) в непосредственный контакт по меньшей мере c частью уплотняющей поверхности (32) муфты (30) по всей периферии, и предусмотрен механизм (40) усиления контактного давления, который выполнен с возможностью увеличения контактного давления между уплотняющей поверхностью (22) ниппеля (20) и уплотняющей поверхностью (32) муфты (30) при завершении процесса соединения по сравнению с моментом осуществления соединения, и при этом механизм (40) усиления контактного давления выполнен с возможностью увеличения контактного давления между уплотняющей поверхностью (22) ниппеля (20) и уплотняющей поверхностью (32) муфты (30) посредством соединения между резьбой в виде "ласточкиного хвоста", которая образована в положении, смежном уплотняющей поверхности охватываемой части резьбы, и резьбой в виде "ласточкиного хвоста", которая образована в положении, смежном уплотняющей поверхности охватывающей части резьбы, или направляющего уступа, смежного передней или задней стороне каждой из уплотняющей поверхности (22) ниппеля (20) и уплотняющей поверхности (32) муфты (30).
Description
изобретение относится к резьбовому соединению для стальной трубы.
Приоритет заявлен по японской патентной заявке № 2012208600, поданной 21 сентября 2012 г., содержание которой включено в настоящую заявку посредством ссылки.
Уровень техники
Например, в случае, когда добываются и производятся виды ископаемого топлива, такого как нефть, природный газ, сланцевый газ или гидрат метана, и газообразные или жидкие запасы, такие как грунтовые воды или горячие минеральные источники, применяются стальные трубы, такие как трубы для нефтяных скважин. В целом стальные трубы, такие как трубы для нефтяных скважин, соединяют друг с другом резьбовым соединением. Резьбовые соединения в значительной степени относятся к двум видам. Один из видов соединения относится к соединительной муфте. При использовании соединительной муфты две стальных трубы, в которых охватываемые стальные соединения (ниппели) расположены на обоих концах, соединяются друг с другом короткой трубой, которая упоминается как муфта, в которой на обоих концах предусмотрены охватывающие резьбовые соединения (муфты). Другой вид является интегральным видом. В интегральном виде ниппель помещается на одном конце стальной трубы, муфта помещается на другом конце и две стальные трубы соединяются непосредственно друг с другом без применения муфты.
В качестве резьбового соединения для труб для нефтяных скважин предлагается резьбовое соединение согласно Стандарту Американского нефтяного института, то есть так называемое соединение ΑΡΙ. Кроме того, существует улучшенное соединение, которое демонстрирует улучшенные рабочие характеристики, выдерживающие более суровые условия окружающей среды. Большинство улучшенных соединений включают в себя не только резьбовые структуры, требующиеся для соединения стальных труб, но и уплотнительные механизмы, предназначенные для герметизации газа или жидкости. В частности, в то время как требуется герметизация текучей среды под высоким давлением, в качестве уплотнительного механизма широкое применение находят уплотнения с контактом металла, в котором применяются вращательно симметричные и не имеющие резьбовые поверхности (уплотнительные поверхности) на внешней стороне ниппеля и соответствующей внутренней стороне муфты соответственно и уплотнительные поверхности подогнаны друг к другу.
В уплотнении с контактом металла наружный диаметр ниппеля принят несколько большим, чем внутренний диаметр муфты (эту разницу диаметров называют "величиной интерференции уплотнения"). В уплотнении с контактом металла ниппель и муфта подогнаны друг к другу и взаимодействуют в радиальном направлении, и таким образом, упругие восстановительные силы, стремящиеся к возвращению первоначальных диаметров муфты и ниппеля, возникают между муфтой, увеличенной в диаметре, и ниппелем, уменьшенным в диаметре. Уплотнительные поверхности могут войти в непосредственный контакт друг с другом по всей периферии с использованием упругих восстановительных сил. В уплотнении с контактом металла, в случае большой заданной величиной взаимосвязи уплотнения, показатели уплотнения могут быть повышены. С другой стороны, если величина взаимосвязи уплотнения задана слишком большой, на уплотнительных поверхностях в процессе выполнения резьбового соединения происходит истирание.
Таким образом, возникает противоречие между показателями уплотнения и показателями сопротивления истиранию резьбового соединения. В частности, в резьбовом соединении для стальной трубы, которое выполнено из легированной стали, содержащей большое количество хрома, никеля и тому подобного, легко происходит истирание и, таким образом, трудно добиться как показателей уплотнения, так и показателей сопротивления истиранию.
Соответственно открыто много технологических средств, позволяющих избежать истирания уплотнительных поверхностей при сохранении показателей уплотнения, то есть не допускающих снижения величины взаимосвязи уплотнения (см. патентные документы 1-6).
Например, в патентных документах 1 и 2 описаны существующие технические решения, которые улучшают смазочное покрытие. В частности, в патентном документе 1 описана технология, при которой на каждой поверхности резьбовой части и уплотнительной поверхности слой подложки обрабатывают щавелевой кислотой и на слое подложки формируется слой смоляного покрытия, диспергированного с дисульфидом молибдена или дисульфидом вольфрама. В патентном документе 2 описана технология, при которой на каждой поверхности резьбовой части и уплотнительной поверхности формируется слой подложки из пористого цинка или цинкового сплава, и твердое смазочное покрытие или жидкое смазочное покрытие, не содержащее тяжелого металла, формируется на слое подложки. Согласно патентным документам 1 и 2 улучшается сопротивление истиранию.
Что касается резьбового соединения, в котором формируется описанное выше смазочное покрытие или покрытие обработки поверхности на каждой поверхности резьбовой части и уплотнительные поверхности, в большинстве случаев требуется внимание при нанесении смазочного покрытия или покрытия обработки поверхности. Соответственно из-за небрежного обращения при транспортировке труб для нефтяных скважин на рабочую площадку или на рабочей площадке, легко возникают дефекты, такие как отслаивание смазочного покрытия или отслаивание покрытия обработки поверхности.
- 1 030268
В патентном документе 3 описана технология формирования формы уплотнительные поверхности. В частности, описана технология, в которой уплотняющая поверхность в муфте выполнена как сужающаяся поверхность, уплотняющая поверхность ниппеля выполнена как криволинейная поверхность, обе уплотнительные поверхности контактируют друг с другом в относительно узком диапазоне, локальное контактное давление увеличивается и улучшаются показатели герметизации.
В патентном документе 4 описана технология, при которой две уплотнительные поверхности формируются на резьбовом соединении интегрального типа. В частности, на одной уплотнительной поверхности уплотнительная поверхность ниппеля формируется как сужающаяся поверхность и уплотнительная поверхность муфты формируется как криволинейная поверхность, и обе поверхности контактируют друг с другом. На другой уплотнительной поверхности, в противоположном соотношении, муфта формируется как сужающаяся поверхность и ниппель формируется как криволинейная поверхность, и обе поверхности контактируют друг с другом.
В патентном документе 5 описана технология, при которой две уплотнительные поверхности ниппеля и муфты формируются как криволинейные поверхности. Согласно технологическим решениям, описанным в патентных документах 3-5, поскольку высокое местное контактное давление получается, если величины взаимосвязи уплотнения являются одинаковыми друг с другом, получаются высокие показатели герметизации. Кроме того, поскольку участок герметизирующего контакта формируется согласно контакту между сужающейся поверхностью и криволинейной поверхностью, получается стабильный показатель герметизации.
Однако в виде уплотняющих поверхностей, описанных патентных документах 3-5, уплотняющие поверхности ниппеля и муфты скользят при контакте друг с другом и небольшой ширине контакта и высоком среднем давлении контакта даже в процессе, при котором сращивается резьбовое соединение. Соответственно сопротивление истиранию становится недостаточным. В частности, резьбовое соединение, выполненное из высоколегированной стали, содержащей 13 мас.% хрома или больше, возникновение истирания становится неизбежным, если только к соединению не была применена дорогостоящая обработка поверхности.
Кроме того, в патентном документе 6 описана технология, при которой уплотняющие поверхности ниппеля и муфты выполнены как сужающиеся поверхности и контактируют друг с другом с улучшением показателя сопротивления истиранию.
Документы уровня техники
Патентные документы
Патентный документ 1. Не рассмотренная японская патентная заявка, первая публикация № 2000130654.
Патентный документ 2. Описание к Международной публикации РСТ № νΟ 2002/059519.
Патентный документ 3. Патентная заявка США, публикация № 2004/108719.
Патентный документ 4. Описание к патенту США № 4153283.
Патентный документ 5. Описание к патенту США № 3856337.
Патентный документ 6. Описание к патенту США № 4736967.
Раскрытие изобретения
Задача, на решение которой направлено изобретение
Согласно технологии, описанной в патентном документе 6, сужающиеся поверхности, которые являются уплотнительными поверхностями, контактируют по большой ширине контакта в процессе, в котором сращивается резьбовое соединение. Поэтому среднее контактное давление между уплотнительными поверхностями подавляется, и истирание происходит нелегко.
Однако при технологии, описанной в патентном документе 6, уплотняющие поверхности остаются в контакте друг с другом при большой ширине контакта даже после соединения, при сохранении состояния, при котором уменьшается среднее контактное давление. Соответственно существуют ограничения показателя герметизации согласно этой технологии. Кроме того, в случае повышения давления, приложенного к уплотнительным поверхностям, показатели уплотнения недостаточны и, таким образом, возникает опасность протечки жидкости.
Настоящее изобретение создано с учетом описанных выше обстоятельств, и его целью является предложение резьбового соединения для стальной трубы, которое стабильно достигает высоких показателей сопротивления истиранию и показателей герметизации.
Решение задачи
Настоящее изобретение включает следующие аспекты для решения проблем и достижения целей.
