EA044575B1

EA044575B1 - PIPE THREADED CONNECTION

Info

Publication number: EA044575B1
Application number: EA202290644
Authority: EA
Inventors: Сатоси Марута; Йоусуке Оку
Original assignee: Ниппон Стил Корпорейшн; Валлурек Ойл Энд Гэс Франс
Priority date: 2020-01-17
Filing date: 2020-12-22
Publication date: 2023-09-07

Description

Область техники, к которой относится изобретениеField of technology to which the invention relates

Настоящее раскрытие относится к резьбовому соединению для трубы, используемому для соединения, например, стальных труб.The present disclosure relates to a threaded pipe connection used for connecting, for example, steel pipes.

Предпосылки изобретенияBACKGROUND OF THE INVENTION

В нефтяных скважинах, скважинах природного газа и т.д. (далее в совокупности именуемые нефтяные скважины) подземные ресурсы добываются с использованием систем обсадных труб, которые образуют множество отрезков стенок скважины и трубопроводов, расположенных внутри системы обсадных труб для добычи нефти или газа. Такие обсадные трубы или трубопроводы состоит из ряда соединенных вместе стальных труб, причем для соединения таких труб используется резьбовое соединение для трубы. Стальная труба, используемая в нефтяной скважине, также называется трубой для нефтяной скважины.In oil wells, natural gas wells, etc. (collectively referred to as oil wells) underground resources are produced using casing systems that form a plurality of well sections and piping located within the casing system to produce oil or gas. Such casing or conduit consists of a series of steel pipes connected together, a threaded pipe connection being used to connect such pipes. The steel pipe used in oil well is also called oil well pipe.

Резьбовые соединения для трубы, в целом, классифицируются как интегрального типа и муфтового типа. Интегральные резьбовые соединения для трубы раскрыты, например, в Патентных документах 1 и 2, перечисленных ниже, а резьбовое соединение муфтового типа для трубы раскрыто, например, в Патентном документе 3, указанном ниже.Pipe threaded connections are generally classified as integral type and coupling type. Integral threaded connections for pipe are disclosed, for example, in Patent Documents 1 and 2 listed below, and a coupling type threaded connection for pipe is disclosed, for example, in Patent Document 3 listed below.

Интегральное соединение напрямую соединяет трубы нефтяной скважины. Конкретно, внутренняя резьба предусмотрена на одном конце каждой трубы для нефтяной скважины, в то время как наружная резьба предусмотрена на другом конце каждой трубы; при этом во внутреннюю резьбу на одной трубе для нефтяной скважины ввинчивается наружная резьба другой трубы для нефтяной скважины, так что трубы нефтяной скважины соединяются.An integral connection directly connects the oil well pipes. Specifically, an internal thread is provided at one end of each oil well pipe, while an external thread is provided at the other end of each pipe; whereby the male thread of another oil well pipe is screwed into the internal thread of one oil well pipe so that the oil well pipes are connected.

В случае соединения муфтового типа, трубы для нефтяной скважины соединяются с использованием трубчатой соединительной муфты. В частности, внутренняя резьба предусмотрена на каждом конце соединительной муфты, в то время как наружная резьба предусмотрена на каждом конце каждой трубы для нефтяной скважины. Затем одна наружная резьба одной трубы нефтяной скважины ввинчивается в одну внутреннюю резьбу соединительной муфты, а одна наружная резьба другой трубы нефтяной скважины ввинчивается в другую внутреннюю резьбу соединительной муфты, так что трубы нефтяной скважины соединяются посредством соединительной муфты. То есть, соединение муфтового типа непосредственно соединяет пару труб, одна из которых является трубой нефтяной скважины, в то время как другая является соединительной муфтой.In the case of coupling type connection, oil well pipes are connected using a tubular coupling. Specifically, an internal thread is provided at each end of the coupling, while an external thread is provided at each end of each oil well pipe. Then, one male thread of one oil well pipe is screwed into one female thread of the coupling, and one male thread of the other oil well pipe is screwed into another internal thread of the coupling, so that the oil well pipes are connected by the coupling. That is, a coupling-type connection directly connects a pair of pipes, one of which is an oil well pipe, while the other is a coupling.

В целом, конец трубы для нефтяной скважины, на котором предусмотрена наружная резьба, включает элемент, который должен быть вставлен во внутреннюю резьбу, предусмотренную на трубе для нефтяной скважины или соединительной муфте, и таким образом, называется ниппелем. Конец трубы для нефтяной скважины или соединительной муфты, на котором предусмотрена внутренняя резьба, включает элемент для приема наружной резьбы, предусмотренной на конце трубы для нефтяной скважины, и таким образом, называется муфтой.In general, the end of an oil well pipe on which a male thread is provided includes a member to be inserted into a female thread provided on the oil well pipe or coupling, and is thus called a nipple. The end of the oil well pipe or coupling on which an internal thread is provided includes a member for receiving an external thread provided on the end of the oil well pipe and is thus called a coupling.

В последние годы разрабатываются все более и более глубокие скважины с более высокими температурами и более высокими давлениями. Глубокая скважина имеет сложное распределение пластового давления по глубине, что требует повышенного количества отрезков обсадной трубы; так, иногда используют тип резьбового соединения, максимальный наружный диаметр которого, т.е. наружный диаметр муфты, по существу, равен наружному диаметру тела трубы для нефтяной скважины. Резьбовое соединение с внешним диаметром муфты, который, по существу, равен внешнему диаметру тела трубы, трубы для нефтяной скважины, иногда называют резьбовым соединением утопленного типа. Дополнительно, резьбовое соединение с внешним диаметром муфты, который, в целом, меньше, чем 108% внешнего диаметра тела трубы, трубы для нефтяной скважины, иногда называют резьбовым соединением полуутопленного типа. Такие резьбовые соединения утопленного типа и полуутопленного типа не только должны обладать высокой прочностью и герметичностью, но также должны иметь жесткие ограничения по размеру для их различных участков, чтобы позволить их резьбовым и уплотнительным структурам располагаться внутри при ограниченной толщине стенки трубы.In recent years, deeper and deeper wells with higher temperatures and higher pressures have been developed. A deep well has a complex distribution of reservoir pressure along the depth, which requires an increased number of casing pipe sections; Thus, sometimes a type of threaded connection is used, the maximum outer diameter of which, i.e. the outer diameter of the coupling is substantially equal to the outer diameter of the oil well pipe body. A threaded connection with an outer diameter of the coupling that is substantially equal to the outer diameter of the pipe body of the oil well pipe is sometimes called a recessed type threaded connection. Additionally, a threaded connection with an outer diameter of the coupling that is generally less than 108% of the outer diameter of the pipe body of the oil well pipe is sometimes called a semi-recessed type threaded connection. Such recessed type and semi-recessed type threaded connections not only must have high strength and tightness, but also must have strict size restrictions for their various sections to allow their threaded and sealing structures to be located inside the limited pipe wall thickness.

