EA031841B1 - Муфтовое соединение с воздухонепроницаемым уплотнением - Google Patents
Муфтовое соединение с воздухонепроницаемым уплотнением Download PDFInfo
- Publication number
- EA031841B1 EA031841B1 EA201691250A EA201691250A EA031841B1 EA 031841 B1 EA031841 B1 EA 031841B1 EA 201691250 A EA201691250 A EA 201691250A EA 201691250 A EA201691250 A EA 201691250A EA 031841 B1 EA031841 B1 EA 031841B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- coupling
- thread
- external thread
- seal
- airtight seal
- Prior art date
Links
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 95
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 95
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 95
- 239000004519 grease Substances 0.000 claims description 3
- 238000007789 sealing Methods 0.000 abstract description 72
- 230000006835 compression Effects 0.000 abstract description 9
- 238000007906 compression Methods 0.000 abstract description 9
- 230000008901 benefit Effects 0.000 abstract description 4
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 8
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 6
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 5
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 4
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 4
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 4
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000005056 compaction Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000013011 mating Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000003129 oil well Substances 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 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
-
- 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
- F16L15/04—Screw-threaded joints; Forms of screw-threads for such joints with additional sealings
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Geology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Earth Drilling (AREA)
- Non-Disconnectible Joints And Screw-Threaded Joints (AREA)
- Gasket Seals (AREA)
- Pressure Vessels And Lids Thereof (AREA)
Abstract
Изобретение раскрывает муфтовое соединение с воздухонепроницаемым уплотнением, содержащее охватываемый конец муфтового соединения, снабженный наружной резьбой, и охватывающий конец муфтового соединения, снабженный внутренней резьбой, причем наружная резьба охватываемого конца муфтового соединения входит в зацепление с внутренней резьбой охватывающего конца муфтового соединения, обе, наружная резьба и внутренняя резьба, являются эксцентричными трапецоидами в профиле зуба, в котором первая поверхность уплотнения и первый удерживающий заплечик, не имеющий разрыва с первой поверхностью уплотнения, расположены на задней стороне наружной резьбы охватываемого конца муфтового соединения вдоль направления подачи наружной резьбы, первый удерживающий заплечик расположен на хвостовой части охватываемого конца муфтового соединения; охватывающий конец муфтового соединения снабжен второй поверхностью уплотнения, посаженной с натягом с первой поверхностью уплотнения, и вторым удерживающим заплечиком, стыкующимся с первым удерживающим заплечиком, вторая поверхность уплотнения также не имеет разрыва с вторым удерживающим заплечиком; внутренняя резьба и наружная резьба имеют зазор между собой. Муфтовое соединение с воздухонепроницаемым уплотнением настоящего изобретения имеет хорошие показатели сопротивления растяжению, сопротивления сжатию и сопротивления крутящему моменту, улучшенное сопротивление резьбы заеданию и хорошие свойства воздухонепроницаемого уплотнения, которые являются применимыми в условиях работы в нефтяных или газовых скважинах типа 3 ультра.
Description
Настоящее изобретение относится к муфтовому соединению для труб нефтепромыслового сортамента, в частности к муфтовому соединению с эксцентричной трапециевидной резьбой.
Уровень техники
В настоящее время известные муфтовые соединения можно, по существу, разделить на два типа: выполненные по стандарту API, которые включают в себя замок с длинной и круглой резьбой (обоймы с длинной резьбой закругленного профиля, LTC) или замок с короткой и круглой резьбой (обоймы с короткой резьбой закругленного профиля, STC) и замки с эксцентричной трапециевидной резьбой (обоймы с трапециевидной резьбой, ВТС); другие соединения являются нестандартными последовательным замками, которые относятся к замкам со специальной резьбой.
Последовательные замки стандарта API можно также разделить в общем на два типа: обойм с круглой резьбой и обойм с трапециевидной резьбой, при этом обоймы с круглой резьбой включают в себя замок с длинной резьбой и замок с короткой резьбой. Первый имеет преимущество низкой стоимости обработки, а его недостатками являются подверженность выкручиванию, низкая прочность на растяжение и недостаточные функциональные возможности сопротивления крутящему моменту и сопротивления сжатию, которые главным образом применяются в работах в нефтяных и газовых скважинах, например скважинах мелкого заложения или скважинах с низким давлением, в которых не требуется высокая прочность соединения. Последний имеет преимущество высокой прочности соединения, которое можно применять в работах в глубоких скважинах и сверхглубоких скважинах, и его преимуществом являются низкие функциональные возможности сопротивления крутящему моменту и сопротивления сжатию. Их общим недостатком является невозможность создания воздухонепроницаемого уплотнения.
Китайский патентный документ с номером публикации CN 201391239 Y и датой публикации 27 января 2010 г. под названием А connection coupling of torque ledge overlaying anticorrosion alloy sealed by sealing ring раскрывает соединительную муфту, снабженную уплотнительным кольцом для уплотнения, которая включает в себя стальной основной корпус муфты, расположенный на трубе, упор крутящего момента из перекрывающего слоя антикоррозионного сплава расположен в середине стального основного корпуса муфты; впадина профиля с наружной стороны упора крутящего момента снабжена разгрузочной канавкой перекрывающего слоя антикоррозионного сплава; и уплотнительное кольцо предусмотрено в разгрузочной канавке. Соединительная муфта, раскрытая в указанном выше патентном документе, является простой по конструкции и удобной в эксплуатации, благодаря перекрывающей детали из антикоррозионного сплава вместе с уплотнительным кольцом для достижения эффекта уплотнения муфту можно применять для соединения с антикоррозионной целостностью и целостностью уплотнения трубы и муфты нефтепромыслового сортамента, но муфту нельзя заменять стандартными изделиями в виде муфты или замка.