Согласно аспекту настоящего изобретения предложено резьбовое соединение для стальной трубы, содержащее
ниппель, который содержит охватываемую резьбовую часть, образованную двухступенчатой резьбой, и уплотняющую поверхность, содержащую сужающуюся поверхность и криволинейную поверхность, смежную сужающейся поверхности, причем уплотняющая поверхность ниппеля выполнена на промежуточной части двухступенчатой резьбы; и
муфту, которая содержит охватывающую резьбовую часть, образованную двухступенчатой резь- 2 030268
бой, и уплотняющую поверхность, содержащую сужающуюся поверхность и криволинейную поверхность, смежную сужающейся поверхности, причем уплотняющая поверхность муфты выполнена на промежуточной части двухступенчатой резьбы,
причем угол сужения сужающейся поверхности уплотняющей поверхности ниппеля по существу является таким же, как угол сужения сужающейся поверхности уплотняющей поверхности муфты,
при этом охватываемая резьбовая часть и охватывающая резьбовая часть соединены свинчиванием, ниппель и муфта выполнены с возможностью пересечения друг с другом в радиальном направлении, а уплотняющая поверхность ниппеля и уплотняющая поверхность муфты выполнены с возможностью контактирования друг с другом в процессе соединения и вхождения по меньшей мере части уплотняющей поверхности ниппеля в непосредственный контакт по меньшей мере с частью уплотняющей поверхности муфты по всей периферии, и
предусмотрен механизм усиления контактного давления, который выполнен с возможностью увеличения контактного давления между уплотняющей поверхностью ниппеля и уплотняющей поверхностью муфты при завершении процесса соединения по сравнению с моментом осуществления соединения, и
при этом механизм усиления контактного давления выполнен с возможностью увеличения контактного давления между уплотняющей поверхностью ниппеля и уплотняющей поверхностью муфты посредством
соединения между резьбой в виде "ласточкиного хвоста", которая образована в положении, смежном уплотняющей поверхности охватываемой части резьбы, и резьбой в виде "ласточкиного хвоста", которая образована в положении, смежном уплотняющей поверхности охватывающей части резьбы, или направляющего уступа, смежного передней или задней стороне каждой из уплотняющей поверхности ниппеля и уплотняющей поверхности муфты.
В одном из вариантов предложено резьбовое соединение, в котором криволинейная поверхность уплотняющей поверхности ниппеля выполнена с концевой стороны, и криволинейная поверхность уплотняющей поверхности муфты выполнена с концевой стороны муфты.
В одном из вариантов предложено резьбовое соединение, в котором криволинейная поверхность уплотняющей поверхности ниппеля выполнена на стороне, противоположной концевой стороне ниппеля, и криволинейная поверхность уплотняющей поверхности муфты выполнена на стороне, противоположной концевой стороне муфты.
В одном из вариантов предложено резьбовое соединение, в котором криволинейная поверхность уплотняющей поверхности ниппеля выполнена смежно обеим сторонам сужающейся поверхности уплотняющей поверхности ниппеля, и длина сужающейся поверхности уплотняющей поверхности муфты больше длины уплотняющей поверхности ниппеля.
В одном из вариантов предложено резьбовое соединение, в котором криволинейная поверхность уплотняющей поверхности муфты выполнена смежно обеим сторонам сужающейся поверхности уплотняющей поверхности муфты, и длина сужающейся поверхности уплотняющей поверхности ниппеля больше длины уплотняющей поверхности муфты.
В одном из вариантов предложено резьбовое соединение, в котором криволинейная поверхность и сужающаяся поверхность выполнены с возможностью создания наибольшего контактного давления на участке контакта между криволинейной поверхностью и сужающейся поверхностью на контактной поверхности между уплотняющей поверхностью ниппеля и уплотняющей поверхностью муфты при завершении соединения.
В одном из вариантов предложено резьбовое соединение, в котором угол сужения сужающейся поверхности уплотняющей поверхности ниппеля и угол сужения сужающейся поверхности уплотняющей поверхности муфты составляют от 2° до 10°.
Преимущества, которые обеспечивает изобретение
Согласно аспектам, описанным выше, предлагается резьбовое соединение для стальной трубы, которое может стабильно уменьшать опасность истирания уплотняющей поверхности и может демонстрировать стабильные показатели герметизации после завершения соединения.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 показан вид в поперечном разрезе, схематично показывающий форму в продольном разрезе резьбового соединения для стальной трубы согласно варианту реализации настоящего изобретения.
На фиг. 2 показана основная часть вида в разрезе, демонстрирующего размеры каждого участка уплотнения ниппеля и муфты резьбового соединения для стальной трубы, показанного в обведенном участке X на фиг. 1.
На фиг. ЗА показан схематичный вид, демонстрирующий состояние перед соединением ниппеля и муфты друг с другом в резьбовом соединении для стальной трубы, показанном на фиг. 1.
На фиг. ЗВ показан схематичный вид, демонстрирующий состояние в то время, когда соединение ниппеля и муфты друг с другом завершено в резьбовом соединении для стальной трубы, показанном на фиг. 1.
На фиг. 4А показан схематичный вид, демонстрирующий состояние перед тем, как уплотняющие
- З 030268
поверхности каждого из ниппеля и муфты, представляющие пример резьбового соединения для стальной трубы согласно варианту реализации настоящего изобретения, будут сращиваться друг с другом.
На фиг. 4В показан схематичный вид, демонстрирующий состояние в процессе соединения друг с другом уплотняющих поверхностей каждого из ниппеля и муфты, показанных на фиг. 4А.
На фиг. 4С показан схематичный вид, демонстрирующий состояние после завершения процесса соединения друг с другом уплотняющих поверхностей каждого из ниппеля и муфты, показанных на фиг. 4А.
На фиг. 5А показан схематичный вид, демонстрирующий состояние перед тем, как уплотняющие поверхности каждого из ниппеля и муфты, представляющие пример другого резьбового соединения для стальной трубы согласно варианту реализации настоящего изобретения, будут сращиваться друг с другом.
На фиг. 5В показан схематичный вид, демонстрирующий состояние в процессе соединения друг с другом уплотняющих поверхностей каждого из ниппеля и муфты, показанных на фиг. 5А.
На фиг. 5С показан схематичный вид, демонстрирующий состояние после завершения процесса соединения друг с другом уплотняющих поверхностей каждого из ниппеля и муфты, показанных на фиг. 5А.
На фиг. 6А показан схематичный вид, демонстрирующий состояние перед тем, как уплотняющие поверхности каждого из ниппеля и муфты, представляющие пример еще одного резьбового соединения для стальной трубы согласно варианту реализации настоящего изобретения, будут сращиваться друг с другом.
На фиг. 6В показан схематичный вид, демонстрирующий состояние в процессе соединения друг с другом уплотняющих поверхностей каждого из ниппеля и муфты, показанных на фиг. 6А.
На фиг. 6С показан схематичный вид, демонстрирующий состояние после завершения процесса соединения друг с другом уплотняющих поверхностей каждого из ниппеля и муфты, показанных на фиг. 6А.
На фиг. 7А показан схематичный вид, демонстрирующий состояние перед тем, как уплотняющие поверхности каждого из ниппеля и муфты, представляющие еще один пример другого резьбового соединения для стальной трубы согласно варианту реализации настоящего изобретения, будут сращиваться друг с другом.
На фиг. 7В показан схематичный вид, демонстрирующий состояние в процессе соединения друг с другом уплотняющих поверхностей каждого из ниппеля и муфты, показанных на фиг. 7А.
На фиг. 7С показан схематичный вид, демонстрирующий состояние после завершения процесса соединения друг с другом уплотняющих поверхностей каждого из ниппеля и муфты, показанных на фиг. 7А.
На фиг. 8 показан схематичный вид, демонстрирующий пример конфигурации резьбы в виде "ласточкиного хвоста".
На фиг. 9 показан схематичный вид, демонстрирующий пример случая, когда один направляющий уступ прилегает или к передней, или к задней стороне уплотняющих поверхностей ниппеля и муфты.
На фиг. 10 показан схематичный вид, демонстрирующий другой пример случая, когда один направляющий уступ прилегает или к передней, или к задней стороне каждой из уплотняющих поверхностей ниппеля и муфты.
На фиг. 11 показан схематичный вид, демонстрирующий случай, когда два направляющих уступа выполнены смежно передней и задней стороне уплотняющих поверхностей ниппеля и муфты.
На фиг. 12А показан схематичный вид, демонстрирующий состояние перед тем как уплотняющие поверхности ниппеля и муфты согласно форме уплотнения соответствующего технического решения сращены друг с другом.
На фиг. 12В показан схематичный вид, демонстрирующий состояние в процессе соединения уплотняющих поверхностей каждого из ниппеля и муфты, показанных на фиг. 12А.
На фиг. 12С показан схематичный вид, демонстрирующий состояние в процессе соединения уплотняющих поверхностей каждого из ниппеля и муфты, показанных на фиг. 12А.
Описание предпочтительных вариантов осуществления изобретения
Далее вариант реализации настоящего изобретения будет описан подробно со ссылкой на прилагаемые чертежи.
Во-первых, изобретатели рассмотрели в подробностях причины истирания поверхности истирания, часто имеющего место в процессе соединения резьбового соединения для стальной трубы, выполненных из высоколегированной стали с содержанием хрома в 13 мас.% или больше.
На фиг. 12А показан схематичный вид, демонстрирующий состояние, имеющее место перед тем, как уплотняющие поверхности 2 и 4 каждого из ниппеля 1 и муфты 3 согласно форме уплотнения при соответствующем техническом решении соединяются друг с другом. На фиг. 12В показан схематичный вид, демонстрирующий процесс соединения уплотняющих поверхностей 2 и 4 каждого из ниппеля 1 и муфты 3, показанных на фиг. 12А. На фиг. 12С показан схематичный вид, демонстрирующий завершение процесса соединения уплотняющих поверхностей 2 и 4 каждого из ниппеля 1 и муфты 3, показанных на
- 4 030268
фиг. 12А. Кроме того, правая сторона фиг. 12А-12С является концевой стороной ниппеля 1 и левая сторона является концевой стороной муфты 3. Далее это аналогичным образом относится ко всем чертежам в настоящей спецификации.
