NO160025B - Gjengeforbindelse for oljefeltroer. - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører en gjengeforbindelse for oljefelt-rør, bestående av tapp- og mufferørelementer med komplementære koniske gjengepartier, Idet hvert rørelement har en anslagsflate ved en gjengepartiende og en anslagsflate ved den andre gjengepartienden, og det ene av tapp- og muffepartiene har et overmål slik at en anslagsflate ved sammenskruingen av elementene vil få kontakt med sin motflate før den andre anslagsflaten får kontakt med sin motflate, hvert rørelement ved sin indre gjengepartiende har et konisk tetningsparti og ved sin ytre gjengepartiende har et bombert tetningsparti slik plassert at det ved sammenskruingen vil komme til samvirke med det koniske tetningsparti på det respektive andre rørelement, og delediameteren til muffegjengen er lik eller større enn tappgjengens delediameter.

En slik gjengeforbindelse, hvor anleggsflåtene på begge gjenstander kommer til anlegg, foranlediger avtetning av gjengen på begge gjengeender, noe som er ønsket i mangt et brukstilfelle. Det har imidlertid ikke blitt konstatert tidligere at det kan være forskjell på de to anleggflåters ettergivenhet, slik at anleggsflåtene, alt etter som forskjellig dimensjonerte bolt- og muffeelementer treffer på hverandre, bærer på en måte som ikke kan forutses.

Med henblikk på å foranledige at anleggsflåtenes begge gjengeender bærer likt, er det dessuten blitt foreslått på en gjengeende å anordne et ringspor, hvormed dette anlegg blir mer ettergivende enn det andre. Når ringsporet er anordnet på den enden av gjengen hvor det befinner seg en plan anleggsflate, nedsettes dens innskruingsmotstand.

Den tidligere kjente teknikkens stand har hatt til oppgave

å foranledige at flere anleggsflater bærer likt, mens den foreliggende oppfinnelse har til oppgave å tilveiebringe en pålitelig sikring mot forhøyet krafttiltreknng når det gjelder gjengeforbindelser med konisk anleggsflate. Krafttil-trekningen på den koniske anleggsflate skal derved imidlertid

når det gjelder en hver sammenskruing av hvilke som helst holt- og mufferørelementer, komme opp 1 et forutbestemt minstemål av flatepress.

Ifølge oppfinnelsen foreslås det derfor en gjengeforbindelse som nevnte innledningsvis, som er kjennetegnet ved at på hvert av rørelementene er den ene anslagsflaten som i og for seg kjent konisk, mens den andre er plan, at det rørelement som har den koniske anslagsflate ved sin ende har overmålet, idet overmålet utgjør 0,5 - 2, 5% av avstanden mellom anslagsflåtene, og ved at den plane anslagsflate har en radiell utstrekning som er større enn den koniske anslags-flates radielle utstrekning.

Ved hjelp av tiltakene i henhold til oppfinnelsen oppnås at den koniske anleggsflate kommer til anlegg først. I sammen-ligning med den plane anleggsflate er den myk og ettergivende på grunn av rørelementets radiale forskyvbarhet på den koniske anleggsflate. I og med denne forskyvbarhet kan det frembringes pålitelig pasning ved et begrenset kraftstrekk (minste sammenskruingsmoment). Når det gjelder gasstette rørforbindelser, er det imidlertid fare for at boremannskapet skrur til forbindelsen med en større krafttiltrekning av sikkerhetsgrunner, med henblikk på å oppnå pålitelig tetning, eller forsettlig for å løsgjøre en fastsittende forbindelse, eller også kun av skjødesløshet. Dermed er det riktignok neppe noen fare for tettheten av denne skrueforbindelse, men evnen til en gjentatt sammenskruing med et nytt rørelement eller med et som allerede flere ganger har vært sammenskrudd annensteds, nedsettes. Hvis så skruingsmomentet økes ut over det minste skruingsmoment, så treffer i henhold til oppfinnelsen den plane anleggsflate på motflaten og allerede en liten skruetrekning øker tiltrekningsmomentet relativt mer enn den koniske anleggsflate ville øke momentet. Fordi boremannskapene ikke retter seg etter innskruingsstrekningen, men kun etter skruingsmomentet, kan det nå påføres store momenter uten at det dermed oppnås utillatelige innskruings-strekninger. Å forhindre lengre innskruing når skruingsmomentet økes, er virkningen av tiltakene i henhold til oppfinnelsen.

