NL8202098A - Schroefkoppelingverbinding. - Google Patents

Description

τ'* -1- 22533/CV/mv

Korte aanduiding: Schroefkoppelingverbinding.

De uitvinding heeft betrekking op een schroefkoppelingverbinding voor het met de einden aan elkaar verbinden van pijpen.

5 Mantelbuizen of leidingbuizen voor olieputten of gasputten moeten in grote aantallen met elkaar worden verbonden bij diepe olieputten of gasputten.

Om aan de gestelde eisen te voldoen moet het koppelingsgedeelte voldoende' sterkte bezitten en tevens de mogelijkheid tot afdichting geven.

10 Bij één van de gebruikelijke koppelingVerbindingen is een pijp uitgerust met een mannetjesschroef aan één einde en met een vrouwtjesschroef aan het andere einde en verder voorzien van een borst als aanslag op een buitenomtrek om het eindgedeelte van het mannetjesschroefgedeelte. De buitenomtrek van het voorste eindgedeelte van de mannetjesschroef en de binnenomtrek 15 van de vrouwtjesschroef zijn uitgerust met gladde vlakken, welke taps verlopen. Indien pijpen van een dergelijke constructie met hun einden met elkaar worden verbonden komt het vooreinde van de vrouwtjesschroef in - 2/ aanraking met de borst, zodat een afdichting wordt gevormd, terwijl het » gladde vlak van de buitenomtrek bij het voorste eindgedeelte van de manne- 20 tjesschroef in aanraking komt met het gladde vlak van de binnenomtrek van de vrouwtjesschroef, zodat een verdere afdichting wordt gevormd. Bij deze construktie, waarbij de aanslag bij de mannetjesschroef is aangebracht kan, indien de vrouwtjesschroef met de borst van de mannetjesschroef in aanraking komt, de mannetjesschroef niet verder worden vooruit bewogen. Teneinde 25 een juiste afdichting tussen het gladde oppervlak van de mannetjesschroef en het gladde oppervlak van de vrouwtjesschroef te verkrijgen moeten dan ook de diameters van deze gladde opppervlakken worden vervaardigd binnen strenge produktietoleranties.

Bij een construktie van een koppelingsverbinding waarbij gebruik 30 wordt gemaakt van een huls is in het algemeen een vrouwtjesschroef op de huls gevormd en is om een einde van de pijp een mannetjesschroef gevormd, terwijl een borst is gevormd op het inwendige van de huls om te dienen als een aanslag.

Tapsverlopende gladde vlakken zijn aangebracht op de buitenomtrek-35 ken aan het vooreinde van de mannetjesschroef en de binnenomtrek van het inwendige van de vrouwtjesschroef. Bij deze contruktie wordt, indien het voorste eindgedeelte van de mannetjesschroef met de borstin aanraking komt, de afdichting tot stand gebracht tussen het gladde oppervlak van de 8202098 -2- 22533/CV/mv mannetjesschroef en het gladde oppervlak van de vrouwtjesschroef. Indien de mannetjesschroef met de borst van de huls bij zijn eindpunt in aanraking komt kan een verder schroeven niet meer worden bewerkstelligd. Dientengevolge worden hier ook strenge eisen gesteld, zoals hierboven vermeld.

5 Indien de tapsheid van het gladde oppervlak 1/16 is en indien de diameter van de pijp 0,1 mm verandert wijzigt de stand van het eindgedeelte van de vrouwtjesschroef of de mannetjesschroef tot aan 1,6 mm in lengte van de pijp en de produktietolerantie is zo zwaar, dat het moeilijk is om een stabiele'afdichting te vormen.

