NO334649B1 - Gjenget og koblet konnektor for økt utmatnings-fasthet - Google Patents

Gjenget og koblet konnektor for økt utmatnings-fasthet Download PDF

Info

Publication number
NO334649B1
NO334649B1 NO20010483A NO20010483A NO334649B1 NO 334649 B1 NO334649 B1 NO 334649B1 NO 20010483 A NO20010483 A NO 20010483A NO 20010483 A NO20010483 A NO 20010483A NO 334649 B1 NO334649 B1 NO 334649B1
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
coupling
thread
threaded
bolt
piece
Prior art date
Application number
NO20010483A
Other languages
English (en)
Other versions
NO20010483D0 (no
NO20010483L (no
Inventor
Richard W Delange
Edward M Evans
Original Assignee
Vam Usa Llc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Vam Usa Llc filed Critical Vam Usa Llc
Publication of NO20010483D0 publication Critical patent/NO20010483D0/no
Publication of NO20010483L publication Critical patent/NO20010483L/no
Publication of NO334649B1 publication Critical patent/NO334649B1/no

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16LPIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L15/00Screw-threaded joints; Forms of screw-threads for such joints
    • F16L15/001Screw-threaded joints; Forms of screw-threads for such joints with conical threads
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B17/00Drilling rods or pipes; Flexible drill strings; Kellies; Drill collars; Sucker rods; Cables; Casings; Tubings
    • E21B17/02Couplings; joints
    • E21B17/04Couplings; joints between rod or the like and bit or between rod and rod or the like
    • E21B17/042Threaded
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16LPIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L15/00Screw-threaded joints; Forms of screw-threads for such joints
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B17/00Drilling rods or pipes; Flexible drill strings; Kellies; Drill collars; Sucker rods; Cables; Casings; Tubings
    • E21B17/02Couplings; joints
    • E21B17/08Casing joints
    • E21B17/085Riser connections

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mutual Connection Of Rods And Tubes (AREA)
  • Non-Disconnectible Joints And Screw-Threaded Joints (AREA)
  • Earth Drilling (AREA)

Abstract

En kobling (10) for et gjenget og koblet koblingsstykke som anvendes for å sikkert sammenføye endene av rørseksjoner og som omfatter et rørformet koblingslegeme (11) med aksialt forløpende innvendig gjengede områder (11 a, 11 b) ved hver ende av legemet (11). Avsmalnende ytterflater (11 h, 11f) er utformet på legemet (11) og strekker seg fra et midtparti av legemet (11) mot hver ytterende av legemet (11) med avtagende diameter i aksial retning fra midtpartiet. Avskråningslengden (11 h, 11 f) er satt i funksjonell sammenheng med minste ytterdiameter av en rørseksjon (12) som koblingsstykket skal forbindes med.

