RU166700U1 - Высокогерметичное резьбовое соединение обсадных труб - Google Patents

Высокогерметичное резьбовое соединение обсадных труб Download PDF

Info

Publication number
RU166700U1
RU166700U1 RU2016118674/03U RU2016118674U RU166700U1 RU 166700 U1 RU166700 U1 RU 166700U1 RU 2016118674/03 U RU2016118674/03 U RU 2016118674/03U RU 2016118674 U RU2016118674 U RU 2016118674U RU 166700 U1 RU166700 U1 RU 166700U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
conical
threaded
pipe
seal
casing
Prior art date
Application number
RU2016118674/03U
Other languages
English (en)
Inventor
Артем Михайлович Лебедев
Эльвир Анисович Шарафетдинов
Лябип Накипович Мурзаханов
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "ТАТПРОМ-ХОЛДИНГ"
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 Общество с ограниченной ответственностью "ТАТПРОМ-ХОЛДИНГ" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "ТАТПРОМ-ХОЛДИНГ"
Priority to RU2016118674/03U priority Critical patent/RU166700U1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU166700U1 publication Critical patent/RU166700U1/ru

Links

Images

Classifications

    • 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
    • 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
    • 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

Landscapes

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

Abstract

1. Высокогерметичное резьбовое соединение обсадных труб, включающее трубу стальную сварную или цельнотянутую обсадную трубу и оригинальную муфту, соединяемые друг с другом посредствам резьбового конического соединения, выполненного соответственно на внешней поверхности концевых участков обсадных труб и на внутренней поверхности муфт, при этом высокая герметичность достигается за счет наличия в конструкции конических уплотнений трубной части поверхности и муфтовой части поверхности, выполненных соответственно на внешней поверхности концевых участков обсадных труб и на внутренней поверхности муфт и торцовых клиновых уплотнений трубной части поверхности и муфтовой части поверхности, выполненных на торцах труб и ответной поверхности муфт, отличающееся тем, что резьбовые конические соединения и конические уплотнения выполнены с углом конуса 3°35′ (конусностью 1:16).2. Высокогерметичное резьбовое соединение обсадных труб по п. 1, отличающееся тем, что в полости муфты на участке перехода от резьбового конического соединения к поверхности конического уплотнения выполнена камера гидрозатвора, заполненная уплотнительной смазкой.3. Высокогерметичное резьбовое соединение обсадных труб по п. 1, отличающееся тем, что на трубной части поверхности конического уплотнения выполнены канавки лабиринтного уплотнения.4. Высокогерметичное резьбовое соединение обсадных труб по п. 1, отличающееся тем, что контактные поверхности резьбового конического соединения, конического уплотнения и торцового клинового уплотнений муфты и трубы покрываются гальваническим покрытием с противозадирными и уплотняющими свойствами.5.