Для резьбовых соединений утопленного типа и полуутопленного типа с жесткими ограничениями по размеру часто используется конструкция соединения, которая включает промежуточные заплечики в середине соединения, как определено вдоль осевого направления, с наружной и внутренней резьбами, каждая из которых образована парой резьб, расположенных впереди и сзади соответствующего промежуточного заплечика, т.е. двумя ступенями резьбы. Как раскрыто в Патентных документах 1 и 2, такое резьбовое соединение с двухступенчатой конструкцией резьбы включает в себя уплотнение от внутреннего давления вблизи концевой части ниппеля, а также уплотнение от внешнего давления вблизи открытого конца муфты для обеспечения герметичности от внутреннего давления и герметичности от внешнего давления при строгих ограничениях по размеру.For recessed type and semi-recessed type threaded connections with severe size restrictions, a connection design is often used that includes intermediate shoulders in the middle of the connection, as defined along the axial direction, with male and female threads, each formed by a pair of threads located in front and behind the corresponding intermediate shoulder, i.e. two stages of thread. As disclosed in Patent Documents 1 and 2, such a threaded connection with a two-stage thread design includes an internal pressure seal near the end portion of the pin, as well as an external pressure seal near the open end of the coupling to provide an internal pressure seal and an external pressure seal at strict size restrictions.

Следует отметить, что оба Патентных документа 1 и 2 являются заявками, поданными настоящим заявителем, а чертежи, сопровождающие эти заявки, представляют собой схематичные изображения для иллюстрации их изобретательских признаков простым для понимания способом, где размеры участков, которые не относятся к таким признакам, не являются точными. Соответственно, следует понимать, что технические признаки, которые явно не раскрыты в описаниях этих заявок, не должны быть получены изIt should be noted that both Patent Documents 1 and 2 are applications filed by the present applicant, and the drawings accompanying these applications are schematic representations to illustrate their inventive features in an easy to understand manner, where the dimensions of areas that do not relate to such features are not are accurate. Accordingly, it should be understood that technical features not expressly disclosed in the specifications of these applications should not be derived from

- 1 044575 размеров, как показано на чертежах, участков, не описанных в описаниях.- 1 044575 dimensions as shown in the drawings, areas not described in the descriptions.

Документы предшествующего уровня техникиPrior Art Documents

Патентные документыPatent documents

[Патентный документ 1] Заявка Японии 2018-536818А.[Patent Document 1] Japan Application 2018-536818A.

[Патентный документ 2] публикация WO 2018/211873.[Patent Document 2] Publication WO 2018/211873.

[Патентный документ 3] Заявка Японии 2012-149760А.[Patent Document 3] Japanese Application No. 2012-149760A.

Сущность изобретенияThe essence of the invention

Проблемы, которые должны быть решены изобретениемProblems to be solved by invention

Резьбовое соединение с двухступенчатой конструкцией резьбы включает в себя промежуточный заплечик муфты вблизи середины муфты, как определено вдоль осевого направления; так, при вставке ниппеля в муфту или при выравнивании непосредственно перед началом ввинчивания наружной резьбы во внутреннюю резьбу (т.е. до начала взаимовлияния резьбы), внутренняя уплотняющая поверхность ниппеля вблизи концевой части ниппеля (т.е. уплотняющая поверхность ниппеля от внутреннего давления) может ударять об угол промежуточного заплечика муфты и повредить его.A threaded connection with a two-stage thread design includes an intermediate coupling shoulder near the center of the coupling, as defined along an axial direction; so, when inserting a nipple into a coupling or when aligning just before starting to screw the male thread into the internal thread (i.e., before the threads begin to interact), the internal sealing surface of the nipple is near the end of the nipple (i.e., the sealing surface of the nipple against internal pressure) may strike the corner of the intermediate coupling shoulder and damage it.

Во время фактической работы на буровой площадке, на открытый конец муфты устанавливается посадочная направляющая, а затем в нее заводится ниппель; по этой причине, внешняя уплотняющая поверхность муфты рядом с открытым концом муфты (т. е. уплотняющая поверхность муфты от внешнего давления) защищена посадочной направляющей, и маловероятно, что она будет повреждена при ударе об нее промежуточным заплечиком ниппеля. С другой стороны, внутренняя уплотняющая поверхность ниппеля может контактировать с промежуточным заплечиком муфты, даже если используется посадочная направляющая.During actual work on the drill site, a landing guide is installed on the open end of the coupling and then the nipple is inserted into it; For this reason, the outer coupling sealing surface adjacent to the open end of the coupling (i.e., the coupling sealing surface from external pressure) is protected by the seat guide and is unlikely to be damaged if struck by the intermediate pin shoulder. On the other hand, the inner sealing surface of the pin may contact the intermediate coupling shoulder even if a landing guide is used.

В средах, где используются трубы для нефтяных скважин, внутреннее давление обычно выше, чем внешнее давление; таким образом, в резьбовом соединении с двухступенчатой конструкцией резьбы, которая защищена от внешнего давления внешним уплотнением и защищена от внутреннего давления внутренним уплотнением, важно предотвратить повреждение внутреннего уплотнения.In environments where oil well pipes are used, the internal pressure is typically higher than the external pressure; Thus, in a threaded connection with a two-stage thread design that is protected from external pressure by an external seal and protected from internal pressure by an internal seal, it is important to prevent damage to the internal seal.

Задачей настоящего раскрытия является обеспечение резьбового соединения для трубы с двухступенчатой конструкцией резьбы, которая предотвращает промежуточный заплечик муфты от удара внутренней уплотняющей поверхности ниппеля во время заведения и, таким образом, предотвращает повреждение внутреннего уплотнения ниппеля.It is an object of the present disclosure to provide a threaded connection for pipe with a two-stage thread design that prevents the intermediate shoulder of the coupling from striking the inner sealing surface of the pin during insertion and thereby prevents damage to the inner seal of the pin.

Средство для решения проблемProblem Solver

Резьбовое соединение для трубы согласно настоящему раскрытию включает трубчатый ниппель и трубчатую муфту, при этом ниппель и муфта выполнены с возможностью свинчивания, когда ниппель ввинчивается в муфту.A threaded connection for a pipe according to the present disclosure includes a tubular nipple and a tubular coupling, wherein the nipple and coupling are screwable when the nipple is screwed into the coupling.

Ниппель включает в себя: первую наружную резьбу; вторую наружную резьбу, расположенную дальше к концевой части, чем первая наружная резьба, и имеющую меньший диаметр, чем первая наружная резьба; промежуточный заплечик ниппеля, расположенный между первой наружной резьбой и второй наружной резьбой; внутреннюю уплотняющую поверхность ниппеля, расположенную дальше к концевой части, чем вторая наружная резьба; и внешнюю уплотняющую поверхность ниппеля, расположенную дальше к основанию основанию, чем первая наружная резьба.The nipple includes: first male thread; a second male thread located further toward the end portion than the first male thread and having a smaller diameter than the first male thread; an intermediate nipple shoulder located between the first male thread and the second male thread; an inner sealing surface of the pin located further towards the end portion than the second outer thread; and an outer sealing surface of the pin located further toward the base than the first male thread.

Муфта включает в себя: первую внутреннюю резьбу, выполненную с возможностью зацепления с первой наружной резьбой, когда соединение свинчено; вторую внутреннюю резьбу, выполненную с возможностью зацепления со второй наружной резьбой, когда соединение свинчено; промежуточный заплечик муфты, расположенный между первой внутренней резьбой и второй внутренней резьбой и выполненный с возможностью контакта с промежуточным заплечиком ниппеля, когда соединение свинчено; внутреннюю уплотняющую поверхность муфты, выполненную с возможностью контакта с внутренней уплотняющей поверхностью ниппеля, когда соединение свинчено; и внешнюю уплотняющую поверхность муфты, выполненную с возможностью контакта с внешней уплотняющей поверхностью ниппеля, когда соединение свинчено.The coupling includes: a first internal thread configured to engage the first external thread when the connection is screwed together; a second internal thread configured to engage the second external thread when the connection is screwed; an intermediate coupling shoulder located between the first internal thread and the second internal thread and configured to contact the intermediate shoulder of the pin when the connection is screwed; an inner sealing surface of the coupling configured to contact the inner sealing surface of the pin when the joint is screwed together; and an outer sealing surface of the coupling configured to contact the outer sealing surface of the pin when the joint is screwed together.