Description

Oppfinnelsens bakgrunn.
Oppfinnelsens område.
Foreliggende oppfinnelse gjelder konnektorer for å sammenkoble røravsnitt på oljefelt. Nærmere bestemt gjelder foreliggende oppfinnelse et forbedret koble-og gjengearrangement og en utførelse for å sikkert sammenkoble rørformede konnektorer ved hjelp av en kobling som kan motstå sykliske bøyningsbelastning-er.
Beskrivelse av kjent teknikk.
Rørledningsstrenger som anvendes ved boring og ferdigstilling av oljebrøn-ner er gjenstand for både aksiale og laterale påkjenninger under deres installasjon og arbeidsfunksjon. Laterale krefter, i form av sidebøyningsbelastninger, påtreffes for eksempel på stigerørstrenger som strekker seg fra vannbunnen til en borings-eller produksjonsstruktur på vannoverflaten. Rørformede stykker som anvendes i disse situasjoner er typisk utstyrt med integrerte koblingsstykker av skuldertype, og/eller påsveisede forbindelser som er særlig godt egnet for å motstå utmat-ningspåvirkningene fra den sykliske sidebelastning. Koblingsforbindelser av denne type og som er blitt utviklet for å gi utmatningsfasthet, omfatter redskapsskjøter og spesielt koblingsstykker for stigerør. Disse koblingsforbindelser er, sammenlig-net med vanlige gjengede og koblede forbindelser, vesentlig dyrere å fremstille og krever typisk en større tverrdimensjon for tilpasning av koblingsutførelsen.
Et vanlig gjenget og koblet rør er utsatt for rask tretthetssvikt når dette ut-settes for de sykliske sidebelastningsforhold som de er konstruert for å kunne tåle ved hjelp av de mer kostnadskrevende konstruksjoner med integrerte og sveisede skjøtestykker. Med typisk svikt som følge av syklisk sidebelastning, vil bolten på en vanlig gjenget og koblet forbindelse være utsatt for en tretthetspåført svikt på et sted nær koblingsenden. På grunn av den vanlige gjenge- og koblingskonstruk-sjon, blir de sykliske sidebelastningskrefter rettet inn i bolten ved enden av sammenkoblingen og vil da samarbeide med selve boltens gjengestruktur for å frembringe tretthetsbrudd. Denne konsentrasjon av påkjenninger skriver seg delvis fra den strukturmotstand som påtreffes ved ytterenden av sammenkoblingen med dets underliggende rørboltmateriale. Gjengene innenfor dette samme område bidrar til å konsentrere bøyningspåkjenningene på boltens gjengerot, hvor da bruddet til slutt opptrer.
Et annet trekk ved disse vanlige koblede og gjengede forbindelser med inn-grepspasning, slik som ved API-gjenger med sagtannsform, er at gjengene er i innbyrdes inngrep bare langs den ene gjengeflanke etter tiltrekning. En koblings-forbindelse av denne typen må fullstendig avlaste kontaktflanken, bli gjenstand for relativ bevegelse mellom bolt og kobling inntil det dannes kontakt med de motsatte flanker, slik at deretter belastningen overføres til den nettopp dannede flankekontakt. Gjentatt syklisk sidebelastning og belastningsoverføringer gjør disse forbin-delsestyper særlig utsatt for tretthetsbrudd.
Sammenfatning av oppfinnelsen.
Et gjenget og koblet rør er utført med en slik konstruksjon at det kan benyttes med øket fasthet overfor utmatningsskade under syklisk sidebelastning, for derved å kunne erstatte mer kostnadskrevende oppsetninger og sveisede forbindelser. Boltgjengen (eller hanngjengen) for forbindelsen, er maskinbearbeidet langs en skråstilt bane, slik at gjengediameteren økes i konstant grad bort fra rø-rets ytterende. Gjengene er maskinfremstilt i konstant stigningsvinkel inntil de fullstendig forsvinner fra rørets utsidediameter (OD). Gjengene på bolt og kobling har innskruings- og belastningsflanker som befinner seg i inngrep med hverandre etter tiltrekning av koblingsstykket til bolten. Koblingsstykket er lenger enn et standard koblingsstykke, slik at koblingsstykket vil være fullstendig i inngrep med alle boltens gjenger og rage ut over gjengeutløpet på rørets ytterdiameter. Koblingsleng-den sikrer at gjengene på alle bolter som har gjengelengder innenfor godtagbare områder vil være fullstendig i inngrep med koblingsstykkets gjenger. Den langstrakte kobling er ytterligere modifisert med en lang, ytre skråflate på utsiden, og som begynner ved enden av koblingsstykket og strekker seg til et sted ved eller ut over det siste punkt med full dybde av boltgjengene. I inngrepsposisjon vil ytterenden av koblingen rage ut over forsvinningspunktet for boltegjengene og skråne av til en relativt smal endebredde. Bredden av ytterenden er gjort så tynn som praktisk mulig, uten å gjøre den overdrevet utsatt for mekanisk skade under hånd-teringen. Skjønt den beskrevne avskråning er konisk, vil det forstås at andre for-mer, for eksempel ringform, eller jevnt grunn, konkav forsenkning i den koniske flate kan anvendes. Vanligvis må det være en overgang (hvilket vil si fra tynnere til tykkere) så lenge overgangen er uten plutselige geometriske forandringer.
Lengdeutstrekningen og begynnelsespunktet på avskråningen er fastlagt som en funksjon av rørets OD (ytterdiameter) og rørveggens tykkelse. Jo større rørets OD er og jo tykkere rørveggen er, jo lenger vil den ytre avskråning på koblingsstykket være. Avskråningens lengde (L) kan betraktes i sammenheng med en stivhetsgradient som spenner over avstanden mellom enden eller frontflaten av koblingsstykket og det punkt på koblingsstykkets OD hvor avskråningen ender, hvilket vil erkjennes som et punkt som ligger midt mellom ytterendene eller avslut-ningsflatene på koblingsstykket. Stivheten er definert som [OD<4>(tommer) - ID<4>(tommer)] x n/64. Det er ønskelig at stivhetsgradienten for avskråningen skal være 0,06 til 0,16 pr. cm avskråningslengde. For å bestemme denne gradient an-tas det at koblingsstykkets stivhet ved ytterenden er S-i, mens stivheten av bolten eller røret ved dette punkt er S2, samt at forholdet Si:S2= Ri, mens stivheten av koblingsstykket på det punkt hvor avskråningen skjærer ytterdiameteren er S3, boltens stivhet på dette punkt er S4og forholdet S3:S4er R2. Gradienten er således (R1-R2VL og er da fra omkring 0,06 til omkring 0,16 pr. cm lengde av avskråningen. Med hensyn til den radiale tykkelse av koblingsstykkets endeflate eller ytterende, er det ønskelig at stivhetsforholdet på dette punkt, definert ovenfor som forholdet Si:S2, skal være 0,1 - 0,4.
