RU156817U1

RU156817U1 - DRILL PIPE JOINT

Info

Publication number: RU156817U1
Application number: RU2015110757/15U
Authority: RU
Inventors: Сергей Наумович Долгих
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Пермская компания нефтяного машиностроения"
Priority date: 2015-03-25
Filing date: 2015-03-25
Publication date: 2015-11-20

Abstract

1. Соединение бурильных труб, содержащее резьбовые поверхности с азотированным слоем, отличающееся тем, что впадины резьбы упрочнены поверхностно-пластическим деформированием.2. Соединение по п. 1, отличающееся тем, что на упрочненную поверхность впадин нанесен азотированный слой, при этом глубина деформированного слоя впадин больше глубины азотированного.1. The connection of the drill pipe containing threaded surfaces with a nitrided layer, characterized in that the hollows of the thread are hardened by surface plastic deformation. 2. The compound according to claim 1, characterized in that a nitrided layer is deposited on the hardened surface of the depressions, while the depth of the deformed layer of depressions is greater than the depth of the nitrided one.

Description

Изобретение относится к соединениям труб и может быть использовано при нефтедобыче, для соединения бурильных труб при монтаже-демонтаже их в колонну.The invention relates to pipe connections and can be used in oil production, for connecting drill pipes during installation, dismantling them into a string.

Известно соединение бурильных труб, (свидетельство на полезную модель RU 10823, МПК⁶ F16L 15/08, опубл. 1999 г.), содержащее резьбовые поверхности с износостойким покрытием.It is known the connection of drill pipes, (certificate for utility model RU 10823, IPC ⁶ F16L 15/08, publ. 1999), containing threaded surfaces with a wear-resistant coating.

Недостатком такого соединения является низкая эксплуатационная надежность и долговечность. Это объясняется тем, что износостойкий слой не обеспечивает требуемую прочность, так как в зоне впадин резьбы возникают трещины, приводящие к обрыву в этой зоне при эксплуатации.The disadvantage of this connection is the low operational reliability and durability. This is because the wear-resistant layer does not provide the required strength, since cracks occur in the region of the troughs of the thread, leading to a break in this zone during operation.

Наиболее близким к заявляемому и принятым в качестве прототипа является соединение насосно-компрессорных или бурильных труб (патент RU 2168102, МПК⁷ F16L 15/08, опубл. 2001 г.), содержащее резьбовые поверхности, выполненные с приданием им дополнительной износостойкости посредством или термической, или химико-термической обработки, или посредством нанесения износостойкого покрытия, или посредством поверхностного деформирования металла.Closest to the claimed and adopted as a prototype is the connection of tubing or drill pipe (patent RU 2168102, IPC ⁷ F16L 15/08, publ. 2001), containing threaded surfaces made to give them additional wear resistance by means of or thermal, or chemical-thermal treatment, or by applying a wear-resistant coating, or by surface deformation of a metal.

Однако, такое соединение имеет также низкую эксплуатационную надежность и долговечность. Это объясняется тем, что поверхности с износостойким слоем (при термической, или химико-термической обработке, или при нанесения износостойкого покрытия) имеют недостаточную прочность (в зоне впадин резьбы возникают трещины, приводящие к обрыву при эксплуатации), а боковые поверхности резьбы, испытывающие трение при эксплуатации, обработанные поверхностным деформированием имеют недостаточную износостойкость.However, such a connection also has low operational reliability and durability. This is explained by the fact that surfaces with a wear-resistant layer (during heat or chemical-thermal treatment, or when a wear-resistant coating is applied) have insufficient strength (cracks appear in the area of the troughs of the thread, leading to a break in operation), and the side surfaces of the thread experiencing friction during operation, surface deformation treated have insufficient wear resistance.

Задачей заявляемой полезной модели является повышение эксплуатационной надежности и долговечности за счет придания резьбовым поверхностям, как износостойкости, так и прочности.The objective of the claimed utility model is to increase operational reliability and durability by giving threaded surfaces both wear resistance and strength.

Поставленная задача решается усовершенствованием соединения бурильных труб, содержащего резьбовые поверхности с азотированным слоем. Это усовершенствование заключается в том, что впадины резьбы упрочнены поверхностно-пластическим деформированием.The problem is solved by improving the connection of drill pipes containing threaded surfaces with a nitrided layer. This improvement lies in the fact that the troughs of the thread are hardened by surface plastic deformation.

