RU192162U1 - Threaded connection of casing smooth sleeveless pipes - Google Patents

Threaded connection of casing smooth sleeveless pipes Download PDF

Info

Publication number
RU192162U1
RU192162U1 RU2019111232U RU2019111232U RU192162U1 RU 192162 U1 RU192162 U1 RU 192162U1 RU 2019111232 U RU2019111232 U RU 2019111232U RU 2019111232 U RU2019111232 U RU 2019111232U RU 192162 U1 RU192162 U1 RU 192162U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
thread
sealing
nipple
conical
pipe
Prior art date
Application number
RU2019111232U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Алексеевич Погожев
Original Assignee
Александр Алексеевич Погожев
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 Александр Алексеевич Погожев filed Critical Александр Алексеевич Погожев
Priority to RU2019111232U priority Critical patent/RU192162U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU192162U1 publication Critical patent/RU192162U1/en

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16LPIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L15/00Screw-threaded joints; Forms of screw-threads for such joints

Abstract

Полезная модель относится к области резьбовых соединений труб и может быть использована при обустройстве и эксплуатации нефтяных и газовых скважин. Резьбовое соединение содержит охватываемый элемент - ниппельную часть одной трубы с наружной конической резьбой трапецеидального профиля и охватывающий элемент - муфтовую часть другой трубы с внутренней конической резьбой, навинчивающуюся на ниппельную часть и имеющую ответную резьбу. Со стороны торцов ниппельной и муфтовой частей выполнены два герметизирующих узла «металл по металлу». Первый герметизирующий узел - внутренний, состоящий из контактирующих между собой двух конических уплотнительных радиальных поверхностей с конусностью 20% к оси резьбы. Второй герметизирующий узел - наружный, состоящий из четырех конических уплотнительных упорных торцевых поверхностей. На ниппельной части трубы между сбегом резьбы и конической уплотнительной радиальной поверхностью выполнена цилиндрическая проточка параллельная оси резьбы длиной от 2 до 4 мм, диаметром, равным диаметру по впадине резьбы в плоскости пересечения резьбы с цилиндрической проточкой. На муфтовой части трубы между сбегом резьбы и конической уплотнительной радиальной поверхностью выполнена коническая проточка с конусностью 20% к оси резьбы и максимальным диаметром, равным диаметру по впадине сбега резьбы. После сборки резьбового соединения с натягом цилиндрическая проточка на ниппельной части и коническая проточка на муфтовой части труб образуют кольцевую полость, представляющую собой гидравлический затвор для сбора уплотнительной смазки. Достигается повышение надежности эксплуатации резьбового соединения обсадных и насосно-компрессорных гладких безмуфтовых труб. 1 з.п. ф-лы, 10 ил.The utility model relates to the field of threaded pipe joints and can be used in the arrangement and operation of oil and gas wells. The threaded connection contains a male element - the nipple part of one pipe with an external tapered thread of a trapezoidal profile and a female element - a coupling part of another pipe with an internal tapered thread, screwed onto the nipple part and having a mating thread. From the ends of the nipple and coupling parts, two metal-to-metal sealing units are made. The first sealing unit is an internal one, consisting of two conical sealing radial surfaces in contact with each other with a taper of 20% to the axis of the thread. The second sealing unit is an external one, consisting of four conical sealing thrust end surfaces. On the nipple part of the pipe between the thread run and the conical sealing radial surface, a cylindrical groove is made parallel to the axis of the thread with a length of 2 to 4 mm, with a diameter equal to the diameter along the hollow of the thread in the plane of intersection of the thread with the cylindrical groove. A conical groove with a taper of 20% to the axis of the thread and a maximum diameter equal to the diameter along the depression of the thread run is made on the sleeve part of the pipe between the thread run and the conical sealing radial surface. After assembling a threaded connection with an interference fit, a cylindrical groove on the nipple part and a conical groove on the sleeve part of the pipes form an annular cavity, which is a hydraulic shutter for collecting sealing grease. EFFECT: increased reliability of operation of a threaded connection of casing and tubing smooth couplingless pipes. 1 s.p. f-ly, 10 ill.

