NO169616B

NO169616B - ROERSKJOET

Info

Publication number: NO169616B
Application number: NO84843646A
Authority: NO
Inventors: Thomas L Blose; Doyle E Reeves; Donald J Ortloff
Original assignee: Hydril Co
Priority date: 1983-01-17
Filing date: 1984-09-14
Publication date: 1992-04-06
Also published as: NO843646L; BR8404736A; NO169616C

Description

Den foreliggende oppfinnelse angår generelt olje- og gass-brønnrør, og har mer spesielt å gjøre med konstruksjon av høyttrykks rørskjøter som kan formes og innkjøres i en brønn for å motstå ekstreme fluidtrykk, og for tetning av skjøten for å hindre utslipp av væske eller gass under høyt trykk gjennom rørenhetene ved skjøtene. The present invention generally relates to oil and gas well pipes, and has more specifically to do with the construction of high-pressure pipe joints that can be shaped and driven into a well to withstand extreme fluid pressures, and to seal the joint to prevent the release of liquid or gas under high pressure through the pipe assemblies at the joints.

Nærmere bestemt angår oppfinnelsen en rørskjøt som angitt i ingressen til det etterfølgende krav 1. Som eksempel på en kjent rørskjøt av ovennevnte art kan nevnes NO patent nr. More specifically, the invention relates to a pipe joint as stated in the preamble to the following claim 1. As an example of a known pipe joint of the above-mentioned kind, NO patent no.

162 167 og US patent nr. 2 258 066. Disse kjente rørskjøter er imidlertid ikke slik konstruert at de vil kunne tilfredsstille de fordringer som stilles til en rørskjøt ifølge foreliggende oppfinnelse, og som er omtalt i det følgende. 162 167 and US patent no. 2 258 066. However, these known pipe joints are not constructed in such a way that they will be able to satisfy the demands made on a pipe joint according to the present invention, which are discussed below.

Leting etter olje og gassreserver har frembrakt undersøkelser på dypere og dypere formasjoner. Disse dypere formasjonene krever lengre strenger av produksjonsrør, foringsrør og borerør for bruk i undersøkelsene samt for produksjon av olje og gass. Slike brønner kan være utsatt for ekstremt høye trykk fra formasjons-soner. Den økete lengde av rørstrenger utsetter den øvre del av strengen for meget høye strekkbelastninger, og hvor det er høye trykk fra dypere formasjoner kan den øvre del også utsettes for høye interne trykk hvor det er lite eller intet oppveiende eksternt trykk på rørene. Med standard skjøter er det en grense for den dybde til hvilken en rørstreng kan kjøres. The search for oil and gas reserves has led to investigations into deeper and deeper formations. These deeper formations require longer strings of production pipe, casing and drill pipe for use in exploration as well as for the production of oil and gas. Such wells can be exposed to extremely high pressures from formation zones. The increased length of pipe strings exposes the upper part of the string to very high tensile loads, and where there are high pressures from deeper formations, the upper part can also be exposed to high internal pressures where there is little or no offsetting external pressure on the pipes. With standard joints, there is a limit to the depth to which a pipe string can be run.

Det har tidligere vært forsøk på å frembringe metall-mot-metall-tetninger som kan motstå de ekstreme trykk som en rør-skjøt må kunne motstå. There have previously been attempts to produce metal-to-metal seals that can withstand the extreme pressures that a pipe joint must be able to withstand.

US patent nr. 2 893 759 viser en metall-mot-metall-tetning hvor forskjellig tettende skråning er anordnet på muffen og tappens tetningsflater for å generere et område av radiell deformasjon på tetningsflaten ved forming av forbindelsen. Tetningsflaten på tappn er utstyrt med større skråningsvinkel enn muffens tetningsflate, slik at det ved forming av forbindelsen etableres en linjekontakt mellom tetningsflåtene. Ved videre forming vil minst én av delene deformeres radielt for å generere en flatekontakt mellom tetningsflåtene. Siden tappens tetningsflate har større skråvinkel i forhold til den koaksielle akse av tappen og muffen, er den bakre ende av tappens tetningsflate den første til å komme i kontakt med den ringformete tetningsflate av muffen i begynnelsen av formingen. US Patent No. 2,893,759 shows a metal-to-metal seal where different sealing bevels are provided on the sleeve and pin sealing surfaces to generate an area of radial deformation on the sealing surface when forming the connection. The sealing surface of the plug is equipped with a greater angle of inclination than the sealing surface of the sleeve, so that when forming the connection, a line contact is established between the sealing surfaces. During further shaping, at least one of the parts will be deformed radially to generate a surface contact between the sealing rafts. Since the sealing surface of the pin has a greater angle of inclination with respect to the coaxial axis of the pin and the sleeve, the rear end of the sealing surface of the pin is the first to contact the annular sealing surface of the sleeve at the beginning of the forming.

