PL195714B1

PL195714B1 - Rurowe połączenie gwintowane ze wzmocnionym ogranicznikiem

Info

Publication number: PL195714B1
Application number: PL01359461A
Authority: PL
Inventors: Celine Sches; Masaaki Sugino; Emmanuel Varenne; Miyuki Yamamoto
Original assignee: Sumitomo Metal Ind; Vallourec Mannesmann Oil & Gas
Priority date: 2000-06-20
Filing date: 2001-06-18
Publication date: 2007-10-31
Also published as: AU2001269182A1; WO2001098620A1; CA2410794C; CZ2003184A3; EP1295007A1; PL359461A1; DE60128687D1; CA2410794A1; EP1295007B1; BR0111807B1; CN1437673A; EA200300038A1; CZ302148B6; AR029683A1; BR0111807A; DE60128687T2; CN1272521C; MXPA02012594A; DZ3362A1; ATE363581T1

Abstract

1. Polaczenie gwintowane rurowe zawierajace element gwintowany obejmowany (11) na koncu pierwszego czlonu rurowego (10) i element gwintowany obejmujacy (21) na koncu drugiego czlonu rurowego (20), element gwintowany obejmowany zawiera gwint obejmowany (12) i konczy sie krawedzia obejmowana (18) która zawiera, po pierwsze powierzchnie obwodowa zewnetrzna na której jest utworzona powierzchnia uszczelniajaca obejmowana (13), po drugie po- wierzchnie pierscieniowa (16) oporowa obejmowana (14), o orienta- cji w przyblizeniu poprzecznej, przylegajaca i polaczona z ta po- wierzchnia uszczelniajaca obejmowana i utworzona przez powierzchnie czolowa wolnego konca elementu gwintowanego obejmowanego, i po trzecie powierzchnie obwodowa wewnetrzna (17), element gwintowa- ny obejmujacy zawierajacy dla wspólpracy z odpowiednimi elementami elementu gwintowanego obejmowanego gwint obejmu- jacy (22), powierzchnia obwodowa wewnetrzna na której jest utwo- rzona powierzchnia uszczelniajaca obejmujaca (23) i oparcie obej- mujace z jednej strony majace powierzchnie pierscieniowa (26) oporowa obejmujaca o orientacji w przyblizeniu poprzecznej, przy- legajaca i polaczona z ta powierzchnia uszczelniajaca obejmujaca i z drugiej strony wyznaczajaca obszar pierscieniowy oparcia obej- mujacego (24), który jest poddany dzialaniu sil osiowych sciskaja- cych gdy powierzchnia oporowa obejmowana (16) opiera sie o po- wierzchnie oporowa obejmujaca (26), gwint obejmowany jest wkrecony w gwint obejmujacy tak daleko, az powierzchnia oporowa obejmo- wana oprze sie o powierzchnie oporowa obejmujaca, powierzchnia uszczelniajaca obejmowana interferuje wiec promieniowo z po- wierzchnia uszczelniajaca obejmujaca, znamienne tym, ze obszar pierscieniowy oparcia obejmujacego (24) ma powierzchnie……........ PL PL PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku są rurowe połączenia gwintowane złożone z elementu gwintowanego obejmowanego umieszczonego na końcu pierwszego składnika rurowego i połączone przez wkręcenie z elementem gwintowanym obejmującym umieszczonym na końcu drugiego składnika rurowego. Takie połączenia są zwłaszcza stosowane dla tworzenia kolumn rur osłonowych lub produkcyjnych lub ciągów żerdzi wiertniczych dla szybów węglowodorów lub odwiertów geotermicznych.

Każdy element gwintowany obejmowany i obejmujący może być umieszczony na końcu rury o wielkiej długości, element gwintowany obejmowany pierwszej rury jest wkręcony w element gwintowany obejmujący drugiej rury dla utworzenia połączenia gwintowanego zwanego całkowitym.

Alternatywnie, elementy gwintowane obejmowane mogą być umieszczone na każdym z dwóch końców rur o wielkiej długości, a te są połączone krótką rurą lub złączką na końcach której są wykonane dwa elementy gwintowane obejmujące: takie połączenie pomiędzy 2 rurami o wielkiej długości jest zwane «połączenie gwintowane ze złączką» i wykorzystuje dwa rurowe połączenia gwintowane.

Wynalazek dotyczy szczególnie połączeń gwintowanych zwanych wysokiej klasy lub premium, które zawierają powierzchnie lub oparcia uszczelniające metal-metal interferujące promieniowo i połączone z powierzchniami oporowymi przeznaczonymi zwłaszcza do precyzyjnego usytuowania tych powierzchni uszczelniających.

Takie połączenia gwintowane wysokiej klasy są na przykład opisane w patencie EP 488 912, i zapewniają szczelność dla płynów połączeń gwintowanych w różnych konfiguracjach eksploatacyjnych (rozciąganie osiowe lub ściskanie osiowe, ciśnienie wewnętrzne lub zewnętrzne, ugięcie...).

Stosowane ostatnio techniki wiercenia szybów prowadzonych ukośnie a nawet poziomo wymagają kręcenia rur i połączeń gwintowanych które je łączą podczas ich opuszczania do szybu.

Takie techniki wymagają skręcania połączeń gwintowanych przy zwiększonych momentach skręcających, w każdym przypadku wyraźnie większych od momentu skręcającego jaki występuje podczas ich opuszczania do szybu, jeżeli tak nie będzie, usytuowanie powierzchni uszczelniających może zostać zmodyfikowane i połączenie gwintowane mogłoby przeciekać.

Ze względu na rozważany poziom momentu, jak również siły zginające w częściach poddawanych ugięciu ze względu na geometrię szybu (szyby nachylone), na powierzchnie oporowe działają znaczne siły.

Szczególnie w przypadku kolumn rur osłonowych lub produkcyjnych, szyb jest wyposażony w wiele kolumn koncentrycznych rur a średnice wewnętrzne i zewnętrzne składników kolumn są ściśle ograniczone dla przyjęcia maksymalnej liczby kolumn w szybie.

Powierzchnie oporowe, którymi są powierzchnie o orientacji w przybliżeniu prostopadłej do osi rur, a elementy gwintowane są grubości promieniowej limitowanej i podlegają w przypadku takich połączeń gwintowanych, bardzo dużym naprężeniom które mogą prowadzić do niedopuszczalnej plastyfikacji.

Znane są z dokumentów WO 94/29627 i WO 00/14441 rurowe połączenia gwintowane umożliwiające wkręcenie przy bardzo dużym momencie, w których role powierzchni oporowymi odgrywają częściowo lub całkowicie zbocza gwintów.

Celem wynalazku jest zrealizowanie rurowego połączenia gwintowanego wysokiej klasy mającego parę powierzchni oporowych obejmowaną i obejmującą szczególnie wytrzymałą na plastyfikację, gdzie zbocza gwintów nie odgrywają roli powierzchni oporowych.