10 Verder heeft de bovengenoemde koppelingsverbinding de hieronder uiteengezette moeilijkheden.

Bij de construktie van de bekende koppelingsverbinding is er speling gemaakt tussen het voorste eindgedeelte van de mannetjesschroef en het eindgedeelte van de vrouwtjesschroef en in deze speling zal een wervelen-15 de stroming optreden waardoor het ontstaan van corrosie wordt bevorderd. Indien de mantelbuis voor een dergelijke construktie wordt vervangen zal de leidingbuis of de boorpijp, welke binnen de mantelbuis moet werken, worden gegrepen ten gevolge van de speling bij het voorste eindgedeelte van de mannetjesschroef en daar beschadigen.

20 In de construktie van de laatstgenoemde koppelingsverbinding treedt er, daar het voorste eindgedeelte van de mannetjessschroef en het borstge-deelte van de vrouwtjesschroef met elkaar in contact zijn binnen de koppelingsverbinding, een dergelijk nadeel op waarbij corrosie bestendige bekleding daarop losraakt ten gevolge van contact van metaal op metaal.

25 Met de huidige uitvinding wordt beoogd een verbetering te verkrijgen van een koppelingsverbinding waarbij de hierboven genoemde nadelen kunnen worden vermeden.

Een oogmerk van de uitvinding is het verkrijgen van een koppelings-construktie, welke een tevredenstellende afdichting kan geven zonder 30 nauwe produktietoleranties te vereisen.

Een ander oogmerk van de uitvinding is het verkrijgen van een koppelingsconstruktie waarbij corrosie binnen de pijp bij de verbinding van de koppelingsverbinding, welke in de vorm is van het in contact zijn van het voorste eindgedeelte van de vrouwtjesschroef met een borstgedeelte 35 op de buitenomtrek om het eindgedeelte van de mannetjesschroef, te voorkomen .

Een verder oogmerk van de uitvinding is het verkrijgen van een koppelingsconstruktie waarbij de beschadiging bij de binnenwand van de 8202098 -3- 22533/CV/mv koppeling van dezelfde vorm als vermeld indien de leidingbuis of de boor-pijp daarin werkt, kan worden voorkomen.

Een ander oogpierk van de uitvinding is het verkrijgen van een koppelingsconstruktie welke de vereiste afdichting kan geven tussen de 5 buitenomtrek van het gladde oppervlak bij het voorste eindgedeelte van het mannetjesschroefgedeelte en de binnenomtrek van het gladde oppervlak bij het binnengedeelte van het vrouwtjesschroefgedeelte, indien of ofschoon de produktietolerantie groot is in de koppelingsverbinding, welke is in de vorm Van het in~contact brengen van het eindgedeelte van de mannetjes-10 schroef met een borstgedeelte bij het binnengedeelte van de vrouwtjes-schroef.

Een verder oogmerk van de uitvinding is het verkrijgen van een koppelingsconstruktie waarbij de beschadiging of afbladdering van de cor-rosiebestendige bekleding kan worden voorkomen.

15 Voor het bewerkstelligen van de bovengenoemde oogmerken in de schroefkoppelingsverbinding voor de in een olieput of dergelijke te gebruiken pijp, welke in de vorm is van het rechtstreeks in contact brengen van eind op eind van de pijpen of via de huls wordt de vrouwtjesschroef uitgerust met de borst bij het binnengedeelte daarvan voor het in contact 20 komen met het voorste eindgedeelte van de mannetjesschroef via het pak-kingmateriaal ter verkrijging van een afdichting, terwijl de andere afdichting wordt gevormd tussen het voorste eindgedeelte van de mannetjesschroef en het pakkingmateriaal.

Met betrekking tot de koppelingsverbinding in de vorm van het in 25 contact brengen van het voorste eindgedeelte van de vrouwtjesschroef met de borst gevormd op de buitenomtrek om het einde van de mannetjesschroef sluit het pakkingmateriaal de speling tussen het voorste eindgedeelte van de mannetjesschroef en het eindgedeelte van de vrouwtjesschroef.