Резьбовое соединение для трубы согласно настоящему раскрытию удовлетворяет следующим выражениям (1) и (2).The threaded connection for a pipe according to the present disclosure satisfies the following expressions (1) and (2).

[Формула 1] L_P < ίβ···(1) [Формула 2] h_B<h_P + (L_B - L_P) x tan 9_sear--(2)[Formula 1] L _P < ίβ···(1) [Formula 2] h _B <h _P + (L _B - L _P ) x tan 9 _sear --(2)

Здесь L_P представляет собой расстояние между концом внутренней уплотняющей поверхности ниппеля, расположенным ближе к промежуточному заплечику ниппеля, с одной стороны, и радиально внешним краем промежуточного заплечика ниппеля, с другой стороны, измеренное в осевом направлении; L_B представляет собой расстояние между концом внешней уплотняющей поверхности муфты, расположенным ближе к промежуточному заплечику муфты, с одной стороны, и радиально внутренним краем промежуточного заплечика муфты, с другой стороны, измеренное в осевом направлении; h_P представляет собой расстояние между концом внутренней уплотняющей поверхности ниппеля, расположенHere, L _P is the distance between the end of the inner sealing surface of the pin located closer to the intermediate pin shoulder on the one hand and the radially outer edge of the intermediate pin shoulder on the other hand, measured in the axial direction; L _B represents the distance between the end of the outer sealing surface of the coupling located closer to the intermediate coupling shoulder, on the one hand, and the radially inner edge of the intermediate coupling shoulder, on the other hand, measured in the axial direction; h _P is the distance between the end of the inner sealing surface of the nipple located

- 2 044575 ным ближе к промежуточному заплечику ниппеля, с одной стороны, и радиально внешним краем промежуточного заплечика ниппеля, с другой стороны, измеренное в радиальном направлении; h_B представляет собой расстояние между концом наружной уплотняющей поверхности муфты, расположенным ближе к промежуточному заплечику муфты, с одной стороны, и радиально внутренним краем промежуточного заплечика муфты, с другой стороны, измеренное в радиальном направлении; и θ_seal представляет собой угол наклона прямой линии, соединяющей два конца, как определено в осевом направлении внутренней уплотняющей поверхности ниппеля.- 2 044575 close to the intermediate nipple shoulder, on the one hand, and the radially outer edge of the intermediate nipple shoulder, on the other hand, measured in the radial direction; h _B represents the distance between the end of the outer sealing surface of the coupling located closer to the intermediate coupling shoulder, on the one hand, and the radially inner edge of the intermediate coupling shoulder, on the other hand, measured in the radial direction; and θ _seal is the inclination angle of a straight line connecting the two ends, as determined in the axial direction of the inner sealing surface of the pin.

Предпочтительно, угол θρ наклона прямой линии, соединяющей конец внутренней уплотняющей поверхности ниппеля, расположенный ближе к промежуточному заплечику ниппеля, и радиально внешний край промежуточного заплечика ниппеля, больше, чем угол Θ_β наклона прямой линии, соединяющей конец внешней уплотняющей поверхности муфты, расположенный ближе к промежуточному заплечику муфты, и радиально внутренний край промежуточного заплечика муфты. Более предпочтительно, угол Θ_ρнаклона меньше 6°.Preferably, the inclination angle θρ of the straight line connecting the end of the inner sealing surface of the pin located closer to the intermediate pin shoulder and the radially outer edge of the intermediate pin shoulder is greater than the inclination angle Θ _β of the straight line connecting the end of the outer sealing surface of the coupling located closer to the intermediate coupling shoulder, and the radially inner edge of the intermediate coupling shoulder. More preferably, the tilt angle Θ _ρ is less than 6°.

Настоящее раскрытие особенно полезно, если L_P превышает 94% LB.The present disclosure is particularly useful if L _P exceeds 94% LB.

Даже в реализациях, где h_B больше, чем h_P, настоящее раскрытие предотвращает, по меньшей мере, повреждение точки SP уплотнения на внутренней уплотняющей поверхности ниппеля, которая испытывает наибольшее контактное давление уплотнения; поскольку такие реализации обеспечивают расчетный запас для первой внутренней резьбы 31, расположенной в пределах радиального диапазона h_B, и для соответствующей первой наружной резьбы 21, этот запас может быть использован для различных функций.Even in implementations where h _B is greater than h _P , the present disclosure prevents at least damage to the seal point SP on the inner pin sealing surface that experiences the greatest seal contact pressure; Since such implementations provide a design margin for the first internal thread 31 located within the radial range h _B and for the corresponding first external thread 21, this margin can be used for various functions.

Чтобы обеспечить дополнительную защиту точки SP уплотнения, предпочтительно, чтобы расстояние L_SP, измеренное в осевом направлении, между точкой SP уплотнения на внутренней уплотняющей поверхности ниппеля, при котором сила контакта уплотнения, возникающая от контакта с внутренней уплотняющей поверхностью муфты после завершения свинчивания было наибольшей, с одной стороны, концом Р1 внутренней уплотняющей поверхности ниппеля, расположенным ближе к промежуточному заплечику ниппеля, с другой стороны, был меньше расстояния между L_B и L_P.To provide additional protection to the sealing point SP, it is preferable that the distance _LSP , measured in the axial direction, between the sealing point SP on the inner sealing surface of the pin at which the seal contact force resulting from contact with the inner sealing surface of the coupling after make-up is completed is greatest, on the one hand, the end P1 of the inner sealing surface of the nipple, located closer to the intermediate shoulder of the nipple, on the other hand, was less than the distance between L _B and L _P .

Результаты изобретенияResults of the invention

Настоящее раскрытие предотвращает, во время заведения, внутреннюю уплотняющую поверхность ниппеля от удара о промежуточный заплечик муфты и, таким образом, получения повреждения.This opening prevents, during insertion, the inner sealing surface of the pin from striking the intermediate shoulder of the coupling and thus being damaged.

Краткое описание чертежейBrief description of drawings

[Фиг. 1] Фиг. 1 представляет собой вид продольного сечения резьбового соединения для трубы согласно варианту выполнения.[Fig. 1] Fig. 1 is a longitudinal sectional view of a threaded connection for a pipe according to an embodiment.

[Фиг. 2] Фиг. 2 иллюстрирует размеры характерных участков ниппеля и муфты.[Fig. 2] Fig. 2 illustrates the dimensions of characteristic sections of the nipple and coupling.

[Фиг. 3] Фиг. 3 представляет собой увеличенный вид концевой части ниппеля и близлежащих участков.[Fig. 3] Fig. 3 is an enlarged view of the end portion of the nipple and surrounding areas.

[Фиг. 4] Фиг. 4 представляет собой вид сечения соединения, обнаруженного во время заведения.[Fig. 4] Fig. 4 is a cross-sectional view of a connection detected during establishment.