Celem wynalazku jest, aby wynalazek mógł być stosowany do połączeń gwintowanych rurowych wysokiej klasy z jednym lub wieloma ogranicznikami dla każdego elementu gwintowanego ale w którym zasadniczy ogranicznik (który pierwszy zaczyna ograniczać i jest najbardziej narażony) jest wykonany na elemencie gwintowanym obejmowanym na jego wolnym końcu czołowym i w sposób odpowiedni na elemencie gwintowanym obejmującym.

Celem wynalazku jest także, aby wynalazek mógł być stosowany niezależnie od typu gwintu, kształtu zwoju lub kształtu powierzchni uszczelniającej.

Rurowe połączenie gwintowane według wynalazku zawiera element gwintowany obejmowany na końcu pierwszego członu rurowego i element gwintowany obejmujący na końcu drugiego członu rurowego.

Element gwintowany obejmowany zawiera gwint obejmowany i kończy się krawędzią obejmowaną.

PL 195 714 B1

Krawędź obejmowana zawiera:

- powierzchnię obwodową zewnętrzną na której jest wykonane oparcie uszczelniające obejmowane,

- powierzchnię pierścieniową oporową obejmowaną, o orientacji w przybliżeniu poprzecznej, sąsiadującą i połączoną z oparciem uszczelniającym obejmowanym i utworzoną przez powierzchnię czołową wolnego końca elementu gwintowanego obejmowanego,

- powierzchnię obwodową wewnętrzną.

Przez powierzchnię o orientacji w przybliżeniu poprzecznej, rozumie się powierzchnie płaskie jak i nie płaskie, na przykład stożkowe, której tworząca nie oddala się o więcej niż 30° w stosunku do płaszczyzny normalnej do osi połączenia gwintowanego.

Element gwintowany obejmujący zawiera dla współpracy z odpowiednimi elementami elementu gwintowanego obejmowanego, gwint obejmujący, powierzchnię obwodową wewnętrzną na której jest wykonane obszar uszczelniający obejmujący i oparcie obejmujące.

Oparcie obejmujące ma powierzchnię pierścieniową oporową obejmującą o orientacji w przybliżeniu poprzecznej, sąsiednią i połączoną z obszarem uszczelniającym obejmującym i określająca obszar pierścieniowy oparcia obejmującego na który działają ściskające siły osiowe wynikające z oparcia powierzchni oporowej obejmowanej o powierzchnię oporową obejmującą.

Gwint obejmowany jest wkręcony w gwint obejmujący aż powierzchnia oporowa obejmowana oprze się o powierzchnię oporową obejmującą, ten obszar uszczelniający obejmowany interferuje więc promieniowo z obszarem uszczelniającym obejmującym.

Według jednej z charakterystyk wynalazku, obszar pierścieniowy oparcia obejmującego ma powierzchnię obwodową wewnętrzną, której średnica wewnętrzna jest co najmniej lokalnie w pobliżu tej powierzchni oporowej obejmującej mniejsza niż średnica powierzchni obwodowej wewnętrznej krawędzi obejmowanej, stosunek R tych dwóch średnic jest mniejszy od 1 ale większy lub równy 0,9.

Taka charakterystyka umożliwia zmniejszenie naprężenia równoważnego Von Misesa w obszarze pierścieniowym oparcia obejmującego, które jest większe na licznych połączeniach gwintowanych ze stanu techniki od naprężeń w ograniczniku obejmowanym, co według wynalazców, jest spowodowane trójosiowością naprężeń utworzonych przez sąsiednie powierzchnie uszczelniające: podstawowe naprężenia w ogranicznik obejmowany są rzeczywiście wszystkie naprężeniami ściskającymi podczas gdy w obszarze pierścieniowym oparcia obejmujący, tylko naprężenie osiowe jest naprężeniem ściskającym, dwa inne podstawowe naprężenia są naprężeniami rozciągającymi.

Ta charakterystyka umożliwia także zachowanie wystarczającej średnicy przejście wewnętrznego w rurowym połączeniu gwintowanym.

Znane są patenty FR 1 488 719 i FR 1 489 013 które przedstawiają na niektórych figurach rurowe połączenie gwintowane z ogranicznikami i powierzchniami uszczelniającymi i mającymi krawędź obejmowaną na końcu elementu gwintowanego obejmowanego i oparcie obejmujące na elemencie gwintowanym obejmującym, średnica wewnętrzna powierzchni obwodowej wewnętrznej obszaru pierścieniowego oparcia obejmującego jest lokalnie bliska tej powierzchni oporowej obejmującej mniejsza niż średnica powierzchni obwodowej wewnętrznej krawędzi obejmowanej.

Żadne ograniczenie wartości nie jest podane w tych dwóch dokumentach dla stosunku tych średnic.

Ponadto w przypadku patentu FR 1 489 013, żadna funkcja nie jest związana z różnicą średnic wewnętrznych; można jedynie przypuszczać, że mniejsza średnica powierzchni obwodowej wewnętrznej obszaru pierścieniowego oparcia obejmującego powoduje pogrubienie przez kucie, grubości rury dla utworzenia elementu gwintowanego obejmującego.

W przypadku patentu FR 1 488 719, który dotyczy połączeń gwintowanych dla rur osłonowych, obszar pierścieniowy oparcia obejmującego ma średnicę wewnętrzną mniejszą niż krawędzi obejmowanej, dla uniknięcia uszkodzenia krawędzi obejmowanych i w konsekwencji szczelności połączenia gwintowanego przez udary powodowane przez opuszczane żerdzie wiertnicze w kolumnie rur osłonowych. Funkcja różnicy średnic wewnętrznych jest więc zupełnie inna niż w przypadku wynalazku.

Korzystnie, stosunek R spełnia zależność ^1,7 - 0,7S² £ R £ ,Jl,2 - 0,2S²

PL 195 714 B1 w której S jest równe stosunkowi średnicy krawędzi zewnętrznej powierzchni oporowej obejmowanej i średnicy wewnętrznej krawędzi obejmowanej.

Ta charakterystyka powoduje minimalizowanie różnicy naprężeń równoważnych pomiędzy powierzchnią oporową obejmowaną i obszarem pierścieniowym oparcia obejmującego i przez to optymalizowanie geometrii połączenia gwintowanego według wynalazku.

Korzystnie, powierzchnia obwodowa wewnętrzna oparcia obejmującego rurowego połączenia gwintowanego według wynalazku ma średnicę minimalną w punkcie, w którym ta powierzchnia obwodowa wewnętrzna przejmuje powierzchnię stożkową o maksymalnym ścięciu, która jest określona w następujący sposób:

- jest to powierzchnia stożkowa o półkącie wierzchołkowym 45° współosiowa z elementem gwintowanym obejmującym,

- której średnica będzie się zmniejszać w obszarze pierścieniowym oparcia obejmującego w miarę oddalania od powierzchni oporowej obejmującej,

- która przechodzi przez krawędź zewnętrzną powierzchni oporowej obejmującej.