Как показано на фиг. 12А и 12С, уплотняющая поверхность 4 муфты 3 конфигурирована как сужающаяся поверхность 4а и криволинейные поверхности 4Ь и 4с, которые плавно соединяются с обоими концами сужающейся поверхности. С другой стороны, уплотняющая поверхность 2 ниппеля 1 конфигурирована как одна большая криволинейная поверхность 2Ь.
На муфте 3 было выполнено медное плакированное покрытие и было испытано соединение резьбы. В результате, в частности, было обнаружено, что часто имеет место явление, при котором медное плакированное покрытие, выполненное на криволинейной поверхности 4с муфты 3, в значительной степени изнашивается. Кроме того, это явление имеет место тогда, когда резьбовое соединение содержит форму резьбы, при которой форма поперечного разреза резьбы была так называемой формой ласточкиного хвоста, и обе, нагрузочная и посадочная стороны резьбы, контактируют друг с другом для соединения при завершении соединения. То есть это явление происходит в значительной степени в случае резьбового соединения, в котором наблюдается значительный люфт непосредственно перед завершением соединения.
Соответственно, для того, чтобы исследовать случай износа медного плакированного покрытия, выполненного на криволинейной поверхности муфты 3, авторы изобретения изучили в подробностях состояние контакта уплотняющей поверхности 4 в процессе соединения согласно анализу конечных элементов. В результате было обнаружено, что основными причинами истирания были криволинейная поверхность 4с муфты 3, соприкасающаяся с криволинейной поверхностью 2Ь ниппеля 1 в то время, когда начинается контакт уплотняющей поверхности 2 ниппеля 1, причем состоянием контакта становится линейное контактное состояние, при котором криволинейные поверхности 4с и 2Ь контактируют друг с другом по значительно суженной полосе, и наблюдается высокое максимальное контактное давление.
Кроме того, когда использовалась резьба, обладавшая люфтом вплоть до завершения соединения, поскольку каждая ось ниппеля 1 и муфты 3 сотрясалась и становилась неустойчивой при возникновении контакта между уплотняющей поверхностью 2 ниппеля 1 и уплотняющей поверхностью 4 муфты 3, было обнаружено, что возникает значительное скручивание и истирание между уплотняющими поверхностями 2 и 4.
Из указанного выше авторы изобретения получили данные, такие как (I) и (II), приведенные ниже.
(I) Если уменьшено слишком высокое контактное давление, вызванное контактом между криволинейными поверхностями 2Ь и 4с, в то время как возникает контакт между уплотняющими поверхностями 2 и 4, возможно предотвращение истирания между уплотняющими поверхностями 2 и 4.
(II) Когда возникает контакт между уплотняющими поверхностями 2 и 4, или в ходе процесса соединения, если контакт между криволинейными поверхностями 2Ь и 4с между криволинейной поверхностью 2Ь и сужающейся поверхностью 4а не является линейным контактом и формы уплотняющих поверхностей 2 и 4 должным образом выполнены так, что сужающиеся поверхности контактируют друг с другом так, чтобы быть параллельными, уплотняющие поверхности могут равномерно соприкасаться друг с другом на более широкой полосе контакта, и возникновение высокого пикового контактного давления предотвращено.
Однако высокий показатель герметизации получен в состоянии, при котором наибольшее контактное давление остается низким после завершения соединения. Для того, чтобы получить высокий показатель герметизации, необходимо создать высокое пиковое контактное давление на уплотняющих поверхностях 2 и 4 в момент завершения соединения. Более того, для того чтобы получить высокое пиковое контактное давление, наиболее эффективным для криволинейных поверхностей 2Ь и 4с уплотняющих поверхностей является контакт друг с другом. С другой стороны, большинство помех для уплотнения вносится заранее, непосредственно перед завершением соединения. Соответственно, даже тогда, когда уплотняющие поверхности скользят для выполнения небольшого остаточного вращательного скольжения до завершения соединения, существует большая вероятность возникновения истирания в то время, когда достигается контакт между криволинейными поверхностями 2Ь и 4с.
Поэтому авторы изобретения считают, что пиковое контактное давление, имеющее подходящую величину, при которой демонстрировались достаточные показатели герметизации без возникновения истирания, было получено в случае, если контактное давление между уплотняющими поверхностями 2 и 4 было усилено путем приложения других элементов непосредственно перед завершением соединения, например путем формирования резьбовых частей ниппеля 1 и муфты 3 с резьбой в виде "ласточкиного хвоста" и взаимодействием их друг с другом, путем соединения встык друг с другом направляющих уступов, прилегающих к уплотняющим поверхностям 2 и 4 ниппеля 1 и муфты 3 или тому подобного, и контакт между криволинейной поверхностью и сужающейся поверхностью был создан на конце контактного участка между уплотняющими поверхностями 2 и 4, в то время как, по существу, сохраняется контакт между уплотняющими поверхностями 2 и 4 вплоть до завершения соединения.
Далее авторы изобретения произвели анализ на основании описанных выше концепций и обнаружили, что описанные выше проблемы могут быть решены путем удовлетворения следующих двух эле- 5 030268
ментов (А) и (В), и более предпочтительно путем удовлетворения следующего элемента (С) в дополнение к элементам (А) и (В).
(A) Угол сужения сужающейся поверхности ниппеля и угол сужения сужающейся поверхности муфты по существу равны друг другу. Здесь то, что они по существу равны друг другу, означает, что угол сужения сужающейся поверхности ниппеля и угол сужения сужающейся поверхности муфты равны друг другу или разность величины между обоими углами сужения находится в диапазоне ±0,5%.
(B) Предусмотрен механизм усиления контактного давления, который увеличивает контактное давление между уплотняющей поверхностью ниппеля и уплотняющей поверхностью муфты при завершении соединения по сравнению с моментом во время соединения. Здесь в качестве механизма усиления контактного давления представлена резьба в виде "ласточкиного хвоста", приложенного к резьбовой части или направляющему уступу, расположенному смежно уплотняющим поверхностям ниппеля или муфты, и резьба в виде "ласточкиного хвоста" и направляющий уступ будет подробно описаны ниже.
(C) Уплотняющая поверхность ниппеля образована в позиции, которая отделена от торцевой поверхности ниппеля фиксированным расстоянием или больше, и уплотняющая поверхность муфты образована в позиции, которая отделена от торцевой поверхности муфты фиксированным расстоянием или больше.
Исходя из описанных выше данных авторы изобретения обнаружили, что высокие показатели сопротивления истиранию и показатели герметизации могут устойчиво получаться в процессе соединения резьбового соединения для стальной трубы из углеродистой стали или высоколегированной стали с содержанием хрома 13 мас.% или больше путем удовлетворения элементов (А)-(С).
Кроме того, авторы изобретения обнаружили, что высокие показатели сопротивления истиранию и показатели герметизации могут устойчиво получаться в резьбовом соединении, в котором легко возникает истирание, таком как резьбовое соединение для стальной трубы, выполненной из высоколегированной стали с содержанием хрома 13 массовых % или больше, а также резьбовое соединение для стальной трубы, выполненной из углеродистой стали или стали с сопротивлением сульфидосодержащей среде, или резьбовое соединение для стальной трубы, такое как резьбовое соединение интегрального типа, в котором с трудом выполняется дорогостоящая обработка поверхности, и завершают настоящее изобретения.
Далее будет описан пример наилучшего соединения, в котором применяется резьбовое соединение для стальной трубы (далее упоминается просто как "резьбовое соединение") 10 согласно варианту реализации настоящего изобретения.
На фиг. 1 показан вид в поперечном разрезе, схематично показывающий форму в продольном разрезе резьбового соединения 10.
Как показано на фиг. 1, резьбовое соединение 10 содержит ниппель 20 и муфту 30.
Ниппель 20 содержит охватываемую резьбовую часть 21 и уплотняющую поверхность 22. Охватываемая резьбовая часть 21 выполнена в виде спирали на наружной круговой поверхности ниппеля 20. Охватываемая резьбовая часть 21 образована двухступенчатой резьбой, которая содержит резьбовую часть верхней ступени 21 и резьбовую часть нижней ступени 21Ь.
Уплотняющая поверхность 22 выполнена как промежуточный участок между резьбовой частью верхней ступени 21 и резьбовой частью нижней ступени 21Ь. Уплотняющая поверхность 22 является не имеющей резьбы поверхностью, которая содержит сужающуюся поверхность 22а и криволинейную поверхность 23, которые выполнены на наружной круговой поверхности ниппеля 20.
Сужающаяся поверхность 22а наклонена на определенный угол (далее упоминается как угол сужения сужающейся поверхности 22а) в аксиальном поперечном разрезе ниппеля 20. Соответственно сужающаяся поверхность 22а образует поверхность в виде усеченного конуса, на которой диаметр постепенно уменьшается по направлению от стороны конца основания ниппеля 29 до концевой стороны на наружной круговой поверхности ниппеля 20. Например, угол сужения сужающейся поверхности 22а равен предпочтительно от 2° до 10° и более предпочтительно от 3° до 7°.
Криволинейная поверхность 23 содержит заднюю криволинейную поверхность 23а и переднюю криволинейную поверхность 23Ь, которые выполнены как прилегающие к обеим сторонам сужающейся поверхности 22а. Задняя криволинейная поверхность 23а и передняя криволинейная поверхность 23Ь выполнены для вычерчивания дуги в аксиальном поперечном сечении ниппеля 20 с заданной кривизной. Соответственно криволинейная поверхность 23 образует поверхность вращения определенной кривизны на наружной круговой поверхности ниппеля 20. Кривизна криволинейной поверхности 23 может быть задана для формирования криволинейной поверхности, которая является непрерывной между поверхностью, противоположной сужающейся поверхности 22а со вставленной криволинейной поверхностью 23 и сужающейся поверхностью 22а.