Ut fra det som er angitt ovenfor, vil det kunne erkjennes at et viktig formål for oppfinnelsen er å frembringe en gjenget og koblet forbindelse mellom rørstyk-ker som danner en rørstreng og som ville motstå utmatningsskade når den utset-tes for sykliske sidebelastninger.
Et annet formål for foreliggende oppfinnelse er å frembringe en gjenget og koblet forbindelse med en fasthet overfor sidebelastning og utmatningsskade som normalt er begrenset til slike koblinger som verktøyskjøter og spesialkoblinger som anvender stuket rør og koblinger sveiset til den stukede rørende.
Enda et annet formål for oppfinnelsen er å frembringe en lavkost-kobling for å sikkert forbinde gjengede rørendinger sammen i en kobling som er i stand til å motstå utmatningsskade ved syklisk sidebelastning.
Det er også et formål for foreliggende oppfinnelse å frembringe en gjenget og koblet forbindelse for et rør som er utsatt for syklisk sidebelastning og som kan frembringes ved maskinbearbeiding av vanlig utstyr som anvendes for koblet og gjenget rør, har forholdsvis små tverrdimensjoner og er i stand til å motstå virk-ningene av sidebelastning uten bruk av skulderkoblinger eller stukede og sveisede koblinger som vanligvis er påkrevet for slike anvendelser.
Et viktig formål for foreliggende oppfinnelse er å frembringe et koblingsstykke som har et innvendig gjenget område som vil passe sammen med samtlige bol-tegjenger på enhver bolt som er påført en gjengeform innenfor et normalt godtatt område.
Et beslektet formål for foreliggende oppfinnelse er å frembringe en boltgjenge på et rør som strekker seg frem til et forsvinningspunkt på røroverflaten, på en slik måte at samtlige boltgjenger vil kunne befinne seg i inngrep med gjengene og et likeartet gjenget koblingsstykke som har koblingsgjenger som strekker seg ut over forsvinningspunktet for boltgjengene når bolten og koblingsstykket befinner seg i fullstendig inngrep.
Et annet formål for foreliggende oppfinnelse er å frembringe en gjengeprofil for en forbindelse mellom bolt og koblingsstykke og hvor innskruings- og belast-ningsplanken i gjengene samtidig kommer i inngrep ved tiltrekking, for derved å redusere spenningskonsentrasjonen i en syklisk sidebelastet rørstreng.
For å løse disse problemene tilveiebringer oppfinnelsen en kobling for en gjenget og koblet konnektor som anvendes for sikker kobling av ytterendene av rørseksjo-ner og som omfatter: et rørformet koblingslegeme med aksialt forløpende, indre gjengede områder på hver ende av koblingslegemet,
avsmalnende ytterflater utformet på nevnte koblingslegeme, hvor hver av nevnte flater strekker seg fra et midtparti av nevnte koblingslegeme mot enden av nevnte legeme med avtagende diameter i aksial retning fra nevnte midtparti mot enden av nevnte legeme, idet nevnte avsmalnende ytterflater strekker seg aksialt langs nevnte koblingslegeme over en avsmalningslengde for å tilveiebringe en stivhetsgradient på fra 0,06 til 0,16 per cm av aksial avskråningslengde (0,15 til 0,4 per tomme av aksial avskråningslengde).
Oppfinnelsen tilveiebringer også en gjenget og koblet konnektor som omfatter:
en rørbolt på enden av et rørlegeme, hvor nevnte bolt har en skrueformet gjenge med et forsvinningspunkt på utsiden av røret,
en kobling som har et rørformet koblingslegeme med aksialt forløpende, innvendig gjengede områder ved hver ende av nevnte legeme, hvor nevnte inn-
vendig gjengede områder hver har en aksial utstrekning som strekker seg forbi inngrepet av ett av nevnte gjengede områder med nevnte forsvinningspunkt når nevnte koblingsgjenger innenfor nevnte ene område befinner seg i gjengeinngrep med nevnte boltgjenger;
nevnte kobling har avsmalnende ytterflater utformet på nevnte koblingslegeme, hvor hver av nevnte flater strekker seg fra et midtparti av nevnte koblingslegeme mot enden av nevnte legeme med avtagende diameter i aksial retning fra nevnte midtparti mot enden av nevnte legeme,
nevnte avsmalnende ytterflater strekker seg aksialt langs nevnte koblingslegeme over en avsmalningslengde for å tilveiebringe en stivhetsgradient på fra 0,06 til 0,16 per cm (0,15 til 0,4 per tomme) av aksial avskråningslengde.
Ytterligere utførelsesformer av koblingsstykker og konnektorer ifølge oppfinnelsen er angitt i de tilhørende kravene.
De ovenfor angitte så vel som andre særtrekk, formål og fordeler ved foreliggende oppfinnelse, vil bli mer fullstendig verdsatt og forstått i sammenheng med de vedføyde tegninger, følgende beskrivelse og patentkrav.
Kort beskrivelse av tegningene.
Fig. 1 er et vertikalt oppriss, vist i kvartsnitt, og som viser et snitt av en koblet og gjenget forbindelse i henhold til foreliggende oppfinnelse,
fig. 2 viser en del av et vertikalt snitt som angir detaljer ved gjengekonfigu-rasjonen og utførelsen av koblingsstykket og bolt i henhold til foreliggende oppfinnelse, og
fig. 3 viser et delsnitt gjennom en gjengeseksjon med inngrep mellom koblingsstykket og bolt i henhold til foreliggende oppfinnelse.