Den koniske og kronetype av metall-mot-metall-tetnings-geometri som er i bruk idag for høytrykksskjøter i olje- og gassindustrien, har typisk tapp- og muffe-deler maskinert til den samme nominelle kontaktvinkel som målt fra rør-aksen. Denne vinkelen er i det typiske tilfelle mellom 2° og 15°, men kan være en hvilken som helst vinkel. En typisk konisk tetning av av en gitt bredde kunne ha både tapp- og muffe-tetninger maskinert til nominelt 14° for hele sin bredde. En kronetype-tetning på 14° er vist i US patent nr. 2 992 019, hvor kronetetning er anordnet på tappdelen og er maskinert med samme vinkel som den forseglete overflate på muffedelen. The conical and crown type of metal-to-metal seal geometry that is in use today for high-pressure joints in the oil and gas industry typically has pin and socket parts machined to the same nominal contact angle as measured from the pipe axis. This angle is typically between 2° and 15°, but can be any angle. A typical conical seal of a given width could have both pin and socket seals machined to a nominal 14° for its entire width. A crown-type seal of 14° is shown in US Patent No. 2,992,019, where the crown seal is provided on the pin part and is machined at the same angle as the sealed surface on the socket part.

Man har funnet at for parallelle eller nær parallelle kontaktflater såsom tetningsflåtene i koniske eller metall-mot-metall-tetninger av kronetypen, med den samme eller i det vesentlige samme vinkel, vil den bærende belastning fra den ledende kant av tetningen ved innledende sammenføring skifte til den bakre kant ved endelig sammenskruing. Avhengig av størrelsen av indusert radiell presspasning, kan den ledende kant av tetningen bli avlastet for all belastning når belastningen blir ført lenger og lenger bak mot den bakre kant av tetningen, med økning i metall-presspasningen. Ved meget høye nivåer av presspasning kan den bakre kant av tetningen motta bære-belastninger som er tilstrekkelig til å forårsake ikke bare unødig høye spenningsnivåer p.g.a. presspasning i tetningsområdet, men også ettergiving av materialet i en tet-ningsf late. Denne ettergiving eller plastisk metallflate-deformasjon, noen ganger også kalt riving, kan føre til at metall-mot-metall-tetningen mister sin evne til å motstå høye trykk. Av denne grunn har størrelsen av presspasning mellom tettende deler hittil være begrenset for å unngå at man når rivings-terskelen. Dette har imidlertid medført en tendens til å senke grensen for maksimum trykk for typiske metall-mot-metall-tetninger, særlig i rør med stor styrke og tykke vegger. It has been found that for parallel or near-parallel contact surfaces such as the sealing faces in conical or metal-to-metal seals of the crown type, with the same or substantially the same angle, the bearing load from the leading edge of the seal on initial mating will shift to the rear edge when finally screwed together. Depending on the magnitude of induced radial press fit, the leading edge of the seal may be relieved of all stress as the load is carried further and further back towards the trailing edge of the seal, with an increase in the metal press fit. At very high levels of press fit, the trailing edge of the seal may receive bearing loads sufficient to cause not only unnecessarily high stress levels due to press fit in the sealing area, but also yielding of the material in a sealing surface. This yielding or plastic metal surface deformation, sometimes called tearing, can cause the metal-to-metal seal to lose its ability to withstand high pressures. For this reason, the size of the press fit between sealing parts has so far been limited to avoid reaching the tearing threshold. However, this has resulted in a tendency to lower the maximum pressure limit for typical metal-to-metal seals, particularly in high-strength, thick-walled pipes.

