NO864974L - Roerforbindelse for olje- og gassfeltroer. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en rørforbindelse for olje- og gassfeltrør, av et muffrørelement med en innskruingsbegrensende, innenfra og utover tilbakeragende, konisk skulder, samt et boltrørelement med en motskulder som når forbindelsen er helt tilskrudd ligger mot den tilbakeragende skulder, idet mufferørelementet og boltrørelementet har samvirkende, koniske gjenger og gjengeløse partier innenfor gjengene, idet det gjengeløse parti i mufferørelementet er en konusflate, mens det gjengeløse parti på boltrørelementet er en vulst. Rørfor-bindelsen kan bestå så vel av korte muffer med innvendige gjenger på begge sider og rør som har utvendige gjenger på begge ender, samt av såkalte integralforbindelser. En inte-gralforbindelse foreligger når de lange rør har utvendige gjenger på en ende og innvendige gjenger på den annen ende, idet rørene er skrudd direkte til hverandre. Det vil forstås at konusvinkelen til den indre skulder må være tilpasset selv-sperring. Vinkelen er større enn selvsperringsvinkelen, og ligger således vanligvis området fra 10 - 30°, fortrinnsvis på omtrent 15°C.

I en kjent rørforbindelse av denne type (DE-PS 15 33 619) er tetningsvulsten konveks over alt, og har tilsvarende krum-ningsradier. I løst sammenskrudd tilstand, dvs. før endelig tiltrekning, kommer tetningsvulsten i kontakt med konusflaten og ligger i kontaktområdet i ringkontakt med konusflaten. På denne måte oppnås en sikker tetting ved den endelige tiltrekning, men i området med ringkontakt mellom vulsten og konusflaten oppstar høye flatetrykk. Ved flere gangers tilskruing kan dette medføre en skadelig deformasjon av tetteflatene på henholdsvis vulsten og konusflaten. Dessuten er tetteflaten på vulsten ømfintlig overfor mekaniske skader.

Formålet med oppfinnelsen er å komme frem til en rørforbind-else av den innledningsvis angitt type, og som muliggjør at det kan oppnås en sikker tetting under unngåelse av den be-skrevne rullebevegelse, og at tettevirkningen ikke påvirkes av mekaniske skader på vulsten.

I henhold til oppfinnelsen oppnås dette ved at vulsten har en kjegleformet avflatning, som i løst sammenskrudd tilstand av rørforbindelsen, der det er en spalt mellom den tilbakeragende koniske skulder og motskulderen, hvilken spalt lukkes ved den enelige tiltrekning, idet avflatningen har en kjegelvinkel med en toleranse på 0 til minus 1° i forhold til konusflaten og ligger mot denne, og at den indre skulder og motskulderen i denne tilstand er parallelle. Det vil forstås at produsenten av en rørforbindelse i henhold til oppfinnelsen vil angi et område for tiltrekningsmomentet ved den endelige tilskruing som er bestemt eksperimentelt.

Oppfinnelsen utnytter det faktum at det på tetningsvulsten kan oppnås en sikker tetting med en kjegleformet avflatning på vulsten når utformningen forøvrig er slik at etter løs tilskruing er den indre skulder og motskulderen parallelle. Ved fortsatt tilskruing inntil fullstendig tilskruing oppstår de-formasjoner, slik at ved slutten av tilskruingen er den indre skulder og motskulderen på nytt parallelle og ligger plant mot hverandre. Forspenningsforhold som derved oppstår bevirker en sikker tetting mellom avflatningen og konusflaten, og for-holdsvist lave flatetrykk. Pga. avflatningen på vulsten er tettingen også mindre ømfintlig overfor mekaniske skader. Avflatningen og dermed tetteflaten rager i aksial retning for-holdsvist langt, og vanlige mekaniske skader som oppstår på et olje- eller gassfelt får bare liten utstrekning i forhold til lengden av tetteflaten. En mekanisk skade på hele avflatningen som påvirker tettevirkningen er derved praktisk talt ute-lukket. På vulsten må overgangene til avflatningen ikke nød-vendigvis være utformet som dobbeltkrummede flater.

De samvirkende, koniske gjenger kan i og for seg utføres på mange forskjellige måter, men innen rammen av oppfinnelsen benyttes fortrinnsvis gjenger med trapes- eller sagtannformede tannprofiler. Tannbunnen kan være parallell med røraksen eller den konusflate som gjengene ligger i. Det kan særlig anvendes slike gjenger der de påkjente flater danner en vinkel med røraksen som ligger mellom pluss minus 15°. Gjengene kan være enkeltgjenger eller multigjenger. Generelt har gjengeprofilet på boltrørelementet større gjengebredde og/ eller gjengehøyde enn mellomrommene mellom gjengene i mufferørelementet.