Муфта 30 содержит охватывающую резьбовую часть 31 и уплотняющую поверхность 32. Охватывающая резьбовая часть 31 выполнена в виде спирали на внутренней круговой поверхности муфты 30. Охватывающая резьбовая часть 31 содержит двухступенчатую резьбу, которая содержит резьбовую часть верхней ступени 31а и резьбовую часть нижней ступени 31Ь. Резьбовая часть верхней ступени 31а муфты 30 навинчивается на резьбовую часть верхней ступени 21а ниппеля 20, и резьбовая часть нижней
- 6 030268
ступени 31Ь муфты 30 навинчивается на резьбовую часть нижней ступени 21Ь ниппеля 20. Соответственно охватываемая резьбовая часть 21 и охватываемая резьбовая часть 31 соединяются путем навинчивания.
Уплотняющая поверхность 32 выполнена как промежуточный участок между резьбовой частью верхней ступени 31а и резьбовой частью нижней ступени 31Ь. Уплотняющая поверхность 32 является не имеющей резьбы поверхностью, которая содержит сужающуюся поверхность 32а и криволинейную поверхность 33, которые выполнены на наружной круговой поверхности муфты 30.
Сужающаяся поверхность 32а наклонена на определенный угол (далее упоминается как угол сужения сужающейся поверхности 32а) в аксиальном поперечном разрезе муфты 30. Соответственно сужающаяся поверхность 32а образует поверхность в виде усеченного конуса, на которой диаметр постепенно уменьшается по направлению от стороны конца основания муфты 30 до концевой стороны на наружной круговой поверхности муфты 30. Например, угол сужения сужающейся поверхности 32а равен предпочтительно от 2° до 10° и более предпочтительно от 3° до 7°.
Криволинейная поверхность 33 содержит переднюю криволинейную поверхность 33а и заднюю криволинейную поверхность 33Ь, которые выполнены как прилегающие к обеим сторонам сужающейся поверхности 32а. Передняя криволинейная поверхность 33а и задняя криволинейная поверхность 33Ь выполнены для вычерчивания дуги в аксиальном поперечном сечении муфты 30 с заданной кривизной. Соответственно криволинейная поверхность 33 образует поверхность вращения определенной кривизны на внутренней круговой поверхности муфты 30. Кривизна криволинейной поверхности 33 может быть задана для формирования криволинейной поверхности, которая является непрерывной между поверхностью, противоположной сужающейся поверхности 32а со вставленной криволинейной поверхностью 33 и сужающейся поверхностью 32а.
В резьбовом соединении 10, в процессе соединения охватываемой резьбовой части 21 и охватывающей резьбовой части 31 ниппель 20 и муфта 30 пересекаются друг с другом в радиальном направлении в то время, когда уплотняющая поверхность 22 ниппеля 20 и уплотняющая поверхность 32 муфты 30 контактируют друг с другом, и таким образом возникает структура (уплотнение с контактом металла) по меньшей мере в части уплотняющей поверхности 32 муфты 30 по всей периферии.
То есть при уплотнении с контактом металла наружный диаметр ниппеля 20 устанавливают как несколько превышающий внутренний диаметр муфты 30 (эту разницу диаметров обозначают как "величину интерференции уплотнения"). В уплотнении с контактом металла ниппель 20 и муфта 30 подогнаны друг к другу и взаимодействуют в радиальном направлении и, таким образом, упругие восстановительные силы, стремящиеся к возвращению первоначальных диаметров муфты 30 и ниппеля 20, возникают между муфтой 30, увеличенной в диаметре, и ниппелем 20, уменьшенным в диаметре. Уплотняющие поверхности 22 и 32 могут войти в непосредственный контакт друг с другом по всей периферии с использованием упругих восстановительных сил.
На фиг. 2 показана основная часть вида в разрезе, демонстрирующего размеры каждого участка уплотнения ниппеля 20 и муфты 30 резьбового соединения для стальной трубы 10, показанного в обведенном участке X на фиг. 1.
Кроме того, на фиг. 2 числовой позицией 41 обозначен радиус кривизны задней криволинейной поверхности 23а ниппеля 20. Числовая позиция 42 обозначает радиус кривизны передней криволинейной поверхности 23Ь ниппеля 20. Числовая позиция 43 обозначает угол сужения сужающейся поверхности 22а ниппеля 20. Числовая позиция 45 обозначает длину конуса уплотняющей поверхности 22 ниппеля 20. Числовая позиция 45 обозначает длину конуса уплотняющей поверхности 22 ниппеля 20. Более того, числовая позиция 46 обозначает радиус кривизны задней криволинейной поверхности 33Ь муфты 30. Числовая позиция 47 обозначает радиус кривизны передней криволинейной поверхности 33а муфты 30. Числовая позиция 48 обозначает угол сужения сужающейся поверхности 32а муфты 30. Числовая позиция 49 обозначает диаметр уплотняющей поверхности 32 муфты 30. Числовая позиция 50 обозначает длину конуса уплотняющей поверхности 32 муфты 30.
Резьбовое соединение 10 предпочтительно удовлетворяет следующим двум элементам (А) и (В) и более предпочтительно удовлетворяет следующему элементу (С) в дополнение к элементам (А) и (В).
(A) Угол сужения 43 сужающейся поверхности 22а ниппеля 20 и угол сужения 48 сужающейся поверхности 32а муфты 30 по существу равны друг другу. Здесь то, что они по существу равны друг другу, означает, что угол сужения 43 и угол сужения 48 равны друг другу или разность величины между обоими углами сужения находится в диапазоне ±0,5%.
(B) Предусмотрен механизм 40 усиления контактного давления, который увеличивает контактное давление между уплотняющей поверхностью 22 ниппеля 20 и уплотняющей поверхностью 32 муфты 30 при завершении соединения по сравнению с моментом во время соединения. Здесь в качестве механизма 40 усиления контактного давления представлена резьба в виде "ласточкиного хвоста" или направляющий уступ, как показано на фиг. 8-11.
(C) Уплотняющая поверхность 22 ниппеля 20 или уплотняющая поверхность 32 муфты 30 образована в положении, которое отделено от торцевой поверхности ниппеля 20 и муфты 30 фиксированным
- 7 030268
расстоянием или больше. То есть при двухступенчатой резьбе уплотняющая поверхность 22 ниппеля 20 и уплотняющая поверхность 32 муфты 30 помещаются на промежуточных участках 21Ь и 31Ь. Поскольку уплотняющая поверхность 22 ниппеля 20 и уплотняющая поверхность 32 муфты 30 расположены на промежуточных участках, углы сужения уплотняющих поверхностей 22 и 32 постоянно сохраняются в процессе соединения и возможно получение однородного герметичного контакта.
На фиг. 3А показан схематичный вид, демонстрирующий состояние перед соединением ниппеля 20 и муфты 30 друг с другом в резьбовом соединении 10, показанном на фиг. 1, и на фиг. 3В показан схематичный вид, демонстрирующий состояние в то время, когда соединение ниппеля 20 и муфты 30 друг с другом завершено в резьбовом соединении 10, показанном на фиг. 1.
Как показано на фиг. 3А и 3В, на уплотняющих поверхностях 22 и 32 каждого из ниппеля 20 и муфты 30 сужающиеся поверхности 22а и 32а контактируют друг с другом так, чтобы располагаться приблизительно параллельно и по большой ширине тогда, когда возникает контакт между уплотняющими поверхностями 22 и 32. Соответственно относительно легко достигнут элемент (А).
Однако в случае, если уплотняющая поверхность 22 выполнена на концевом участке, включающем концевую поверхность ниппеля 20, диаметр уплотняющей поверхности 22, расположенной на концевом участке (упоминаемом как кончик), включающей концевую поверхность ниппеля 20, уменьшается на величину интерференции уплотнения согласно процессу соединения. Соответственно увеличивается угол отклонения (угол сужения 43 сужающейся поверхности 22а ниппеля 20). С другой стороны равномерно увеличивается диаметр муфты 30 и, таким образом, почти не изменяется угол отклонения (угол сужения 48 сужающейся поверхности 32 муфты 30). То есть даже в случае, когда уплотняющие поверхности 22 и 32 могут соприкасаться друг с другом так, чтобы быть приблизительно параллельными друг другу при начале контакта, влияние величины интерференции уплотнения постепенно проявляется согласно соединению и, таким образом, углы сужения 43 и 48 уплотняющих поверхностей 22 и 32 ниппеля 20 и муфты 30 не совпадают друг с другом. В этом случае сохранять уплотняющие поверхности 22 и 32 в постоянном контакте по большой ширине в процессе соединения.
Для того чтобы сделать углы сужения 43 и 48 уплотняющих поверхностей 22 и 32 непрерывно совмещенными друг с другом даже тогда, когда влияние величины интерференции уплотнения начинает постепенно проявляться, участок, обладающий достаточной жесткостью, образуется на более дальней концевой стороне уплотняющей поверхности 22, предусмотренной на концевом участке ниппеля 20, диаметр уплотняющей поверхности 22 равномерно уменьшается, и возникновение угла отклонения предотвращено. Соответственно эффективным становится образование уплотняющей поверхности 22 в позиции, отделенной от торцевой поверхности ниппеля 20 фиксированным расстоянием или более.
Выше описан случай, когда уплотняющая поверхность 22 предусмотрена в концевом участке ниппеля 20. Однако аналогичным образом применяется вариант, когда уплотняющая поверхность 32 предусмотрена на концевом участке муфты 30. То есть часть, обладающая достаточной жесткостью, образована в дальнейшей концевой стороне уплотняющей поверхности 32 муфты 30.