Description

Полезная модель относится к области резьбовых соединений труб и может быть использована при обустройстве и эксплуатации нефтяных и газовых скважин.The utility model relates to the field of threaded pipe joints and can be used in the arrangement and operation of oil and gas wells.

Наиболее эффективно использование предложенной полезной модели для применения в высокогерметичных резьбовых соединениях обсадных гладких безмуфтовых труб, и других видах труб в наклонных и горизонтальных нефтяных и газовых скважинах, которые эксплуатируются в сложных геологических условиях и агрессивных средах.It is most effective to use the proposed utility model for use in highly tight threaded joints of smooth casing collarless pipes, and other types of pipes in deviated and horizontal oil and gas wells, which are operated in difficult geological conditions and aggressive environments.

На современном этапе развития нефтяной и газовой промышленности предъявляются все большие требования к герметичности резьбовых соединений обсадных труб, связанное с постоянным усложнением условий добычи нефти и газа.At the present stage of development of the oil and gas industry, increasing demands are placed on the tightness of threaded joints of casing pipes, associated with the constant complication of the conditions for oil and gas production.

Недостаточная герметичность резьбового соединения наиболее часто приводит к появлению коррозионного поражения металла обсадных труб в зоне резьбового соединения, затем течи и далее к разрушению колонн.Insufficient tightness of the threaded connection most often leads to the appearance of corrosion damage to the metal of the casing in the area of the threaded connection, then leakage and further to the destruction of the columns.

Наличие резьбы на трубах ослабляет прочность на растяжение в связи с уменьшением толщины стенки под резьбой. При этом зачастую прочность резьбового соединения меньше прочности основного тела трубы. Степень равнопрочности соединения характеризуется его эффективностью (в процентах), т.е. отношением прочности соединения к прочности тела трубы. При этом эффективность резьбового соединения определяется прочностью материала трубы, толщинами стенок тела трубы и под резьбой (Повышение эксплуатационных характеристик стальных труб/ В.М. Друян, С.А. Чукмасов, Н.Ю. Гуляева, Теория и практика металлургии, 2001, №5, с. 32-40).The presence of thread on the pipes weakens the tensile strength due to a decrease in the wall thickness under the thread. However, often the strength of the threaded joint is less than the strength of the main body of the pipe. The degree of equal strength of the compound is characterized by its effectiveness (in percent), i.e. the ratio of the strength of the connection to the strength of the pipe body. The effectiveness of the threaded connection is determined by the strength of the pipe material, the wall thickness of the pipe body and under the thread (Improving the operational characteristics of steel pipes / V.M. Druyan, S.A. Chukmasov, N.Yu. Gulyaeva, Theory and Practice of Metallurgy, 2001, No 5, p. 32-40).

Применение обсадных труб с высокопрочными резьбовыми соединениями для крепления и эксплуатации нефтяных и газовых скважин обеспечивает снижение расхода металла и на метр проходки до 12%.The use of casing pipes with high-strength threaded connections for fastening and operating oil and gas wells provides a reduction in metal consumption and per meter penetration up to 12%.

Необходимая прочность и герметичность резьбового соединения труб обеспечиваются выбором типа резьбы, предварительного утолщения одного или двух концов трубы, применением термической обработки, дополнительного уплотнения по резьбе с помощью тефлонового (фторопластового кольца), применением уплотнительных поверхностей «металл по металлу», наличием специального упорного уступа.The necessary strength and tightness of the threaded pipe joints are ensured by the choice of the type of thread, preliminary thickening of one or two ends of the pipe, the use of heat treatment, additional sealing on the thread using Teflon (PTFE ring), the use of metal-to-metal sealing surfaces, and the presence of a special stop ledge.