Metall-mot-metall-tetningen beskrevet i ovennevnte US patent nr. 2 893 759 er utformet med en helningsvinkel på tet-ningsf laten av tappdelen som er større enn helningsvinkelen av tetningsflaten på muffedelen. Dette må nødvendigvis bevirke at den bakre kant av tappens tetningsflate først kommer i kontakt med tetningsflaten på muffedelen, og at ved videre forming i det minste én av delene blir deformert radielt, slik at beslatningen på den ferdige tetning er sterkt forvrengt ved et spesielt punkt, typisk den bakre kant av tetningen. The metal-to-metal seal described in the above-mentioned US patent no. 2,893,759 is designed with an angle of inclination of the sealing surface of the pin part which is greater than the angle of inclination of the sealing surface of the socket part. This must necessarily result in the rear edge of the pin's sealing surface first coming into contact with the sealing surface of the sleeve part, and that during further shaping at least one of the parts is deformed radially, so that the coating on the finished seal is strongly distorted at a particular point, typically the rear edge of the seal.

Det er derfor et formål ved den foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe en metall-mot-metall-tetning i en rørskjøt, som har en i det vesentlige jevn belastningsfordeling langs den aksielle utstrekning av metall-mot-metall-kontakten mellom han- og hun-delene. It is therefore an object of the present invention to provide a metal-to-metal seal in a pipe joint, which has a substantially uniform load distribution along the axial extent of the metal-to-metal contact between the male and female parts .

Det er et videre formål med denne oppfinnelse å tilveiebringe en hylseskjøt med en tapp- og muffedel, hvor både innvendige og utvendige tetninger er anordnet, hvor belastnings-fordelingen over hver tetning er tilnærmet jevn. It is a further object of this invention to provide a sleeve joint with a spigot and socket part, where both internal and external seals are arranged, where the load distribution over each seal is approximately even.

Et ytterligere formål med oppfinnelsen er å tilveiebringe en lekkasjesikker tetningsflate med høy styrke i en rørskjøt, som er bedre innrettet til å motstå de høye trykk og strekkbelastninger som opptrer i undersøkelser og produksjon i dype olje- og gassbrønn-formasjoner. A further object of the invention is to provide a leak-proof sealing surface with high strength in a pipe joint, which is better adapted to withstand the high pressure and tensile loads that occur in exploration and production in deep oil and gas well formations.

Disse formål oppnås ifølge oppfinnelsen ved en rørskjøt av den innledningsvis angitte art, med de nye og særegne trekk som er angitt i karakteristikken til det etterfølgende krav 1. Fordelaktige utføringsformer av rørskjøten er angitt i de øvrige, etterfølgende krav. These objects are achieved according to the invention by a pipe joint of the kind indicated at the outset, with the new and distinctive features which are indicated in the characteristic of the subsequent claim 1. Advantageous embodiments of the pipe joint are indicated in the other, subsequent claims.