Китайский патент документ с номером публикации CN 2409331 Y и датой публикации 06 декабря 2000 г. под названием Buttress thread casing for oil pipe and sleeve относится к обойме с трапециевидной резьбой для труб и муфт нефтепромыслового сортамента, применяемых для бурения скважин на нефтяных месторождениях, которая образуется свинчиванием тела трубы и трубной муфты вместе посредством трапециевидной конической резьбы. Конусность среднего диаметра, основания зуба и вершины зуба трапециевидной конической резьбы тела трубы и трубной муфты составляет 1 :Т, и конусность вершины зуба на начальном конце трапециевидной конической резьбы трубного соединения в активной длине немного увеличена до 1:(Т-^, где ζ от 4 до 9). Техническое решение, связанное с данным патентным документом, уменьшает риск заедания замка посредством изменения обработки или формы резьбы для получения функции ограничения местоположения. Вместе с тем обработка деталей является сложной.
Китайский патент документ с номером публикации CN 202125257 U и датой публикации 22 декабря 2004 г. под названием Oil sleeve connector with high torque-exceeding resistance, high sealing performance and thread-sticking resistance раскрывает муфтовое соединительное устройство для труб нефтепромыслового сортамента с высоким сопротивлением крутящему моменту, высокими показателями работы уплотнения и сопротивлению резьбы заеданию. Муфтовое соединительное устройство для труб нефтепромыслового сортамента образуется соединением тела трубы с наружной резьбой на его концах и соединительной муфтой, снабженной внутренней резьбой. Упор на теле трубы, уплотнительная поверхность тела трубы и упор на теле трубы под прямым углом предусмотрены на теле трубы. Упор соединительной муфты, уплотнительная поверхность соединительной муфты и упор под прямым углом соединительной муфты предусмотрены на соединительной муфте. После соединения наружных резьб и внутренних резьб три уплотнительных конструкции соответственно образуются уплотнительной поверхностью тела трубы и уплотнительной поверхностью соединительной муфты, упором тела трубы и упором соединительной муфты и упором на теле трубы под прямым углом и упором под прямым углом соединительной муфты, при этом внутренние резьбы и наружные резьбы являются эксцентричными трапециевидными резьбами с отличающейся высотой зуба.
В процессе бурения обычной скважины замки с резьбой стандарта API могут успешно решать задачи плана бурения. Вместе с тем в случае бурения скважин типа 3 ультра с более тяжелыми условиями работы (т.е. сверхглубоких скважин в условиях сверхвысокой температуры и чрезвычайно высокой кор
- 1 031841 розии) механические свойства замков с резьбой стандарта API не могут полностью удовлетворить условиям работы в указанных выше скважинах типа 3 ультра, в частности не могут предотвратить ухода газа под высоким давлением и вредоносных газов во время бурения. Поэтому требуется создание замков с возможностью сопротивления растяжению, сопротивления сжатию, сопротивления крутящему моменту, а также удовлетворительными свойствами воздухонепроницаемого уплотнения для фактического производства работ.
Сущность изобретения
Задачей настоящего изобретения является создание муфтового соединения с воздухонепроницаемым уплотнением с хорошими показателями сопротивления растяжению, сопротивления сжатию, сопротивления крутящему моменту, а также удовлетворительными свойствами воздухонепроницаемого уплотнения и улучшенным сопротивлением резьбы заеданию, которые приспособлены к условиям работы в скважинах типа 3 ультра с тяжелыми условиями работы (т.е. в сверхглубоких газовых скважинах со сверхвысокой температурой и чрезвычайно высокой коррозией).
Для решения указанной выше задачи настоящим изобретением предложено муфтовое соединение с воздухонепроницаемым уплотнением, содержащее охватываемый конец муфтового соединения, снабженный наружной резьбой, и охватывающий конец муфтового соединения, снабженный внутренней резьбой, причем наружная резьба охватываемого конца муфтового соединения входит в зацепление с внутренней резьбой охватывающего конца муфтового соединения, обе, наружная резьба и внутренняя резьба, являются эксцентричными трапецоидами в профиле зуба, при этом первая поверхность уплотнения и первый удерживающий упор, не имеющий разрыва с первой поверхностью уплотнения, расположены на задней стороне наружной резьбы охватываемого конца муфтового соединения вдоль направления подачи наружной резьбы, первый удерживающий упор расположен на хвостовой части охватываемого конца муфтового соединения; охватывающий конец муфтового соединения снабжен второй поверхностью уплотнения, посаженной с натягом с первой поверхностью уплотнения, и вторым удерживающим упором, стыкующимся с первым удерживающим упором, вторая поверхность уплотнения также не имеет разрыва с вторым удерживающим упором; внутренняя резьба и наружная резьба имеют зазор между собой.