Для того чтобы сформировать часть, обладающую достаточной жесткостью, как показано на фиг. 1, применяется так называемая промежуточная уплотнительная структура, в которой резьбовая часть верхней ступени 21а и резьбовая часть нижней ступени 21Ь охватываемой резьбовой части 21 выполнены на обеих сторонах уплотняющей поверхности 22 и резьбовая часть верхней ступени 31а и резьбовая часть нижней ступени 31Ь охватывающей резьбовой части 31 выполнены на обеих сторонах уплотняющей поверхности 32.
Если промежуточная уплотнительная структура конфигурирована так, как описано выше, контакт между сужающимися поверхностями 22а и 32а, которые являются уплотняющими поверхностями 22 и 32, равномерно сохраняется на большой стороне контакта даже в процессе соединения, и опасность истирания дополнительно уменьшается.
На фиг. 4А показан схематичный вид, демонстрирующий состояние перед тем, как уплотняющие поверхности 22 и 32 каждого из ниппеля 20 и муфты 30, представляющие пример резьбового соединения для стальной трубы согласно варианту реализации настоящего изобретения, будут сращиваться друг с другом. На фиг. 4В показан схематичный вид, демонстрирующий состояние в процессе соединения друг с другом уплотняющих поверхностей 22 и 32 каждого из ниппеля 20 и муфты 30, показанных на фиг. 4А. На фиг. 4С показан схематичный вид, демонстрирующий состояние после завершения процесса соединения друг с другом уплотняющих поверхностей 22 и 32 каждого из ниппеля 20 и муфты 30, показанных на фиг. 4А.
Кроме того, на фиг. 4А-4С те же числовые позиции присвоены той же части, как каждая часть ниппеля 20 и муфты 30, образующих резьбовое соединение 10, и их описания опущены. Кроме того, числовая позиция А на фиг. 4В показывает распределение контактного давления в процессе соединения. Числовая позиция В на фиг. 4С показывает пиковое контактное давление при завершении соединения.
Как показано на фиг. 4А и 4С, длина уплотняющей поверхности 22 ниппеля 20 меньше длины сужающейся поверхности 32а муфты 30. Соответственно, как показано числовой позицией А на фиг. 4В в процессе соединения, сужающиеся поверхности 22а и 32а могут равномерно соприкасаться друг с другом при большей ширине контакта, будучи в контакте друг с другом так, чтобы оставаться параллельны- 8 030268
ми. Поэтому предотвращается возникновение высокого контактного давления и подавлено варьирование распределения контактного давления.
С другой стороны, в момент завершения соединения более короткая сужающаяся поверхность 22а, и задняя криволинейная поверхность 23а и передняя криволинейная поверхность 23Ь, которые плавно соединяются с обоими концами контакта сужающейся поверхности 32а муфты 30. Соответственно контактное давление между уплотняющими поверхностями 22 и 32 возрастает непосредственно перед завершением соединения. Кроме того, когда соединение завершается, как показано числовой позицией В на фиг. 4С, создается пиковое контактное давление, при котором контактные давления на участках задней криволинейной поверхности 23а и передней криволинейной поверхности 23Ь, соприкасающихся с сужающейся поверхностью 32а, выше давления на других участках.
Соответственно на резьбовом соединении 10 опасность истирания уплотняющих поверхностей 22 и 32 может устойчиво возрастать, и показатель герметизации может устойчиво проявляться после завершения соединения.
Далее будет описан другой пример резьбового соединения для стальной трубы согласно варианту реализации настоящего изобретения.
На фиг. 5А показан схематичный вид, демонстрирующий состояние перед тем, как уплотняющей поверхности 22 и 32 каждого из ниппеля 20 и муфты 30, представляющие другой пример резьбового соединения для стальной трубы согласно варианту реализации настоящего изобретения, будут сращиваться друг с другом. На фиг. 5В показан схематичный вид, демонстрирующий состояние в процессе соединения друг с другом уплотняющих поверхностей 22 и 32 каждого из ниппеля 20 и муфты 30, показанных на фиг. 5А. На фиг. 5С показан схематичный вид, демонстрирующий состояние после завершения процесса соединения друг с другом уплотняющих поверхностей 22 и 32 каждого из ниппеля 20 и муфты 30, показанных на фиг. 5А.
Кроме того, на фиг. 5А-5С те же числовые позиции присвоены той же части, как каждая часть ниппеля 20 и муфты 30, образующих резьбовое соединение 10, и их описания опущены. Кроме того, числовая позиция А на фиг. 5В показывает распределение контактного давления в процессе соединения. Числовая позиция В на фиг. 5С показывает пиковое контактное давление при завершении соединения.
Путем, противоположным фиг. 4А-4С, на фиг. 5А-5С передняя криволинейная поверхность 33а и задняя криволинейная поверхность 33Ь муфты выполнены на обеих сторонах сужающейся поверхности 32а, и длина 45 сужающейся поверхности 22а ниппеля 20 дольше, чем длина 50 уплотняющей поверхности 32 муфты 30. Кроме того, в этом случае опасность истирания уплотняющих поверхностей 22 и 32 может устойчиво уменьшаться и показатель герметизации может устойчиво проявляться после завершения соединения.
На фиг. 6А показан схематичный вид, демонстрирующий состояние перед тем, как уплотняющие поверхности 22 и 32 каждого из ниппеля 20 и муфты 30, представляющие другой пример резьбового соединения для стальной трубы согласно варианту реализации настоящего изобретения, будут сращиваться друг с другом. На фиг. 6В показан схематичный вид, демонстрирующий состояние в процессе соединения друг с другом уплотняющих поверхностей 22 и 32 каждого из ниппеля 20 и муфты 30, показанных на фиг. 6А. На фиг. 6С показан схематичный вид, демонстрирующий состояние после завершения процесса соединения друг с другом уплотняющих поверхностей 22 и 32 каждого из ниппеля 20 и муфты 30, показанных на фиг. 6А.
Кроме того, на фиг. 6А-6С те же числовые позиции присвоены той же части, как каждая часть ниппеля 20 и муфты 30, образующих резьбовое соединение 10, и их описания опущены. Кроме того, числовая позиция А на фиг. 6В показывает распределение контактного давления в процессе соединения. Числовая позиция В на фиг. 6С показывает пиковое контактное давление при завершении соединения.
На фиг. 6А-6С показан аспект, при котором уплотняющие поверхности 22 и 32 ниппеля 20 и муфты 30 включают в себя сужающиеся поверхности 22а и 32а, имеющие по существу одинаковые углы сужения 43 и 48. В дополнение в этом аспекте передняя криволинейная поверхность 23Ь предусмотрена на стороне, которая помещается на концевой стороне ниппеля 20 в сужающейся поверхности 22а ниппеля 20 и передняя криволинейная поверхность 33Ь помещается на концевой стороне муфты 30 в сужающейся поверхности 32а муфты 30. В этом случае, даже когда длина 45 и 50 сужающихся поверхностей 22а и 32а и ниппеля 20, и муфты 30 является одинаковой, сохраняется равномерный контакт при большой ширине контакта, когда возникает контакт между уплотняющими поверхностями 22 и 32 или в процессе соединения и уменьшается опасность истирания.
На фиг. 7А показан схематичный вид, демонстрирующий состояние перед тем, как уплотняющие поверхности 22 и 32 каждого из ниппеля 20 и муфты 30, представляющие другой пример резьбового соединения для стальной трубы согласно варианту реализации настоящего изобретения, будут сращиваться друг с другом. На фиг. 7В показан схематичный вид, демонстрирующий состояние в процессе соединения друг с другом уплотняющих поверхностей 22 и 32 каждого из ниппеля 20 и муфты 30, показанных на фиг. 7А. На фиг. 7С показан схематичный вид, демонстрирующий состояние после завершения процесса соединения друг с другом уплотняющих поверхностей 22 и 32 каждого из ниппеля 20 и муфты 30, показанных на фиг. 7А.
- 9 030268
Кроме того, на фиг. 7А-7С те же числовые позиции присвоены той же части, как каждая часть ниппеля 20 и муфты 30, образующих резьбовое соединение 10, и их описания опущены. Кроме того, числовая позиция А на фиг. 7В показывает распределение контактного давления в процессе соединения. Числовая позиция В на фиг. 7С показывает пиковое контактное давление при завершении соединения.
На фиг. 7А-7С показан аспект, при котором уплотняющей поверхности 22 и 32 ниппеля 20 и муфты 30 включают в себя сужающиеся поверхности 22а и 32а, имеющие по существу одинаковые углы сужения 43 и 48. В дополнение в этом аспекте задняя криволинейная поверхность 23а предусмотрена на стороне, которая помещается на стороне, противоположной концевой стороне ниппеля 20 в сужающейся поверхности 22а ниппеля 20 и задняя криволинейная поверхность 33а помещается на стороне, противоположной концевой стороне муфты 30 в сужающейся поверхности 32а муфты 30. В этом случае, даже когда длина 45 и 50 сужающихся поверхностей 22а и 32а и ниппеля 20, и муфты 30 является одинаковой, сохраняется равномерный контакт при большой ширине контакта, когда возникает контакт между уплотняющими поверхностями 22 и 32 или в процессе соединения и уменьшается опасность истирания.
Согласно аспекту, показанному на фиг. 7А-7С, в начале соединения, то есть в начале контакта между уплотняющими поверхностями 22 и 32 и в процессе соединения, следующим за ним, сужающиеся поверхности 22а и 32а, имеющие углы сужения на уплотняющих поверхностях 22 и 32 ниппеля 20 и муфты 30, контактируют друг с другом так, чтобы располагаться параллельно, контакт между криволинейными поверхностями 23 и 33 в процессе соединения не возникает и, таким образом, пиковое контактное давление уменьшено.
Далее будет описан механизм 40 усиления контактного давления в резьбовом соединении 10.