Ytterligere trekk og fordeler med oppfinnelsen kan bedre forstås fra den følgende beskrivelse av en foretrukket utfø-relse av oppfinnelsen, under henvisning til tegningene, hvor: Figur 1 er et snitt i lengderetningen av en fullt utformet rørskjøt som gjør bruk av prinsippene ifølge oppfinnelsen, hvor bare en del av skjøten er vist, mens resten er kuttet bort; Figur 2 er en representasjon av koniske tetningsflater på muffe- og tappdelene; Figur 3 er en representasjon av en kronetype-tetning på en tappdel for å tette med en konisk overflate på muffedelen; Figur 4 representerer en utformet tetningsflate på en muffe- og tappdel, og viser stress-fordelingen når tetningen er ferdigformet; Figur 5 viser den påtrykte belastning av en ferdig utformet tetningsflate, hvor helningsvinklene er i det vesentlige den samme for muffe- og tappdelene; Figur 6 viser koniske tetningsflater ifølge oppfinnelsen, hvor helningsvinkelen av tappens tetningsflate er mindre enn helningsvinkelen for muffens tetningsflate; Figur 7 viser en ferdig formet tetning mellom muffe- og tappdelene, hvor helningsvinkelen av tappdelen er mindre enn helningsvinkelen av muffedelen, og viser også stress-fordelingen over bredden av tetningsflaten; Figur 8 viser en kronetype-tetningsflate på en tappdel når den først blir utformet med en muffedel med konisk overflate; og Figur 9 viser en ferdig utformet tetningsflate av kronetype-overflate på en tappdel, og en konisk muffedel, og viser stress-fordelingen over den aksielle bredde av tetningsflaten. Figur 1 viser en typisk rørskjøt 10 omfattende en muffedel 20 og en tappdel 30 med to bratte gjenger 21 og 22. Rør-skjøten 10 har en utvendig tetning 40 og en innvendig tetning 50 for å tette mot ytre og indre trykkforskjeller forårsaket av væske eller gass under høyt trykk, enten inne i eller utenfor rørskj.øten. Figur 2 illustrerer en metall-mot-metall-tetning i bruk idag i olje- og gassindustrien. Disse tetningene omfatter deler som er maskinert til den samme nominelle kontaktvinkel fra røraksen. Figur 2 representerer en konisk metall-mot-metall-tetning, og kan bli brukt til å representere enten en innvendig tetning 50 eller en utvendig tetning 40 som på figur 1. For tilfellet med innvendig tetning, representerer elemen- Further features and advantages of the invention can be better understood from the following description of a preferred embodiment of the invention, with reference to the drawings, where: Figure 1 is a section in the longitudinal direction of a fully formed pipe joint that makes use of the principles according to the invention, where only part of the joint is shown, while the rest is cut away; Figure 2 is a representation of conical sealing surfaces on the socket and pin parts; Figure 3 is a representation of a crown type seal on a pin part to seal with a conical surface on the socket part; Figure 4 represents a designed sealing surface on a sleeve and pin part, and shows the stress distribution when the seal is fully formed; Figure 5 shows the applied load of a fully designed sealing surface, where the inclination angles are essentially the same for the socket and pin parts; Figure 6 shows conical sealing surfaces according to the invention, where the angle of inclination of the sealing surface of the pin is smaller than the angle of inclination of the sealing surface of the sleeve; Figure 7 shows a fully formed seal between the socket and pin parts, where the angle of inclination of the pin part is smaller than the angle of inclination of the socket part, and also shows the stress distribution over the width of the sealing surface; Figure 8 shows a crown type sealing surface on a pin part when it is first formed with a socket part with a conical surface; and Figure 9 shows a fully formed sealing surface of a crown-type surface on a pin part, and a conical socket part, and shows the stress distribution over the axial width of the sealing surface. Figure 1 shows a typical pipe joint 10 comprising a socket part 20 and a pin part 30 with two steep threads 21 and 22. The pipe joint 10 has an external seal 40 and an internal seal 50 to seal against external and internal pressure differences caused by liquid or gas under high pressure, either inside or outside the pipe joint. Figure 2 illustrates a metal-to-metal seal in use today in the oil and gas industry. These seals comprise parts machined to the same nominal contact angle from the pipe axis. Figure 2 represents a conical metal-to-metal seal, and can be used to represent either an internal seal 50 or an external seal 40 as in Figure 1. For the case of an internal seal, element represents

tet 70 tappdelen, mens elementet 80 representerer muffedelen. For tilfellet med utvendig tetning, representerer elementet 80 muffedelen (element 20 på figur 1), mens elementet 70 representerer tappdelen (element 30 på figur 1). element 70 represents the spigot part, while element 80 represents the socket part. For the case of the external seal, the element 80 represents the socket part (element 20 in Figure 1), while the element 70 represents the pin part (element 30 in Figure 1).

Kontaktvinkelen som vist på figur 2 for metall-mot-metall-tetninger ifølge tidligere teknikk, er vanligvis mellom 2° og 15°, men kan være en hvilken som helst vinkel. For eksempel kunne en typisk konisk tetning av nominelt 14° av enhver gitt bredde ha både tapp- og muffetetninger maskinert til nominelt 14° for hele bredde. The contact angle as shown in Figure 2 for prior art metal-to-metal seals is typically between 2° and 15°, but may be any angle. For example, a typical conical seal of nominal 14° of any given width could have both pin and socket seals machined to nominal 14° for the full width.

På liknende måte viser figur 3 en metall-mot-metall-tetning hvor elementet 71 representerer en kronetype-tetning hvor overflaten 72 er maskinert til 14° for kontakt med en nominelt 14° helning av elementet 81. Som beskrivelsen av figur 2 indikerte på en liknende måte, representerer elementet 81 muffedelen for en innvendig tetning, men elementet 71 er tappdelen, og vice versa for den eksterne tetning illustrert ved 40 på figur 1. Similarly, Figure 3 shows a metal-to-metal seal where the element 71 represents a crown-type seal where the surface 72 is machined to 14° for contact with a nominal 14° slope of the element 81. As the description of Figure 2 indicated on a similarly, element 81 represents the socket portion for an internal seal, but element 71 is the pin portion, and vice versa for the external seal illustrated at 40 in Figure 1.