В техническом решении настоящего изобретения, поскольку первый удерживающий упор расположен на хвостовой части охватываемого конца муфтового соединения, и второй удерживающий упор, стыкующийся с первым удерживающим упором, расположен на охватывающем конце муфтового соединения, можно обеспечить функциональные возможности сопротивления крутящему моменту и сопротивления сжатию муфтового соединения с воздухонепроницаемым уплотнением.
Также муфтовое соединение с воздухонепроницаемым уплотнением, описанное в настоящем изобретении, снабжено первой поверхностью уплотнения сзади наружной резьбы охватываемого конца муфтового соединения и второй поверхности уплотнения, посаженной с натягом с первой поверхностью уплотнения, для обеспечения свойства воздухонепроницаемости уплотнения замка. На основе указанного выше внутренняя резьба и наружная резьба муфтового соединения с воздухонепроницаемым уплотнением также имеют некоторый зазор между собой, благодаря которому наружная резьба охватываемого конца муфтового соединения и внутренняя резьба охватывающего конца муфтового соединения не могут полностью входить в контакт друг с другом. Поэтому риск заедания резьбы между муфтовыми соединениями, вызываемый кручением и соединением, значительно уменьшается.
Следует отметить что для заметного улучшения свойств воздухонепроницаемости уплотнения замка его зазор можно заполнять смазкой для резьбовых соединений для получения функции содействия воздухонепроницаемости уплотнения.
Дополнительно в муфтовом соединении с воздухонепроницаемым уплотнением, описанном в настоящем изобретении, высота зуба наружной резьбы имеет величину в диапазоне 1,0-2,5 мм.
Дополнительно в муфтовом соединении с воздухонепроницаемым уплотнением, описанном в настоящем изобретении, зазор между внутренней резьбой и наружной резьбой содержит первый зазор в направлении высоты зуба, высота зуба наружной резьбы меньше, чем у внутренней резьбы.
Дополнительно в муфтовом соединении с воздухонепроницаемым уплотнением, описанном в настоящем изобретении, первый зазор имеет величину в диапазоне 0,1-0,8 мм.
Дополнительно в муфтовом соединении с воздухонепроницаемым уплотнением, описанном в настоящем изобретении, зазор между внутренней резьбой и наружной резьбой также содержит второй зазор в направлении ширины зуба.
Дополнительно в муфтовом соединении с воздухонепроницаемым уплотнением, описанном в настоящем изобретении, второй зазор имеет величину в диапазоне 0,04-0,08 мм.
В техническом решении настоящего изобретения, когда упомянутый выше второй зазор, который является расстоянием между внутренней резьбой и наружной резьбой в направлении ширины зуба, является клапаном отрицательного перепада, он представляет зазор посадки с натягом между внутренней и наружной резьбами в направлении ширины зуба; хотя расстояние является клапаном положительного перепада, оно представляет расстояние между внутренний и наружной резьбами в направлении ширины зуба. В диапазоне указанного выше расстояния клапан второго зазора предпочтительно является по воз
- 2 031841 можности уменьшенным для увеличения функциональных возможностей сопротивления растяжению и сопротивления сжатию муфтового соединения с воздухонепроницаемым уплотнением.
Дополнительно в муфтовом соединении с воздухонепроницаемым уплотнением, описанном в настоящем изобретении, 1,0<tga<10, где α - опорный угол внутренней резьбы и наружной резьбы.
Опорный угол α является главным фактором, влияющим на сопротивление растяжению и сопротивление сжатию муфтового соединения с воздухонепроницаемым уплотнением настоящего изобретения. Условие 1,0<tga<10, является предпочтительным для компенсации во время обработки муфтового соединения с воздухонепроницаемым уплотнением.
Дополнительно в муфтовом соединении с воздухонепроницаемым уплотнением, описанном в настоящем изобретении, обе, первая поверхность уплотнения и вторая поверхность уплотнения, являются наклонными поверхностями уплотнения, наклон поверхностей уплотнения имеет направление вниз вдоль направления подачи наружной резьбы, угол β наклона первой поверхности уплотнения является идентичным углу β наклона второй поверхности уплотнения.
Дополнительно условие 0,1<tge<1,8 является предпочтительным для получения муфтового соединения с воздухонепроницаемым уплотнением с получением более высокой точности.
Дополнительно длина первой поверхности уплотнения и второй поверхности уплотнения муфтового соединения с воздухонепроницаемым уплотнением, описанного в настоящем изобретении, в направлении подачи резьбы составляет 0,5-8,0 мм. Контактная длина поверхности уплотнения является одним из ключевых параметров, которые влияют на эффективность воздухонепроницаемого уплотнения замка.
Дополнительно глубина посадки с натягом между первой поверхностью уплотнения и второй поверхностью уплотнения муфтового соединения с воздухонепроницаемым уплотнением, описанного в настоящем изобретении, в направлении высоты зуба составляет 0,1-1,8 мм. Рабочая высота поверхности уплотнения также является одним из ключевых параметров, которые влияют на эффективность воздухонепроницаемого уплотнения замка.