Korzystnie także, średnica powierzchni obwodowej wewnętrznej oparcia obejmującego na swoim końcu od strony tej powierzchni oporowej obejmującej jest równa średnicy wewnętrznej powierzchni obwodowej wewnętrznej krawędzi obejmowanej.

Korzystnie, powierzchnia obwodowa wewnętrzna oparcia obejmującego ma pierwszą część zwaną przejściową, której średnica wewnętrzna zmniejsza się stopniowo od tej powierzchni oporowej obejmującej i drugą część cylindryczną o średnicy wewnętrznej minimalnej.

Można określić punkt połączenia pomiędzy częścią przejściową i częścią cylindryczną powierzchni obwodowej wewnętrznej oparcia obejmującego.

Korzystnie także, ten punkt połączenia znajduje się w przybliżeniu w połowie odległości osiowej pomiędzy: z jednej strony końcem części przejściowej od strony powierzchni oporowej obejmującej, z drugiej strony punktem przecięcia powierzchni obwodowej wewnętrznej oparcia obejmującego z powierzchnią stożkową o maksymalnym ścięciu.

Inne właściwości i zalety wynalazku ujawnią się w poniższym szczegółowym opisie i załączonych rysunkach.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładach wykonania na rysunku, którego:

Fig. 1 przedstawia połączenie gwintowane ze złączką ze stanu techniki.

Fig. 2 - detal połączenia gwintowanego zespołu z Fig.1 na poziomie ograniczników obejmowanegoi obejmującego.

Fig.3 - detal połączenia gwintowanego według wynalazku.

Fig. 4 - detal z Fig. 3 w większym powiększeniu.

Fig. 5 - odmianę z Fig. 4.

Fig. 6 - wykres próby nadmiernego wkręcania przedstawiający moment wkręcania w funkcji liczby obrotów aż do plastyfikacji ograniczników.

Figury 1 i 2 przedstawiają połączenie gwintowane ze złączką ze stanu techniki pomiędzy dwoma rurami ze stali o wielkiej długości 10i 10'.

Na każdym końcu rur 10, 10', wykonano element gwintowany obejmowany taki jak 11, 11'. Element obejmowany taki jak 11 zawiera gwint stożkowy obejmowany 12 i kończący się od strony swojego wolnego końca krawędzią obejmowaną 18.

Ta krawędź obejmowana 18 zawiera:

• powierzchnię obwodową zewnętrzną, na której jest wykonane oparcie uszczelniające obejmowane 13, stożkowe, pochylone na przykład o 20° w stosunku do osi XX elementu obejmowanego;

• powierzchnię pierścieniową 16 oporową obejmowaną o orientacji w przybliżeniu poprzecznej, utworzoną przez powierzchnię czołową wolnego końca elementu gwintowanego obejmowanego. Powierzchnia oporowa obejmowana 16 przylega do obszaru uszczelniającego obejmowanego 13, będąc, połączoną z tą ostatnią przez powierzchnię toroidalną o małym promieniu rzędu milimetra aby uniknąć kruchości tego połączenia. Ogranicznik obejmowany 14 w przedstawianym przykładzie jest ogranicznikiem zwanym odwrotnym lub o kącie ujemnym, którego powierzchnią oporową 16 jest powierzchnia stożkowa wklęsła o półkącie stożkowym 75°, który w konsekwencji ma kąt 15° w stosunku do normalnej do osi XX;

• powierzchnię obwodową wewnętrzną 17 o średnicy wewnętrznej IDP uzyskaną przez obróbkę w taki sposób, aby uzyskać zgodność osi tej powierzchni 17 z osią elementu gwintowanego obejmowanego niezależnie od zmian grubości rur 10. Ta powierzchnia 17 jest połączona z jednej strony

PL 195 714 B1 z powierzchnią obwodową wewnętrzną bieżącą rury 10i z drugiej strony w B z powierzchnią oporową obejmowaną 16.

Połączenie rur 10, 10' jest wykonane za pomocą złączki 20 zawierającej dwa elementy gwintowane obejmujące 21, 21' umieszczone w sposób symetryczny na złączce 20 na każdym z jej końców.

Elementy gwintowane obejmujące 21, 21' zawierają elementy umieszczone w taki sposób, że współpracują z odpowiednimi elementami gwintowanymi obejmowanymi 11, 11' dla utworzenia dwóch rurowych połączeń gwintowanych 1 i 1'.

Ze względu na symetrię zespołu, zostanie opisane tylko jedno połączenie gwintowane 1.

Element gwintowany obejmujący 21 zawiera gwint obejmujący 22 odpowiadający gwintowi obejmowanemu 12, powierzchni obwodowej wewnętrznej zawierającej obszar uszczelniający obejmujący 23 stożkowy i oparcie obejmujące wyposażone w powierzchnię pierścieniową 26 ogranicznika obejmującego, o orientacji w przybliżeniu poprzecznej i utworzona przez powierzchnię stożkową wypukłą o półkącie stożkowym 75°.

Powierzchnia oporowa obejmująca 26 przylega do oparcia uszczelniającego obejmującego 23 pozostając z nim połączona przez powierzchnię toroidalną o małym promieniu jak dla elementu gwintowanego obejmowanego, aby uniknąć kruchości tego połączenia.

Punkt A określa krawędź zewnętrzną powierzchni oporowej obejmującej 26 a więc podstawa oparcia obejmującego od strony obszaru uszczelniającego obejmującego 23. Przenika się on z krawędzią zewnętrzną powierzchni ogranicznika obejmowanego 16.

W położeniu połączonym połączenia gwintowanego, gwint obejmowany 12 jest wkręcony w gwint obejmujący 22 tak daleko, że ogranicznik obejmowany 14 opiera się pod naciskiem styku o ogranicznik obejmujący 24.

Położenie prawie poprzeczne powierzchni oporowych 16, 26 umożliwia usytuowanie elementu gwintowanego obejmowanego 11 w stosunku do elementu gwintowanego obejmującego 21, to położenie względne jest określone bardzo dokładnie przez poziom momentu wkręcającego.

W położeniu połączonym połączenia gwintowanego, oparcie uszczelniające obejmowane 13 interferuje promieniowo z oparciem uszczelniającym obejmującym 23, co oznacza, że dla przekrojów prostych odpowiednich powierzchni uszczelniających obejmowanej i obejmującej, średnica powierzchni obejmowanej jest przed wkręceniem nieco większa od średnicy powierzchni obejmującej.