Figur 4 illustrerer en konisk type tetning, hvor elementene 70 og 80 representerer enten tapp- og muffeeelement (avhengig av om tetningen er innvendig tetning eller utvendig tetning), og hvor tetningsflåtene 70' og 80' er maskinert til i det vesentlige den samme vinkel. En stress-fordeling-representasjon er illustrert som en funksjon av aksiell kontaktlengde mellom kontaktoverflåtene 70' og 80' når over-flatene er ferdig formet. Figur 4 illustrerer at høyere stressnivåer i ett område av tetningsflaten, den bakre kant av overflaten, kan bli ekstremt høy. Den ledende og den bakre kant som brukt her er målt i forhold til den delen som har minst tykkelse av metall, det vil si i forhold til tapp-overflaten for en intern tetning, og muffeoverflaten for en ekstern tetning. Hvis stressnivået er ekstremt i en seksjon av tetningen, kan mettall-mot-metall-tetningen bli utsatt for tidlig riving, og den omliggende geometri kunne bli utsatt for øket hyppighet av stressindusert korrosjon- eller tretthets-feil. På liknende måte, hvis belastningen blir for høy, kan materialet gi etter og tillate passering av væske eller gass Figure 4 illustrates a conical type of seal, where the elements 70 and 80 represent either a pin and a socket element (depending on whether the seal is an internal seal or an external seal), and where the sealing rafts 70' and 80' are machined to essentially the same angle. A stress distribution representation is illustrated as a function of axial contact length between contact surfaces 70' and 80' when the surfaces are fully formed. Figure 4 illustrates that higher stress levels in one area of the sealing surface, the trailing edge of the surface, can become extremely high. The leading and trailing edges used here are measured relative to the part with the least thickness of metal, that is relative to the pin surface for an internal seal, and the sleeve surface for an external seal. If the stress level is extreme in one section of the seal, the metal-to-metal seal may be subject to premature tearing, and the surrounding geometry may be subject to increased frequency of stress-induced corrosion or fatigue failure. Similarly, if the load becomes too high, the material may yield and allow the passage of liquid or gas

som tidligere ble holdt inne. which had previously been kept inside.

Figur 5 illustrerer hvordan den ekstremt høye bærebelast-ning på tetningen med i det vesentlige likt skrånende overflater kan forårsake at delen 70 husker rundt den bakre ende av tetningsflaten, og kan til slutt føre til de problemer som er diskutert ovenfor. Figur 6 viser en tetningsflate ifølge foreliggende oppfinnelse, hvor tetningsflaten 75 er maskinert med en vinkel A' i forhold til sin akse, noe mindre enn vinkelen A av tetningsflaten 85 på elementet 80. Som nevnt ovenfor, hvis tetnings-anordningen fra figur 6 blir brukt som en innvendig tetning, representerer elementet 70 tappdelen 30 og elementet 80 representerer muffedelen 20. Da elementet 70, som representerer en tappdel av en innvendig tetning, først er utformet med hundelen eller muffedelen 80, gjør det først kontakt med muffedelen 80 ved en sylindrisk linje 100. Det er tydelig at bærebelastningen ved tidlig kontakt er vesentlig på den ledende kant av tappskulderen med den bakre kant på muffeskul-deren. Figure 5 illustrates how the extremely high bearing load on the seal with substantially equally inclined surfaces can cause the member 70 to buckle around the rear end of the sealing surface, and can ultimately lead to the problems discussed above. Figure 6 shows a sealing surface according to the present invention, where the sealing surface 75 is machined with an angle A' in relation to its axis, somewhat smaller than the angle A of the sealing surface 85 on the element 80. As mentioned above, if the sealing device from Figure 6 is used as an internal seal, the element 70 represents the spigot part 30 and the element 80 represents the socket part 20. Since the element 70, which represents a spigot part of an internal seal, is first formed with the female part or the socket part 80, it first makes contact with the socket part 80 at a cylindrical line 100. It is clear that the bearing load at early contact is significant on the leading edge of the pin shoulder with the rear edge of the sleeve shoulder.