Description

1. Область техники.
Заявляемая полезная модель - высокогерметичное резьбовое соединение обсадных труб относится к области строительства нефтяных и газовых скважин и может быть использовано в обсадных, насосно-компрессорных и других трубах технологического назначения с высокогерметичными резьбовыми соединениями.
2. Уровень техники.
Известно высокогерметичное износостойкое резьбовое соединение, содержащее сопрягаемые наружный и внутренний элементы с резьбовыми коническими участками и герметизирующий узел, выполненный в виде сопрягаемых конических радиальных и торцевых поверхностей внутреннего и наружного элементов, отличающееся тем, что коническая резьба элементов имеет в сечении профиль неравнобокой трапеции с рабочим углом при вершине 13°, сопрягаемые конические торцевые поверхности выполнены под углом 15° к нормали оси резьбы, а на наружной уплотнительной поверхности внутреннего элемента с конусностью 1:10 выполнена одна или несколько разгрузочных кольцевых проточек (патент на полезную модель RU 129186).
Также известно герметичное резьбовое соединение нефтепромысловых труб, включающее охватываемую и охватывающую трубы с коническими резьбами и коническими опорными поверхностями, первые контактирующие между собой из которых выполнены соответственно на внешней поверхности торцевого участка охватываемой трубы в виде конической поверхности с конусностью в сторону оси этой трубы и на внутренней поверхности охватывающей трубы на участке между конической резьбой и телом трубы, а вторые контактирующие поверхности выполнены соответственно на охватываемой трубе в виде конической торцевой поверхности с углом конусности в направлении конической резьбы на этой трубе и ответной торцевой конической поверхности на охватывающей трубе, выполненной на участке перехода первой конической поверхности этой трубы к ее телу, (патент FR 2798716).
Также известно герметичное резьбовое соединение нефтепромысловых труб, включающее охватываемую и охватывающую трубы с коническими резьбами и коническими опорными поверхностями, первые контактирующие между собой из которых выполнены соответственно на внешней поверхности торцевого участка охватываемой трубы в виде конической поверхности с конусностью в сторону оси этой трубы и на внутренней поверхности охватывающей трубы на участке между конической резьбой и телом трубы, а вторые контактирующие поверхности выполнены соответственно на охватываемой трубе в виде конической торцевой поверхности с углом конусности в направлении конической резьбы на этой трубе и ответной торцевой конической поверхности на охватывающей трубе, выполненной на участке перехода первой конической поверхности этой трубы к ее телу, отличающееся тем, что конические резьбы выполнены с конусностью 1:16, конические опорные поверхности на внешней поверхности торцевого участка охватываемой трубы и на внутренней поверхности охватывающей трубы выполнены с конусностью 1:10 в сторону оси этой трубы, конические торцевые поверхности выполнены с углом конусности 15° в направлении конической резьбы на соответствующей трубе, при этом на охватывающей трубе на участке перехода конической резьбы к телу трубы выполнена окружная канавка для выдавливания масла, а коническая резьба типа Баттресс с углом профиля 13° выполнена с витками в сечении, имеющими вид неравномерной трапеции с опорной гранью витка, расположенной под увеличенным углом к направлению действия нагрузки (патент на изобретение RU 2297512).
Данное техническое решение является наиболее близким аналогом заявляемой полезной модели, однако, оно имеет недостаточную эксплуатационную надежность по причинам:
- низкой герметичности соединения из-за возможности неодновременного уплотнения двух конусов по причине разницы в углах расположения уплотнительных поверхностей резьбовой части и гладкой части - 3,5 град (конусность 1:16 резьбовой части) и 5,7 град. (конусность 1:10 гладкой части);
- низкой герметичности гладкого конического уплотнения при работе в искривленных и наклонных скважинах по причине значительной длины уплотнительного конуса и возможности появления негерметичности при изгибах трубы на искривленных участках скважины;
- низкой стойкости к задирам конических и резьбовых поверхностей при сборке соединения, низком рабочем ресурсе соединения из-за применения неполированных радиальных и торцовых поверхностей и отсутствия гальванического покрытия на контактных поверхностях;
- низкой герметичности соединения по причине применения масла вместо специальных герметизирующих графитонаполненных смазок для покрытия резьбовых поверхностей;
- перетока утечек жидкости из конической части в резьбовую по причине отсутствия гидрозатвора.