Taka interferencja promieniowa wytwarza zwiększony nacisk styku pomiędzy powierzchniami uszczelniającymi 13, 23. Ten nacisk styku sprawia, że połączenie gwintowane jest szczelne dla płynów wewnętrznych lub zewnętrznych pomimo różnych obciążeń (ciśnienie wewnętrzne lub zewnętrzne, rozciąganie, ściskanie, skręcanie, ugięcie, z lub bez zmian cyklicznych temperatury...) proste lub złożone.

Zwiększony poziom momentu wkręcającego jest pożądany dla całkowitego uniknięcia obrotu elementu gwintowanego obejmowanego 11 w stosunku do elementu gwintowanego obejmującego 21, zwłaszcza jeżeli jest nadany ruch obrotowy kolumnie rur podczas ich opuszczania w szybie.

Moment wkręcenia powoduje ściskanie osiowe metalu ograniczników 14, 24, i nie powinien doprowadzić do plastyfikacji tych ostatnich.

Ponadto, w przypadku wiercenia ukośnego, naprężenia zginające wywołują przeciążenie ograniczników osiowymi siłami ściskającymi.

Może tak być również, gdy kolumna rur jest poddawana siłom ściskania osiowego i/lub cyklom termicznym.

Na ogół na połączeniach gwintowanych ze stanu techniki, jak pokazano na Fig. 1 i 2, oparcie obejmujące ma na swoim wierzchołku powierzchnię obwodową wewnętrzną 27 cylindryczną i o takiej samej średnicy wewnętrznej jak powierzchnia obwodowa wewnętrzna obejmowana 17 krawędzi obejmowanej 18.

To pozwala uniknąć:

• turbulencji płynu przepływającego wewnątrz, zwłaszcza na połączeniach pomiędzy elementem gwintowanym obejmowanym 11 i elementem gwintowanym obejmującym 21, turbulencji wywołującej zjawisko erozji - korozji;

• blokowania lub uszkadzania na tym poziomie narzędzi lub aparatury opuszczanej w trakcie pracy w kolumnie rur.

Wynalazcy stwierdzili nieoczekiwanie podczas prób wkręcania, że na połączeniach gwintowanych według Fig. 1 i 2, metal obszaru pierścieniowego oparcia obejmującego 24 jest zawsze plastyfikowany przed ogranicznikiem obejmowanym 14.

PL 195 714 B1

Wyjaśnienie, które znaleziono tłumaczy wpływ obecności oparcia uszczelniającego sąsiadującego z ogranicznikami na trójosiowość naprężeń jak pokazano na Fig. 2.

Jeżeli rozpatrzymy elementarny sześcian metalu 15 ogranicznika obejmowanego 14, ten sześcian 15 jest poddany działaniu zespołu naprężeń które mogą być zredukowane do trzech naprężeń podstawowych sAP, sRPi sCP działających odpowiednio w kierunkach osiowym, promieniowym i obwodowym.

Naprężenie osiowe sAP pochodzi zasadniczo od momentu wkręcania i jest naprężeniem ściskającym (o znaku ujemnym).

Naprężenie promieniowe sRP pochodzi zasadniczo od interferencji promieniowej pomiędzy powierzchniami uszczelniającymi 13, 23 i jest również naprężeniem ściskającym. Kąt ujemny powierzchni 16, 26 ograniczników odwrotnych wpływa na zwiększenie efektu interferencji promieniowej powierzchni uszczelniających na naprężenie promieniowe sRP.

Naprężenie obwodowe sCP pochodzi także zasadniczo od interferencji promieniowej pomiędzy powierzchniami uszczelniającymi 13, 23 które usiłuje zmniejszyć średnicę krawędzi obejmowanej tak że naprężenie obwodowe sCP jest także naprężeniem ściskającym, którego wielkość jest również zwiększona przez odwrotne położenie ograniczników 14, 24.

Jeżeli rozpatrzymy elementarny sześcian metalu 15, metalu 25, w obszarze pierścieniowym 24 oparcia obejmującego, ten sześcian 25 jest poddany działaniu zespołu trzech naprężeń podstawowych takich że:

- naprężenie osiowe s AB jest naprężeniem ściskającym (o znaku ujemnym);

- naprężenie promieniowe s RB pochodzi zasadniczo od wpływu interferencji promieniowej na oparcie uszczelniające obejmujące 23 (i dodatkowo odwrotnych powierzchni oporowych 26) jest naprężeniem rozciągającym (wartość dodatnia);

- naprężenie obwodowe s CB pochodzi także zasadniczo od interferencji promieniowej na powierzchni uszczelniającej obejmującej 23 i powierzchni oporowych odwrotnych 26 jest również naprężeniem rozciągającym (wartość dodatnia).

Otóż, według znanych teorii plastyczności materiałów, odkształcenie trwałe zaczyna się wówczas, gdy naprężenie równoważne, takie jak naprężenie Von Misesa, które jest funkcją różnic algebraicznych naprężenia, podstawowych wziętych po dwa, jest większe od granicy sprężystości materiału.

Naprężenie równoważne Von Misesa jest stosunkowo małe dla sześcianu elementarnego 15 w ograniczniku obejmowanym 14 ponieważ 3 naprężenia podstawowe s AP, s RP i s CP są tego samego znaku; są one natomiast stosunkowo duże dla sześcianu elementarnego 25 w obszarze pierścieniowym oparcia obejmującego 24 ponieważ dwa z naprężeń podstawowych (sRP i sCP) są dodatnie (rozciąganie) podczas gdy trzecie (sAB) ujemne (ściskanie).

Okazuje się, że przy skręcaniu połączenia gwintowanego, naprężenie równoważne w sześcianie elementarnym 25 oparcia obejmującego znacznie szybciej przekroczy granicę sprężystości materiału niż naprężenie równoważne w sześcianie elementarnym 15 ogranicznika obejmowanego 14.

Wynalazcy stwierdzili, że będzie korzystne lokalne zwiększenie granicy sprężystości metalu w obszarze pierścieniowym oparcia obejmującego 24, na przykład przez hartowanie indukcyjne lub przez śrutowanie ze wstępnym naprężeniem, albo zmniejszenie naprężenia równoważnego na poziomie obszaru pierścieniowego oparcia obejmującego 24 poddanego ściskaniu osiowemu zwiększając powierzchnię, na której działają te naprężenia.

Uwzględniając trudności z wykonaniem skutecznej obróbki termicznej lub mechanicznej we wnętrzu złączki, wynalazcy wybrali raczej zwiększenie przekroju oparcia obejmującego jak pokazano na Fig. 3, 4 lub 5.

Figury 3 i 4 różnią się od Fig. 2 tym, że obszar pierścieniowy 24 oparcia obejmującego ma powiększenie od strony wewnętrznej tak aby średnica wewnętrzna minimalna IDB powierzchni obwodowej wewnętrznej 27 była lokalnie mniejsza od średnicy wewnętrznej IDP powierzchni obwodowej wewnętrznej 17 krawędzi obejmowanej 18.