Следует отметить, что специалист в данной области техники может регулировать контактную длину и глубину поверхности уплотнения для стальных труб отличающихся размеров. Когда контактная длина поверхности уплотнения является слишком большой, указанное должно увеличивать риск заедания на уплотнении контактных точек замка; когда контактная длина поверхность уплотнения слишком мала, то должен увеличиваться риск отказа уплотнения, вызываемого транспортировкой или неправильной эксплуатацией. Также, когда рабочая высота поверхности уплотнения слишком велика, увеличивается риск заедания на контактных точках уплотнения замка; когда рабочая высота поверхности уплотнения слишком мала, увеличивается риск отказа уплотнения, вызываемого транспортировкой или неправильной эксплуатацией. Между тем слишком большая рабочая высота поверхности уплотнения должна обуславливать избыточное взаимодействие, где обе, первая поверхность уплотнения и вторая поверхность уплотнения, упруго деформируются, и эффективность воздухонепроницаемого уплотнения многократно увеличивается.
Дополнительно в муфтовом соединении с воздухонепроницаемым уплотнением, описанном в настоящем изобретении, первый удерживающий упор и второй удерживающий упор наклонены в направлении, противоположном направлению подачи наружной резьбы от верха до низа относительно радиального направления муфтового соединения с воздухонепроницаемым уплотнением.
Дополнительно угол θ между рабочими сторонами профиля резьбы между первым удерживающим упором и вторым удерживающим упором и радиальным направлением муфтового соединения с воздухонепроницаемым уплотнением имеет диапазон 8-20°.
Благодаря созданию поверхности уплотнения вместе с удерживающим упором муфтовое соединение с воздухонепроницаемым уплотнением, описанное в настоящем изобретении, имеет хорошие функциональные возможности сопротивления сжатию и сопротивления крутящему моменту и хорошие свойства воздухонепроницаемого уплотнения для предотвращения выпуска газа высокого давления и вредоносных газов и позволяет осуществлять бурение в скважинах типа 3 ультра (т.е. сверхглубоких скважинах со сверхвысокой температурой и чрезвычайно высокой коррозией). Кроме того, муфтовое соединение с воздухонепроницаемым уплотнением, описанное в настоящем изобретении, снабжено зазором между внутренней и наружной резьбами, что уменьшает риск заедания резьбы муфтового соединения и улучшает свойство сопротивления заеданию резьбы замка.
Чертежи
На фиг. 1 схематично показана конструкция муфтового соединения с воздухонепроницаемым уплотнением, описанного в настоящем изобретении, согласно одному варианту осуществления.
На фиг. 2 схематично показана конструкция наружной резьбы в муфтовом соединении с воздухонепроницаемым уплотнением, описанная в настоящем изобретении, согласно одному варианту осуществления.
На фиг. 3 схематично показана конструкция наружной резьбы и внутренней резьбы после свинчивания муфтового соединения с воздухонепроницаемым уплотнением.
На фиг. 4 схематично показана конструкция первой поверхности уплотнения и второй поверхности
- 3 031841 уплотнения в муфтовом соединении с воздухонепроницаемым уплотнением, описанном в настоящем изобретении согласно одному варианту осуществления.
На фиг. 5 показана с увеличением часть первой поверхности уплотнения и второй поверхности уплотнения в фрагменте А.
На фиг. 6 показана с увеличением другая часть первой поверхности уплотнения и второй поверхности уплотнения, показанной на фиг. 4, в другом положении.
На фиг. 7 схематично показана конструкция первого удерживающего упора в муфтовом соединении с воздухонепроницаемым уплотнением, описанного в настоящем изобретении согласно одному варианту осуществления.
Варианты осуществления
Ниже в данном документе муфтовое соединение с воздухонепроницаемым уплотнением согласно настоящее изобретению подробно описано со ссылкой на прилагаемые чертежи и варианты осуществления. Вместе с тем описание не ограничивает технического решения настоящего изобретения не должным образом.
На фиг. 1 показана конструкция муфтового соединения с воздухонепроницаемым уплотнением, описанного в настоящем изобретении согласно одному варианту осуществления.
Как показано на фиг. 1, муфтовое соединение 10 с воздухонепроницаемым уплотнением согласно варианту осуществления содержит охватываемый конец 1 муфтового соединения, снабженный наружной резьбой 3 вдоль своего аксиального направления, и охватывающий конец 2 муфтового соединения, снабженный внутренней резьбой 4 вдоль своего аксиального направления, причем наружная резьба охватываемого конца муфтового соединения входит в зацепление с внутренней резьбой охватывающего конца муфтового соединения, обе, наружная резьба 3 и внутренняя резьба 4, являются эксцентричными трапецоидами в профиле зуба; первую поверхность 5 уплотнения и первый удерживающий упор 7, не имеющий разрыва с первой поверхностью уплотнения, расположенные на задней стороне наружной резьбы 3 охватываемого конца муфтового соединения вдоль направления Р подачи наружной резьбы 3, причем первый удерживающий упор 7 установлен на хвостовой части охватываемого конца 1 муфтового соединения; охватывающий конец 2 муфтового соединения снабжен второй поверхностью 6 уплотнения, сжимаемой с натягом с первой поверхностью 5 уплотнения и вторым удерживающим упором 8, стыкующимся с первым удерживающим упором 7, причем вторая поверхность 6 уплотнения также не имеет разрыва с вторым удерживающим упором 8; при этом внутренние резьбы и наружные резьбы не входят в полный контакт друг с другом, и зазор 11 расположен между внутренней резьбой и наружной резьбой.