Beskrivelse av en foretrukket utførelse av oppfinnelsen.
Den gjengede og koblede forbindelse i henhold til foreliggende oppfinnelse er generelt angitt ved henvisningstallet 10 i fig. 1. Denne forbindelse omfatter et stålkoblingsstykke 11 med to innvendig gjengede partier 11a og 11b i inngrep med en stålbolt 12 med et boltparti 12a i inngrep med det gjengede parti 11a. Et lig-nende boltparti (ikke vist) kan være i inngrep med koblingsstykke-partiet 11 b for feste til en annen rørseksjon. En streng av slike rørseksjoner er dannet ved å feste endene av flere rørseksjoner sammen ved hjelp av koblingsstykker for å danne en utstrakt rørstreng for anvendelse i en borings-, ferdigstillings- eller produk-sjonsprosess.
Som det vil fremgå ved samlet henvisning til fig. 1 og 2, befinner ytterenden av det gjengede rørparti 12a seg i inngrep med og anlegg mot en ringformet indre skulder 11c som er sentralt utformet inne i koblingsstykket 11. Koblingspartiet 11a, som er av samme utførelse som segmentet 11b, omfatter en skrueformet gjenge med toppunkt 11c og rot 11d og som er fremført på en åpen, langstrakt avskråning mot ytterenden 11 f for koblingspartiet 11. Boltgjenger med en skrueformet gjengerot 12c og skrueformet gjengetopp 12d, passer inn i gjengene på koblingspartiet 11a. De gjenger som er utformet på boltpartiet 12a er avskrånet utover langs samme avskråningskonus som for gjengene på koblingsstykket på den måten som er vist i fig. 1 og 2.
Avskråningen av koblingsstykkets gjenger fortsetter hovedsakelig ensartet fra dens begynnelse inntil skulderområdet 11c til dens ende ved koblingsenden 11 f. De gjenger som er utskåret på boltavskråningen og begynner ved boltens ende og strekker seg bakover mot rørlegemet, er også utformet langs samme avskråning som til slutt strekker seg utover de ytre dimensjoner av rørets utside.
Den siste fullstendige gjenge som er utformet på bolten er angitt ved 12f. Gjengerøtter videre oppover boltavskråningen blir grunnere etterhvert som avskråningens dimensjon forflytter seg bort fra rørlegemet. Til slutt vil den gjengede avskråning av bolten være slik at boltlegemet ikke lenger befinner seg innenfor avskråningskonusen, hvilket finner stede ved et forsvinningspunkt 12g. De fullt utviklede gjenger på koblingsstykket fortsetter utover dette punkt og strekker seg over et ikke-gjenget parti 12b av rørbolten 12a.
En sylinderformet utside av koblingsstykket 11 og som begynner å avskrå-nes ved et punkt 11 h mot koblingsstykkets ytterende 11f. Resultatet er en konisk ytterdimensjon på det endeparti av koblingsstykket som begynner ved 11 h, hvilket også faller sammen med det siste punkt 12f for gjenger med full dybde på bolten.
Fig. 3 viser inngrepet mellom gjenger på henholdsvis bolten og koblingsstykket, angitt ved henholdsvis 12i og 11 i. Slik det best er angitt i fig. 3, befinner gjengene 12h og 11 h seg i fullt inngrep langs begge flanker som er utformet på hver sin side av gjengetoppen. Mange vanlige gjenger, innbefattet API-stuke-gjenger, danner inngrep bare langs en enkelt flanke av gjengeprofilene i innbyrdes inngrep i fullt tiltrukket tilstand.
Som det best er anskueliggjort i fig. 1, strekker det gjengede område 11a av koblingsstykket 11 seg utover ytterenden av det gjengede boltområde markert ved opphørspunktet 12g. Det gjengede overskuddsområde på koblingsstykket sikrer inngrep av koblingsstykkets gjenger med gjenger på bolter som har oppgjenget parti med større lengde enn det som er tilfelle for bolten 12.
Lengdeutstrekningen av koblingsstykke- og boltgjengene, lengden av koblingsstykkets ytre avsmalning, samt tykkelsen av koblingsflaten, har funksjonelt sammenheng og avhenger av rørdiameteren og rørets veggtykkelse, så vel som rørets konstruksjonsmateriale og koblingsstykkets konstruksjon.
En spesiell utførelsesform av oppfinnelsen er blitt utført slik at lengden av koblingsstykkets ytre avsmalning er lik omtrent halvparten av lengden av det gjengede koblingsområde som ligger på undersiden av avsmalningspartiet. Fort-rinnsvis utgjør avsmalningen så mye som en fjerdedel av lengden av koblingsstykkets gjengede område. Lengden av koblingen mellom punktet for den siste gjenge med full inngrepsdybde og koblingsstykkets ende er omtrent lik lengdeutstrekningen av inngrepsgjenge mellom siste gjenge med fullt inngrep og boltens ende. Forbindelsens koblingsflate var omtrent 1,27 mm.
Ut fra det som er angitt ovenfor, vil det erkjennes at oppfinnelsen har frembragt et gjenget og koblet rørforbindelsesarrangement hvor boltgjengingen er maskinfremstilt langs en avsmalnende bane, slik at diameteren av gjengene øker med en konstant faktor bort fra enden av røret. Gjengene er maskinfremstilt med avsmalningen med konstant skråningsvinkel inntil de fullstendig opphører på utsiden av røret. Gjengene er av en slik utførelse at innskruings- og belastningsflan-kene kommer i inngrep med hverandre ved tiltrekning av koblingsstykket på bolten. Koblingsstykket er lenger enn de standard koblingsstykker som benyttes på gjenget og koblet rør, slik at koblingsstykket vil fullstendig befinne seg i inngrep med samtlige boltgjenger på ethvert boltstykke med gjenger innenfor et godtagbart område. Det langstrakte koblingsstykke er videre modifisert ved at det er opprettet en lang avskråning på utsiden av koblingsstykket med utgangspunkt fra enden av koblingsstykket og med utstrekning frem til et sted som befinner seg over omtrent det siste punkt med full dybde av boltgjengene. Det langstrakte koblingsstykke med det lange, avskrånende parti på utsiden, er videre modifisert ved at bredden av koblingsstykkets ende er gjort så tynn som praktisk mulig. I et utførelsesek-sempel er tykkelsen på koblingsstykkets ende gjort lik 1,27 mm. Den nedre gren- se for endetykkelsen er fastlagt av behovet for å ha tilstrekkelig fasthet til å kunne motstå skade under normal håndtering.