Det skulle være tydelig at figur 6 også representerer tilfellet for en utvendig tetning hvor elementet 70 representerer muffedelen og elementet 80 representerer tappdelen. Hvor figur 6 representerer en intert tetning, er elementet 70 som representerer tappdelen maskinert for en mindre skråkant eller helningsvinkel enn den på muffedelen 80. Hvor figur 6 representerer en ekstern tetning, er muffe-tetningsflaten 70 maskinert til en mindre vinkel enn den på tappdelen 80. Figur 7 viser elementene 70 og 80 i en ferdig formet tilstand, og indikerer med et stress mot lengdediagram neden-for tetningen, at stress som en funksjon av aksiell bredde er jevn, og i dette tilfelle en "Lf-form. Figur 8 representerer et muffeelement 81 og et tappele-ment 71 for en intern tetning i hvilken krone-overflaten 72 på element 71 er innrettet for tilpasning med den koniske overflate 82 på elementet 81. Ifølge oppfinnelsen er helningsvinkelen av overflaten 72 på element 71 maskinert til å være mindre enn helningsvinkelen av overflaten 82 på elementet 81, slik at den ledende kant av elementet 71 kontakter elementet 81 ved den sylindriske linje 76 rundt den koniske overflaten. Figur 8 illustrerer at vinkelen B' eller skråningen av elementet 71 rundt aksen av elementet 72 er mindre enn vinkelen B som represeterer helningsvinkelen av tetningsflaten 82 på elementet 81. Figur 9 viser krone-tetningsflaten 72 på elementet 71 i den fullt utformete stilling, og illustrerer stress-fordelingen over den aksielle bredde av tetningsflaten. Som illustrert er stress-fordelingen jevn i bredde, og er "U"-formet. Som diskutert under henvisning til figur 6 for de koniske tetningsflater, kan krone-tetningsflaten representert på figur 8 bli plassert i andre regioner av rørskjøten, og brukes enten for en innvendig tetning, en utvendig tetning eller både en innvendig og en utvendig tetning. I dette tilfelle ville et internt tetningselement 81 representere muffedelen, mens elementet 71 ville representere tappdelen. Likeledes, for en ekstern tetning som ved 40 på figur 1, ville elementet 81 representere tappdelen, mens elementet 71 ville representere muffedelen. It should be clear that Figure 6 also represents the case of an external seal where the element 70 represents the sleeve part and the element 80 represents the pin part. Where Figure 6 represents an internal seal, the element 70 representing the spigot portion is machined to a smaller bevel or angle of inclination than that of the socket portion 80. Where Figure 6 represents an external seal, the socket sealing surface 70 is machined to a smaller angle than that of the spigot portion 80 Figure 7 shows elements 70 and 80 in a fully formed state, and indicates with a stress versus length diagram below the seal that stress as a function of axial width is uniform, and in this case an "Lf" shape. Figure 8 represents a socket member 81 and a pin member 71 for an internal seal in which the crown surface 72 of member 71 is adapted to fit with the conical surface 82 of member 81. According to the invention, the angle of inclination of the surface 72 of member 71 is machined to be less than the angle of inclination of the surface 82 of the element 81, so that the leading edge of the element 71 contacts the element 81 at the cylindrical line 76 around the conical surface. 8 illustrates that the angle B' or slope of the element 71 about the axis of the element 72 is less than the angle B which represents the angle of inclination of the sealing surface 82 of the element 81. Figure 9 shows the crown sealing surface 72 of the element 71 in the fully formed position, illustrating stress - the distribution over the axial width of the sealing surface. As illustrated, the stress distribution is uniform in width, and is "U" shaped. As discussed with reference to Figure 6 for the conical sealing surfaces, the crown sealing surface represented in Figure 8 may be located in other regions of the pipe joint, and be used either for an internal seal, an external seal, or both an internal and an external seal. In this case, an internal sealing element 81 would represent the socket part, while the element 71 would represent the pin part. Likewise, for an external seal as at 40 in Figure 1, element 81 would represent the pin portion, while element 71 would represent the socket portion.