Варианты выполнения для выполнения изобретенияEmbodiments for Carrying Out the Invention

Как иллюстрировано на фигурах 1-4, резьбовое соединение 1 для трубы согласно настоящему варианту выполнения включает трубчатый ниппель 2 и трубчатую муфту 3. Ниппель 2 и муфта 3 свинчиваются, когда ниппель 2 ввинчивается в муфту 3. Ниппель 2 расположен на конце трубы первой трубы Р1, а муфта 3 расположена на конце трубы второй трубы Р2. Первая труба Р1 может быть длинной трубой, такой как труба для нефтяной скважины. Вторая труба, предпочтительно, представляет собой длинную трубу, такую как труба для нефтяной скважины, хотя она может быть соединительной муфтой для соединения длинных труб. То есть, резьбовое соединение для трубы 1 согласно настоящему варианту выполнения, предпочтительно, представляет собой интегральное резьбовое соединение для трубы. Труба для нефтяной скважины и соединительная муфта обычно изготавливаются из стали; альтернативно, они могут быть изготовлены из металла, такого как нержавеющая сталь или сплав на основе никеля.As illustrated in Figures 1 to 4, the threaded connection 1 for a pipe according to the present embodiment includes a pipe nipple 2 and a pipe coupling 3. The nipple 2 and the coupling 3 are screwed together when the nipple 2 is screwed into the coupling 3. The nipple 2 is located at the pipe end of the first pipe P1 , and coupling 3 is located at the end of the pipe of the second pipe P2. The first pipe P1 may be a long pipe such as an oil well pipe. The second pipe is preferably a long pipe such as an oil well pipe, although it may be a coupling for connecting long pipes. That is, the pipe threaded connection 1 according to the present embodiment is preferably an integral pipe threaded connection. The oil well pipe and coupling are usually made of steel; alternatively, they may be made of a metal such as stainless steel or a nickel-based alloy.

Ниппель 2 может быть предусмотрен на одном обжатом конце первой трубы Р1 для нефтяной скважины. Муфта 3 может быть предусмотрена на одном расширенном конце второй трубы Р2 для нефтяной скважины. Предпочтительно, ниппель 2 может быть предусмотрен на одном конце каждой из труб Р1 и Р2 для нефтяной скважины, а муфта 3 может быть предусмотрена на другом их конце. В частности, первая труба Р1 для нефтяной скважины изготавливается путем подготовки полой оболочки, образованной длинной трубой, обжатия одного ее конца и последующей механической обработки внешней периферии обжатого конца для образования компонентов ниппеля 2. Вторая труба Р2 для нефтяной скважины изготавливается путем подготовки полой оболочки, образованной длинной трубой, расширения одного ее конца и последующей механической обработки внутренней периферии расширенного конца для образования компонентов муфты 3. Это обеспечивает достаточную толщину стенок для ниппеля 2 и муфты 3 интегрального резьбового соединения полууглубленного типа.The nipple 2 may be provided at one crimped end of the first oil well pipe P1. A coupling 3 may be provided at one extended end of the second oil well pipe P2. Preferably, a nipple 2 may be provided at one end of each of the oil well pipes P1 and P2, and a coupling 3 may be provided at the other end thereof. Specifically, the first oil well pipe P1 is manufactured by preparing a hollow shell formed by a long pipe, crimping one end thereof, and then machining the outer periphery of the crimped end to form components of the nipple 2. The second oil well pipe P2 is manufactured by preparing a hollow shell formed by long pipe, widening one end thereof and then machining the inner periphery of the widened end to form the components of the coupling 3. This provides sufficient wall thickness for the nipple 2 and coupling 3 of the semi-recessed type integral threaded connection.

Используемый здесь термин тело трубы означает участки трубы P1, P2, для нефтяной скважины, отличные от ниппеля 2 и муфты 3, которые не подвергались ни обжатию, ни расширению. К концу трубы ниппеля 2 указывает направление от тела трубы ниппеля 2 к концу трубы ниппеля 2, которое иногда также называют направлением концевой части. К телу трубы ниппеля 2 указывает направление отAs used herein, the term pipe body means portions of the oil well pipe P1, P2 other than nipple 2 and coupling 3 that have not been subjected to either compression or expansion. Toward the pipe end of the nipple 2 indicates the direction from the pipe body of the nipple 2 to the pipe end of the nipple 2, which is sometimes also called the end direction. Nipple 2 to the pipe body indicates the direction from

- 3 044575 конца трубы ниппеля 2 к телу трубы ниппеля 2, которое иногда также называют направлением основания. К открытому концу муфты 3 указывает направление от тела трубы муфты 3 к открытому концу муфты 3.- 3 044575 pipe end of nipple 2 to the pipe body of nipple 2, which is sometimes also called the base direction. To the open end of the coupling 3 indicates the direction from the pipe body of the coupling 3 to the open end of the coupling 3.

Ниппель 2 может включать в себя: первую наружную резьбу 21; вторую наружную резьбу 22, расположенную дальше к концевой части трубы ниппеля 2, чем первая наружная резьба 21, и имеющую меньший диаметр, чем первая наружная резьба 21; промежуточный заплечик 23 ниппеля, расположенный между первой и второй наружной резьбой 21 и 22; концевой заплечик 24 ниппеля, расположенный на конце трубы ниппеля 2; внутреннюю уплотняющую поверхность 25 ниппеля, расположенную между второй наружной резьбой 22 и концевым заплечиком 24 ниппеля; и внешнюю уплотняющую поверхность 26 ниппеля, расположенную между первой наружной резьбой 21 и телом трубы ниппеля 2. Первая и вторая наружная резьба 21 и 22 разнесены друг от друга в осевом направлении, и между ними может быть расположен промежуточный заплечик 23 ниппеля.The nipple 2 may include: a first male thread 21; a second male thread 22 located further toward the end portion of the nipple pipe 2 than the first male thread 21 and having a smaller diameter than the first male thread 21; an intermediate nipple shoulder 23 located between the first and second external threads 21 and 22; a nipple end shoulder 24 located at the end of the nipple pipe 2; an inner pin sealing surface 25 located between the second male thread 22 and the pin end shoulder 24; and an outer pin sealing surface 26 located between the first male thread 21 and the pipe body of the pin 2. The first and second male threads 21 and 22 are spaced apart from each other in the axial direction, and an intermediate pin shoulder 23 may be disposed between them.

Предпочтительно, каждая из первой и второй наружных резьб 21 и 22 образована сужающейся резьбой. Предпочтительно, первая и вторая наружные резьбы 21 и 22 имеют одинаковый угол сужения резьбы и одинаковый шаг резьбы. Предпочтительно, образующая сужения сужающейся резьбы, образующей вторую наружную резьбу 22, расположена радиально внутрь образующей сужения сужающейся резьбы, образующей первую наружную резьбу 21. Промежуточный заплечик 23 ниппеля может быть образован стороной ступенчатого участка, образованной участком внешней периферии ниппеля, расположенной между первой и второй наружными резьбами 21 и 22. Промежуточный заплечик 23 ниппеля включает в себя поверхность промежуточного заплечика ниппеля, которая обращена к концу трубы ниппеля 2. Каждая из первой и второй наружных резьб 21 и 22 может представлять собой, например, трапециевидную резьбу, круглую резьбу API, упорную резьбу API или клиновидную резьбу.Preferably, each of the first and second male threads 21 and 22 is formed by a tapered thread. Preferably, the first and second male threads 21 and 22 have the same taper angle and the same thread pitch. Preferably, the constriction of the tapered thread forming the second male thread 22 is located radially inward of the constriction of the tapering thread forming the first male thread 21. The intermediate pin shoulder 23 may be formed by the side of a stepped portion formed by a portion of the outer periphery of the pin located between the first and second male threads. threads 21 and 22. The intermediate pin shoulder 23 includes a surface of the intermediate pin shoulder that faces the pipe end of the pin 2. Each of the first and second male threads 21 and 22 may be, for example, a trapezoidal thread, an API round thread, a thrust thread API or taper thread.