In de vorm van het in contact brengen van het voorste eindgedeelte 30 van de mannetjesschroef met de borst op de binnenomtrek bij het binnengedeelte van de vrouwtjesschroef wordt de produktietolerantie opgenomen door het samendrukken van het pakkingmateriaal en wordt de metaalaanraking tussen het voorste eindgedeelte van de mannetjesschroef en de borst bij het binnengedeelte van de vrouwtjesschroef voorkomen.

35 De uitvinding zal hieronder nader worden uiteengezet aan de hand van bijgaande figuren.

Fig. 1 toont een vertikale dwarsdoorsnede over een uitvoeringsvoorbeeld van een koppeling voor een pijp in overeenstemming met de uitvinding.

8202098 -4- 22533/CV/mv

Fig. 2 toont een vertikale dwarsdoorsnede over een verder uitvoe-ringsvoorbeeld van een koppeling.

Fig. 3 toont een dwarsdoorsnede waarin een uitvoeringsvoorbeeld van een bevestigingsconstruktie van een pakkingmateriaal is weergegeven.

5 Fig. 4 toont een dwarsdoorsnede van een ander uitvoeringsvoor beeld voor de bevestigingsconstruktie van een pakkingmateriaal.

Fig. 1 toont een uitvoeringsvoorbeeld van de huidige uitvinding toegepast bij de rechtstreekse verbinding van de einden van de pijpen.

Hier zijn een tweetal pijpeinden 1a en 1b met elkaar gekoppeld, waarbij 10 . het pijpeinde 1a>.is uitgerust met een mannetjesschroef 3 en het pijpeinde 1b is uitgerust met een vrouwtjesschroef 4. De mannetjesschroef 3 heeft nabij een uiteinde een borst 5, welke dienst kan doen als aanslag voor de vrouwtjesschroef 4. Een buitenste omtreksgedeelte 6 nabij de borst is glad afgewerkt. Een binnenste omtreksgedeelte 7 bij het vrije uiteinde 15 van de mannetjesschroef is eveneens glad afgewerkt. Onder de omstandigheid, dat de borst 5 in contact komt met het eindgedeelte 8 van de vrouw-tjesschroef wordt een eerste afdichting A verkregen bij dit contact tussen de buitenomtrek 6 en de binnenomtrek 7.

De buitenomtrek 9 bij het voorste eindgedeelte van de mannetjes-20 schroef 3 is uitgerust als een glad taps verlopend oppervlak. Dit gladde oppervlak is in lengterichting convex gekromd uitgevoerd. De binnenomtrek 10 van het eindgedeelte van de vrouwt jesschroef 4 is glad en taps verlopend uitgevoerd overeenkomend mét het tapse verloop op de genoemde buitenomtrek. Zodoende wordt een tweede afdichting B verkregen door het in contact komen 25 van de buitenomtrek 9 en de binnenomtrek 10.

Bij een dergelijke construktie is een borst 11 aangebracht bij het binnengedeelte van de vrouwtjesschroef 4, meer in het bijzonder bij het eindgedeelte van de gladde binnenomtrek 10, en deze borst 11 en het voorste eindgedeelte 13 van de vrouwtjesschroef 3 zijn in contact met 30 elkaar via het pakkingmateriaal 12 waarbij een derde afdichting C is verkregen.

Fig. 2 toont een uitvoeringsvorm van de huidige uitvinding toegepast in een koppelingscorfitruktie, waarbij gebruik wordt gemaakt van een huls 2. In de huls zijn een tweetal vrouwtjesschroefdelen 4 gevormd, welke 35 zich in de lengterichting aan weerszijden van het middengedeelte uitstrekken. Dit middengedeelte wordt bepaald door een rondlopend deel 14 waarvan de beide zijden dienst doen als borsten of aanslagen 11. Ieder van de einden 1a en 1b van de pijpen is uitgerust met een mannetjesschroefdeel 3. De buiten- 8202098 ψ -5- 22533/CV/mv omtrek 9 op het voorste eindgedeelte van de mannetjesschroef is glad en •verlopend afgewerkt. Het gladde oppervlak is in lengterichting gevormd in een convexe kromme. De binnenomtrek 10 nabij het uiteinde van het vrouwtjesschroefdeel is glad taps verlopend afgewerkt in overeenstem-5 ming met het tapse verloop van de buitenomtrek 9. Hier wordt een afdichting B gevormd door het in contact komen van de buitenomtrek 9 en de binnenomtrek 10.