На фиг. 2 показана конструкция наружной резьбы муфтового соединения с воздухонепроницаемым уплотнением, описанной в настоящем изобретении согласно одному варианту осуществления, а на фиг. 3 показана конструкция наружной резьбы и внутренней резьбы после свинчивания муфтового соединения с воздухонепроницаемым уплотнением.
Как показано на фиг. 2 и 3, зазор между внутренней резьбой и наружной резьбой содержит первый зазор 12 в направлении высоты зуба и второй зазор 13 в направлении ширины зуба, высота зуба наружной резьбы меньше высоты зуба внутренней резьбы, так что вершина зуба наружной резьбы не может полностью входить в контакт с основание зуба внутренней резьбы, при этом высота h зуба наружной резьбы имеет величину в диапазоне 1,0-2,5 мм, первый зазор 12, т.е. H-h имеет величину в диапазоне 0,10,8 мм, второй зазор 13, т.е. М имеет величину в диапазоне 0,04-0,08 мм.
Следует отметить что, как показано на фиг. 3, для дополнительного улучшения свойства воздухонепроницаемого уплотнения соединения можно заполнять смазкой 9 для резьбовых соединений промежуток первого зазора и второго зазора.
Как также показано на фиг. 2, угол α между рабочими сторонами профиля резьбы является опорным углом внутренней резьбы и наружной резьбы, значение тангенса α можно определить по приведенной величине X/Z, где X представляет значение подачи наружной резьбы 3 вдоль направление высоты зуба, и Z представляет значение подачи наружной резьбы 3 вдоль направление шага резьбы.
На фиг. 4 показана конструкция первой поверхности уплотнения и второй поверхности уплотнения муфтового соединения с воздухонепроницаемым уплотнением, описанного в настоящем изобретении согласно одному варианту осуществления, а на фиг. 5 и 6 показаны с увеличением фрагменты первой поверхности уплотнения и второй поверхности уплотнения, показанных на фиг. 4.
Как показано на фиг. 4 и 6, обе, первая поверхность 5 уплотнения охватываемого конца 1 муфтового соединения и вторая поверхность 6 уплотнения охватывающего конца 2 муфтового соединения, созданы как наклонные поверхности уплотнения, направление наклона поверхностей уплотнения проходит вниз вдоль направления Р подачи наружной резьбы, угол наклона первой поверхности 5 уплотнения является идентичным углу наклона второй поверхности 6 уплотнения, при этом значение угла β наклона удовлетворяет 0,1<tge<1,8.
Как показано на фиг. 5, диапазон длины L1 первой поверхности 5 уплотнения и второй поверхности 6 уплотнения в направление подачи резьбы составляет 0,5-8,0 мм, и диапазон глубины H1 посадки с натягом между первой поверхностью 5 уплотнения и второй поверхностью 6 уплотнения в направлении
- 4 031841 высоты зуба составляет 0,1-1,8 мм.
На фиг. 7 показана конструкция первого удерживающего упора муфтового соединения с воздухонепроницаемым уплотнением, описанного в настоящем изобретении согласно одному варианту осуществления.
Как показано на фиг. 7 совместно с фиг. 1, когда необходимо первый удерживающий упор 7 и второй удерживающий упор создаются с наклоном в направлении, противоположном направлению Р подачи наружной резьбы от верха до низа вдоль радиального направления муфтового соединения с воздухонепроницаемым уплотнением. Угол θ между рабочими сторонами между первым удерживающим упором 7 и вторым удерживающим упором и радиальным направлением муфтового соединения с воздухонепроницаемым уплотнением имеет величину в диапазоне 8-20°.
Табл. 1 показывает связанные параметры образца муфтового соединения с воздухонепроницаемым уплотнением, описанного в настоящем изобретении, соответствующие отличающимся размерам муфт, где каждый параметр определен следующим образом:
d1 - диаметр внутреннего канала охватываемого конца муфтового соединения (мм);
d2 - диаметр внутреннего канала охватывающего конца муфтового соединения (мм);
d3 - внутренний диаметр критического сечения муфтового соединения (мм);
d - наружный диаметр муфтового соединения (мм);
Z - коэффициент эффективности, Z=(d2-d32)/[D2-(D-2t)2], Z имеет значение в диапазоне (0,8-1,3);
Н - высота зуба внутренней резьбы охватывающего конца муфтового соединения (мм);
h - высота зуба наружной резьбы охватываемого конца муфтового соединения (мм), величина первого зазора составляет H-h (мм);
М - величина второго зазора (мм);
H1 - глубина посадки с натягом между первой поверхностью уплотнения и второй поверхностью уплотнения в направлении высоты зуба (мм);
L1 - длина между первой поверхностью уплотнения и второй поверхностью уплотнения в направлении подачи резьбы (мм);
tga, где α - опорный угол внутренней резьбы и наружной резьбы;
tgb, где β - угол наклона первой поверхности уплотнения и второй поверхности уплотнения;
θ - угол между рабочими сторонами профиля резьбы между первым удерживающим упором и вторым удерживающим упором и радиальным направлением муфтового соединения с воздухонепроницаемым уплотнением.