Муфта 3 может включать: первую внутреннюю резьбу 31, которая должна быть в зацеплении с первой наружной резьбой 21 после завершения свинчивания; вторую внутреннюю резьбу 32, которая должна быть в зацеплении со второй наружной резьбой 22 после завершения свинчивания; поверхность 33 промежуточного заплечика муфты, которая должна быть в контакте с промежуточным заплечиком 23 ниппеля после завершения свинчивания; поверхность концевого заплечика 34 муфты, выполненную с возможностью соответствия концевому заплечику 24 ниппеля; внутреннюю уплотняющую поверхность 35 муфты, расположенную между второй внутренней резьбой 32 и концевым заплечиком 34 муфты, которая должна быть в контакте с внутренней уплотняющей поверхностью 25 ниппеля по всей окружности после завершения свинчивания; и внешнюю уплотняющую поверхность 36 муфты, расположенную между первой внутренней резьбой 31 и открытым концом муфты, которая должна быть в контакте с внешней уплотняющей поверхностью 26 ниппеля по всей окружности после завершения свинчивания. Внутренние уплотняющие поверхности 25 и 35 ниппеля и муфты могут функционировать как уплотнение от внутреннего давления, которое проявляет способность к герметизации, главным образом, против внутреннего давления. Внешняя уплотняющая поверхность 26 и 36 ниппеля и муфты может функционировать как уплотнение от внешнего давления, которое обеспечивает герметичность, главным образом, против внешнего давления.The coupling 3 may include: a first internal thread 31, which must be engaged with the first external thread 21 after completion of make-up; a second internal thread 32, which must be engaged with the second external thread 22 after completion of make-up; a coupling intermediate shoulder surface 33 that must be in contact with the nipple intermediate shoulder 23 after make-up is completed; a surface of the coupling end shoulder 34 configured to conform to the nipple end shoulder 24; an inner coupling sealing surface 35 located between the second internal thread 32 and the coupling end shoulder 34, which must be in contact with the inner pin sealing surface 25 around the entire circumference after make-up is completed; and an outer coupling sealing surface 36 located between the first internal thread 31 and the open end of the coupling, which must be in contact with the outer pin sealing surface 26 around the entire circumference after make-up is completed. The inner pin and box sealing surfaces 25 and 35 may function as an internal pressure seal that exhibits sealing ability primarily against internal pressure. The outer sealing surface 26 and 36 of the pin and box may function as an external pressure seal that provides a seal primarily against external pressure.

Первая и вторая внутренние резьбы 31 и 32 разнесены друг от друга в осевом направлении, и между ними может быть расположен промежуточный заплечик 33 муфты. Предпочтительно, каждая из первой и второй внутренних резьб 31 и 32 образована сужающейся резьбой, дополняющей соответствующую одну из первой и второй наружных резьб 21 и 22. Промежуточный заплечик 33 муфты может быть образован ступенчатым участком, образованным участком внутренней периферии муфты 3, расположенным между первой и второй внутренними резьбами 31 и 32. Промежуточный заплечик 33 муфты включает в себя поверхность промежуточного заплечика муфты, которая обращена к открытому концу муфты 3 и обращена к поверхности промежуточного заплечика ниппеля, промежуточного заплечика 23 ниппеля. Поверхность промежуточного заплечика 33 муфты находится в контакте с промежуточным заплечиком 23 ниппеля, по меньшей мере, после завершения свинчивания, и промежуточные заплечики 23 и 33 функционируют как заплечики крутящего момента, которые демонстрируют характеристики крутящего момента. Каждая из первой и второй внутренних резьб 31 и 32 может быть, например, трапециевидной резьбой, круглой API резьбой, упорной API резьбой или клиновидной резьбой, которая дополняет соответствующую первую и вторую наружные резьбы 21 и 22.The first and second internal threads 31 and 32 are spaced apart from each other in the axial direction, and an intermediate coupling shoulder 33 may be located between them. Preferably, each of the first and second internal threads 31 and 32 is formed by a tapered thread complementary to the corresponding one of the first and second external threads 21 and 22. The intermediate collar 33 of the coupling may be formed by a stepped portion formed by a portion of the inner periphery of the coupling 3 located between the first and second external threads 21 and 22. the second internal threads 31 and 32. The intermediate coupling shoulder 33 includes a surface of the intermediate coupling shoulder that faces the open end of the coupling 3 and faces the surface of the intermediate pin shoulder, the intermediate pin shoulder 23. The surface of the intermediate coupling shoulder 33 is in contact with the intermediate pin shoulder 23 at least after make-up is completed, and the intermediate shoulders 23 and 33 function as torque shoulders that exhibit torque characteristics. Each of the first and second internal threads 31 and 32 may be, for example, a trapezoidal thread, an API round thread, an API thrust thread, or a tapered thread that complements the corresponding first and second external threads 21 and 22.

После завершения свинчивания, концевой заплечик 24 ниппеля может быть разнесен от концевого заплечика 34 муфты, как показано на фиг. 1, или может контактировать с концевым заплечиком 34 муфты. В реализациях, где эти концевые заплечики 24 и 34 разнесены после завершения свинчивания, они могут быть сконструированы таким образом, что при приложении заданной осевой сжимающей нагрузки, меньшей, чем допустимая сжимающая нагрузка резьбового соединения, результирующая упругая деформация ниппеля 2 и муфты 3 приводит к тому, что концевые заплечики 24 и 34 контактируют друг с другом, чтобы выдерживать часть осевой сжимающей нагрузки.After make-up is completed, the pin end shoulder 24 can be spaced apart from the coupling end shoulder 34, as shown in FIG. 1, or may contact the end shoulder 34 of the coupling. In implementations where these end shoulders 24 and 34 are spaced apart after make-up is completed, they may be designed such that when a given axial compressive load is applied that is less than the permissible compressive load of the threaded connection, the resulting elastic deformation of pin 2 and coupling 3 results in that the end shoulders 24 and 34 contact each other to support a portion of the axial compressive load.

Каждый из промежуточных заплечиков 23 и 33 ниппеля 2 и муфты 3 образован плоской поверхностью, перпендикулярной оси трубы; альтернативно, каждый из них может быть образован сужающейся поверхностью, наклоненной так, что радиально внешний край расположен дальше к концевой части тру- 4 044575 бы ниппеля 2, чем радиально внутренний край.Each of the intermediate shoulders 23 and 33 of the nipple 2 and coupling 3 is formed by a flat surface perpendicular to the axis of the pipe; alternatively, each of them may be formed by a tapered surface inclined so that the radially outer edge is located further towards the end portion of the nipple 2 than the radially inner edge.