Den koniske anleggsflate anordnes på rørets innside, når det regnes med en overveiende trykkpåkjenning innenfra og den anordnes på rørets utside, når det fortrinnsvis skal avtettes mot et ytre trykk.

Oppfinnelsens fordeler i forhold til tradisjonelle gjengeforbindelser består i at den tilsiktede tetning foregår på den koniske anleggsflate og en særskilt flate i nærheten av den, upåvirket av rørelementenes møte på den plane anleggsflate, og dermed pålitelig ved overholdelse av det minste sammenskruingsmoment. Ved ytterligere øking av tilskruingsmomentet forhindrer den plane anleggsflates lite ettergivende pasning at det kommer til sammenpressing av den koniske anleggsflate og den metalliske tetning og at evnen til gjentatt sammenskruing nedsettes, særlig for rørelementets vedkommende, hvis ende bærer den koniske anleggsflate.

Ennvidere blir det forhindret at de koniske gjenger skrus så dypt inn i hverandre at boltrørelementet prøver å utvide rørelementet og setter det under tangensiale strekkspenninger. Det er nettopp disse tangensiale strekkspenninger som har ansvaret for de muffebrudd som er blitt observert i boredriften.

De oppstår på den ene side under selve sammenskruingen eller utløses på den annen side først i drift gjennom spennings-risskorrosjon i sure jordoljefelt.

Endelig anses det som en fordel at den aksiale strekkspenning som skriver seg fra den koniske anleggsflates forspenning i et rørelement, overlagrer seg en trykkspenning fra overspenn-ingen av den plane anleggsflate, slik at den aksiale strekkspenning på gjengelengden fjernes minst delvis. Forbindelsen ifølge oppfinnelsen skal derfor også trekkes til med et større moment enn det minste tilskruingsmoment.

Alt i alt viser tiltaket i henhold tilforeliggende forslag seg å være pålitelig sikring av forbindelsesmomentene, særlig av muffen mot skader på grunn av anvendelse av et for høyt sammenskruingsmoment eller på grunn av ungunstige korrosive innvirkninger. Så langt rørtykkelsen tillater det, anbefales det utover dette å utforme den plane anleggsflates radiale utstreknng større enn den koniske anleggsflates radiale utstrekning. Dermed er det mulig med et i forhold til rør-materialets strekkgrense lite flatepress å oppnå optimal avlastning av det strekkspenningsbelastede rørelement og samtidig å bevirke stor sikring mot ødeleggelser ved anvendelse av et forhøyet sammenskruingsmoment.

Oppfinnelsen skal I det følgende nærmere forklares ved hjelp av et utførelseseksempel som skjematisk er fremstilt på tegningen, som viser: Fig. 1 og 2 gjéngeforbindelsen i sammenskrudd tilstand i lengdesnitt, en gang med utenpåliggende og en

gang med innenforiiggende konisk anleggsflate, fig. 3A,B utsnittene A,B, C av gjengeforbindelsen og C ifølge fig. 2 ved den koniske anleggsf lates

første berøring.

Gjengeforbindelsen består i alle figurer av boltrørelementet 1 og mufferørelementet 2 som ved hjelp av den koniske gjenge 3,4 er skrudd sammen med hverandre. På begge rørelementer 1,2 forefinnes anleggsflater naboplassert med gjengeendene. På fig. 1 har de utenpåliggende anleggsflater 5,6 konisk form og de innenforliggende anleggsflater 7,8 plan form.

På fig. 2 har de utenpåliggende anleggsf later 5,6 plan form og de innenforliggende anleggsflater 7,8 har konisk form. Flatene er på flg. 3A og C vist forstørret. De plane anleggsflåters 5,6 kontaktflate 10 har en radial utstrekning som er større enn den radiale utstrekning til den koniske anleggsflates 7,8 kontaktflate 9. I utførelseseksempelet er det forutsatt at ikke anleggsf låtene selv eller helt alene skal bevirke avtetningen. Tvert om er det for avtetning eller for ekstra avtetning anordnet koniske 11,12 og veivede 13,14 omkretsavsnitt av rørelementene 13,14 av et rørelement som under sammenskruingen trer tettende i kontakt med en konisk flate 11,12, hvorved kontakten forsterkes av den koniske anleggsflate 7,8.