Bij een dergelijke construktie wordt een verdere afdichting C gevormd door het ïn contact brengen van de borsten 11 met de vooreinden 13 van de 10 mannetjesschroefdelen 3 via het pakkingmateriaal 12.

Fig. 3 en A tonen ieder een uitvoeringsvoorbeeld voor de bevestiging van pakkingmateriaal 12. Bij beide uitvoeringsvormen is een concave groef 15 gevormd voor het vasthouden van het pakkingmateriaal 12 of R in dwarsdoorsnede. Het pakkingmateriaal 12 wordt bevestigd door middel van bakken, 15 een hechtmiddel of dergelijke aan de concave groef 15 en de borst 11 met zijn buitenomtrek en zijvlak. In ieder van de figuren 3 en 4 is de borst 11 schuinverlopend uitgevoerd met een hellingshoek ©^ in de richting van het mannetjesschroefgedeelte ten opzichte van een vertikale lijn, terwijl het pakkingmateriaal 12 ook is uitgevoerd met een hellend verlopend deel 20 overeenkomend met de hellingshoek ©^ In aanvulling op een dergelijke construktie is het pakkingmateriaal bij de uitvoeringsvorm volgens fig. 4 aan de andere zijde uitgerust met een hellend verlopende zijwand overeenkomend met een hellingshoek ©^ onder welke Hellingshoek ook de eind-wand 13 van het mannetjesschroefgedeelte zich uitstrekt. Tengevolge van 25 de borst 11, het zijvlak van het pakkingmateriaal 12 en het schuine verloop van het vooreinde 13 van het mannetjesschroefgedeelte wordt voorkomen, dat het pakkingmateriaal 12 gaat uitpuilen of valt in de richting van het inwendige van de pijp. Bij voorkeur is de grootte van bovengenoemde hoek niet meer dan 20°.

30 Voor het pakkingmateriaal kunnen materialen worden gebruikt zoals rubber, teflon, een organische substantie, zoals een synthetisch hars (bijvoorbeeld fluorine synthetisch hars) of metalen waarvan de elasticiteits-coëfficient lager is dan die van de pijp of de huls.

Er bestaat een koppelingsverbinding, waarbij de buitenomtrek van 35 de mannetjesschroef recht is in de axiale richting en de huidige uitvinding kan uiteraard worden toegepast bij een dergelijke vorm.

Afhankelijk van de koppelingsconstruktie van de uitvinding worden de afdichtingen A en B gevormd zoals weergegeven in fig. 1 en de afdichting 8202098 -6- 22533/CV/mv * A wordt weergegeven als afgebeeld in fig. 2 door de mannetjesschroef 3 in de vrouwtjesschroef k te draaien. Verder wordt de afdichting C gevormd tussen het eindgedeelte 13 en het pakkingmateriaal 12, dat wordt samengedrukt door het eindgedeelte 13 aan te drukken, zodat het afdichteffect 5 in zijn geheel sterker wordt verbeterd.

Verder sluit in de construktie, waarin de aanslagborst is aangebracht bij het einde van de pijp met de mannetjesschroef het pakkingmateriaal 12 de speling tussen het voorste eindgedeelte van de mannetjesschroef en het eindgédeelte van de vrouwtjesschroef, zodat wordt voorkomen, dat bij 10 deze speling corrosie op zal gaan treden. Aangezien de speling althans nagenoeg is opgeheven en indien de koppeling wordt gebruikt voor een mantelpijp kan de beschadiging worden voorkomen, welke anders in dit eindgedeelte zou kunnen worden veroorzaakt indien de vrouwtjesschroef door een boorpijp of leidingbuis welke binnen de mantelpijp beweegt wordt gegrepen.