Механизм 40 усиления контактного давления является механизмом, который увеличивает силу уплотняющего контакта непосредственно перед завершением соединения и усиливает контактное давление, и в отношении механизма, увеличивающего силу уплотняющего контакта, рассматриваются некоторые механизмы. В одном механизме форма резьбы как охватываемой части резьбы 21, так и охватывающей части резьбы 31 представлена резьбой в виде "ласточкиного хвоста".
На фиг. 8 показан схематичный вид, демонстрирующий пример конфигурации типичной резьбы 401 в виде "ласточкиного хвоста". Кроме того, на фиг. 8 числовые позиции а и а' обозначают нагружаемые стороны резьбы. Числовые позиции Ь и ' обозначают крепежные стороны резьбы. Числовые позиции с и с' обозначают толщину, которую занимает резьба.
В механизме 40 усиления контактного давления резьбы 40-1 в виде "ласточкиного хвоста", прилегающие к уплотняющим поверхностям 22 и 32 зафиксированы друг на друге путем зацепления нагружаемой и крепежной сторон резьбы непосредственно перед завершением соединения, и сила контакта между уплотняющими поверхностями 22 и 32 возрастает. Соответственно, например, как показано числовой позицией В на фиг. 4С, при завершении соединения на участке, на котором криволинейные поверхности 23а и 23Ь контактируют с сужающейся поверхностью 32а, может создаваться пиковое контактное давление, имеющее более высокое значение, чем давление на других участках.
По меньшей мере одна резьба 40-1 в виде "ласточкиного хвоста" расположена в положениях, смежных уплотняющим поверхностям 22 и 32 резьбовой части верхней ступени 21а и 31а и резьбовой части нижней ступени 21Ь и 31Ь. Резьба 40-1 в виде "ласточкиного хвоста" предпочтительно выполнена по меньшей мере 1,5 шагами с прилеганием к уплотняющим поверхностям 22 и 32. Однако вся охватываемая резьбовая часть 21(21а и 21Ь) и охватывающая резьбовая часть 31 (31а и 31и) являются более предпочтительно резьбой 40-1 в виде "ласточкиного хвоста".
Кроме того, в резьбе 40-1 в виде "ласточкиного хвоста", показанной на фиг. 8, поверхность вершины резьбы и поверхность впадины резьбы параллельны оси соединения Ь. В этом случае высота нагружаемых сторон резьбы а и а' меньше высоты крепежных сторон резьбы Ь и Ь' , и чем выше угол сужения и шире зазор между поверхностями вершины резьбы, тем меньше высоты нагружаемых сторон резьбы а и а'.
С другой стороны, в случае, когда поверхность вершины резьбы и поверхность впадины резьбы параллельны линии сужения резьбы, нагружаемые стороны а и а' могут быть установлены так, чтобы увеличиваться до полного предельного значения занимаемого диапазона толщины (ширины в радиальном направлении между линиями шага, включающими поверхность вершины резьбы и поверхность впадины резьбы) применяемой резьбы. По сравнению с резьбой 40-1 в виде "ласточкиного хвоста" усилие (усилие, которое увеличивает силу уплотняющего контакта непосредственно перед соединением), которое крепит ниппель 20 и муфту 30 в радиальном направлении при использовании резьбы, дополнительно увеличено. Соответственно в случае использования резьбы 40-1 в виде "ласточкиного хвоста", дополнительно повышается воздействие механизма 40 усиления контактного давления. Кроме того, более предпочтительным является то, что и охватываемая резьбовая часть 21 (21а и 21Ь) и охватывающая резьбовая часть 31 (31а и 31Ь), являются сужающейся резьбой и резьбой в виде "ласточкиного хвоста".
В качестве другого механизма, образующего механизм 40 усиления контактного давления, является направляющий уступ, который представлен как прилегающий или к передней стороне, или к задней стороне каждой из уплотняющих поверхностей 22 и 32 ниппеля 20 и муфты 30, или обеих их сторон.
На фиг. 9-11 показаны схематичные виды, демонстрирующие примеры случаев применения на- 10 030268
правляющего уступа. На чертежах фиг. 9 и 10 показаны схематичные виды, демонстрирующие случай, когда предусмотрен один направляющий уступ, прилегающий или к передней, или к задней стороне каждой из уплотняющих поверхностей 22 и 32 ниппеля 20 и муфты 30. С другой стороны, на фиг. 11 показан схематичный вид, демонстрирующий случай, когда предусмотрены два направляющих уступа, прилегающие к передней и к задней стороне каждой из уплотняющих поверхностей 22 и 32 ниппеля 20 и муфты 30.
Кроме того, на фиг. 9-11 числовая позиция 20 обозначает ниппель. Числовая позиция 30 обозначает муфта. Числовая позиция 22 обозначает уплотняющую поверхность ниппеля 20. Числовая позиция 24 обозначает поверхность уступа ниппеля 20. Числовая позиция 21а обозначает охватываемый резьба ниппеля 20. Числовая позиция 32 обозначает уплотняющую поверхность муфты 30. Числовая позиция 34 обозначает поверхность уступа муфты 30. Числовая позиция 31а обозначает охватывающий резьба муфты 30. Числовая позиция Т обозначает сужающиеся поверхности 22а и 32а на уплотняющих поверхностях 22 и 32. Числовая позиция К обозначает криволинейную поверхность уплотняющих поверхностей 22 и 32.
Если поверхности направляющего уступа 24 и 34 предусмотрены для того, чтобы прилегать или к передней стороне, или к задней стороне каждой из уплотняющих поверхностей 22 и 32 или к их обеим сторонам, радиальный компонент силы реакции, создаваемой путем стыкования уступов, действует в направлении, при котором уплотняющей поверхности 22 и 32 входят дальнейший непосредственный контакт, и сила уплотняющего контакта увеличена.
В настоящем примере для того, чтобы продемонстрировать эффект настоящего изобретения, путем выполнения анализа методом конечных элементов и испытания фактического соединения в отношении резьбовых соединений для стальной трубы, имеющих четыре типа форм уплотнений, показанных в табл. 1А и 1В в промежуточной части двухступенчатой резьбы, имеющего верхнюю ступень и нижнюю ступень резьбового соединения, были оценены показатели сопротивления истиранию и показатели герметизации. В данном случае табл. 1А и 1В показывают формы уплотнения ниппеля. В табл. 2 показаны формы уплотнения муфты.
Таблица 1А
| № | Наружный диаметр основного тола трубы, мм | Внутренний диаметр основного тела трубы, мм | Диаметр участка уплотнения, мм | Сужающаяся длина участка уплотнения, мм | Угол сужения, град. | Радиус кривизны, мм | Радиус кривизны, мм | Примечание |
| 1 | 139,7 | 111,15 | 127,5 | 0 | 0 | 40 | 0 | Сравнительный пример |
| 2 | 139,7 | 118,€2 | 126, 8 | 2,2 | 4, 8 | 30 | 30 | Сравнительный пример |
| 3 | 139,7 | 111, 15 | 127,5 | б | 4,8 | 40 | 0 | Настоящее изобретение |
| 4 | 139,7 | 118,62 | 128,5 | 2 | 4, 8 | 10 | 20 | Настоящее изобретение |
Таблица 1В
| № | Наружный диаметр основного тела трубы, мм | Внутренний диаметр основного тела трубы, мм | Диаметр участка уплотнения, мм | Сужающаяся длина участка уплотнения, мм | Угол сужения, град. | Радиус кривизны, мм | Радиус кривизны, мм | Примечание |
| 1 | 139,7 | 111,15 | 127,1 | 3,9 | 2, 9 | 7 | 30 | Сравнительный пример |
| 2 | 139,7 | 118,62 | 126,2 | 2,2 | 4, 8 | 20 | 30 | Сравнительный пример |
| 3 | 139,7 | 111,15 | 127,1 | 8,2 | 4, 8 | 7 | 0 | Настоящее изобретение |
| 4 | 139,7 | 118,62 | 128 | 2 | 4, 8 | 20 | 2 | Настоящее изобретение |
Сначала будет описана процедура анализа методом конечных элементов. Предлагаемое резьбовое соединение относится к наилучшему соединению интегрального типа, имеющему резьба в виде "ласточкиного хвоста". Спецификации резьбового соединения показаны в табл. 1А и 1В. В настоящем примере контактное давление уплотняющих поверхностей в начале соединения и при завершении соединения было сосредоточено на выполнении анализа, моделирующего соединение резьбового соединения.
Сталь 13Сг (с номинальным пределом текучести Υδ=794 МПа) использовалась в отношении материалов № 1 и 3. Углеродистая сталь 0125 (с номинальным пределом текучести Υδ=794 МПа (125 кси)) по стандарту ΑΡΙ использовалась в отношении материалов № 2 и 4.
Результаты анализа методом конечных элементов показаны в табл. 2.
- 11 030268
Таблица 2
| Ν· | В начале соединения | При завержени | и соединения | Примечание | |
| Ширина контакта в уплотнении, мм | Макс. контактное давление/Υ5 | Ширина контакта в уплотнении, мм | Макс. контактное давление/У5 | ||
| 1 | 1, 1 | 1, 3 | 1, 6 | 1. з | Сравнительный пример |
| 2 | 1, 4 | 1 | 2, 9 | 1. 3 | Сравнительный пример |
| 3 | 2, 7 | 0, 3 | 1, 6 | 1, э | Настоящее изобретение |
| 4 | 2, 4 | 0, 6 | 2, 5 | 1, 8 | Настоящее изобретение |
Как ясно показано в табл. 2, в начале соединения ширина уплотнения в контактах № 3 и 4 увеличивается по сравнению с аналогичным показателем для контактов № 1 и 2, и воспроизведено предполагаемое состояние возникновения контакта при уплотнении. Кроме того, пиковые значения контактного давления уплотняющих поверхностей значительно уменьшается до приблизительно 0,3 Υδ-0,6 Υδ. Из полученных результатов в резьбовом соединении, в котором применено настоящее изобретение, было обнаружено, что уплотняющие поверхности обладают высоким сопротивлением истиранию.