Таблица 1
| No. | A1 | A2 | A3 | A4 | A5 | |
| Размер и марка стали | 0177,8 мм x 12,5 мм 110KSI | |||||
| dl | (mm) | 156, 5 | 156, 5 | 156, 5 | 158,5 | 158,5 |
| d2 | (mm) | 155, 9 | 155, 9 | 155, 9 | 157,9 | 157,9 |
| d3 | (mm) | 175, 0 | 175, 0 | 175, 0 | 175,0 | 175,0 |
| d | (mm) | 200, 03 | 197 | 197, 0 | 200,03 | 200,03 |
| Z | (mm) | 1,12 | 0,98 | 0,98 | 1,12 | 1,12 |
| H | (mm) | 1,7 | 1,2 | 1,7 | 1,7 | 2,3 |
| h | (mm) | 1,5 | 1,0 | 1,5 | 1,5 | 2,5 |
| M | (mm) | 0,03 | 0, 03 | -0, 04 | 0, 08 | -0, 04 |
| Hl | (mm) | 0,1 | 0,7 | 0,7 | 0,7 | 1,8 |
| LI (mm) | 3,5 | 0,5 | 4,0 | 3,5 | 8,0 | |
| tga | 10 | 1, 0 | 10 | 10 | 10 | |
| tg(l | 0,4 | 0,4 | 0,1 | 1,8 | 0,4 | |
| Θ (°) | 15 | 15 | 15 | 20 | 8 |
Табл. 2 показывает связанные параметры механических свойств муфтового соединения с воздухонепроницаемым уплотнением, описанного в настоящем изобретении.
- 5 031841
Таблица 2
| Размер и марка стали | Максима -льное растяжение (тыс. фунт) | Максим альное сжатие (тыс. фунт) | Максимальное внутреннее давление (показатель воздухонепро -ницаемости уплотнения (фунт/дм2) | Максимальный прогиб мм ) | Максимальная темпера -тура (С) | Максимальное наружное давление (фунт/ дм2) | Свойство сопротивления заеданию резьбы |
| 0 177,8м м *12,5м м 110KSI | 1119 | -1119 | 13695 | 20°/ 30м | 180 | -13033 | 23 раз |
Из табл. 2 можно видеть, что муфтовое соединение с воздухонепроницаемым уплотнением, описанное в настоящем изобретении, имеет хорошие показатели сопротивления растяжению, сопротивления сжатию и сопротивления крутящему моменту, а также хорошие показатели воздухонепроницаемости уплотнения и лучшее свойство сопротивления заеданию резьбы.
Кроме того, муфтовое соединение с воздухонепроницаемым уплотнением, описанное в настоящем изобретении, соответствует строгим требованиям стандарта ISO 13679 CAL IV международной сертификации в области бурильных замков для нефтяных скважин. В условиях комбинированных рабочих нагрузок завершенность конструкции и свойства могут удовлетворять условиям бурения скважин типа 3 ультра (т.е. сверхглубоких скважин со сверхвысокой температурой и сверхвысокой коррозией). Наружный диаметр муфтового соединения с воздухонепроницаемым уплотнением, описанного в настоящем изобретении, имеет величину в диапазоне 127-339,7 мм.
Следует отметить, что приведенные выше примеры являются только вариантами осуществления настоящего изобретения, настоящее изобретение очевидно не ограничено приведенными выше вариантами осуществления, которые могут иметь много сходных изменений или модификаций. Все модификации, напрямую полученные или предложенные специалистом в области техники настоящего изобретения, принадлежат к объему защиты настоящего изобретения.
Claims (12)
- ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ1. Муфтовое соединение (10) с воздухонепроницаемым уплотнением, содержащее охватываемый конец (1) муфтового соединения, снабженный наружной резьбой, и охватывающий конец (2) муфтового соединения, снабженный внутренней резьбой (4), причем наружная резьба (3) охватываемого конца (1) муфтового соединения входит в зацепление с внутренней резьбой (4) охватывающего конца (2) муфтового соединения, причем наружная резьба (3) и внутренняя резьба (4) являются эксцентричными трапецоидами в формах зуба;первую поверхность (5) уплотнения и первый удерживающий упор (7), не имеющий разрыва с первой поверхностью (5) уплотнения, расположенные на задней стороне наружной резьбы (3) охватываемого конца (1) муфтового соединения вдоль направления подачи наружной резьбы (3), первый удерживающий упор (7) расположен на хвостовой части охватываемого конца (1) муфтового соединения;охватывающий конец (2) муфтового соединения снабжен второй поверхностью (6) уплотнения, посаженной с натягом с первой поверхностью (5) уплотнения, и вторым удерживающим упором (8), стыкующимся с первым удерживающим упором (7), вторая поверхность (6) уплотнения также не имеет разрыва с вторым удерживающим упором (8);внутренняя резьба (4) и наружная резьба (3) имеют зазор между ними, причем длина первой поверхности (5) уплотнения и второй поверхности (6) уплотнения в направлении подачи резьбы составляет 0,5-8,0 мм;глубина посадки с натягом между первой поверхностью (5) уплотнения и второй поверхностью (6) уплотнения в направлении высоты зуба составляет 0,1-1,8 мм.
- 2. Муфтовое соединение (10) с воздухонепроницаемым уплотнением по п.1, в котором зазор между внутренней резьбой (4) и наружной резьбой (3) содержит первый зазор (12) в направлении высоты зуба, причем высота зуба наружной резьбы (3) меньше, чем у внутренней резьбы (4).