Заявляемая полезная модель позволит повысить эксплуатационную надежность соединения путем:
- повышения герметичности соединения посредством обеспечения одновременного уплотнения двух уплотнительных конусов за счет равных углов расположения уплотнительных поверхностей резьбовой конической части и гладкой конической части - 3°35′ град (конусность 1:16 резьбовой части и конической);
- повышения герметичности конического уплотнения при работе в искривленных и наклонных скважинах за счет применения уплотнительного конуса с системой канавок лабиринтного уплотнения;
- увеличения стойкости к задирам конических и резьбовых поверхностей при сборке соединения, повышения рабочего ресурса соединения за счет применения полированных радиальных и торцовых поверхностей и нанесения противозадирного гальванического покрытия на контактные поверхности;
- повышения герметичности соединения за счет применения специальных герметизирующих графитонаполненных смазок для покрытия резьбовых поверхностей и поверхностей конических уплотнений перед сборкой соединения;
- повышения герметичности соединения, достигаемой путем исключения перетока утечек жидкости из конической части в резьбовую часть за счет наличия в конструкции соединения камеры гидрозатвора.
Для чего конструкция высокогерметичного резьбового соединения обсадных труб имеет следующие особенности:
1. Конструкция обеспечивает одновременное уплотнение двух конических уплотнений за счет равных углов расположения уплотнительных поверхностей резьбовой части и конической части - 3°35′ (конусность 1:16 резьбовой части и конической);
2. Наличие конического уплотнения с системой канавок лабиринтного уплотнения;
3. Наличие противозадирного гальванического покрытия на контактных конических и резьбовых поверхностях;
4. Применение специальных герметизирующих графитосодержащих смазок для покрытия резьбовых поверхностей и поверхностей конических уплотнений.
5. Наличие в конструкции соединения камеры гидрозатвора;
3. Раскрытие сущности полезной модели.
В процессе свинчивания обсадной трубы и муфты по резьбовому коническому соединению происходит продвижение поверхности конического уплотнения муфты вдоль ответной поверхности конического уплотнения трубы до контакта поверхностей торцового клинового уплотнения.
За счет упругих диаметральных деформаций поверхностей конических уплотнений обсадной трубы и муфты создаются уплотнительные узлы "металл-металл" конического уплотнения.
Одновременно при относительном осевом перемещении муфты относительно обсадной трубы осуществляется силовое контактирование поверхностей торцевых клиновых уплотнений обсадной трубы и муфты, в результате чего на их поверхностях возникают контактные напряжения в области допустимых упругих деформаций.
За счет упругих линейных деформаций поверхностей торцевых клиновых уплотнений создается уплотнительный узел "металл-металл" торцового клинового уплотнения.
При этом повышение эксплуатационной надежности предлагаемого высокогерметичного соединения обсадных труб обеспечивается за счет:
1) Выполнения резьбового конического и гладкого конического соединения с углом конуса 3°35′ (конусностью 1:16), что обеспечивает одновременное уплотнение двух конических поверхностей: конического гладкого уплотнения и конического резьбового соединения.
2) Выполнения в полости муфты на участке перехода от резьбового конического соединения к поверхности конического уплотнения камеры гидрозатвора, заполненной уплотнительной смазкой, и работающей в качестве уловителя протечек жидкости.
3) Выполнения на трубной части поверхности конического уплотнения канавок лабиринтного уплотнения, которые в процессе соединения муфты и обсадной трубы заполняются уплотнительной смазкой.
4) Покрытия контактных поверхностей резьбового конического соединения и торцового клинового уплотнений муфты и обсадной трубы гальваническим покрытием с противозадирными и уплотняющими свойствами.
5) Смазывания поверхностей резьбового соединения и поверхностей конического и торцового клинового уплотнений перед сборкой соединения специальной уплотнительной противозадирной смазкой.
Высокогерметичное соединение свинчивается с использованием специальной противозадирной уплотняющей смазки типа РУСМА и др., содержащей порошки графита, свинца, цинка, меди, наносимой на поверхности резьбового соединения, конического уплотнения, торцового клинового уплотнения перед свинчивание муфты и трубы.
4. Краткое описание чертежей.