Каждая из уплотняющих поверхностей 25, 35, 26 и 36 может иметь любую подходящую форму продольного сечения; в резьбовом соединении 1, показанном на фигурах 1-4, при этом каждая уплотняющая поверхность образована сужающейся поверхностью, которая выглядит как наклонная прямая линия в продольном сечении. Альтернативно, одна из каждой пары уплотняющих поверхностей, которые контактируют друг с другом, может быть образована выпуклой криволинейной поверхностью, или обе из каждой пары уплотняющих поверхностей могут быть образованы выпуклыми криволинейными поверхностями. Альтернативно, каждая уплотняющая поверхность может быть образована комбинацией выпуклой криволинейной поверхности и сужающейся поверхности с прямой образующей. В любом случае, уплотняющие поверхности сконструированы таким образом, что величина взаимного влияния уплотнения увеличивается по мере того, как ниппель 2 проталкивается внутрь муфты 3. То есть, каждая внутренняя уплотняющая поверхность 25 ниппеля и внешняя уплотняющая поверхность 26 ниппеля является суженной, чтобы постепенно уменьшаться в диаметре по мере продвижения к концевой части ниппеля; внутренняя уплотняющая поверхность 35 муфты является суженной, чтобы дополнять внутреннюю уплотняющую поверхность 25 ниппеля; а внешняя уплотняющая поверхность 36 муфты является суженной, чтобы дополнять внешнюю уплотняющую поверхность 26 ниппеля.Each of the sealing surfaces 25, 35, 26 and 36 may have any suitable longitudinal sectional shape; in the threaded connection 1 shown in figures 1-4, each sealing surface is formed by a tapered surface, which looks like an inclined straight line in longitudinal section. Alternatively, one of each pair of sealing surfaces that contact each other may be formed by a convex curved surface, or both of each pair of sealing surfaces may be formed by convex curved surfaces. Alternatively, each sealing surface may be formed by a combination of a convex curved surface and a tapered straight surface. In any case, the sealing surfaces are designed such that the amount of mutual sealing influence increases as the pin 2 is pushed into the sleeve 3. That is, each of the inner pin sealing surface 25 and the outer pin sealing surface 26 is tapered so as to gradually decrease in size. diameter as you move towards the end of the nipple; the inner sealing surface 35 of the coupling is tapered to complement the inner sealing surface 25 of the pin; and the outer sealing surface 36 of the coupling is tapered to complement the outer sealing surface 26 of the pin.

Наклон прямой линии, соединяющей два конца, как определено вдоль осевого направления, каждой уплотняющей поверхности, предпочтительно, составляет не менее 5% (или 10%, как представлено в виде коэффициента сужения, более предпочтительно, 10% (или 20% как представлено в виде коэффициента сужения). Дополнительно, наклон прямой линии, соединяющей два конца, как определено вдоль осевого направления каждой уплотняющей поверхности, предпочтительно не превышает 25% (или 50%, как представлено в виде коэффициента сужения), а более предпочтительно, не превышает 17% (или 34% как представлено в виде коэффициента сужения). Угол G_seal наклона прямой линии, соединяющей два конца, как определено вдоль осевого направления, внутренней уплотняющей поверхности 25 ниппеля, составляет около 2,9° для наклона 5%, около 5,7° для наклона 10%, около 9,7° для наклона 17 % и около 14,0° для наклона 25 %.The slope of the straight line connecting the two ends, as determined along the axial direction, of each sealing surface is preferably at least 5% (or 10% as represented by the taper ratio, more preferably 10% (or 20% as represented by Further, the slope of the straight line connecting the two ends, as determined along the axial direction of each sealing surface, preferably does not exceed 25% (or 50% as represented by the taper ratio), and more preferably does not exceed 17% ( or 34% as represented by the taper ratio.) The inclination angle G _seal of the straight line connecting the two ends, as determined along the axial direction, of the inner pin sealing surface 25 is about 2.9° for a 5% inclination, about 5.7° for a 10% tilt, about 9.7° for a 17% tilt, and about 14.0° for a 25% tilt.

Расстояние L_P, измеренное в осевом направлении, между концом Р1 внутренней уплотняющей поверхности 25 ниппеля, расположенным ближе к промежуточному заплечику 23 ниппеля, и радиально внешним краем Р₂ промежуточного заплечика 23 ниппеля может быть, например, от 65 мм до 95 мм, в зависимости от диаметров трубы и/или других факторов. Отношение L_P к диаметру радиально внешнего края промежуточного заплечика 23 ниппеля может составлять от 20% до 45%.The distance L _P , measured in the axial direction, between the end P1 of the inner nipple sealing surface 25 located closer to the intermediate nipple shoulder 23 and the radially outer edge P ₂ of the intermediate nipple shoulder 23 can be, for example, from 65 mm to 95 mm, depending on pipe diameters and/or other factors. The ratio of L _P to the diameter of the radially outer edge of the intermediate nipple shoulder 23 can be from 20% to 45%.

Расстояние L_P, измеренное в осевом направлении, между концом Р₃ внешней уплотняющей поверхности 36 муфты, расположенным ближе к промежуточному заплечику 33 муфты, и радиально внутренним краем Р₄ промежуточного заплечика 33 муфты может быть, например, от 70 мм до 100 мм, в зависимости от диаметров трубы и/или других факторов. Отношение LB к диаметру радиально внутреннего края промежуточного заплечика 33 муфты может составлять от 20% до 45%. Отношение L_P к LB может быть от 94% до 98%.The distance L _P , measured in the axial direction, between the end P ₃ of the outer coupling sealing surface 36 located closer to the intermediate coupling shoulder 33 and the radially inner edge P ₄ of the intermediate coupling shoulder 33 can be, for example, from 70 mm to 100 mm, in depending on pipe diameters and/or other factors. The ratio of LB to the diameter of the radially inner edge of the intermediate coupling shoulder 33 can be from 20% to 45%. The ratio of L _P to LB can be from 94% to 98%.

Расстояние L_P, измеренное в радиальном направлении, между концом Р1 внутренней уплотняющей поверхности 25 ниппеля, расположенным ближе к промежуточному заплечику 23 ниппеля, и радиально внешним краем Р2 промежуточного заплечика 23 ниппеля с другой стороны, может быть, например, от 5,0 мм до 8,5 мм, в зависимости от диаметров трубы и/или других факторов.The distance L _P , measured in the radial direction, between the end P1 of the inner nipple sealing surface 25 located closer to the intermediate nipple shoulder 23 and the radially outer edge P2 of the intermediate nipple shoulder 23 on the other side can be, for example, from 5.0 mm to 8.5 mm, depending on pipe diameters and/or other factors.

Расстояние h_B, измеренное в радиальном направлении, между концом Р₃ внешней уплотняющей поверхности 36 муфты, ближнем к промежуточному заплечику 33 муфты, и радиально внутренним краем Р₄ промежуточного заплечика 33 муфты с другой стороны, может быть, например, от 5,0 мм до 8,5 мм, в зависимости от диаметров трубы и/или других факторов. Предпочтительно, h_P и h_B являются равными.The distance h _B , measured in the radial direction, between the end P ₃ of the outer sealing surface 36 of the coupling closest to the intermediate coupling shoulder 33, and the radially inner edge P ₄ of the intermediate coupling shoulder 33 on the other side, can be, for example, from 5.0 mm up to 8.5 mm, depending on pipe diameters and/or other factors. Preferably, h _P and h _B are equal.