- 3. Муфтовое соединение (10) с воздухонепроницаемым уплотнением по п.2, в котором первый зазор (12) имеет величину в диапазоне 0,1-0,8 мм.
- 4. Муфтовое соединение (10) с воздухонепроницаемым уплотнением по п.2, в котором зазор между внутренней резьбой (4) и наружной резьбой (3) также содержит второй зазор (13) в направлении ширины зуба.
- 5. Муфтовое соединение (10) с воздухонепроницаемым уплотнением по п.4, в котором второй зазор- 6 031841 (13) имеет величину в диапазоне 0,04-0,08 мм.
- 6. Муфтовое соединение (10) с воздухонепроницаемым уплотнением по п.1, в котором высота зуба наружной резьбы (3) имеет величину в диапазоне 1,0-2,5 мм.
- 7. Муфтовое соединение (10) с воздухонепроницаемым уплотнением по п.1, в котором 1,0<tga<10, где α - опорный угол внутренней резьбы (4) и наружной резьбы (3).
- 8. Муфтовое соединение (10) с воздухонепроницаемым уплотнением по п.1, в котором обе, первая поверхность (5) уплотнения и вторая поверхность (6) уплотнения, являются наклонными поверхностями уплотнения, наклон поверхностей уплотнения имеет направление вниз вдоль направления подачи наружной резьбы (3).
- 9. Муфтовое соединение (10) с воздухонепроницаемым уплотнением по п.8, в котором 0,1<tg3<1,8, где β - угол наклона первой поверхности (5) уплотнения и второй поверхности уплотнения (6).
- 10. Муфтовое соединение (10) с воздухонепроницаемым уплотнением по п.1, в котором первый удерживающий упор (7) и второй удерживающий упор (8) наклонены в направлении, противоположном направлению подачи наружной резьбы (3) от верха до низа относительно радиального направления муфтового соединения (10) с воздухонепроницаемым уплотнением.
- 11. Муфтовое соединение (10) с воздухонепроницаемым уплотнением по п.10, в котором угол θ между рабочими сторонами профиля резьбы между первым удерживающим упором (7) и вторым удерживающим упором (8) и радиальным направлением муфтового соединения с воздухонепроницаемым уплотнением (10) имеет величину в диапазоне 8-20°.
- 12. Муфтовое соединение (10) с воздухонепроницаемым уплотнением по п.1, в котором зазор заполняется смазкой для резьбовых соединений.11 р
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201310698652.2A CN104453738A (zh) | 2013-12-18 | 2013-12-18 | 一种气密封套管接头 |
| PCT/CN2014/000646 WO2015089897A1 (zh) | 2013-12-18 | 2014-07-07 | 一种气密封套管接头 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| EA201691250A1 EA201691250A1 (ru) | 2016-10-31 |
| EA031841B1 true EA031841B1 (ru) | 2019-02-28 |
Family
ID=52900415
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| EA201691250A EA031841B1 (ru) | 2013-12-18 | 2014-07-07 | Муфтовое соединение с воздухонепроницаемым уплотнением |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN104453738A (ru) |
| EA (1) | EA031841B1 (ru) |
| WO (1) | WO2015089897A1 (ru) |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107060657B (zh) * | 2017-06-13 | 2023-07-04 | 天津钢管制造有限公司 | 铝合金取芯工具内筒用螺纹接头的连接结构 |
| CN108166937A (zh) * | 2018-03-07 | 2018-06-15 | 上海海隆石油管材研究所 | 高扭矩高抗疲劳型螺纹接头 |
| CN108798551B (zh) * | 2018-08-01 | 2023-09-01 | 天津钢管制造有限公司 | 大外径薄壁厚的表层套管螺纹接头结构 |
| CN112576200B (zh) * | 2019-09-27 | 2023-03-14 | 宝山钢铁股份有限公司 | 一种具有内衬层的钢管气密封结构 |
| CN112576205A (zh) * | 2019-09-29 | 2021-03-30 | 宝山钢铁股份有限公司 | 一种高温井用套管的特殊螺纹接头 |
| CN113565448A (zh) * | 2020-04-28 | 2021-10-29 | 宝山钢铁股份有限公司 | 一种内衬复合油井管的弹性气密封结构 |
| CN111898215B (zh) * | 2020-07-07 | 2024-05-28 | 中国石油天然气集团有限公司 | 一种特殊螺纹油套管密封试验试样选择方法 |
| CN113027353B (zh) * | 2021-02-22 | 2022-11-08 | 天津钢管制造有限公司 | 一种石油套管偏梯形牙型螺纹设计方法 |
| RU208444U1 (ru) * | 2021-08-03 | 2021-12-20 | Общество с ограниченной ответственностью «Темерсо-инжиниринг» | Труба бурильная |