Ifølge oppfinnelsen som illustrert i tetningsanordningene på figurene 6 og 8, ville den nøyaktige mistilpasning av tetningsflåtene variere avhengig av tetningsvinkelen på de stivere deler, bredden av tetningsflaten, tykkelsen av den tynneste del i forhold til dens tettende diameter, tykkelsen av den tynnere del i forhold til tykkelsen av den tykkere del av tetningsområdet, ønskete toleranser, og andre faktorer. Det kan for eksempel bli vist at tetnings-mistilpasning for meget lave vinkeltetninger på ca. 12 mm i aksiell bredde kan være så lav som 1/4°, og høye vinkeltetninger av samme aksiell bredde kan kreve en mistilpasning på 1° eller mer for full-stendig balansering av bærebelastningen ved ferdig forming. Analyse av endelige elementer kan brukes som et verktøy for å verifisere den optimale tetningsvinkel-mistilpasning på enhver gitt tetning og forbindelses-geometri. According to the invention as illustrated in the sealing devices of Figures 6 and 8, the exact misfit of the sealing rafts would vary depending on the sealing angle of the stiffer parts, the width of the sealing surface, the thickness of the thinnest part in relation to its sealing diameter, the thickness of the thinner part in relation to the thickness of the thicker part of the sealing area, desired tolerances, and other factors. For example, it can be shown that seal mismatch for very low angle seals of approx. 12 mm in axial width can be as low as 1/4°, and tall angle seals of the same axial width may require a misalignment of 1° or more to fully balance the bearing load at finished forming. Finite element analysis can be used as a tool to verify the optimal seal angle misfit for any given seal and connection geometry.

Tetningsflåtene ifølger oppfinnelsen kan brukes enten enkeltvis som en intern tetning, enkeltvis som en ekstern tetning eller kan brukes sammen i en rørskjøt med både en intern og en ekstern tetning. The sealing rafts according to the invention can be used either individually as an internal seal, individually as an external seal or can be used together in a pipe joint with both an internal and an external seal.

Fra det foregående fremgår det at det har vært anordnet en tetningsflate for bruk i skjøter som forbinder rørformete deler brukt i olje- og gassbrønner. Forskjellige modifika-sjoner og endringer i de beskrevne struturer vil være åpenbare for fagfolk på området, uten å avvike fra oppfinnelsens område. From the foregoing it appears that a sealing surface has been provided for use in joints that connect tubular parts used in oil and gas wells. Various modifications and changes to the structures described will be obvious to those skilled in the art, without deviating from the scope of the invention.

Claims

1. Pipe joint (10) comprising tubular spigot and socket parts (30, 20) for coaxial mating, at least one seal (50, 40) with two corresponding sealing surfaces arranged on at least one end of the spigot part (30) or socket part (20), cooperating threads (21, 22) on the pin and socket parts (30, 20) for tightening the joint (10) during the initial screwing where the two corresponding sealing surfaces engage, as well as a stop device which limits further tightening of the joint (10) at final screwing this together, with each of the corresponding sealing surfaces exhibiting an oblique angle in relation to the joint axis of the joined pin and socket parts (30, 20), where one of the two corresponding sealing surfaces is arranged on the free end of the pin element (30) in that case where the seal (50, 40) is an internal seal (50), the other of the two corresponding sealing surfaces being arranged on the sleeve element (20) and the slant angle of the sleeve element's sealing surface is greater than the slant angle of the pin part's seal sealing surface, and one of the two corresponding sealing surfaces is arranged on the tap element (30) in the case where the seal (40, 50) is an external seal (40), the other of the two corresponding sealing surfaces being arranged on the socket part ( 20) and the bevel angle of the socket part's sealing surface is smaller than the bevel angle of the pin part's sealing surface, characterized in that the stop member is arranged between the axial length of the threads (21, 22) at a place at a distance from the internal or external seal (40, 50), so that at coaxial joining of the two corresponding sealing surfaces on either the internal or external seal (40, 50), the storage load distribution over the two corresponding sealing surfaces is approximately constant.

2. Pipe joint according to claim 1, characterized in that the sealing surface on the end of one of the parts (30, 20) is one truncated cone-shaped sealing surface of two or more truncated cone-shaped surfaces which are arranged along the end of said part (30, 20).

3. Pipe joint according to claim 1, characterized by two pairs of corresponding sealing surfaces, one of which is arranged at the end of the pin part (30) and the other at the end of the socket part (20) on opposite sides of the threads (21, 22).