Угол Θ_ρ наклона прямой линии, соединяющей конец Р1 внутренней уплотняющей поверхности 25 ниппеля, расположенный ближе к промежуточному заплечику 33 ниппеля, и радиально внешний край Р₂промежуточного заплечика ниппеля, предпочтительно, меньше 6°, и более предпочтительно, меньше 5,5°. Угол Θ_β наклона прямой линии, соединяющей конец Р₃ внешней уплотняющей поверхности 36 муфты, ближний к промежуточному заплечику 33 муфты и радиально внутренний край Р₄ промежуточного заплечика 33 муфты, предпочтительно, меньше 5,5° и более предпочтительно, меньше 5,3°.The inclination angle Θ _ρ of the straight line connecting the end P1 of the inner pin sealing surface 25 located closer to the intermediate pin shoulder 33 and the radially outer edge P ₂ of the intermediate pin shoulder is preferably less than 6°, and more preferably less than 5.5°. The inclination angle Θ _β of the straight line connecting the end P ₃ of the outer coupling sealing surface 36 closest to the intermediate coupling shoulder 33 and the radially inner edge P ₄ of the intermediate coupling shoulder 33 is preferably less than 5.5° and more preferably less than 5.3° .

Фиг. 3 иллюстрирует распределение контактного давления уплотнения на внутренней уплотняющей поверхности 25 ниппеля, когда соединение свинчено, и точку SP уплотнения, в которой контактное давление уплотнения достигает своего пика. Форма ниппеля 2 до свинчивания представлена пунктирными линиями, в то время как свинченный ниппель представлен сплошными линиями, где ниппель был слегка деформирован радиально внутрь из-за взаимодействия между уплотняющими поверхностями 25 и 35, чтобы уменьшить их диаметр.Fig. 3 illustrates the distribution of seal contact pressure on the inner sealing surface 25 of the pin when the joint is screwed, and the seal point SP at which the seal contact pressure reaches its peak. The shape of the pin 2 before screwing is represented by dotted lines, while the screwed pin is represented by solid lines, where the pin has been slightly deformed radially inward due to the interaction between the sealing surfaces 25 and 35 to reduce their diameter.

Поскольку герметизируемость от внутреннего давления в основном проявляется в точке SP уплотнения, предотвращение повреждения участков на внутренней уплотняющей поверхности 25 ниппеля, которые находятся вблизи точки SP уплотнения, является особенно важным для поддержания герметизируемости от внутреннего давления. С другой стороны, допустимы некоторые поверхностные поврежSince internal pressure sealability mainly occurs at the seal point SP, preventing damage to portions on the inner pin sealing surface 25 that are adjacent to the seal point SP is particularly important to maintain internal pressure sealability. On the other hand, some superficial damage is acceptable

- 5 044575 дения в местах, удаленных от точки SP уплотнения, т. е. в местах ближе к концу Р₁ внутренней уплотняющей поверхности ниппеля, расположенному ближе к промежуточному заплечику 23 ниппеля, поскольку такие места не вносят большого вклада к улучшению контактного давления уплотнения. Это говорит о том, что герметизируемость от внутреннего давления может быть обеспечена за счет такой конструкции соединения, которая предотвращает повреждение точки SP уплотнения, которая расположена радиально внутрь конца Р_ь - 5 044575 densities in places remote from the sealing point SP, that is, in places closer to the end P ₁ of the inner sealing surface of the pin located closer to the intermediate pin shoulder 23, since such places do not contribute much to improving the contact pressure of the seal. This suggests that internal pressure sealing can be achieved by designing the joint in such a way as to prevent damage to the sealing point SP, which is located radially inward at the end of _Pb.

Когда ниппель 2 вставляется в муфту 3, становится вероятным, что внутренняя уплотняющая поверхность 25 ниппеля взаимодействует с промежуточным заплечиком 33 муфты, когда ось CL_PIN трубы ниппеля 2 не совпадает с осью CLBOX трубы муфты. 3, а радиально внешний край Р₂ промежуточного заплечика 23 ниппеля совпадает с концом Р₃ внешней уплотняющей поверхности 36 муфты, как показано на фиг. 4. Первое требование для предотвращения повреждения, по меньшей мере, точки SP уплотнения внутренней уплотняющей поверхности 25 ниппеля в этом состоянии состоит в том, чтобы конец Р1 внутренней уплотняющей поверхности 25 ниппеля был расположен дальше к открытому концу муфты, чем радиально внутренний край промежуточного заплечика 33 муфты. Отсюда выводится выражение (1). Хотя на фиг. 4 не показана посадочная направляющая, при необходимости посадочная направляющая может быть использована.When the pin 2 is inserted into the coupling 3, it becomes likely that the inner sealing surface 25 of the pin interacts with the intermediate coupling shoulder 33 when the pipe axis CL _PI N of the pin 2 does not coincide with the coupling pipe axis CLBOX. 3, and the radially outer edge P ₂ of the intermediate nipple shoulder 23 coincides with the end P ₃ of the outer sealing surface 36 of the coupling, as shown in FIG. 4. The first requirement to prevent damage to at least the sealing point SP of the inner pin sealing surface 25 in this condition is that the end P1 of the inner pin sealing surface 25 be located further toward the open end of the coupling than the radially inner edge of the intermediate shoulder 33 couplings. From this we derive expression (1). Although in FIG. 4 does not show the landing guide; if necessary, the landing guide can be used.

Внутренняя уплотняющая поверхность 25 ниппеля постепенно уменьшается в диаметре по мере продвижения от конца Р₁ к концевой части, и из этого может быть сделан следующий вывод, используя осевое расстояние между концевой частью Р₁ внутренней уплотняющей поверхности 25 ниппеля и радиально-внутренним краем Р₄ промежуточного заплечика 33 муфты в состоянии, показанном на фиг. 4, т.е. (LB-LP), и угол G_seal внутренней уплотняющей поверхности 25 ниппеля, выполнение выражения (2) затрудняет, чтобы промежуточный заплечик 33 муфты попал на внутреннюю уплотняющую поверхность 25 ниппеля.The inner sealing surface 25 of the nipple gradually decreases in diameter as it moves from the end P ₁ to the end portion, and from this the following conclusion can be drawn using the axial distance between the end portion P ₁ of the inner sealing surface 25 of the nipple and the radial inner edge P ₄ of the intermediate the clutch shoulder 33 in the state shown in FIG. 4, i.e. (LB-LP), and the G _seal angle of the inner pin sealing surface 25, the execution of expression (2) makes it difficult for the intermediate coupling shoulder 33 to hit the inner pin sealing surface 25.

Для дополнительной гарантии предотвращения повреждения точки SP уплотнения, требуется только, чтобы в состоянии, показанном на фиг. 4, точка SP уплотнения располагалась дальше к открытому концу муфты, чем промежуточный заплечик 33 муфты. Отсюда может быть выведено следующее условие: осевое расстояние L_SP между точкой SP уплотнения на внутренней уплотняющей поверхности 25 ниппеля, которая испытывает наибольшую контактную силу уплотнения из-за ее контакта с внутренней уплотняющей поверхностью 35 муфты после завершения свинчивания, с одной стороны, и конец Р1 внутренней уплотняющей поверхности 25 ниппеля, с другой стороны, является меньше, чем разница между LB и LP.To further ensure that damage to the seal point SP is prevented, it is only required that in the condition shown in FIG. 4, the sealing point SP was located further toward the open end of the coupling than the intermediate coupling shoulder 33. From this, the following condition can be deduced: the axial distance L _SP between the sealing point SP on the inner sealing surface 25 of the pin, which experiences the greatest sealing contact force due to its contact with the inner sealing surface 35 of the coupling after completion of make-up, on the one hand, and the end P1 the inner sealing surface 25 of the pin, on the other hand, is smaller than the difference between LB and LP.