Særtrekkene ved foreliggende oppfinnelse omfatter opprettelse av fullstendig forsvinnende gjenger på boltenden. Disse fullstendig forsvinnende gjenger på bolten vil gradvis føre enhver påført strekk-, trykk- eller bøyningsbelastning under gjengene, for således å redusere spenningskonsentrasjonen omkring de utløpen-de gjenger som befinner seg i området inntil normal ytterdiameter for boltlegemet. Vanlige bolter med utløpende gjenger er konstruert med en teoretisk ytre rørdia-meter som konstruksjonsgrense. På grunn av den faktiske variasjon av rørets ytterdiameter, rørets retthet, rørets rundhet samt innretningen av røret i gjengema-skinen, kan det imidlertid hende at gjengekonstruksjonen faktisk kan ha gjenger med partiell dybde som ender abrupt istedenfor å ha en virkelig forsvinnende slutt på gjengene. Når belastning påføres røret, vil da, enten denne er strekk, trykk eller bøyning, gjengene med partiell dybde forårsake en abrupt forandring i belast-ningsfordelingen på rørveggen, hvilket vil frembringe en spenningskonsentrasjon.
Et annet særtrekk ved foreliggende oppfinnelse er anordning av et forlenget koblingsstykke. Forlengelsen av koblingsstykket slik at gjengene på koblingsstykket fullstendig dekker opphørspunktet for boltgjengene sørger for en gradvis over-føring av belastning mellom bolten og koblingsstykket, hvilket reduserer spenningskonsentrasjonen ved enden av boltgjengene. Mange vanlige koblingskonst-ruksjoner som benytter en forsvinnende gjenge har ikke koblingsstykker som fullstendig dekker over boltgjengene. De åtte-rundede API-gjenger har en fullstendig forsvinningsgjenge, men forsvinningsomdreiningen av boltgjengen befinner seg på en annen avsmalning enn resten av gjengene og koblingsstykkets gjenger befinner seg ikke i inngrep med boltgjengene innenfor opphørs-konusområdet.
Anordning av en lang avskråning eller avsmalning på koblingsstykkets utside bidrar også til fasthet overfor utmatning forårsaket av sidebelastning av forbindelsen. Avsmalningen muliggjør en gradvis forandring i stivhet for den tiltrukkede gjenge. Ved vanlig gjenget og koblet rør vil plutselige forandringer i stivheten øke spenningskonsentrasjonen i utløpsgjenge-området. Vanlig gjenget og koblet rør har koblingsstykker med et meget kortere avskråningsavsnitt eller ingen avskråning i det hele tatt. Ved den foretrukne utførelsesform av oppfinnelsen vil avskråningen av koblingsstykket strekke seg fra koblingsstykkets ende til et sted over det siste punkt med boltgjenge som har full dybde.
Enda et annet særtrekk som bidrar til fasthet overfor utmatning ved sidebelastning av koblingen er bruk av en liten tykkelse ved enden av koblingsstykket. Denne smale ende av koblingsstykket gir bøyelighet av endepartiet av koblingsstykket. Denne bøyelighet reduserer spenningskonsentrasjonen innenfor gjenge-nes utløpsområde. En egnet ytterende kan ha en tykkelse som er lik eller mindre enn tykkelsen av en gjengelengde og koblingsstykkets tykkelse ved en siste fullstendig utformet gjenge i koblingsstykket inntil koblingsenden. Vanlige utførelser av koblingsstykket anvender en meget tykk ytterende av koblingsstykket for varig-het på feltet og løfteevne. Slike tykke koblingsstykker frembringer en abrupt forandring i stivheten av den tiltrukkede sammenstilling og dette skaper spenningskonsentrasjon innenfor det utløpende gjengeområde.
Endelig bidrar bruk av inngrepstilpassede gjenger med flankekontakt på begge sider også til fasthet overfor utmatning på grunn av bøyningsbelastninger fra siden. Kontakt på begge gjengeflanker etter sammenstilling av forbindelsen, sørger for en gradvis overføring av belastning mellom bolt og koblingsstykke under syklisk utbøyning av den tiltrukkede sammenstilling. Forbindelsesutførelser hvori det inngår en API-gjengeform av støttetype, hvor ikke begge gjengeflanker befinner seg i inngrep etter tiltrekning, må fullstendig avlaste den kontaktdannende flanke, bli gjenstand for relativ bevegelse mellom bolt og koblingsstykke inntil de motsatte flanker danner kontakt, og derpå overføre belastningen til den nylig kontaktdannende flanke.
Hver av de beskrevne særtrekk forbedrer fastheten mot utmatning ved fer-dig tiltrukket sammenstilling overfor syklisk sidebelastning. Inkludering av alle disse særtrekk i en enkelt sammenkoblingsutførelse medfører et mål av fasthet overfor utmatning som kan konkurrere med den som oppnås ved skulderanleggs-, stuknings- og sveiseforbindelser. Denne forbedrede adferd er oppnådd ved å bru-ke gjengede og koblede forbindelser som eliminerer sveisnings- og stukningsom-kostninger for redskapsskjøter og spesielle stigerørforbindelser. Ved anvendelser under store påkjenninger hvor bare de mer kostnadskrevende stigerørforbindelser kan benyttes for håndtering av ekstreme sidebelastningsforhold, kan sammenkoblingen i henhold til foreliggende oppfinnelse anvendes i midtpartiet av stigerør-strengen, hvor de sykliske bøyekrefter er mer moderate.
Beskrivelsen ovenfor og utførelseseksemplene anskueliggjør utvalgte utfø-relser av foreliggende oppfinnelse. I lys av dette vil variasjoner og modifikasjoner kunne utledes av fagkyndige på området, men alle disse vil da ligge innenfor oppfinnelsens ideomfang og ramme.