Изображенное на рис. 1, 2, 3 и 4 высокогерметичное резьбовое соединение обсадных труб включает трубу стальную сварную или цельнотянутую обсадную трубу (1) и оригинальную муфту (2), соединяемые друг с другом посредствам резьбового конического соединения (3), выполненного соответственно на внешней поверхности концевых участков обсадных труб (1) и на внутренней поверхности муфт (2), конические уплотнения (4) трубной части поверхности (11) и муфтовой части поверхности (14), выполненные соответственно на внешней поверхности концевых участков обсадных труб (1) и на внутренней поверхности муфт (2) и торцовые клиновые уплотнения (5) трубной части поверхности (12) и муфтовой части поверхности (15), выполненные на торцах труб (1) и ответной поверхности муфт (2).
При этом резьбовые конические соединения (3) и гладкие конические уплотнения (4) выполнены с углом конуса 3°35′ (конусностью 1:16), что обеспечивает одновременное уплотнение двух поверхностей конического уплотнения(4) и резьбового соединения (3).
Резьбовое соединение может иметь профиль треугольной, упорной резьбы по ГОСТ 632-80, ГОСТ Р 51906-2002 или оригинального профиля.
Поверхности конического уплотнения(4) и торцового клинового уплотнения (5) выполнены с конусностью 3°35′ и 75° по отношению к оси обсадной трубы (1). А в полости муфты (2) на участке перехода от резьбового конического соединения (3) к поверхности конического уплотнения (4) выполнена камера гидрозатвора (7), заполненная уплотнительной смазкой, работающая в качестве уловителя протечек жидкости.
На трубной части поверхности конического уплотнения (4) выполнены канавки лабиринтного уплотнения (6), которые в процессе соединения муфты (2) и трубы (1) заполняются уплотнительной смазкой.
Поверхность торцового клинового уплотнения (5) выполнена полированной для обеспечения максимальной герметичности узла уплотнения.
Контактные поверхности резьбового конического соединения (3), конического уплотнения (4) и торцового клинового уплотнений (5) муфты (2) и трубы (1) покрываются гальваническим покрытием (8) с противозадирными и уплотняющими свойствами.
Поверхности резьбового конического соединения (3), конического уплотнения (4) и торцового клинового уплотнения (5) перед сборкой соединения смазываются специальной уплотнительной противозадирной смазкой (9).
5. Осуществление полезной модели.
Высокогерметичное соединение обсадных труб работает следующим образом.
В процессе свинчивания трубы и муфты по резьбовому коническому соединению происходит продвижение уплотнительной поверхности муфты вдоль ответной поверхности трубы до контакта по конической поверхности.
За счет упругих диаметральных деформаций этих поверхностей создается уплотнительный узел "металл-металл" конического уплотнения.
После свинчивания между собой трубы и муфты крутящим моментом до «упора» происходит деформация в упругой области и образуются диаметральный натяг и уплотнение "металл-металл" контактирующих поверхностей уплотнений. Для обеспечения высокой надежности герметичности соединения уплотнительные поверхности и выполняются с высокой точностью и низкой шероховатостью - полируются.
Одновременно при относительном перемещении муфты относительно трубы осуществляется силовое контактирование торцевых клиновых уплотнительных поверхностей торца трубы и муфты, в результате чего на их поверхностях возникают контактные напряжения в области допустимых упругих деформаций.
За счет упругих линейных деформаций этих поверхностей создается уплотнительный узел "металл-металл" торцового клинового уплотнения, образованного коническими поверхностями.
Повышение эксплуатационной надежности соединения обеспечивается за счет увеличения контактирующих площадей торцев, что позволяет увеличить крутящий момент свинчивания при сохранении контактных напряжений на необходимом уровне в пределах упругой деформации. Окончание процесса свинчивания охватываемой и охватывающей деталей сопровождается взаимодействием их упорных торцов.
Высокогерметичное соединение свинчивается с использованием специальной противозадирной уплотняющей смазки содержащей порошки графита, свинца, цинка, меди наносимой на поверхность резьбового соединения, конического уплотнения, торцового клинового уплотнения перед свинчивание муфты и трубы.
Преимуществом заявляемого высокогерметичного резьбового соединения по сравнению с известными аналогами является повышение надежности герметичности, что позволит использовать данное соединение труб
- как для нефтедобывающих, так и для газодобывающих скважин;
- для работы в наклонных и искривленных скважинах;
- в скважинах с повышенным содержанием сероводорода.
Обеспечит увеличенную стойкость к задирам конических и резьбовых поверхностей при сборке соединения.
Гидравлические испытания, проведенные на изготовленной опытной партии обсадных труб диаметром 114 мм с предлагаемым высокогерметичным соединением, подтвердили герметичность соединения при нормированных в ГОСТ 632-80 испытательных давлениях.