Powierzchnia obwodowa wewnętrzna 27 oparcia obejmującego jest powierzchnią cylindryczno-stożkową z pierwszą częścią stożkową 29 zwaną «przejściową» od strony powierzchni oporowej obejmującej 26 i drugą część cylindryczną 30 o średnicy IDB.

Powierzchnia stożkowa 29 jest współosiowa z elementem gwintowanym obejmującym, jej stożek wierzchołkowy jest równy 30 ° a jej średnica zmniejsza się przy oddalaniu od powierzchni 26 oporowej obejmującej. Średnica wewnętrzna powierzchni stożkowej 29 na swoim końcu B od strony powierzchni 26 oporowej obejmującej jest równa średnicy wewnętrznej IDP powierzchni obwodowej wePL 195 714 B1 wnętrznej 17 krawędzi obejmowanej aby możliwe było przejście elementu gwintowanego obejmowanego 11 w element gwintowany obejmujący 21 bez zmian średnicy wewnętrznej.

Kąt q jest mniejszy od 45° dla ograniczenia ryzyka turbulencji płynu przepływającego wewnątrz i ryzyka zaczepienia narzędzia opuszczanego w kolumnie rur. W dalszym ciągu zostanie pokazane dlaczego jest korzystne przyjęcie dolnego ograniczenia kąta q.

Powierzchnia stożkowa 29 tworzy w ten sposób stopniowe połączenie pomiędzy powierzchnią obwodową wewnętrzną 17 krawędzi obejmowanej i częścią cylindryczną 30 powierzchni obwodowej wewnętrznej 27 oparcia obejmującego.

Średnica IDB części cylindrycznej 30 powierzchni obwodowej wewnętrznej 27 oparcia obejmującego jest, oczywiście mniejsza od wartości IDP, jeżeli nie, nie byłoby wzmocnienia ogranicznika obejmującego 24.

Średnica IDB jest większa lub równa 0,9 IDP dla zachowania wystarczającego przekroju przejścia wewnątrz kolumny. Średnica IDB mniejsza od 0,9.IDP rzeczywiście umożliwiłaby wprowadzenie tylko małej liczby kolumn jednych rur w drugie, taka koncepcja kolumny byłaby szczególnie droga.

Wiedząc, że jest niezbędne zwiększenie obszaru pierścieniowego 24 oparcia obejmującego z tej strony średnica IDB, aby ogranicznik obejmujący 24 był tak wytrzymały jak ogranicznik obejmowany 14, wynalazcy stwierdzili, że stosunek R pomiędzy IDB i IDP powinien być zawarty pomiędzy

Vl,7 - 0,7S² i Vl,2 - 0,2S² i powinien korzystnie być równy -^1,3 - 0,3S² , S będąc równy stosunkowi ODA/IDP, gdzie ODA jest średnicą krawędzi zewnętrznej powierzchni oporowej 16; ta średnica jest tu równa średnicy przechodzącej przez punkt A znajdujący się w podstawie oparcia obejmującego 24.

Wartości R rzędu 0,95 do 0,98 są więc uzyskane uwzględniając wartości bieżące IDPi ODA.

Korzystnie średnica IDB jest większa od średnicy zwanej «przesuniętej» określonej przez API lub przez producentów rurowych połączeń gwintowanych dla rur o danych wymiarach, kontrola przesunięcia polega na przemieszczaniu głowicy o danej średnicy w rurach połączonych dla upewnienia się czy kolumna rur umożliwi opuszczenie narzędzi do danej średnicy bez ryzyka zablokowania tych narzędzi. Średnica wewnętrzna rur 10, 10', zwłaszcza na ich części bieżącej, powinna być z tego powodu większa od średnicy przesunięcia.

Wynalazcy stwierdzili ponadto, ze zgodnie z Fig. 3, niejest potrzebne aby powiększenie oparcia było wykonane na całej długości osiowej powierzchni obwodowej wewnętrznej 27.

Rzeczywiście stwierdzili oni, że obszarem najbardziej odkształconym obszaru pierścieniowego oparcia obejmującego 24 jest powierzchnia stożkowa 32 współosiowa z elementem gwintowanym obejmujący, przechodzącym przez punkt A podstawy oparcia obejmującego od strony powierzchni obejmującej 23, półkąt stożkowy równa w przybliżeniu 45° i średnicy zmniejszającej się w obszarze pierścieniowym oparcia obejmującego 24 w miarę oddalania się od powierzchni oporowej26.

Odkształcenia wzdłuż tej powierzchni stożkowej są odkształceniami ścinającymi i wynalazcy stwierdzili, że te naprężenia ścinające mogą być minimalizowane wykonując średnicę wewnętrzną IDB o minimalnym przekroju w D pomiędzy powierzchnią stożkową 32 zwaną maksymalnego ścinania i powierzchnią obwodową wewnętrzną27 oparcia obejmującego.

Jest zrozumiałe, że, jeżeli kąt q powierzchni stożkowej 29 jest mniejszy od 15°, jest możliwe, że stożek maksymalnego ścinania 32 przejmie powierzchnię obwodową wewnętrzną 27 w części stożkowej 29 gdzie średnica nie jest średnicą wewnętrzną minimalną IDB przy czym w konsekwencji część cylindryczna 30 o średnicy IDB jest koniecznie powiększona. Z tego punktu widzenia zalecany jest nawet kąt q rzędu 30° a nawet większy.

Jest więc korzystne, aby punkt C połączenia pomiędzy powierzchniami 29 i 30 znajdował się w przybliżeniu w połowie odległości osiowej pomiędzy punktami B i D.

Figura 5 przedstawia odmianę z Fig. 4,w której część przejściowa nie jest powierzchnią stożkową ale powierzchnią toroidalną 39 współosiową z elementem gwintowanym obejmującym.

Ta powierzchnia toroidalna39 wygląda w przekrojuwzdłużnym na Fig.5 jak łuk koła:

-o promieniu około 10 mm;

- którego środek jest skierowany w stronę materiału elementu gwintowanego obejmującego;

- przechodzący przez punkt B połączenia z powierzchnią obwodową wewnętrzną 17 krawędzi obejmowanej;

- którego styczna w B tworzy kąt 30° z osią XX elementów gwintowanych, a więc także z tworzącą powierzchni obwodowej wewnętrznej 17;

PL 195 714 B1

- styczna w C w części cylindrycznej 30 powierzchni obwodowej wewnętrznej 27 oparcia obejmującego.

Taka powierzchnia toroidalna tworzy także stopniowe połączenie pomiędzy powierzchnią obwodową wewnętrzną 17 i częścią cylindryczną 30 o średnicy wewnętrznej IDB aby kąt stycznej w B z osią XX był zawarty pomiędzy 15 i 45°.