Выполнение впадин резьбы упрочненными поверхностно-пластическим деформированием позволяет в материале впадин создать сжимающие напряжения, обеспечивающие требуемую прочность при эксплуатации, при этом азотированные боковые поверхности обеспечивают требуемую износостойкость.The execution of the troughs of the thread by hardened surface-plastic deformation allows creating compressive stresses in the material of the troughs, which provide the required strength during operation, while the nitrided side surfaces provide the required wear resistance.

Кроме того на упрочненную поверхность впадин может быть нанесен азотированный слой, при этом глубина деформированного слоя впадин больше глубины азотированного, что позволяет придать износостойкость поверхности впадин и сохранить упрочненный деформированный слой после азотирования для исключения появления трещин во впадине резьбы.In addition, a nitrided layer can be applied to the hardened surface of the depressions, while the depth of the deformed layer of the depressions is greater than the depth of the nitrided one, which makes it possible to impart wear resistance to the surface of the depressions and maintain the reinforced deformed layer after nitriding to prevent cracks in the thread depression.

Полезная модель поясняется чертежом, на котором изображено заявляемое соединение, для ясности чтения чертежа деформированный и азотированный слои показаны условно.The utility model is illustrated by the drawing, which shows the claimed connection, for clarity of reading of the drawing, the deformed and nitrided layers are shown conventionally.

Соединение бурильных труб, содержит резьбовые поверхности 1 с азотированным слоем 2. Впадины 3 резьбы упрочнены поверхностно-пластическим деформированием. В приведенном варианте на упрочненную поверхность впадин 3 нанесен азотированный слой 2, при этом глубина Н деформированного слоя 4 впадин 3 больше глубины h азотированного 2.The connection of the drill pipe contains threaded surfaces 1 with a nitrided layer 2. The hollows 3 of the thread are hardened by surface plastic deformation. In the above embodiment, a nitrided layer 2 is applied to the hardened surface of the depressions 3, while the depth H of the deformed layer 4 of the depressions 3 is greater than the depth h of nitrided 2.

При упрочнении резьбы в деформированном слое 4 создают сжимающие напряжения в зоне впадины 3, которая при эксплуатации испытывает растягивающие и изгибающие нагрузки, что обеспечивает требуемую прочность при эксплуатации соединения. Азотированный слой 2 на боковых поверхностях, работающих на трение, обеспечивает требуемую износостойкость. В варианте, при котором на упрочненную поверхность впадин 3 нанесен азотированный слой 2, за счет того, что глубина Н деформированного слоя 4 впадин 3 больше глубины h азотированного 2, поверхности впадин придается износостойкость и сохраняются созданные при деформировании сжимающие напряжения, что исключает появление трещин во впадине резьбы при циклических нагрузках.When hardening the threads in the deformed layer 4 create compressive stresses in the zone of the cavity 3, which during operation experiences tensile and bending loads, which provides the required strength during operation of the connection. The nitrided layer 2 on the side surfaces working on friction, provides the required wear resistance. In an embodiment in which a nitrided layer 2 is deposited on the hardened surface of the depressions 3, due to the fact that the depth H of the deformed layer 4 of depressions 3 is greater than the depth h of nitrided 2, the surface of the depressions is wear-resistant and compressive stresses created during deformation are preserved, which eliminates the appearance of cracks in thread cavity under cyclic loads.

Изготовлены и опробованы соединения бурильных труб с резьбами 3-86, 3-102, 3-122 и др. При поверхностно-пластическом деформировании впадины создали упрочненный слой толщиной Н от 0,6-0,9 мм, После чего азотировали всю резьбу на глубину h=0,08-0,12 ммConnections of drill pipes with threads 3-86, 3-102, 3-122 and others were made and tested. During surface-plastic deformation of the depressions, a hardened layer with a thickness of H from 0.6-0.9 mm was created, after which the entire thread was nitrided to a depth h = 0.08-0.12 mm

Усталостная прочность увеличилась в 3-3,2 раза, а количество свинчиваний-развинчиваний в 2-2,5 раза.Fatigue strength increased by 3-3.2 times, and the number of screwing-unscrewing by 2-2.5 times.

Таким образом, использование предлагаемой полезной модели позволяет повысит эксплуатационную надежность и долговечность соединения за счет придания резьбовым поверхностям, как износостойкости, так и прочности.Thus, the use of the proposed utility model allows to increase the operational reliability and durability of the connection by imparting threaded surfaces both wear resistance and strength.

Claims

1. The connection of the drill pipe containing threaded surfaces with a nitrided layer, characterized in that the hollows of the thread are hardened by surface plastic deformation.

2. The compound according to claim 1, characterized in that a nitrided layer is deposited on the hardened surface of the depressions, while the depth of the deformed layer of the depressions is greater than the depth of the nitrided one.