Известно соединение тонкостенных обсадных труб с отношением наружного диаметра к толщине стенки больше 22, содержащее ниппельную и муфтовую части с конической треугольной резьбой, причем конец трубы на длине от ее торца до основной плоскости резьбы выполнен с постоянной толщиной стенки (Описание изобретения к авторскому свидетельству СССР SU 857427 А1, опубл. 28.08.1981). Недостатком данного соединения является отсутствие герметичности соединения тонкостенных обсадных труб с треугольной резьбой на ниппельной и муфтовой частях и как следствие низкая надежность соединения.It is known to connect thin-walled casing pipes with a ratio of outer diameter to wall thickness greater than 22, containing nipple and coupling parts with a conical triangular thread, the pipe end being made with a constant wall thickness along the length from its end to the main plane of the thread (Description of the invention to the USSR copyright certificate SU 857427 A1, publ. 08/28/1981). The disadvantage of this connection is the lack of tightness of the connection of thin-walled casing with a triangular thread on the nipple and coupling parts and, as a consequence, the low reliability of the connection.

Известна конструкция резьбового соединения обсадных гладких безмуфтовых труб типа ОГ1М, позволяющая уменьшить диаметр колонны и существенно сократить расход металла (Резьбовые соединения труб нефтяного сортамента и забойных двигателей/Н.А. Щербюк, Н.В. Якубовский, М., Недра, 1974, с. 122-126). Прочность резьбового соединения труб ОГ1М при действии растягивающих нагрузок составляет около 50% от прочности по телу трубы, что позволяет спускать обсадную колону из труб ОГ1М на глубину 2000-3500 м в зависимости от прочности материала труб. На ниппельном конце трубы выполнен упорный уступ, который находится в плоскости, перпендикулярной оси резьбы и взаимодействует с упорным торцом муфтового конца трубы при сборке резьбового соединения. Ширина упорных поверхностей должна быть не менее 1,9 мм. Недостаток данного резьбового соединения заключается в том, что не обеспечивается газогерметичность в наклонно направленных и горизонтальных скважинах и как следствие низкая надежность резьбового соединения.The known design of the threaded connection of casing smooth clutchless pipes of the OG1M type, which allows to reduce the diameter of the string and significantly reduce the consumption of metal (Threaded connections of oil sorting pipes and downhole motors / N.A. Shcherbyuk, N.V. Yakubovsky, M., Nedra, 1974, p. . 122-126). The strength of the threaded joint of OG1M pipes under tensile loads is about 50% of the strength along the body of the pipe, which allows you to lower the casing from OG1M pipes to a depth of 2000-3500 m, depending on the strength of the pipe material. A stop ledge is made at the nipple end of the pipe, which is located in a plane perpendicular to the axis of the thread and interacts with the stop face of the sleeve end of the pipe when assembling the threaded joint. The width of the thrust surfaces must be at least 1.9 mm. The disadvantage of this threaded connection is that it does not provide gas tightness in directional and horizontal wells and, as a consequence, the low reliability of the threaded connection.