В табл. 2 показаны также значения контактного давления при завершении соединения. Из табл. 2 можно видеть, что пиковые контактные давления для № 3 и 4 при завершении соединения ведут к возрастанию Υδ приблизительно в два раза и значительно возрастают по сравнению с № 1 и 2.
Из полученных результатов в резьбовом соединении, в котором применено настоящее изобретение, было обнаружено, что уплотняющие поверхности обеспечивают достаточные показатели герметизации при завершении соединения.
Далее будет описано фактическое испытание соединения. В этом испытании показатель сопротивления истиранию уплотняющей поверхности резьбового соединения определяли в ходе повторных испытаний по соединению и размыканию.
В отношении показателя сопротивления истиранию, в стандарте на испытания ΑΡΙ путем выполнения испытаний по соединению и размыканию в отношении кожуха три раза или больше испытание считается успешно пройденным, если истирания не происходит.
Как показано в табл. 3, показатель сопротивления истиранию оценивали согласно резьбовым соединениям, имеющим формы уплотнения № 1', 3' и 4. Кроме того, даже тогда, когда формы уплотнения № 1' и 3' являются такими же, как у № 1 и 3, поскольку размеры № 1' и 3' резьбовых соединений отличаются от тех же для № 1 и 3, им присвоены иные числа, такие как 1' и 3'. Детали формы уплотнения являются такими же, как показанные в табл. 1.
Для получения испытательного образца была выполнена обработка поверхности и ниппеля, и муфты путем пескоструйной обработки, и в качестве смазки был использован резьбовой состав по стандарту ΑΡΙ.
Результаты повторяющегося испытания соединения/размыкания собраны и показаны в табл. 3.
Таблица 3
| Размер | Форма уплотнения | Количество последовательных соединений и размыканий |
| 7-5/8 дюйма (193,7 мм) 39# | #1' | 1 |
| 7-5/8 дюйма (193,7 мм) 39# | #3' | 10 |
| 5-1/2 дюйма (139,7 мм) 23# | #4 | 4 |
Как показано в табл. 3, при резьбовом соединении № 1' истирание происходит на втором цикле соединения/размыкания. Однако истирание уплотняющей поверхности не происходит даже тогда, когда соединение/размыкание производилось три раза или больше при резьбовых соединениях № 3' и 4 и, таким образом, было показано, что резьбовое соединение, в котором было применено настоящее изобретение, обладает улучшенным сопротивлением истиранию.
Список ссылочных позиций и условных обозначений
10: резьбовое соединение для стальной трубы
20: ниппель
21: охватываемая резьбовая часть
21а: верхняя ступень резьбовой части
21Ь: нижняя ступень резьбовой части
- 12 030268
22: уплотняющая поверхность
22а: сужающаяся поверхность
23: криволинейная поверхность
23а: задняя криволинейная поверхность
23Ь: передняя криволинейная поверхность
30: муфта
31: охватывающая резьбовая часть
31а: верхняя ступень резьбовой части
31Ь: нижняя ступень резьбовой части
32: уплотняющая поверхность
32а: сужающаяся поверхность
33: криволинейная поверхность
33а: передняя криволинейная поверхность
33Ь: задняя криволинейная поверхность
40: механизм усиления контактного давления
Claims (7)
- ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ1. Резьбовое соединение для стальной трубы, содержащеениппель, который содержит охватываемую резьбовую часть, образованную двухступенчатой резьбой, и уплотняющую поверхность, содержащую сужающуюся поверхность и криволинейную поверхность, смежную сужающейся поверхности, причем уплотняющая поверхность ниппеля выполнена на промежуточной части двухступенчатой резьбы; имуфту, которая содержит охватывающую резьбовую часть, образованную двухступенчатой резьбой, и уплотняющую поверхность, содержащую сужающуюся поверхность и криволинейную поверхность, смежную сужающейся поверхности, причем уплотняющая поверхность муфты выполнена на промежуточной части двухступенчатой резьбы,причем угол сужения сужающейся поверхности уплотняющей поверхности ниппеля, по существу, является таким же, как угол сужения сужающейся поверхности уплотняющей поверхности муфты,при этом охватываемая резьбовая часть и охватывающая резьбовая часть соединены свинчиванием, ниппель и муфта выполнены с возможностью пересечения друг с другом в радиальном направлении, а уплотняющая поверхность ниппеля и уплотняющая поверхность муфты выполнены с возможностью контактирования друг с другом в процессе соединения и вхождения по меньшей мере части уплотняющей поверхности ниппеля в непосредственный контакт по меньшей мере с частью уплотняющей поверхности муфты по всей периферии, ипредусмотрен механизм усиления контактного давления, который выполнен с возможностью увеличения контактного давления между уплотняющей поверхностью ниппеля и уплотняющей поверхностью муфты при завершении процесса соединения по сравнению с моментом осуществления соединения, при этом механизм усиления контактного давления выполнен с возможностью увеличения контактного давления между уплотняющей поверхностью ниппеля и уплотняющей поверхностью муфты посредствомсоединения между резьбой в виде "ласточкиного хвоста", которая образована в положении, смежном уплотняющей поверхности охватываемой части резьбы, и резьбой в виде "ласточкиного хвоста", которая образована в положении, смежном уплотняющей поверхности охватывающей части резьбы, илинаправляющего уступа, смежного передней или задней стороне каждой из уплотняющей поверхности ниппеля и уплотняющей поверхности муфты.
- 2. Резьбовое соединение для стальной трубы по п.1, в котором криволинейная поверхность уплотняющей поверхности ниппеля выполнена с концевой стороны и криволинейная поверхность уплотняющей поверхности муфты выполнена с концевой стороны муфты.
- 3. Резьбовое соединение для стальной трубы по п.1, в котором криволинейная поверхность уплотняющей поверхности ниппеля выполнена на стороне, противоположной концевой стороне ниппеля, и криволинейная поверхность уплотняющей поверхности муфты выполнена на стороне, противоположной концевой стороне муфты.
- 4. Резьбовое соединение для стальной трубы по п.1, в котором криволинейная поверхность уплотняющей поверхности ниппеля выполнена смежно обеим сторонам сужающейся поверхности уплотняющей поверхности ниппеля и длина сужающейся поверхности уплотняющей поверхности муфты больше длины уплотняющей поверхности ниппеля.
- 5. Резьбовое соединение для стальной трубы по п.1, в котором криволинейная поверхность уплотняющей поверхности муфты выполнена смежно обеим сторонам сужающейся поверхности уплотняющей поверхности муфты и длина сужающейся поверхности уплотняющей поверхности ниппеля больше длины уплотняющей поверхности муфты.
- 6. Резьбовое соединение для стальной трубы по любому из пп.1-5, в котором криволинейная по- 13 030268верхность и сужающаяся поверхность выполнены с возможностью создания наибольшего контактного давления на участке контакта между криволинейной поверхностью и сужающейся поверхностью на контактной поверхности между уплотняющей поверхностью ниппеля и уплотняющей поверхностью муфты при завершении соединения.