Av rørelementene 1,2 ifølge fig. 2 og 3A, B,C har boltrør-elementet 1 et overmål 15, som fig. 3A viser. Under sammenskruingen treffer først de koniske anleggsflater 7,8 på hverandre, se fig. 3C.

Ved ytterligere sammenskruing med stigende tilskrulngsmoment utsettes mufferørelementet over kraftfluksen i gjengen for en aksial strekkspenning og dermed for en elastisk forlengelse, de koniske anleggsflater 7,8 utsettes for et flatepress og den gjengeløse tapp 16 utsettes for en radial, elastisk spriking. På grunn av elastiske deformasjoner inntrer det en tilnærming av avstanden mellom anleggsflåtene på begge rørelementer 1,2, og de plane anleggsflater 5,6 treffer på hverandre når det minste sammenskruingsmoment er nådd, som det fremgår av fig. 2.

Når sammenskruingsmomentet økes ytterligere, oppstår det tiltagende flatepress på de plane anleggsflater 5,6. Disse forhindrer ytterligere øking av den aksiale strekkspenning i mufferørelementet 2. Disse minsker dessuten boltrørelementets 1 inntrengning i mufferørelementet 2 og forhindrer dermed fremkallelse av tangensiale strekkspenninger i mufferørele-mentet 2 gjennom gjengenes 3,4 tannhoder, som antydet på fig. 3B. Ennvidere øker de koniske anleggsflåters 7,8 flatepress ikke i samme grad som tilskruingsmomentet øker. Et flatetrinn nås ved et tilskruingsmoment som kan være flere ganger større enn det minste sammenskruingsmoment. Denne overskridelse nedsetter imidlertid fremdeles på ingen måte forbindelsens driftsberedskap gjennom ugunstige spenningsgjenstander og fører heller ikke til brudd av forbindelsen. Når det gjelder den foreslåtte gjengeforbindelse, er således den metalliske tetning og særlig mufferørelementet 2 sikret mot følgene av en sammenskruing med for stort tilskruingsmoment.

Endelig er det sørget for at det ikke fremkalles noen omkretsstrekkspenninger i mufferørelementet 2 gjennom tannoverlapping i gjengen 3,4. I denne hensikt er muffegjeng-ens 20 flankediameter 18 i henhold til fig. 3B større enn boltgjengens 19 flankediameter 17, og selv ved størst mulig sammenskruing inntrer det ikke noen sprikevirkning fra boltrørelementet 1 på mufferørelementet 2.

Claims (1)

1. Gjengeforbindelse for oljefelt-rør, bestående av tapp- og mufferørelementer (1,2) med komplementære koniske gjenge-partler (3,4), Idet hvert rørelement (1,2) har en anslagsflate (5,7,6,8) ved en gjengepartiende og en anslagsflate (5,7,6,8) ved den andre gjengepartienden, og det ene av tapp-og muffepartlene har et overmål (15) slik at en anslagsflate (7) ved sammenskruingen av elementene (1,2) vil få kontakt med sin motflate (8) før den andre anslagsf laten (5) får kontakt med sin motflate (6), hvert rørelement (1,2) ved sin indre gjengepartiende har et konisk tetningsparti (11) og ved sin ytre gjengepartiende har et bombert tetningsparti (13,14) slik plassert at det ved sammenskruingen vil komme til samvirke med det koniske tetningsparti på det respektive andre rørelement, og delediameteren (18) til muffegjengen er lik eller større enn tappgjengens deledlameter (17), karakterisert ved at på hvert av rørelementene (1,2) er den ene anslagsf laten som i og for seg kjent konisk (7,6,8,5) mens den andre er plan (5,7,6,8), at det rørele-ment som har den koniske anslagsflate (7) ved sin ende har overmålet (15), idet overmålet utgjør 0,5 - 2,5# av avstanden mellom anslagsflåtene, og ved at den plane anslagsflate har en radiell utstrekning som er større enn den koniske anslags-flatens radielle utstrekning.