Наиболее близким является резьбовое соединение обсадных гладких безмуфтовых труб, принято за прототип, содержание охватываемый элемент - ниппельную часть одной труб с наружной конической резьбой трапецеидального профиля и охватывающий элемент - муфтовую часть другой трубы с внутренней конической резьбой, навинчивающуюся на ниппельную часть и имеющая ответную резьбу (Трубы нефтяного сортамента: Справочник/ Под общей ред. А.Е. Сарояна/ А.Е. Сароян, Н.Д. Щербюк, Н.В. Якубовский и др. - 3-е изд. перераб. и доп.- М.: Недра, 1987, с. 224-226). В соединении труб ОГ1М применена трапецеидальная резьба с шагом 5,08 мм, конусностью 1:12, рабочий высотой профиль 1,4 мм и углами наклона 3 и 30°. Посадка резьбы осуществляется по внутреннему диаметру резьбы с зазором 0,1 мм по наружному диаметру и 0,2 мм по боковой стороне профиля резьбы. Для увеличения жесткости муфтового конца предусмотрена посадка с натягом по срезанным вершинам профиля резьбы на участке от начала сбега резьбы ниппельного конца до упорного уступа. Разрушающие нагрузки для труб ОГ1М определяют исходя из площади оконных сечений по телу ниппельной или муфтовой части трубы под крайними витками резьбы, находящимися в зацеплении. Рекомендуемые допустимые нагрузки при спуске труб ОГ1М рассчитывают при коэффициенте запаса прочности 1,8 от разрушающей нагрузки. Основная герметизация резьбового соединения труб типа ОГ1М осуществляется за счет применения уплотнительной смазки. Использование различных уплотнительных смазок показало, что добиться повышения герметичности и особенно газоплотности соединения невозможно только за счет использования уплотнительной смазки и даже за счет повышения точности изготовления элементов резьбового соединения для снижения зазоров. Недостатком данного резьбового соединения обсадных гладких безмуфтовых труб является низкая эксплуатационная надежность резьбового соединения вследствие недостаточной его герметичности особенно при эксплуатации обсадных труб в сложных геологических условиях, характеризуемых внешними температурами, давлением газа и воды.The closest is the threaded connection of casing smooth sleeveless pipes, taken as a prototype, the content of the male element is the nipple part of one pipe with an external conical thread of the trapezoidal profile and the female element is the coupling part of another pipe with an internal conical thread screwed onto the nipple part and having a mating thread ( Oil assortment pipes: Reference book / Under the general editorship of AE Saroyan / AE Saroyan, ND Shcherbyuk, NV Yakubovsky and others - 3rd ed. Revised and supplemented - M. : Nedra, 1987, p. 224-226). A trapezoidal thread with a pitch of 5.08 mm, a taper of 1:12, a working profile height of 1.4 mm and an inclination angle of 3 and 30 ° was used in the connection of the OG1M pipes. The fit of the thread is carried out on the inner diameter of the thread with a gap of 0.1 mm on the outer diameter and 0.2 mm on the side of the thread profile. To increase the stiffness of the coupling end, an interference fit is provided along the cut vertices of the thread profile in the area from the start of the thread run of the nipple end to the stop ledge. Destructive loads for OG1M pipes are determined on the basis of the window cross-sectional area along the body of the nipple or sleeve part of the pipe under the extreme threads that are engaged. Recommended permissible loads when lowering the OG1M pipes are calculated with a safety factor of 1.8 from the breaking load. The main sealing of the threaded joint of OG1M pipes is through the use of sealing lubricant. The use of various sealing greases showed that it is impossible to increase the tightness and especially the gas tightness of the joint only by using sealing grease and even by increasing the accuracy of the manufacture of threaded joint elements to reduce gaps. The disadvantage of this threaded connection of casing smooth sleeveless pipes is the low operational reliability of the threaded connection due to its insufficient tightness, especially when operating casing in difficult geological conditions, characterized by external temperatures, gas and water pressure.

Недостаточная герметичность резьбового соединения обсадных гладких безмуфтовых труб типа ОГ1М связана с тем, что герметичность этих соединений обеспечивается в основном за счет применения уплотнительных смазок, которые удовлетворительно работают в обычных условиях эксплуатации. В тоже время эти смазки не обеспечивают высокую герметичность и, прежде всего газоплотность, в сложных геологических условиях. Повышенная точность изготовления элементов резьбы не решает кардинальным образом эту проблему.Insufficient tightness of the threaded joint of casing smooth OG1M type sleeveless pipes is due to the fact that the tightness of these joints is ensured mainly through the use of sealing lubricants that work satisfactorily under normal operating conditions. At the same time, these lubricants do not provide high tightness and, above all, gas tightness, in difficult geological conditions. The increased accuracy of the manufacture of thread elements does not radically solve this problem.

Целью полезной модели является усовершенствовать резьбовое соединение обсадных гладких безмуфтовых труб.The purpose of the utility model is to improve the threaded connection of casing smooth sleeveless pipes.

Технический результат полезной модели - повышение надежности эксплуатации резьбового соединения обсадных гладких безмуфтовых труб.The technical result of the utility model is to increase the reliability of operation of a threaded joint of casing smooth sleeveless pipes.