Inne kształty stopniowego przejścia od części przejściowej powierzchni obwodowej wewnętrznej 27 oparcia obejmującego są możliwe, na przykład zespół dwóch sąsiednich powierzchni toroidalnych i stycznych ze sobą, o krzywiznach przeciwnych i stycznych jedna do powierzchni obwodowej wewnętrznej 17 w B a druga do powierzchni cylindrycznej 30 w C.

Bez wychodzenia z zakresu wynalazku, powierzchnie uszczelniające mogą nie być bezpośrednio przyległe do powierzchni oporowych 16, 26: ponadto Fig. 2 do 5 przedstawiają powierzchnie toroidalne połączone małym promieniem pomiędzy powierzchniami uszczelniającymi 13, 23 i odpowiednimi 16, 26. Inne typy powierzchni mogą zapewnić połączenie, bez wychodzenia z zakresu wynalazku, gdy interferencja promieniowa na poziomie powierzchni uszczelniającej wywołuje naprężenia promieniowe i obwodowe rozciągające w obszarze pierścieniowego oparcia obejmującego.

Wynalazek znajduje zastosowanie w licznych konfiguracjach połączeń gwintowanych, takich jak:

- połączenia gwintowane całkowite lub ze złączkami;

- połączenia gwintowane dla rur o małych lub dużych średnicach (na przykład rury produkcyjne lub osłonowe);

- połączenia z parą zewnętrznych ograniczników (ogranicznik obejmujący jest na wolnym końcu elementu gwintowanego obejmującego) lub z wieloma ogranicznikami;

- połączenia gwintowane z powierzchniami uszczelniającymi stożkowymi jak i nie stożkowymi, na przykład toroidalnymi na dwóch elementach gwintowanych lub także toroidalnym na jednym elemencie gwintowanym i stożkowym na elemencie przeciwnym;

- połączenia gwintowane z powierzchniami ograniczającymi prostymi (płaskimi) lub z kątem ujemnym;

w przypadku ograniczników zwanych odwrotnymi lub z kątem ujemnym, jest jednakże korzystne w tym ostatnim przypadku, aby kąt ogranicznika mierzony w stosunku do normalnej do osi XX elementów gwintowanych był mniejszy lub równy 20° a korzystniej zawarty pomiędzy 5 i 10°;

- połączenia gwintowane z gwintami stożkowymi lub cylindrycznymi, jedno lub wielostopniowymi;

- połączenia gwintowane z gwintami o różnych kształtach takich jak, na przykład, gwinty trójkątne, okrągłe lub trapezoidalne;

- połączenia gwintowane z gwintami o zmiennej wielkości.

Przykłady wykonania

P r zyk ł a d 1

Wykonano próby wkręcenia-wykręcania na 2 seriach połączeń gwintowanych typu VAM TOP ® według katalogu VAM ® nr 940 wydanego w lipcu 1994 przez Vallourec Oil & Gas.

• średnica zewnętrzna rur: 177,8 mm (7) • grubość rur : 10,36 mm (29lb/ft) • średnica zewnętrzna na końcu obejmowanym (ODA):170,8 mm • średnica wewnętrzna krawędzi obejmowanej (IDP) : 161, 3 mm • średnica przesunięta 153,90 mm (6,059) • rury typu API L80 (granica sprężystości większa lub równa 552 MPa).

Seria P standardowa jest zgodna z Fig. 2 i ma średnicę wewnętrzną obejmującą IDB obszaru oparcia obejmującego równą średnicy wewnętrznej obejmowanej IDP.

Seria Q została zmodyfikowana według wynalazku i odpowiada układowi z Fig. 5:

wzmocnienie ogranicznika obejmującego w tej serii Q jest realizowane przez średnicę IDB części cylindrycznej 30 równą 156,2 mm to jest większą od średnicy przesunięcia; część cylindryczna 30 jest poprzedzona przez część toroidalną 39 o promieniu 10 mm tak, aby punkt D przecięcia stożka 32 maksymalnego ścinania z powierzchnią obwodową wewnętrzną obejmującą 27 był na poziomie części cylindrycznej 30 o średnicy IDB.

Stosunek R = IDB / IDBP jest równy 0,97 dla serii Q i jest zawarty w przedziale (0,96-0,99) określonym przez zastrzeżenie 3 uwzględniając wartość de ODA.

Claims

Podczas tych prób wkręcania-wykręcania, rejestrowano moment wkręcania w funkcji liczby obrotów wkręcenia, zwiększając stopniowo poziom maksymalnego momentu w każdej próbie wkręcenia w jednym cyklu tej samej serii aż do osiągnięcia plastyfikacji ograniczników.

We wszystkich próbach wkręcania-wykręcania, gwinty, powierzchnie uszczelniające i powierzchnie oporowe były wcześniej pokryte smarem typu API 5A2.

Figura 6 przedstawia krzywą momentu wkręcania T w funkcji liczby obrotów N dla ostatniej próby wkręcenia połączenia gwintowanego serii Q.

Na tym wykresie, moment za punktem E raptownie się podnosi prawie prostopadle (moment TE) co oznacza dociśnięcie ograniczników. To raptowne podnoszenie zachodzi w sposób w przybliżeniu liniowy aż do punktu F (moment TF).

Ponad punktem F (część nieliniowa krzywej) zaczyna się zgniatanie plastycznego co najmniej jednego ogranicznika.

Wartość Topt odpowiada wartości zalecanej momentu wkręcania; ta wartość jest położona pomiędzy wartościami Te iTp.

T a b e l a 1 : Wyniki pomiarów momentu wkręcenia Moment Seria P (N.m) Seria Q (N.m) Te 3300 8100 ^Topt 12740 Tf 21200 36600 Tf-Te 17900 28500

Stwierdzono na podstawie wartości podanych w tabeli 1że wartość (TF -TE), która mierzy część momentu wkręcenia przyjęta przez ograniczniki jest znacznie zwiększona (+ 60%) w przypadku połączeń gwintowanych według wynalazku, seria Q w stosunku do połączeń gwintowanych P ze stanu techniki.

P r z y k ł a d II

Próby z dwoma wymiarami A i B połączenia gwintowanego typu VAM ACE typu

L80 według katalogu VAM ® określonego w pierwszym przykładzie. Charakterystyki badanych próbek zestawiono w tabeli 2.