Forøvrig kan rørforbindelsen innen rammen av oppfinnelsen varieres og utformes på flere forskjellige måter. Det vil forstås at det gjengeløse parti på boltrørelementet må være tilstrekkelig elastisk deformerbart. En enkel løsning består i å tilpasse veggtykkelsen. Når det pga. de opptredende på-kjenninger trengs forholdsvis stor veggtykkelse, kan det i henhold til oppfinnelsen, på den ende av tettingsvulsten som er fjernest fra enden av boltrørelementet være et utover åpent ringspor som danner et deformasjonsområde for radial, elastisk deformasjon av vulsten. Slike ringspor er i og for seg kjent (DE AS 24 38 387), men for et annet formål, nemlig for å oppnå en justerings- frihetsgrad i aksial retning, for at både en indre tetting og en ytre tetting på den ytre kant av muffen skal virke på en sikker måte. Med en rørforbindelse i henhold til oppfinnelsen er utformningen fortrinnsvis slik at strekkgrensen for materialene i tettingsområdet ikke overskrides. For dette formål er avflatningen og den spalt som lukkes ved den endelige tilskruing slik tilpasset konusvinkelen til den indre skulder at flatetrykket mellom avflatningen og konusflaten ikke overskrider strekkgrensen til materialene i bolt-rørelementet og mufferørelementet. Innen rammen av oppfinnelsen kan strekkgrensen til materialet i boltrørelementet og mufferørelementet i området ved avflatningen og konusflatenøkes ved kolddeformasjon, f.eks. ved sliping eller valsing. Dessuten kan slitestyrken i avflatningen og i konusflatenøkes f.eks. ved hardforkromning. Friksjonen mellom avflatningen og konusflaten minskes hensiktsmessig ved hjelp av overflatebehandling .

Der som det dreier seg om en rørforbindelse av vanlige materi-aler med vanlige egenskaper og vanlige dimmensjonering, til svarende den internasjonale standardisering for oljefeltrør og gassfeltrør, oppnås meget optimale forhold ved at avflatningen har en, aksial lengde som står i et forhold til den radiale utstrekning av motskulderen som ligger mellom 0,5 og 1,5. I denne sammenheng er det fordelaktig at avflatningen og konusflaten har en konusvinkel som er omtrent 3 ganger større enn konusvinkelen til de koniske gjenter.

Ved bruk av en rørforbindelse i'henhold til oppfinnelsen kan det iverksettes andre friksjonsreduserende tiltak. I denne sammenheng angår oppfinnelsen også en fremgangsmåte ved sammenskruing av en rørforbindelse i henhold til oppfinnelsen. Fremgangsmåten kjennetegnes ved at avflatningen og/eller konusflaten påføres et friksjonsreduserende smørestoff, og at deretter sammenskruingen utføres. Dessuten kan også den indre skulder og/eller motskulderen påføres et friksjonsreduserende smørestoff.

I det følgende skal oppfinnelsen forklares nærmere ved hjelp av et utførelseseksempel vist på den vedføyde tegning. Fig. 1 viser et aksialsnitt gjennom en rørforbindelse i henhold til oppfinnelsen, idet det er vist et utsnitt av forbindelsen i løst sammenskrudd tilstand. Fig. 2 viser i forstørret måltestokk område A i fig. 1. Rørforbindelsen vist i figurene er beregnet for oljefeltrør eller gassfeltrør. I sin grunnleggende oppbygning består rør-forbindelsen av et mufferørelement 1, med en innskruingsbegrensende, innenfra og utover tilbakeragende, konisk skulder 1, samt et boltrørelement 3 med en motskulder 4 som i helt sammenskrudd tilstand av rørforbindelsen ligger mot den indre skulder 2.

Rørforbindelsen er vist i delvis sammenskrudd tilstand, idet denne tilstand viser det vesentligste ved oppfinnelsen. Mufferørelementet 1 og boltrørelementet 3 har sammvirkende, koniske gjenger 5, 6 samt gjengeløse partier 7, 8, henholdsvis nær den indre skulder 2 og motskulderen 4. Det gjengeløse parti 7 i mufferørelementet 1 er utformet som en konusflate. Det gjengeløse parti 8 på boltrørelementet 3 er utformet som en tetningsvulst.

Særlig av fig. 2 fremgår at tetningsvulsten 8 har en kjegleformet avflatning 9. Dersom vulsten var fullstendig avrundet, ville den ha en kontur som vist med strekpunktlinje 10 i fig. 2. Dette område er i henhold til oppfinnelsen fjernet, slik at det gjenstår avflatningen 9. Konusvinkelen til avflatnigen 9 fremstilles med en toleranse på 0 til minus 1°. Avflatningen 9 forløper i den delvis sammenskrudde tilstand som er vist i figurene, bortsett fra de angitt toleranser, tilsvarende som konusflaten 7, og ligger mot denne.

I den delvis sammenskrudde tilstand av rørforbindelsen er det mellom den indre skulder 2 og motskuldren 4 en spalt 11 som lukkes ved den fullstendige sammenskruing. I den delvis sammenskrudde tilstand er den indre skulder 2 og motskulderen 4 parallelle.