- 7. Резьбовое соединение для стальной трубы по любому из пп.1-6, в котором угол сужения сужающейся поверхности уплотняющей поверхности ниппеля и угол сужения сужающейся поверхности уплотняющей поверхности муфты составляют от 2 до 10°.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2012208600 | 2012-09-21 | ||
| PCT/JP2013/074562 WO2014045973A1 (ja) | 2012-09-21 | 2013-09-11 | 鋼管用ねじ継手 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| EA201590042A1 EA201590042A1 (ru) | 2015-07-30 |
| EA030268B1 true EA030268B1 (ru) | 2018-07-31 |
Family
ID=50341287
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| EA201590042A EA030268B1 (ru) | 2012-09-21 | 2013-09-11 | Резьбовое соединение для стальной трубы |
Country Status (15)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US10077612B2 (ru) |
| EP (1) | EP2899440B1 (ru) |
| JP (1) | JP5678241B2 (ru) |
| CN (1) | CN104583662B (ru) |
| AR (1) | AR092610A1 (ru) |
| AU (1) | AU2013319233B2 (ru) |
| BR (1) | BR112015005736B1 (ru) |
| CA (1) | CA2885233C (ru) |
| EA (1) | EA030268B1 (ru) |
| IN (1) | IN2015DN01478A (ru) |
| MX (1) | MX363866B (ru) |
| MY (1) | MY183842A (ru) |
| PL (1) | PL2899440T3 (ru) |
| UA (1) | UA110896C2 (ru) |
| WO (1) | WO2014045973A1 (ru) |
Families Citing this family (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR3030668B1 (fr) * | 2014-12-19 | 2016-12-16 | Vallourec Oil & Gas France | Joint filete |
| MX2017012492A (es) * | 2015-03-30 | 2018-01-18 | Jfe Steel Corp | Junta de tuberia roscada. |
| JP6569355B2 (ja) * | 2015-07-27 | 2019-09-04 | 日本製鉄株式会社 | 坑井の掘削方法、その掘削方法に用いられるドリルパイプ及びツールジョイント |
| RU2604461C1 (ru) * | 2015-08-21 | 2016-12-10 | Открытое акционерное общество "Первоуральский новотрубный завод" | Резьбовое трубное соединение |
| US11466800B2 (en) | 2015-12-09 | 2022-10-11 | Certus Energy Solutions, Llc | Tubular coupling |
| US9683684B1 (en) | 2015-12-09 | 2017-06-20 | Certus Energy Solutions, Llc | Tubular coupling |
| UA119127C2 (uk) * | 2015-12-15 | 2019-04-25 | Ніппон Стіл Енд Сумітомо Метал Корпорейшн | Нарізне з'єднання для сталевої труби |
| AU2016394560B2 (en) * | 2016-02-23 | 2019-10-03 | Nippon Steel Corporation | Threaded joint for steel pipes |
| JP6572913B2 (ja) * | 2017-01-06 | 2019-09-11 | トヨタ自動車株式会社 | 高圧容器 |
| EP3604881B1 (en) * | 2017-03-31 | 2022-05-04 | Nippon Steel Corporation | Threaded connection for steel pipe |
| MX2019013479A (es) * | 2017-05-12 | 2021-03-25 | Ultra Premium Services L L C | Sistema de sellado curvilineo. |
| UA123131C2 (uk) * | 2017-11-09 | 2021-02-17 | Ніппон Стіл Корпорейшн | Нарізне з'єднання для сталевої труби |
| PL3798409T3 (pl) * | 2019-09-24 | 2023-12-04 | Vallourec Oil And Gas France | Połączenie gwintowe obejmujące kołnierz pośredni |
| US10774959B1 (en) * | 2019-11-18 | 2020-09-15 | LFS Technologies, Inc. | Flush joint high torque thread |
| WO2021145163A1 (ja) | 2020-01-17 | 2021-07-22 | 日本製鉄株式会社 | 管用ねじ継手 |
| EP3854987B1 (en) | 2020-01-27 | 2023-08-02 | Vallourec Oil And Gas France | Self-locking threaded connection partially in non-locking engagement |
| EP3992418B1 (en) | 2020-10-28 | 2023-08-02 | Vallourec Oil And Gas France | Self-locking threaded connection partially in non-locking engagement |
| US11448345B2 (en) * | 2020-11-20 | 2022-09-20 | Precision Couplings LLC | Coupling |
| US11898666B1 (en) * | 2022-08-05 | 2024-02-13 | Saudi Arabian Oil Company | High torque threaded connections with triple taper thread profiles |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4899716A (ru) * | 1972-03-31 | 1973-12-17 | ||
| JPH10148281A (ja) * | 1996-11-20 | 1998-06-02 | Kawasaki Steel Corp | 鋼管ネジ継手 |
| JP2007205361A (ja) * | 2004-08-27 | 2007-08-16 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 鋼管用ねじ継手 |
Family Cites Families (23)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2992019A (en) * | 1958-07-07 | 1961-07-11 | Hydril Co | Casing joint having metal-to-metal sealing means responsive to fluid pressure |
| NL155335C (ru) | 1971-07-09 | 1900-01-01 | ||
| DE2641767B2 (de) | 1976-09-14 | 1979-05-31 | Mannesmann Ag, 4000 Duesseldorf | Gewindeverbindung für ölfeldrohre |
| DE3466571D1 (en) | 1983-01-17 | 1987-11-05 | Hydril Co | Tubular joint with trapped mid-joint metal to metal seal |
| US4570982A (en) * | 1983-01-17 | 1986-02-18 | Hydril Company | Tubular joint with trapped mid-joint metal-to-metal seal |
| US4629224A (en) * | 1983-04-26 | 1986-12-16 | Hydril Company | Tubular connection |
| US4696498A (en) * | 1986-10-29 | 1987-09-29 | Quanex Corporation | Tubular connection |
| US4736967A (en) | 1986-12-04 | 1988-04-12 | The Hydril Company | Tubular pin configuration to prevent galling while ensuring sealing |
| US5462315A (en) * | 1992-03-09 | 1995-10-31 | Marubeni Tubulars, Inc. | Stabilized center-shoulder-sealed tubular connection |
| US5415442A (en) | 1992-03-09 | 1995-05-16 | Marubeni Tubulars, Inc. | Stabilized center-shoulder-sealed tubular connection |
| JP2000130654A (ja) | 1998-10-28 | 2000-05-12 | Nippon Steel Corp | 耐焼付き性に優れた高クロム鋼ネジ継手 |
| CA2370176C (en) * | 1999-04-30 | 2009-06-09 | Richard W. Delange | Threaded connection with high compressive rating |
| FR2800150B1 (fr) | 1999-10-21 | 2001-12-07 | Vallourec Mannesmann Oil & Gas | Joint tubulaire filette etanche a la pression exterieure |
| JP3931564B2 (ja) | 2001-01-25 | 2007-06-20 | 住友金属工業株式会社 | 耐焼付き性及び防錆性に優れた鋼管用ねじ継手 |
| ITRM20020445A1 (it) | 2002-09-06 | 2004-03-07 | Tenaris Connections Bv | Giunzione filettata per tubi. |
| US7448650B2 (en) | 2002-12-10 | 2008-11-11 | Visual Systems, Inc. | Construction for a book cover |
| FR2852076B1 (fr) * | 2003-03-07 | 2005-06-10 | Vallourec Mannesmann Oil & Gas | Procede de realisation d'un joint filete tubulaire etanche par expansion radiale |
| US20060071473A1 (en) * | 2004-10-05 | 2006-04-06 | Sivley Robert S Iv | Helical groove for a tubular connection |
| US7527304B2 (en) * | 2004-12-30 | 2009-05-05 | Hydril Llc | Floating wedge thread for tubular connection |
| US8029025B1 (en) * | 2005-07-28 | 2011-10-04 | Hydril Company | Single taper wedge thread connection with mid-seal |
| WO2009060552A1 (en) | 2007-11-08 | 2009-05-14 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | Threaded joint for steel pipes |
| EP2337982B1 (en) * | 2008-10-20 | 2018-02-28 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation | Threaded joint for steel pipes |
| US8931809B2 (en) * | 2012-09-21 | 2015-01-13 | Vallourec Oil And Gas France | Tubular threaded connection |
-
2013
- 2013-09-11 EP EP13838729.5A patent/EP2899440B1/en active Active
- 2013-09-11 MX MX2015003383A patent/MX363866B/es active IP Right Grant
- 2013-09-11 PL PL13838729T patent/PL2899440T3/pl unknown
- 2013-09-11 MY MYPI2015700842A patent/MY183842A/en unknown
- 2013-09-11 WO PCT/JP2013/074562 patent/WO2014045973A1/ja active Application Filing
- 2013-09-11 CA CA2885233A patent/CA2885233C/en active Active
- 2013-09-11 JP JP2014536785A patent/JP5678241B2/ja active Active
- 2013-09-11 IN IN1478DEN2015 patent/IN2015DN01478A/en unknown
- 2013-09-11 US US14/424,158 patent/US10077612B2/en active Active
- 2013-09-11 AU AU2013319233A patent/AU2013319233B2/en not_active Ceased
- 2013-09-11 CN CN201380043220.6A patent/CN104583662B/zh active Active
- 2013-09-11 EA EA201590042A patent/EA030268B1/ru not_active IP Right Cessation
- 2013-09-11 BR BR112015005736-5A patent/BR112015005736B1/pt active IP Right Grant
- 2013-09-18 AR ARP130103344A patent/AR092610A1/es active IP Right Grant
- 2013-11-09 UA UAA201500247A patent/UA110896C2/uk unknown
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4899716A (ru) * | 1972-03-31 | 1973-12-17 | ||
| JPH10148281A (ja) * | 1996-11-20 | 1998-06-02 | Kawasaki Steel Corp | 鋼管ネジ継手 |
| JP2007205361A (ja) * | 2004-08-27 | 2007-08-16 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 鋼管用ねじ継手 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| MX2015003383A (es) | 2015-06-05 |
| WO2014045973A1 (ja) | 2014-03-27 |
| AU2013319233B2 (en) | 2016-12-01 |
| MY183842A (en) | 2021-03-17 |
| EP2899440B1 (en) | 2021-07-21 |
| BR112015005736A2 (pt) | 2017-07-04 |
| EA201590042A1 (ru) | 2015-07-30 |
| JPWO2014045973A1 (ja) | 2016-08-18 |
| CA2885233A1 (en) | 2014-03-27 |
| CA2885233C (en) | 2017-10-31 |
| UA110896C2 (uk) | 2016-02-25 |
| US10077612B2 (en) | 2018-09-18 |
| IN2015DN01478A (ru) | 2015-07-03 |
| AR092610A1 (es) | 2015-04-29 |
| EP2899440A1 (en) | 2015-07-29 |
| JP5678241B2 (ja) | 2015-02-25 |
| MX363866B (es) | 2019-04-05 |
| BR112015005736B1 (pt) | 2021-03-09 |
| US20150240570A1 (en) | 2015-08-27 |
| PL2899440T3 (pl) | 2021-11-29 |
| CN104583662A (zh) | 2015-04-29 |
| EP2899440A4 (en) | 2016-07-13 |
| AU2013319233A1 (en) | 2015-04-09 |
| CN104583662B (zh) | 2016-08-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EA030268B1 (ru) | Резьбовое соединение для стальной трубы | |
| JP6220880B2 (ja) | 鋼管用ねじ継手 | |
| CN100451420C (zh) | 用于钢管的螺纹接头 | |
| JP5246265B2 (ja) | 鋼管用ねじ継手 | |
| AU2014376828B2 (en) | Threaded joint for heavy-walled oil country tubular goods | |
| US10053922B2 (en) | Sealed threaded joint for tubing pipes | |
| US11608692B2 (en) | Threaded connection for steel pipes | |
| CA3109436C (en) | Threaded connection for steel pipes | |
| JP5967113B2 (ja) | 管のねじ継手 | |
| WO2020183860A1 (ja) | ねじ継手 | |
| US11339901B2 (en) | Threaded connection for steel pipes | |
| JP6090210B2 (ja) | 耐焼付き性に優れた油井管用ねじ継手 | |
| EA043019B1 (ru) | Резьбовое соединение | |
| JP5910284B2 (ja) | 鋼管用ねじ継手の皮膜形成方法および鋼管用ねじ継手製品 | |
| OA19509A (en) | Screw Joint For Steel Pipe. |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): AM BY KG TJ |
|
| TC4A | Change in name of a patent proprietor in a eurasian patent |