T ab e l a 2: Badane Próbki Próbka Typ A B Korpus rury Średn. zewnętrzna 244,48 mm (95/8) 88,90 mm (3 1/2) Grubość 13,84 mm (53,5lb/ft) 6,45 mm Długość 800 mm 800 mm Krawędź obejm. Średn. wewn. (IDp) 220,09 mm 77,96 mm Średn. zewn. końca (ODa) 235,37 83,88 Złączka Średnica zewnętrzna 266,24 mm 98,80 mm Średn. wewn. IDb 219,79 mm 77,66 mm Długość 340 mm 215 mm Średnica przesunięcia 212,83 mm (8,379) 72,82 mm (2,867) Materiał Rura bez szwu ze stali węglowej o granicy sprężystości >: 552 Mpa Zalecany moment wkręcania (Topt) (*) 21575 N. m 3825 N. m (*) ze smarem typu API 5A2

PL 195 714 B1

Tabela 3 grupuje mierzone średnice wewnętrzne przed i po wkręceniu przy momencie Topt. Sprawdzono, że średnica wewnętrzna IDB jest zawsze większa od średnicy przesunięcia (patrz tabela 2) zarówno dla połączeń gwintowanych standardowych (A3, B3) jak i dla zmodyfikowanych według wynalazku (A1, A2, B1, B2).

T ab e l a 3: Wyniki pomiarów średnic wewnętrzn.

Próbk. Nr Średnica wewnętrzna obejmowana IDp Średnica wewnętrz. Obejmująca IDb (mm) Stosunek R (=IDe/IDp) Kąt nachylenia stożka (*) Klasyf.

Przed wkręc. Po wkręc. Przed wkręc. Po wkręc. Przed wkręc. Po wkręc.

A1 220,09 219,56 213,89 214,08 0,972 0,975 35° Wynalazek A2 10° Przykład porówn.

A3 219,58 219,79 220,00 0,999 B1.002 Stan techniki B1 77,96 77,67 73,66 73,83 0,945 0,951 35° Wynalazek B2 10° Przykład porówn.

B3 77,68 77,66 77,84 0,996 1,002 Stan techniki (*) (oznaczenie 29 z. fig. 4)

a) tabela 4 przedstawia wyniki pomiarów nadmiernego wkręcanie aż do plastyfikacji, gwinty, powierzchnie uszczelniające i powierzchnie oporowe były pokryte smarem typu API 5A2.

T ab el a 4: Wyniki prób nadmiernego wkręcania Próbka Nr Próby nadmiernego wkręcania Moment Tp przy plastyfikacji (N.m) Obserwacja wzrokowa ogranicznik/oparcie A1 96079 ani odkształcenia trwałego ani zatarcia A2 71905 odkształcenie trwałe ogranicznika obejmującego A3 68317 odkształcenie trwałe ogranicznika obejmującego i końca obejmowanego (punkt A) B1 8414 zatarcie bez odkształcenia trwałego ogranicznika obejmującego B2 6100 odkształcenie trwałe ogranicznika obejmującego B3 4952 odkształcenie trwałe ogranicznika obejmującego

Wyniki nadmiernego wkręcania są zestawione w porządku malejącym zwłaszcza w stosunku do kryterium momentu TF i aspektu wizualnego ograniczników i oparć:

1. ogranicznik obejmujący wzmocniony z pochyleniem stożkowym o kącie 35° (próbki A1, B1);
2. ogranicznik obejmujący wzmocniony z pochyleniem stożkowym o kącie 10° (próbki A2, B2);
3. ogranicznik obejmujący standardowy (próbki A3, B3).

Wartość de TF jest w przypadku A1 i B1 o 40 do 70% większa od wartości dla połączenia gwintowanego standardowego; jest ona o 5 do 23% większa od wartości dla połączenia gwintowanego standardowego w przypadku A2 i B2.

Najlepsze wyniki połączeń gwintowanych z nachyleniem stożkowym 35° w stosunku do wyników z nachyleniem stożkowym 10° mogą być wyjaśnione przez uwzględnienie położenia punktów C i DzFig. 4.

W przypadku połączeń gwintowanych A1 i B1, punkt D z Fig. 4 jest położony poza punktem C w stosunku do punktu B, więc w obszarze o średnicy stałej i minimalnej IDB, podczas gdy nie jest tak w przypadku połączeń gwintowanych A2 i B2: patrz tabela 5:

PL 195 714 B1

T a b e l a 5 : Względne położenie punktów C i D.

Próbka Kąt skosu Odległość osiowa BC/BD IDo/ldp (*) IDs/IDp BC (mm) BD (mm) A1 35° 4,4 12,8 0,4 0,972 0,972 A2 10° 17,6 11,8 1,5 0,981 0,972 B1 35° 3,1 5,9 0,5 0,945 0,945 B2 10° 12,2 4,6 2,7 0,979 0,945 (*) IDD = średnica wewnętrzna w punkcie D

W przypadku próbek A i B1, punkt C znajduje się w przybliżeniu w połowie odległości osiowej pomiędzy punktami B i D.

b) Próby skręcania pod ciśnieniem wewnętrznym.

Połączenia gwintowane podobne do serii A i B były wstępnie skręcone przy zalecanym momencie wkręcania (Topt) z tabeli 2.

Te połączenia gwintowane były następnie poddane połączonym obciążeniom, które miały symulować opuszczanie przy obracaniu połączonych rurw szybie, przykładając jednocześnie:

a) ciśnienie wewnętrzne 43,7 MPa dla próbek A1do A3 i 56,0 MPa dla próbek B1 do B3, taki poziom ciśnienia powoduje naprężenie w korpusie rur równe 80% minimalnej określonej granicy sprężystości (552 MPa według tabeli 2);

b) zmienny moment skręcający.

Tabel a 6: Wyniki prób skręcania pod ciśnieniem wewnętrznym.

Próbka nr Wartość momentu rozszczelnienia Ti A1 93182 A2 76068 A3 71406 B1 11807 B2 8816 B3 8149

Tabela 6 podaje wartości momentu TL od którego połączenia zaczynają przeciekać.

Stwierdzono, że maksymalny moment skręcający przed rozszczelnieniem TI jest nieco większy (mniej niż 10%) dla ograniczników wzmocnionych nachyleniem 10° (próbki A2, B2) w stosunku do odniesienia ze stanu techniki (próbki A3, B3); wzrosło natomiast o 30 do 45% dla ograniczników wzmocnionych nachyleniem 35° (próbki A1, B1).

c) próby cykli wkręcania-wykręcania.

Próbka A1 była poddana 10 kolejnym cyklom wkręcania-wykręcania przy momencie wkręcania równym 1,5 krotnej wartości momentu wkręcania zalecanego w tabeli 2. Żaden problem nie wystąpił podczas rejestracji momentu wkręcania-wykręcania i próbki nie wykazywały przy obserwacji wzrokowej żadnych anomalii po tych 10 cyklach wkręcania-wykręcania.