I uførelseseksemplet, og i henhold en foretrukket utførelses-form, er det på den ende av vulsten 8 som er motsatt av motskulderen 4 anordnet et deformasjonsområde, ved hjelp av et utover åpent ringspor 12, for radial, elastisk deformasjon av vulsten 8. Avflatningen 9 og spalten 11 er, med en konusvinkel for den indre skulder 2 på omtrent 15° i det viste eksempel, slik utformet at flatetrykket mellom avflatningen 9 og konusflaten 7 i helt sammenskrudd tilstand ikke overstiger strekkgrensen til materialet i mufferørelementet 1 og boltrør-elementet 2. Strekkgrensen til materialet i området ved avflatningen 9, henholdsvis ved konusflaten 7, kan økes ved hjelp av kolddeformasjon. Slitenstyrken i disse områder kan også forbedres, og friksjonen mellom avflatningen 9 og konusflaten 7, kan hensiktsmessig minskes ved hjelp av overflatebehandling .

Avflatningen 9 har en aksial lengde som skiller seg fra den radiale utstrekning av motskulderen 4 med en faktor som ligger mellom 0,5 og 1,5. Av figurene fremgår at avflatningen 9 og dermed konusflaten 7 har en en konusvinkel som er omtrent 3 ganger større enn konusvinkelen til de koniske gjenger 5, 6.

Claims (10)

1.R ørforbindelse for olje- og gassfeltrør, av et mufferør-element med en innskruingsbegrensende, innenfra og utover tilbakeragende, konisk skulder, samt et boltrø relement med en motskulder som når forbindelsen er helt tilskrudd ligger mot den indre skulder, idet mufferørelementet og boltrørelementet har samvirkende, koniske gjenger samt gjengeløse partier i om-rådene nær den indre skulder og motskulderen, idet det gjenge-løse parti i mufferørelementet er utformet som en konusflate for tetting, mens det gjengeløse parti på boltrørelementet er utformet som en tetningsvulst, karakterisert ved at tetningsvulsten (8) har en kjegleformet avflatning (9), som i delvis sammenskrudd tilstand av rø rforbindelsen, der det mellom den indre skulder (2) og motskulderen (4) er en spalt (11) som lukkes ved fullstendig tilskruing, idet avflatningen har en konusvinkel som med en toleranse på 0 - minu 1° tilsvarer konusflaten (7) og ligger mot denne, og at den indre skulder (2) og motskulderen (4) i den delvis tilskrudde tilstand er parallelle.

2. Rørforbindelse som angitt i krav 1, karakterisert ved at det ved den ende av vulsten (8) som er motstått av motskulderen er anordnet et deformasjonsområde i form av et rundtgående, utover åpnet ringspor (12), for radial, elastisk deformasjon av vulsten (8)

3. Rørforbindelse som angitt i ett av kravene 1 eller 2, karakterisert ved at avflatningen (9) og spalten (11) under hensyntagen til konusvinkelen til den indre skulder (2) er slik utformet at flatetrykket mellom avflatningen (9) og konusflaten (7) ikke overstiger strekkgrensen til materialet i mufferø relementet (1) og boltrørelementet (3) i helt tilskrudd tilstand.

4. Rø rforbindelse som angitt i ett av kravene 1-3, karakterisert ved at strekkgrensen til materialet i mufferø relementet (1) og boltrø relementet (3) i området ved avflatningen (9) og konusflaten (7) er økes ved hjelp av kolddeformas jon, f.eks. ved sliping eller valsing.

5. Rørfobindelse som angitt i ett av kravene 1-4, karakterisert ved at slitestyrken til avflatningen (9) og konusflaten (7) erø ket, f.eks. ved hardfor-kr omning.

6. Rø rforbindelse som angitt i ett av kravene 1-5, karakterisert ved at friksjonen mellom avflatningen (9) og konusflaten (7) er minsket ved hjelp av overflatebehandling.

7. Rø rforbindelse som angitt i ett av kravene 1-6, karakterisert ved at avflatningen (9) har en aksial lengde som skiller seg fra den radiale utstrekning til motskulderen (4) med en faktor fra 0,5 - 1,5.

8. Rørforbindelse som angitt i ett av kravene 1-7, karakterisert ved at avflatningen (9) og dermed konusflaten (7) har en konusvinkel som er omtrent 3 ganger større enn konusvinkelen til de koniske gjenger (5, 6).

9. Fremgangsmåte for sammenskruing av en rørforbindelse som angitt i ett av kravene 1-8, karakterisert ved at avflatningen og/eller konusflaten påføres et friksjonsreduserende smørestoff, hvoretter sammenskruingen utføres.

10. Fremgangsmåte som angitt i krav 9, karakterisert ved at også den indre skulder og/eller motskulderen påføres et friksjonsreduserende smøre-stoff, hvoretter sammenskruingen utfø res.