Claims (10)

1. Koblingsstykke(11) for en gjenget og koblet konnektor (10) som anvendes for sikker sammenkobling av ytterendene (12a) av rørseksjoner (12) og som omfatter: et rørformet koblingslegeme (11) med aksialt forløpende, indre gjengede områder (11a, 11 b) på hver ende av koblingslegemet, avsmalnende ytterflater utformet på nevnte koblingslegeme (11), hvor hver av nevnte flater strekker seg fra et midtparti av nevnte koblingslegeme mot enden (11f) av nevnte legeme med avtagende diameter i aksial retning fra nevnte midtparti mot enden av nevnte legeme,karakterisert vedat nevnte avsmalnende ytterflater strekker seg aksialt langs nevnte koblingslegeme over en avsmalningslengde for å tilveiebringe en stivhetsgradient på fra 0,06 til 0,16 per cm (0,15 til 0,4 per tomme) av aksial avskråningslengde.
2. Koblingsstykke som angitt i krav 1, og som videre omfatter et indre utformet, ringformet seteområde (11c) i nevnte koblingslegeme og som ligger midt mellom nevnte innvendig gjengede områder for inngrep med ytterenden av en rør-seksjon.
3. Koblingsstykke som angitt i krav 2, og hvor nevnte avsmalnende ytterflater strekker seg aksialt langs nevnte koblingslegeme over en avsmalningslengde som er lik en fjerdedel av den aksiale lengde av det gjengede område (11a) som befinner seg på undersiden av nevnte endeparti av koblingslegemet.
4. Koblingsstykke som angitt i krav 2, og hvor en koblingsflate er utformet ved hver ende av nevnte koblingsstykke (11) og hvor tykkelsen av nevnte koblingsflate er mindre enn tykkelsen av en gjengelengde og koblingstykkelsen ved en siste fullt utformet gjenge i nevnte sammenkobling inntil nevnte koblingsende.
5. Koblingsstykke som angitt i krav 4, og hvor nevnte ytterende av koblingsstykket har en tykkelse på omtrent 1,27 mm.
6. Koblingsstykke som angitt i krav 1, hvori veggtykkelsen og maksimum ytre diameter av rørseksjonen som koblingsstykket skal forbindes med benyttes til å velge en avsmalningslengde for å opprettholde en ønsket stivhetsgradient.
7. Koblingsstykke som angitt i krav 6, og hvor aksiale gjengelengde benyttes til å velge en ønsket stivhetsgradient.
8. Koblingsstykke som angitt i krav 1, og hvor den største diameter av nevnte avsmalning begynner ved et punkt innenfor området av den siste koblingsgjenge (12f) og strekker seg mot den koblingsende som er posisjonsinnstilt for å befinne seg i fullt inngrep med den ytre gjenge på en rørseksjon (12) som koblingsstykket skal forbindes med.
9. Gjenget og koblet konnektor (10) som omfatter: en rørbolt (12a) på enden av et rørlegeme(12), hvor nevnte bolt har en skrueformet gjenge med et forsvinningspunkt (12g) på utsiden av røret, et koblingsstykke (11) med et rørformet koblingslegeme med aksialt forløpende, innvendig gjengede områder (11a, 11b) ved hver ende av nevnte legeme, hvor nevnte innvendig gjengede områder hver har en aksial utstrekning som strekker seg forbi inngrepet av ett av nevnte gjengede områder med nevnte forsvinningspunkt (12g) når nevnte koblingsgjenger innenfor nevnte ene område befinner seg i gjengeinngrep med nevnte boltgjenger; nevnte koblingsstykke har avsmalnende ytterflater utformet på nevnte koblingslegeme (11), hvor hver av nevnte flater strekker seg fra et midtparti av nevnte koblingslegeme mot enden (11f) av nevnte legeme med avtagende diameter i aksial retning fra nevnte midtparti mot enden av nevnte legeme,karakterisert vedat nevnte avsmalnende ytterflater strekker seg aksialt langs nevnte koblingslegeme over en avsmalningslengde for å tilveiebringe en stivhetsgradient på fra 0,06 til 0,16 per cm (0,15 til 0,4 per tomme) av aksial avskråningslengde.
10. Gjenget og koblet konnektor som angitt i krav 9, som videre omfatter et innvendig utformet, ringformet seteområde (11c) i nevnte koblingslegeme mellom nevnte innvendig gjengede områder for inngrep med enden av en rørseksjon (12a).
NO20010483A 1998-07-29 2001-01-29 Gjenget og koblet konnektor for økt utmatnings-fasthet NO334649B1 (no)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US9448098P 1998-07-29 1998-07-29
PCT/US1999/016826 WO2000006936A1 (en) 1998-07-29 1999-07-23 Threaded and coupled connection for improved fatigue resistance