Zastrzeżenia patentowe

1. Połączenie gwintowane rurowe zawierające element gwintowany obejmowany (11) na końcu pierwszego członu rurowego (10) i element gwintowany obejmujący (21) na końcu drugiego członu rurowego (20), element gwintowany obejmowany zawiera gwint obejmowany (12) i kończy się krawędzią obejmowaną (18) która zawiera, po pierwsze powierzchnię obwodową zewnętrzną na której jest utworzona powierzchnia uszczelniająca obejmowana (13), po drugie powierzchnię pierścieniową (16)

PL 195 714 B1 oporową obejmowaną (14), o orientacji w przybliżeniu poprzecznej, przylegającą i połączoną z tą powierzchnią uszczelniającą obejmowaną i utworzoną przez powierzchnię czołową wolnego końca elementu gwintowanego obejmowanego, i po trzecie powierzchnię obwodową wewnętrzną (17), element gwintowany obejmujący zawierający dla współpracy z odpowiednimi elementami elementu gwintowanego obejmowanego gwint obejmujący (22), powierzchnia obwodowa wewnętrzna na której jest utworzona powierzchnia uszczelniająca obejmująca (23) i oparcie obejmujące z jednej strony mające powierzchnię pierścieniową (26) oporową obejmującą o orientacji w przybliżeniu poprzecznej, przylegającą i połączoną z tą powierzchnią uszczelniającą obejmującą i z drugiej strony wyznaczającą obszar pierścieniowy oparcia obejmującego (24), który jest poddany działaniu sił osiowych ściskających gdy powierzchnia oporowa obejmowana (16) opiera się o powierzchnię oporową obejmującą (26), gwint obejmowany jest wkręcony w gwint obejmujący tak daleko, aż powierzchnia oporowa obejmowana oprze się o powierzchnię oporową obejmującą, powierzchnia uszczelniająca obejmowana interferuje więc promieniowo z powierzchnią uszczelniającą obejmującą, znamienne tym, że obszar pierścieniowy oparcia obejmującego (24) ma powierzchnię obwodową wewnętrzną (27), której średnica wewnętrzna jest co najmniej lokalnie bliska powierzchni oporowej obejmującej (26) mniejszej (IDB) niż średnica (IDP) powierzchni obwodowej wewnętrznej (17) krawędzi obejmowanej (18), stosunek R tych dwóch średnic (IDB /IDP) jest mniejszy od 1ale większy lub równy 0,9.

2. Rurowe połączenie gwintowane według zastrz. 1, znamienne tym, że stosunek R spełnia zależność:

1,7 - 0,7S £ R £ -J1,2 - 0,2S² , w której S jest równe stosunkowi pomiędzy średnicą (ODA) krawędzi zewnętrznej powierzchni oporowej obejmowanych (16) i średnicą wewnętrzną (IDP) krawędzi obejmowanej (18).

3. Rurowe połączenie gwintowane według zastrz. 2, znamienne tym, że stosunek R jest w przybliżeniu równyy 1,3 - 0,3S
4. Rurowe połączenie gwintowane według jednego z zastrz. 1 do 3, znamienne tym, że powierzchnia obwodowa wewnętrzna (27) oparcia obejmującego ma średnicę minimalną(IDB) w punkcie (D) gdzie ta powierzchnia obwodowa wewnętrzna (27) przejmuje powierzchnię stożka maksymalnego ścinania(32)współosiowąz elementem gwintowanym obejmującym, półkąt stożkowy 45°, której średnica zmniejszasięwobszarzeoparciaobejmującym(24) w miarę jak oddala się od powierzchni oporowej obejmującej (26) i która przechodzi przez krawędź zewnętrzną (A) powierzchni oporowej obejmującej(26).
5. Rurowe połączenie gwintowane wedługjednego z zastrz. 1 do 4, znamienne tym,żeśrednica powierzchni obwodowej wewnętrznej (27) oparcia obejmującego na swoim końcu (B) od strony powierzchni oporowej obejmującej (26) jest w przybliżeniu równa średnicy wewnętrznej (IDP) powierzchni obwodowej wewnętrznej (17) krawędzi obejmowanej (18).
6. Rurowe połączenie gwintowane według zastrz. 5, znamienne tym, że powierzchnia obwodowa wewnętrzna (27) oparcia obejmującego ma pierwszą część zwaną przejściową (29, 39), której średnica wewnętrzna zmniejsza się stopniowo od powierzchni oporowej obejmującej (26) i drugą część (30), cylindryczną o minimalnej średnicy wewnętrznej (IDB).
7. Rurowe połączenie gwintowane według zastrz. 4 albo 6 wziętych łącznie, znamienne tym, że części przejściowa (29, 39) i cylindryczna (30) powierzchni obwodowej wewnętrznej (27) oparcia obejmującego łączą się w punkcie (C) zwanym łączącym, który znajduje się w przybliżeniu w połowie odległości osiowej pomiędzy końcem (B) części przejściowej od strony powierzchni oporowej obejmującej (26) i punkt przecięcia (D) powierzchni obwodowej wewnętrznej (27) oparcia obejmującego z powierzchnią stożkową maksymalnego ścinania(32).
8. Rurowe połączenie gwintowane według zastrz. 6 albo 7, znamienne tym, że część przejściowa powierzchni obwodowej wewnętrznej (27) oparcia obejmującego zawiera powierzchnię stożkową (29) współosiową do elementu gwintowanego obejmującego, o półkącie stożkowym zawartym pomiędzy15°i45°.
9. Rurowe połączenie gwintowane według zastrz. 6 albo 7, znamienne tym, że część przejściowa powierzchni obwodowej wewnętrznej (27) oparcia obejmującego zawiera powierzchnię stożkową (29) współosiową do elementu gwintowanego obejmującego, o półkącie stożkowym zawartym pomiędzy15°i45°.

PL 195 714 B1
10. Rurowe połączenie gwintowane według zastrz. 6 albo 7, znamienne tym, że część przejściowa powierzchni obwodowej wewnętrznej (27) oparcia obejmującego zawiera co najmniej jedną powierzchnię toroidalną (39) współosiową z elementem gwintowanym obejmującym.
11. Rurowe połączenie gwintowane według zastrz. 10, znamienne tym, że część przejściowa powierzchni obwodowej wewnętrznej (27) oparcia obejmującego zawiera powierzchnię toroidalną (39), której styczna na swoim końcu od strony powierzchni oporowej obejmującej (26) tworzy kąt zawarty pomiędzy 15° i 45° z osią (XX) połączenia gwintowanego.
12. Rurowe połączenie gwintowane według zastrz. 10 albo 11, znamienne tym, że część przejściowa powierzchni obwodowej wewnętrznej (27) oparcia obejmującego zawiera powierzchnię toroidalną (39) styczną na swoim końcu przeciwnym do powierzchni oporowej obejmującej (26) do części cylindrycznej (30) powierzchni obwodowej wewnętrznej (27) oparcia obejmującego.
13. Rurowe połączenie gwintowane według jednego z zastrz. 1 do 12, znamienne tym, że powierzchnie oporowe obejmowana i obejmująca (16, 26) tworzą ograniczniki odwrotne o kącie ujemnym, który mierzony w stosunku do osi (XX) elementów gwintowanych jest mniejszy lub równy 20°.