Технический результат достигается за счет того, что резьбовое соединение обсадных гладких безмуфтовых труб содержит охватываемый элемент - ниппельную часть одной трубы с наружной конической резьбой трапецеидального профиля и охватывающий элемент - муфтовую часть другой трубы с внутренней конической резьбой, навинчивающуюся на ниппельную часть и имеющую ответную резьбу, со стороны торцов ниппельной и муфтовой частей выполнены два герметизирующих узла «металл по металлу», первый герметизирующий узел - внутренний, состоящий из контактирующих между собой двух конических уплотнительных радиальных поверхностей с конусностью 20% к оси резьбы, а второй герметизирующий узел - наружный, состоящий из четырех конических уплотнительных упорных торцевых поверхностей, на ниппельной части трубы между сбегом резьбы и конической уплотнительной радиальной поверхностью выполнена цилиндрическая проточка параллельная оси резьбы длиной от 2 до 4 мм, диаметром, равным диаметру по впадине резьбы в плоскости пересечения резьбы с цилиндрической проточкой, а на муфтовой части трубы между сбегом резьбы и конической уплотнительной радиальной поверхностью выполнена коническая проточка с конусностью 20% к оси резьбы и максимальным диаметром, равным диаметру по впадине сбега резьбы, при этом после сборки резьбового соединения с натягом цилиндрическая проточка на ниппельной части и коническая проточка на муфтовой части труб образуют кольцевую полость, представляющую собой гидравлический затвор для сбора уплотнительной смазки. Углы наклона уплотнительных упорных торцевых поверхностей ниппельной и муфтовой частей, контактирующих между собой при сборке резьбового соединения, составляют 25-35° к оси резьбы и 15-20° к линии перпендикулярной оси резьбы, при этом уплотнительные поверхности образуют упорный клин с углом между ними 100-105°.The technical result is achieved due to the fact that the threaded connection of casing smooth sleeveless pipes contains a male element - the nipple part of one pipe with an external conical thread of a trapezoidal profile and a female element - a coupling part of another pipe with an internal conical thread, screwed onto the nipple part and having a mating thread, from the ends of the nipple and coupling parts, two metal-to-metal sealing units are made, the first sealing unit is an internal one, consisting of a contact two conical sealing radial surfaces with a taper of 20% to the axis of the thread, and the second sealing unit is external, consisting of four conical sealing thrust end surfaces, a cylindrical groove parallel to the axis of the thread is made on the nipple part of the pipe between the thread run and the conical sealing radial surface from 2 to 4 mm long, with a diameter equal to the diameter along the thread depression in the plane of the intersection of the thread with the cylindrical groove, and on the coupling part of the pipe between with a thread homogeneous and a tapered sealing radial surface, a tapered groove is made with a taper of 20% to the thread axis and a maximum diameter equal to the diameter along the thread runaway hole, and after assembling the threaded connection with an interference fit, the cylindrical groove on the nipple part and the conical groove on the pipe coupling form cavity, which is a hydraulic shutter for collecting sealing lubricant. The angle of inclination of the sealing thrust end surfaces of the nipple and coupling parts in contact with each other when assembling the threaded connection is 25-35 ° to the axis of the thread and 15-20 ° to the line perpendicular to the axis of the thread, while the sealing surfaces form a thrust wedge with an angle between them of 100 -105 °.

Заявляемая полезная модель поясняется чертежами:The inventive utility model is illustrated by drawings:

на фиг. 1 показан общий вид резьбового соединения в разрезе, которое выполнено в габаритных размерах тела гладких труб;in FIG. 1 shows a General view of a threaded connection in section, which is made in the overall dimensions of the body of smooth pipes;

на фиг. 2 и 3 - охватываемый элемент - ниппельная часть трубы и охватывающий элемент - муфтовая часть другой трубы соответственно;in FIG. 2 and 3 - male element - the nipple part of the pipe and female element - the coupling part of another pipe, respectively;

на фиг. 4 - место I на фиг. 2;in FIG. 4 - place I in FIG. 2;

на фиг. 5 - место II на фиг. 2;in FIG. 5 - place II in FIG. 2;

на фиг. 6 - место III на фиг. 3;in FIG. 6 - place III in FIG. 3;

на фиг. 7 - место IV на фиг. 3;in FIG. 7 — place IV in FIG. 3;

на фиг. 8 - внутренний герметизирующий узел;in FIG. 8 - internal sealing unit;

на фиг. 9 - внешний герметизирующий узел;in FIG. 9 - external sealing unit;

на фиг. 10 - место V на фиг. 9.in FIG. 10 - place V in FIG. 9.