Claims (5)

1. Высокогерметичное резьбовое соединение обсадных труб, включающее трубу стальную сварную или цельнотянутую обсадную трубу и оригинальную муфту, соединяемые друг с другом посредствам резьбового конического соединения, выполненного соответственно на внешней поверхности концевых участков обсадных труб и на внутренней поверхности муфт, при этом высокая герметичность достигается за счет наличия в конструкции конических уплотнений трубной части поверхности и муфтовой части поверхности, выполненных соответственно на внешней поверхности концевых участков обсадных труб и на внутренней поверхности муфт и торцовых клиновых уплотнений трубной части поверхности и муфтовой части поверхности, выполненных на торцах труб и ответной поверхности муфт, отличающееся тем, что резьбовые конические соединения и конические уплотнения выполнены с углом конуса 3°35′ (конусностью 1:16).
2. Высокогерметичное резьбовое соединение обсадных труб по п. 1, отличающееся тем, что в полости муфты на участке перехода от резьбового конического соединения к поверхности конического уплотнения выполнена камера гидрозатвора, заполненная уплотнительной смазкой.
3. Высокогерметичное резьбовое соединение обсадных труб по п. 1, отличающееся тем, что на трубной части поверхности конического уплотнения выполнены канавки лабиринтного уплотнения.
4. Высокогерметичное резьбовое соединение обсадных труб по п. 1, отличающееся тем, что контактные поверхности резьбового конического соединения, конического уплотнения и торцового клинового уплотнений муфты и трубы покрываются гальваническим покрытием с противозадирными и уплотняющими свойствами.
5. Высокогерметичное резьбовое соединение обсадных труб по п. 1, отличающееся тем, что поверхности резьбового конического соединения, конического уплотнения и торцового клинового уплотнения перед сборкой соединения смазываются специальной уплотнительной противозадирной смазкой.
Figure 00000001
RU2016118674/03U 2016-05-13 2016-05-13 Высокогерметичное резьбовое соединение обсадных труб RU166700U1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016118674/03U RU166700U1 (ru) 2016-05-13 2016-05-13 Высокогерметичное резьбовое соединение обсадных труб

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016118674/03U RU166700U1 (ru) 2016-05-13 2016-05-13 Высокогерметичное резьбовое соединение обсадных труб

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU166700U1 true RU166700U1 (ru) 2016-12-10

Family

ID=57793229

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016118674/03U RU166700U1 (ru) 2016-05-13 2016-05-13 Высокогерметичное резьбовое соединение обсадных труб

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU166700U1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU196759U1 (ru) * 2020-01-22 2020-03-13 Общество с ограниченной ответственностью "НАБЕРЕЖНОЧЕЛНИНСКИЙ ТРУБНЫЙ ЗАВОД" Герметичное резьбовое соединение обсадных труб

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU196759U1 (ru) * 2020-01-22 2020-03-13 Общество с ограниченной ответственностью "НАБЕРЕЖНОЧЕЛНИНСКИЙ ТРУБНЫЙ ЗАВОД" Герметичное резьбовое соединение обсадных труб

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5492885B2 (ja) 鋼管用ねじ継手
CN107044572B (zh) 一种海洋复合柔性管用预压自紧接头
AU2003265463B2 (en) Threaded pipe joint
RU2297512C2 (ru) Герметичное резьбовое соединение нефтепромысловых труб
US6550822B2 (en) Threaded coupling with water exclusion seal system
CA2931087C (en) Threaded joint for heavy-walled oil country tubular goods
RU2562835C1 (ru) Резьбовое соединение для труб
US10053922B2 (en) Sealed threaded joint for tubing pipes
CN102639912A (zh) 螺纹连接件
US11274500B2 (en) Pressure test plug for improved tubular threaded component
RU2310058C2 (ru) Герметичное резьбовое соединение нефтепромысловых труб
RU158152U1 (ru) Высокогерметичное муфтовое резьбовое соединение нефтепромысловых труб
RU160886U1 (ru) Высокогерметичное резьбовое соединение электросварных обсадных нефтепромысловых труб
JP2014105731A (ja) 管用ねじ継手
RU166700U1 (ru) Высокогерметичное резьбовое соединение обсадных труб
JP2017072187A (ja) 油井管ケーシング用ねじ継手
RU160214U1 (ru) Высокогерметичное упорное резьбовое соединение обсадных труб
US20230037968A1 (en) Metal seal weld-on connector for conductor casing
RU116952U1 (ru) Высокогерметичное резьбовое соединение нефтегазопромысловых труб
RU170082U1 (ru) Резьбовое соединение пластырей системы ликвидации негерметичности обсадных колонн
RU2325581C2 (ru) Герметичное разъемное соединение для трубопроводов
RU160665U1 (ru) Резьбовое соединение нефтепромысловых труб
RU165295U1 (ru) Герметичное резьбовое соединение нефтепромысловых труб
US20240183228A1 (en) Threaded and Coupled Connection
RU2788557C1 (ru) Герметичное резьбовое соединение труб

Legal Events

Date Code Title Description
MM9K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20180514

TE9K Change of address for correspondence (utility model)

Effective date: 20190208

NF9K Utility model reinstated

Effective date: 20190301

MM9K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20200514