15 Met betrekking tot de koppelingsverbinding met de construktie uitgerust met de borst in de vrouwtjesschroef zoals afgebeeld in fig, 2 kan, aangezien de mannetjesschroef 3 wordt ingeschroefd onder het samendrukken van het pakkingmateriaal 12 tot dat de buitenomtrek 9 bij het voorste eindgedeelte van de mannetjesschroef 3 in nauw contact komt met de binnenom-20 trek 10 van de vrouwtjesschroef, de juiste afdichting B worden verkregen zelfs indien de afmetingstoleranties groot zouden zijn.

De huidige uitvinding kan dus ook worden toegepast bij een koppe-lingsconstruktie welke rechtstreeks de eind-op-eindverbinding van de pijpen maakt ea de aanslagborst aan het binnengedeelte van de vrouwtjesschroef 25 bezit of bij een koppelingsconstruktie welke gebruik maakt van een huls, waarbij de aanslagborst is gevormd op de buitenomtrek in de nabijheid van het eindgedeelte van de mannetjesschroef, en tevens bij andere uitvoeringsvormen van koppelingen.

-CONCLUSIES- 8202098

Claims (10)

1. Schroefkoppelingverbinding voor het met hun einden aan elkaar verbinden van pijpen waarbij een borst is aangebracht op de binnenomtrek 5 van een binnendeel van een vrouwtjesschroef en de borst en een vooreinde van een mannetjesdeel via pakkingmateriaal in contact staan.

2. Schroefkoppeling volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de borst dient als aanslag bij het voorèinde van de mannetjesschroef en een afdichting wordt verkregen tussen een buitenomtrek met een glad oppervlak 10 bij het voorste einde van de mannetjesschroef en een binnenomtrek met glad oppervlak bij het binnengedeelte van de vrouwtjesschroef.

3. Schroefkoppeling volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de borst is aangebracht in de nabijheid van een uiteinde van de mannetjesschroef om dienst te doen als een aanslag bij het vooreinde van de vrouwtjesschroef 15 en de afdichting tot stand is gebracht tussen de buitenomtrek van het gladde oppervlak bij het vooreinde van de mannetjesschroef en de binnenomtrek van het gladde oppervlak bij het binnengedeelte van de vrouwtjesschroef.

4. Schroefkoppeling volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de borst een zijkant heeft, welke schuin verloopt ten 20 opzichte van een vertikale lijn in de richting van de mannetjesschroef en het pakkingmateriaal een schuin verlopende zijkant heeft aangepast aan de schuinverlopende zijde van de borst.

5. Schroefkoppeling volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat de borst nabij de binnenomtrek is voorzien van een concave schroef voor het 25 bevestigen van het pakkingnateriaal met zijn buitenomtrek.

6. Schroefkoppeling volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het voorste eindgedeelte van de mannetjesschroef schuin naar de buitenzijde verloopt en het pakkingmateriaal een tegenover dit schuine gedeelte gelegen schuin' verlopende zijde bezit. 30

7· Schroefkoppeling volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat een vooreinde van de mannetjesschroef en een zijkant van het pakkingmateriaal vertikaal staan.

8. Schroefkoppeling volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het pakkingmateriaal wordt gevormd door een organische substan- 35 tie.

9. Schroefkoppelingverbinding volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het pakkingmateriaal wordt gevormd door een metaal waarvan de elasticiteitscoëfficient niet meer is dan die van het materiaal 8202098 -8- 22533/CV/mv Λ waaruit het lichaam van de huls is vervaardigd.

10. Schroefkoppelingverbinding althans nagenoeg zoals hierboven is omschreven en/of is afgebeeld in bijgaande figuren. Eindhoven, mei 1982. 8202098