Publications (3)

Publication Number Publication Date
NO20010483D0 NO20010483D0 (no) 2001-01-29
NO20010483L NO20010483L (no) 2001-03-27
NO334649B1 true NO334649B1 (no) 2014-05-05

Family

ID=22245432

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO20010483A NO334649B1 (no) 1998-07-29 2001-01-29 Gjenget og koblet konnektor for økt utmatnings-fasthet

Country Status (10)

Country Link
US (1) US6609735B1 (no)
EP (1) EP1101056B1 (no)
AR (1) AR019952A1 (no)
AT (1) ATE285047T1 (no)
AU (1) AU5128399A (no)
BR (1) BR9912550A (no)
CA (1) CA2338956C (no)
DE (1) DE69922661T2 (no)
NO (1) NO334649B1 (no)
WO (1) WO2000006936A1 (no)

Families Citing this family (33)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7357188B1 (en) 1998-12-07 2008-04-15 Shell Oil Company Mono-diameter wellbore casing
US7603758B2 (en) * 1998-12-07 2009-10-20 Shell Oil Company Method of coupling a tubular member
FR2807095B1 (fr) * 2000-03-31 2002-08-30 Vallourec Mannesmann Oil & Gas Element filete tubulaire delarde pour joint filete tubulaire resistant a la fatigue et joint filete tubulaire resultant
CZ302148B6 (cs) * 2000-06-20 2010-11-18 Vallourec Mannesmann Oil & Gas France Trubkový závitový spoj
US7100685B2 (en) * 2000-10-02 2006-09-05 Enventure Global Technology Mono-diameter wellbore casing
EP1410839B1 (en) * 2001-07-24 2010-05-05 Asahi Kasei Kuraray Medical Co., Ltd. Hollow fiber membrane for purifying blood
WO2003089161A2 (en) 2002-04-15 2003-10-30 Enventure Global Technlogy Protective sleeve for threaded connections for expandable liner hanger
US7740076B2 (en) 2002-04-12 2010-06-22 Enventure Global Technology, L.L.C. Protective sleeve for threaded connections for expandable liner hanger
CA2493086A1 (en) * 2002-07-19 2004-01-29 Enventure Global Technology Protective sleeve for threaded connections for expandable liner hanger
WO2004027392A1 (en) 2002-09-20 2004-04-01 Enventure Global Technology Pipe formability evaluation for expandable tubulars
US7886831B2 (en) 2003-01-22 2011-02-15 Enventure Global Technology, L.L.C. Apparatus for radially expanding and plastically deforming a tubular member
US20040174017A1 (en) * 2003-03-06 2004-09-09 Lone Star Steel Company Tubular goods with expandable threaded connections
US7169239B2 (en) * 2003-05-16 2007-01-30 Lone Star Steel Company, L.P. Solid expandable tubular members formed from very low carbon steel and method
US7712522B2 (en) 2003-09-05 2010-05-11 Enventure Global Technology, Llc Expansion cone and system
WO2006020960A2 (en) 2004-08-13 2006-02-23 Enventure Global Technology, Llc Expandable tubular
WO2008115356A1 (en) 2007-03-22 2008-09-25 Exxonmobil Upstream Research Company Resistive heater for in situ formation heating
US20080290719A1 (en) 2007-05-25 2008-11-27 Kaminsky Robert D Process for producing Hydrocarbon fluids combining in situ heating, a power plant and a gas plant
US8863839B2 (en) 2009-12-17 2014-10-21 Exxonmobil Upstream Research Company Enhanced convection for in situ pyrolysis of organic-rich rock formations
US20160186899A1 (en) * 2011-08-05 2016-06-30 Vallourec Oil And Gas France Tubular connection with self-locking thread form used in the oil industry
CA2845012A1 (en) 2011-11-04 2013-05-10 Exxonmobil Upstream Research Company Multiple electrical connections to optimize heating for in situ pyrolysis
US8668232B2 (en) 2011-12-09 2014-03-11 Tenaris Connections Limited Threaded connection with improved root thread profile
US10107424B1 (en) 2012-03-23 2018-10-23 Tejas Tubular Products, Inc. Coupling for connecting threaded tubulars
US10107423B1 (en) 2012-03-23 2018-10-23 Tejas Tubular Products, Inc. Coupling for connecting threaded tubulars
US8770284B2 (en) 2012-05-04 2014-07-08 Exxonmobil Upstream Research Company Systems and methods of detecting an intersection between a wellbore and a subterranean structure that includes a marker material
CA2923681A1 (en) 2013-10-22 2015-04-30 Exxonmobil Upstream Research Company Systems and methods for regulating an in situ pyrolysis process
US9394772B2 (en) 2013-11-07 2016-07-19 Exxonmobil Upstream Research Company Systems and methods for in situ resistive heating of organic matter in a subterranean formation
US10876362B2 (en) 2014-09-03 2020-12-29 Diversity Technologies Corporation Threaded joint for coupling rods
US9951569B2 (en) * 2014-10-31 2018-04-24 Tejas Tubular Products, Inc. Threaded connection
US10077603B2 (en) * 2014-10-31 2018-09-18 Tejas Tubular Products, Inc. Threaded connection
CA2967325C (en) 2014-11-21 2019-06-18 Exxonmobil Upstream Research Company Method of recovering hydrocarbons within a subsurface formation
US11092266B2 (en) 2015-02-03 2021-08-17 925599 Alberta Ltd. Pipe connector
US11339634B2 (en) 2015-04-10 2022-05-24 925599 Alberta Ltd. Pipe connector
US12055389B2 (en) 2020-09-23 2024-08-06 Fermata Technologies, Llc Pipe pin end with axial extension