На фиг. 1-10 обозначены 1 - охватывающий элемент - ниппельная часть и 2 - охватывающий элемент - муфтовая часть соответственно, 1.1 и 2.1 - резьбовые участки ниппельной и муфтовой частей соответственно, 1.2.1 - коническая радиальная уплотнительная поверхность ниппельной части, 1.2.2 и 1.2.3 - уплотнительные упорные поверхности ниппельной части, 1.3 - цилиндрическая проточка ниппельной части между сбегом резьбы и конической радиальной уплотнительной поверхностью, 1.4 - внешний торец ниппельной части, 2.2.1 - коническая радиальная уплотнительная поверхность муфтовой части, 2.2.2 и 2.2.3 -уплотнительные упорные поверхности муфтовой части, 2.3 - внутренний торец муфтовой части, 3 - кольцевая полость, образующая гидравлический затвор.In FIG. 1-10 are marked 1 - covering element - nipple part and 2 - covering element - coupling part, respectively, 1.1 and 2.1 - threaded sections of nipple and coupling parts, respectively, 1.2.1 - tapered radial sealing surface of the nipple part, 1.2.2 and 1.2. 3 - sealing thrust surfaces of the nipple part, 1.3 - cylindrical groove of the nipple part between the thread run and the conical radial sealing surface, 1.4 - the outer end of the nipple part, 2.2.1 - the conical radial sealing surface of the coupling Asti, 2.2.2 and 2.2.3 -uplotnitelnye abutment surfaces of the coupling part, 2.3 - inner end of the coupling part 3 - the annular cavity forming the hydraulic seal.

Dт и Sт - диаметр и толщина стенки труб, которые соединяются с помощью предложенного резьбового соединения;D t and S t - the diameter and wall thickness of the pipes, which are connected using the proposed threaded connection;

Dn и F - диаметр и ширина цилиндрической проточки ниппельной части соответственно;D n and F are the diameter and width of the cylindrical groove of the nipple part, respectively;

А и Н - длина конической радиальной уплотнительной поверхности и длина ниппельной части соответственно;A and H are the length of the conical radial sealing surface and the length of the nipple part, respectively;

В - длина упорного узла ниппельной части;In - the length of the thrust node of the nipple part;

О и М - длина проточки на конце и длина муфтовой части соответственно;O and M are the length of the groove at the end and the length of the coupling part, respectively;

G - длина конической проточки муфтовой части между сбегом резьбы и внутренним торцом;G is the length of the conical groove of the coupling part between the thread run and the inner end;

С - зазор между внешним и внутренним торцами ниппельной и муфтовой частей соответственно;C is the gap between the outer and inner ends of the nipple and coupling parts, respectively;

r1 и r2 - радиусы закругления конических уплотнительных упорных поверхностей ниппельной и муфтовой частей соответственно;r 1 and r 2 are the radii of curvature of the conical sealing thrust surfaces of the nipple and coupling parts, respectively;

β1 и β2 - углы наклона образующих конических уплотнительных упорных поверхностей ниппельной и муфтовой частей;β 1 and β 2 - the angle of inclination of the generatrices of the conical sealing thrust surfaces of the nipple and coupling parts;

β3 - угол клина переднего конца муфтовой части;β 3 - the angle of the wedge of the front end of the coupling part;

δ - угол наклона образующей конической радиальной уплотнительной поверхности ниппельной и муфтовой частей;δ is the angle of inclination of the generatrix of the conical radial sealing surface of the nipple and coupling parts;

α1 и α2 - углы наклона боковых поверхностей цилиндрической проточки ниппельной части;α 1 and α 2 are the angles of inclination of the lateral surfaces of the cylindrical groove of the nipple part;

γ - угол сбега резьбы на муфтовой части.γ is the angle of run of the thread on the coupling part.