Удовлетворение вышеуказанным условиям предотвратит контакт промежуточного заплечика 33 муфты с точкой SP уплотнения внутренней уплотняющей поверхности 25 ниппеля во время заведения, даже если h_B больше, чем h_P.Satisfying the above conditions will prevent the intermediate clutch shoulder 33 from contacting the sealing point SP of the inner pin sealing surface 25 during insertion, even if h _B is greater than h _P .

Кроме того, угол Θ_ρ наклона прямой линии, соединяющей конец Р1 внутренней уплотняющей поверхности 25 ниппеля и радиально внешний край Р2 промежуточного заплечика 23 ниппеля, предпочтительно, больше, чем угол Θ_β наклона прямой линии, соединяющий конец Р₃ внешней уплотняющей поверхности 36 муфты и радиально внутренний край Р₄ промежуточного заплечика 33 муфты. Таким образом, в состоянии, показанном на фиг. 4, конец Р1 внутренней уплотняющей поверхности 25 ниппеля может быть расположен радиально внутрь от прямой линии, соединяющей конец Р3 внешней уплотняющей поверхности 36 муфты и радиально внутренний край Р₄ промежуточного заплечика 33 муфты, что еще больше снижает возможность контакта промежуточного заплечика 33 муфты с внутренней уплотняющей поверхностью 25 ниппеля.In addition, the inclination angle _Θρ of the straight line connecting the end P1 of the inner pin sealing surface 25 and the radially outer edge P2 of the intermediate pin shoulder 23 is preferably larger than the inclination angle _Θβ of the straight line connecting the end _P3 of the outer coupling sealing surface 36 and radially inner edge P ₄ intermediate shoulders 33 couplings. Thus, in the state shown in FIG. 4, the end P1 of the inner pin sealing surface 25 may be positioned radially inward from a straight line connecting the end P3 of the outer coupling sealing surface 36 and the radially inner edge _P4 of the intermediate coupling shoulder 33, further reducing the possibility of contact of the intermediate coupling shoulder 33 with the inner sealing surface. surface 25 nipple.

Дополнительно, угол θ_Ρ наклона, предпочтительно, меньше 6°. Это предотвратит повреждение внутренней уплотняющей поверхности 25 ниппеля, ограничивая при этом диапазон толщины стенки, занимаемый второй наружной резьбой 22 и промежуточным заплечиком 23 ниппеля.Additionally, the tilt angle _θΡ is preferably less than 6°. This will prevent damage to the inner pin sealing surface 25 while limiting the wall thickness range occupied by the second male thread 22 and the intermediate pin shoulder 23.

LP может составлять не менее 90% от LB, более предпочтительно, не менее 92%, и еще более предпочтительно, не менее 94%. Таким образом, зацепление и прочность резьб двухступенчатой конструкции резьбы будут более равномерными, что обеспечит хорошо сбалансированное в целом резьбовое соединение 1.LP may be at least 90% of LB, more preferably at least 92%, and even more preferably at least 94%. Thus, the engagement and strength of the threads of the two-stage thread design will be more uniform, resulting in a well-balanced overall threaded connection 1.

Настоящее раскрытие может применяться не только к интегральным резьбовым соединениям, но также и к резьбовым соединениям муфтового типа. [0087] В противном случае, настоящее раскрытие не ограничено иллюстрированными выше вариантами выполнения, и возможны различные модификации без отклонения от формулы изобретения.The present disclosure may apply not only to integral threaded connections, but also to box-type threaded connections. [0087] Otherwise, the present disclosure is not limited to the embodiments illustrated above, and various modifications are possible without deviating from the claims.

Расшифровка ссылокDecoding links

1: резьбовое соединение для трубы;1: threaded connection for pipe;

2: ниппель;2: nipple;

21: первая наружная резьба;21: first external thread;

22: вторая наружная резьба;22: second external thread;

23: промежуточный заплечик ниппеля;23: intermediate nipple shoulder;

25: внутренняя уплотняющая поверхность ниппеля;25: inner sealing surface of the nipple;

--

Claims

26: outer sealing surface of the nipple;

3: coupling;

31: first internal thread;

32: second internal thread;

33: intermediate coupling shoulder;

35: inner sealing surface of the coupling;

36: outer sealing surface of the coupling.

CLAIM

1. A threaded connection for a pipe, including a tubular nipple and a tubular coupling, the nipple and the coupling being screwable when the nipple is screwed into the coupling, the nipple including: a first male thread; a second male thread located further toward the end portion than the first male thread and having a smaller diameter than the first male thread; an intermediate nipple shoulder located between the first male thread and the second male thread; an inner sealing surface of the pin located further towards the end portion than the second outer thread; and an outer sealing surface of the pin located further to the base than the first male thread, the coupling including: a first female thread configured to engage the first male thread when the connection is screwed together; a second internal thread configured to engage the second external thread when the connection is screwed; an intermediate coupling shoulder located between the first internal thread and the second internal thread, and configured to contact the intermediate shoulder of the pin when the connection is screwed; an inner sealing surface of the coupling configured to contact the inner sealing surface of the pin when the joint is screwed together; and an outer sealing surface of the coupling configured to contact the outer sealing surface of the pin when the connection is screwed, wherein the threaded connection satisfies the following expressions (1) and (2): L _P < L _B -m _and h _B < hp + (L _B - Lp) x tan 0 _S eaz***(2) where LP is the distance between the end of the inner pin sealing surface closest to the intermediate pin shoulder, on the one hand, and the radially outer edge of the intermediate pin shoulder, on the other hand, measured in the axial direction; LB is the distance between the end of the outer sealing surface of the coupling closest to the intermediate coupling shoulder on the one hand and the radially inner edge of the intermediate coupling shoulder on the other hand, measured in the axial direction; h _P is the distance between the end of the inner sealing surface of the pin located closer to the intermediate pin shoulder, on the one hand, and the radially outer edge of the intermediate pin shoulder, on the other hand, measured in the radial direction; h _B represents the distance between the end of the outer sealing surface of the coupling located closer to the intermediate coupling shoulder, on the one hand, and the radially inner edge of the intermediate coupling shoulder, on the other hand, measured in the radial direction; and θ _seal is the angle of inclination of a straight line connecting the two ends, as defined in the axial direction, of the inner sealing surface of the pin.

2. A threaded connection for a pipe according to claim 1, in which the angle Θ _ρ of inclination of a straight line connecting the end of the inner sealing surface of the nipple located closer to the intermediate shoulder of the nipple and the radially outer edge of the intermediate shoulder of the nipple is greater than the angle Θ _β of inclination of the straight line a line connecting the end of the outer coupling sealing surface closest to the intermediate coupling shoulder and the radially inner edge of the intermediate coupling shoulder.

3. Threaded connection for a pipe according to claim 2, in which the angle Θ _ρ of inclination is less than 6°.

4. Threaded pipe connection according to claim 1, 2 or 3, in which LP is greater than 94% of L _b .

5. Threaded connection for a pipe according to any one of claims 1 to 4, in which h _B is greater than h _P .

6. A threaded pipe connection according to any one of claims 1 to 5, wherein the distance LSP, measured in the axial direction, between the sealing point on the inner sealing surface of the pin, at which the sealing contact force resulting from the contact of the surface with the inner sealing surface of the coupling after completion of make-up, is the largest, on the one hand, and the end of the inner sealing surface of the pin located closer to the intermediate shoulder of the pin, on the other hand, is less than the distance between LB and LP.

7. Threaded connection for a pipe according to any one of claims 1-4, in which h _B and h _P are equal.

-