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB191513716A (en) * 1915-09-27 1919-03-20 George Woodvine An Improved Pipe Coupling or Connecting Piece.
US2772102A (en) * 1952-04-22 1956-11-27 United States Steel Corp Sealed threaded pipe joint
US3109672A (en) 1960-02-15 1963-11-05 United States Steel Corp Threaded tubing joint
US3359013A (en) * 1965-09-03 1967-12-19 Hydril Co Deep well casing jont
US3572771A (en) * 1968-12-31 1971-03-30 United States Steel Corp Drill-collar construction
US3572777A (en) * 1969-05-05 1971-03-30 Armco Steel Corp Multiple seal, double shoulder joint for tubular products
NL155335C (no) * 1971-07-09 1900-01-01
US4004832A (en) * 1975-09-19 1977-01-25 United States Steel Corporation Thread form for pipe joints
US4550937A (en) * 1978-02-27 1985-11-05 Vallourec S.A. Joint for steel tubes
US4384737A (en) * 1980-04-25 1983-05-24 Republic Steel Corporation Threaded joint for well casing and tubing
US4548431A (en) 1981-12-17 1985-10-22 Hughes Tool Company - Usa Tool joint with internal/external make-up shoulders
US4508375A (en) * 1982-09-20 1985-04-02 Lone Star Steel Company Tubular connection
US4537429A (en) * 1983-04-26 1985-08-27 Hydril Company Tubular connection with cylindrical and tapered stepped threads
US4671544A (en) * 1985-10-15 1987-06-09 Hydril Company Seal for threaded pipe connection
DE3927436A1 (de) 1989-04-28 1990-10-31 Rautenkranz Int Hermann Hochfeste rohrverbindung fuer schachtfoerderrohrleitungen
CA1322773C (en) * 1989-07-28 1993-10-05 Erich F. Klementich Threaded tubular connection
US5092635A (en) * 1990-04-27 1992-03-03 Baker Hughes Incorporated Buttress thread form
EP0454148A3 (en) * 1990-04-27 1992-01-22 Baker Hughes Incorporated Pipe joint
US5826921A (en) * 1991-11-25 1998-10-27 Woolley; Brown J. Threaded pipe joint
US5184495A (en) 1991-12-03 1993-02-09 Prideco, Inc. Method of internally and externally upsetting the end of a metal tube
US5415442A (en) * 1992-03-09 1995-05-16 Marubeni Tubulars, Inc. Stabilized center-shoulder-sealed tubular connection
US5358289A (en) * 1992-03-13 1994-10-25 Nkk Corporation Buttress-threaded tubular connection
US5355968A (en) 1993-05-20 1994-10-18 Grant Tfw, Inc. Tool joint stress relief groove
US5361846A (en) 1993-11-19 1994-11-08 Grant Tfw, Inc. Apparatus and method for enhancing fatigue properties of subterranean well drill pipe immediate the area of securement to a tool joint
US5535837A (en) 1994-07-05 1996-07-16 Grant Prideco, Inc. Helical stress relief groove apparatus and method for subterranean well drill pipe assemblies
US5931511A (en) * 1997-05-02 1999-08-03 Grant Prideco, Inc. Threaded connection for enhanced fatigue resistance

Also Published As

Publication number Publication date
DE69922661D1 (de) 2005-01-20
AR019952A1 (es) 2002-03-27
DE69922661T2 (de) 2005-12-15
NO20010483D0 (no) 2001-01-29
EP1101056A1 (en) 2001-05-23
BR9912550A (pt) 2002-02-05
EP1101056A4 (en) 2003-03-26
AU5128399A (en) 2000-02-21
EP1101056B1 (en) 2004-12-15
ATE285047T1 (de) 2005-01-15
WO2000006936A1 (en) 2000-02-10
US6609735B1 (en) 2003-08-26
CA2338956C (en) 2007-09-25
NO20010483L (no) 2001-03-27
CA2338956A1 (en) 2000-02-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NO334649B1 (no) Gjenget og koblet konnektor for økt utmatnings-fasthet
CZ301599B6 (cs) Trubicový prvek se závitem s vybráním, odolný proti únave
RU2345268C1 (ru) Соединение труб
AU2010321285B2 (en) Threaded connection
CA2573555C (en) Sucker rod connection with improved fatigue resistance, formed by applying diametrical interference to reduce axial interference
NO341012B1 (no) Gjenget rørskjøt omfattende i det minste et gjenget element med endeleppe
US20040108719A1 (en) Threaded tube joint
JP4111386B2 (ja) ねじ管継手用耐疲労ねじ要素
NO316044B1 (no) Gjengeskjöt for rör
EA010138B1 (ru) Соединение бурильной колонны
EP1015802A1 (en) Ultra high torque double shoulder tool joint
CZ301730B6 (cs) Trubicový prvek se závitem pro trubicový spoj se závitem odolný proti únave a výsledný trubicový spoj se závitem
US8899629B2 (en) Connection between a drill pipe and a connector
EA014091B1 (ru) Трубное резьбовое соединение
NO326307B1 (no) Gasstett rorforbindelse
AU2019230533B2 (en) Connection for percussion drilling
EP3095955A1 (en) Threaded coupling end for drill string component
CN1013783B (zh) 空心钻杆连接装置
US20210047889A1 (en) Coupling for connecting downhole tubulars
NO177545B (no) Gjengeskjöt for borstangelementer
RU2788781C1 (ru) Резьбовое соединение для труб
US20240133246A1 (en) Coupling for connecting downhole tubulars with reduced stress
US20240229566A9 (en) Coupling for connecting downhole tubulars with improved stress distribution
RU2783935C1 (ru) Сбалансированное резьбовое соединение бурильной колонны
US20070069517A1 (en) Threaded pipe and pipe joint and method of use

Legal Events

Date Code Title Description
MK1K Patent expired