| CN114018657A (zh) * | 2021-11-19 | 2022-02-08 | 广东电网有限责任公司广州供电局 | 一种取气接头 |
| CN115012845B (zh) * | 2022-08-04 | 2022-11-01 | 山东高原油气装备有限公司 | 一种浅层快装套管 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4915426A (en) * | 1989-06-01 | 1990-04-10 | Skipper Claud T | Pipe coupling for well casing |
| US5044676A (en) * | 1990-01-05 | 1991-09-03 | Abbvetco Gray Inc. | Tubular threaded connector joint with separate interfering locking profile |
| CA2163282C (en) * | 1994-11-22 | 2002-08-13 | Miyuki Yamamoto | Threaded joint for oil well pipes |
| CN2763469Y (zh) * | 2005-01-13 | 2006-03-08 | 上海交通大学 | 耐粘扣的气密封套管接头 |
| CN101824969A (zh) * | 2010-04-09 | 2010-09-08 | 衡阳华菱连轧管有限公司 | 双台肩双密封面螺纹接头及采用该螺纹接头的无接箍式油井管 |
| CN201778676U (zh) * | 2010-08-04 | 2011-03-30 | 宝山钢铁股份有限公司 | 一种耐低压气密封套管接头 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5211765B2 (ru) * | 1972-03-31 | 1977-04-02 | ||
| CN201420512Y (zh) * | 2009-04-07 | 2010-03-10 | 衡阳华菱连轧管有限公司 | 能够承受高扭矩的螺纹联接件及采用该螺纹联接件的固井旋转套管和接箍 |
| CN101696621B (zh) * | 2009-11-04 | 2012-05-16 | 天津钢管集团股份有限公司 | 气密封螺纹接头 |
| CN203008801U (zh) * | 2012-09-26 | 2013-06-19 | 宝山钢铁股份有限公司 | 带气密封结构的整体式油管接头 |
| CN202946041U (zh) * | 2012-12-12 | 2013-05-22 | 衡阳华菱钢管有限公司 | 气密封锯齿形油井管螺纹接头结构 |
| CN203925329U (zh) * | 2013-12-18 | 2014-11-05 | 宝山钢铁股份有限公司 | 一种气密封套管接头 |
-
2013
- 2013-12-18 CN CN201310698652.2A patent/CN104453738A/zh active Pending
-
2014
- 2014-07-07 EA EA201691250A patent/EA031841B1/ru not_active IP Right Cessation
- 2014-07-07 WO PCT/CN2014/000646 patent/WO2015089897A1/zh active Application Filing
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4915426A (en) * | 1989-06-01 | 1990-04-10 | Skipper Claud T | Pipe coupling for well casing |
| US5044676A (en) * | 1990-01-05 | 1991-09-03 | Abbvetco Gray Inc. | Tubular threaded connector joint with separate interfering locking profile |
| CA2163282C (en) * | 1994-11-22 | 2002-08-13 | Miyuki Yamamoto | Threaded joint for oil well pipes |
| CN2763469Y (zh) * | 2005-01-13 | 2006-03-08 | 上海交通大学 | 耐粘扣的气密封套管接头 |
| CN101824969A (zh) * | 2010-04-09 | 2010-09-08 | 衡阳华菱连轧管有限公司 | 双台肩双密封面螺纹接头及采用该螺纹接头的无接箍式油井管 |
| CN201778676U (zh) * | 2010-08-04 | 2011-03-30 | 宝山钢铁股份有限公司 | 一种耐低压气密封套管接头 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN104453738A (zh) | 2015-03-25 |
| EA201691250A1 (ru) | 2016-10-31 |
| WO2015089897A1 (zh) | 2015-06-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EA031841B1 (ru) | Муфтовое соединение с воздухонепроницаемым уплотнением | |
| JP5246265B2 (ja) | 鋼管用ねじ継手 | |
| US9719617B2 (en) | Threaded joint for steel pipes | |
| EP3093543B1 (en) | Threaded joint for steel pipe | |
| JP6187724B1 (ja) | 油井管用ねじ継手 | |
| JP2009531603A (ja) | 管ネジ継手 | |
| MX2012011114A (es) | Un sello mejorado entre tuberias. | |
| UA94640C2 (ru) | Герметичное резьбовое соединение нефтепромысловых труб | |
| CN103238017B (zh) | 一种管道间的改进的密封 | |
| EP2871396B1 (en) | Threaded pipe joint | |
| CN108798550A (zh) | 一种钛合金油管用抗粘扣气密封螺纹接头 | |
| RU2387912C2 (ru) | Трубное соединение | |
| JPWO2020075366A1 (ja) | 鋼管用ねじ継手 | |
| JP2005240888A (ja) | 油井管用ねじ継手 | |
| CN102265076A (zh) | 石油工业中使用的密封管连接结构 | |
| CN208777917U (zh) | 一种钛合金油管用抗粘扣气密封螺纹接头 | |
| CN215596629U (zh) | 管用螺纹接头 | |
| US10443765B2 (en) | Threaded joint for pipes | |
| CN209369742U (zh) | 一种油套管密封连接结构 | |
| CN202578548U (zh) | 特殊圆螺纹管接头 | |
| CN115854135A (zh) | 钢管用螺纹接头 | |
| CN202578545U (zh) | 特殊圆螺纹高抗扭矩管接头 | |
| CN102587842A (zh) | 特殊圆螺纹高抗扭矩管接头 | |
| CN106168121B (zh) | 应用于油套管的管端镦粗的整体式螺纹接头结构 | |
| CN209339862U (zh) | 一种石油管螺纹连接结构 |
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 AZ BY KG TJ RU |