Причинно-следственная связь между совокупностью признаков, которые заявляются и техническим результатом, который достигается, состоит в следующем.A causal relationship between the totality of features that are claimed and the technical result that is achieved is as follows.

Повышение надежности эксплуатации резьбового соединения обсадных гладких безмуфтовых труб достигается за счет обеспечения надежной герметичности за счет выполнения двух герметизирующих узлов «металл по металлу».Improving the reliability of operation of the threaded joint of casing smooth sleeveless pipes is achieved by ensuring reliable tightness due to the implementation of two sealing nodes "metal for metal".

Герметизирующие узлы образованы коническими уплотнительными поверхностями, выполненными на ниппельной и муфтовой частях труб.The sealing units are formed by conical sealing surfaces made on the nipple and coupling parts of the pipes.

Выбор рациональных параметров уплотнительных поверхностей со стороны торцов ниппельной и муфтовой частей обеспечивает надежную герметичность и прежде всего газоплотность при создании достаточных контактных напряжений при сборке соединения с натягом.The selection of rational parameters of the sealing surfaces from the ends of the nipple and coupling parts provides reliable tightness and, above all, gas tightness while creating sufficient contact stresses when assembling the interference fit.

Наличие упорных уплотнительных конических поверхностей на ниппельной и муфтовой частях стабилизирует величину крутящего момента при свинчивании обсадных труб на буровых установках, где трудно достоверно контролировать величину крутящего момента.The presence of persistent sealing conical surfaces on the nipple and coupling parts stabilizes the value of torque when screwing up casing pipes in drilling rigs, where it is difficult to reliably control the value of torque.

Выбор конусности уплотнительных радиальных поверхностей равным 20%, контактируемых между собой при сборке резьбового соединения, обусловлен условиями эксплуатации обсадных, а именно значительными наружными и внутренними давлениями, действием изгибающих моментов при наклонном бурении и значительными растягивающими нагрузками при глубинном бурении.The choice of the taper of the radial sealing surfaces equal to 20%, which are in contact with each other during the assembly of the threaded connection, is determined by the operating conditions of the casing, namely, significant external and internal pressures, the action of bending moments during inclined drilling and significant tensile loads during deep drilling.

При этом необходимо учитывать реальную шероховатость контактирующих уплотнительных поверхностей.In this case, it is necessary to take into account the real roughness of the contacting sealing surfaces.

Повышение надежности при сборке и эксплуатации предложенного резьбового соединения обеспечивается также за счет образования кольцевой полости для уплотнительной смазки. Кольцевая полость образована цилиндрической поверхностью на ниппельной части и конической поверхностью на муфтовой части, расположенными между сбегом резьбы и уплотнительной конической поверхностью ниппельной части, и сбегом резьбы и конической уплотнительной поверхности муфтовой части соответственно. Параметры кольцевой полости способствуют сбору и удержанию уплотнительной смазки в резьбовом соединении, что предупреждает зазоры и заедания при сборке резьбового соединения, а также способствуют выходу резьбообразующего инструмента при нарезании резьбы. Особенно важно повышение надежности сборки безмуфтовых резьбовых соединений, когда сборка колонны из обсадных труб осуществляется над устьем скважины на буровой установке.Improving the reliability during assembly and operation of the proposed threaded connection is also provided by the formation of an annular cavity for sealing lubricant. The annular cavity is formed by a cylindrical surface on the nipple part and a conical surface on the coupling part located between the thread run and the sealing conical surface of the nipple part and the thread run and the conical sealing surface of the coupling part, respectively. The parameters of the annular cavity facilitate the collection and retention of sealing lubricant in the threaded joint, which prevents gaps and seizures during assembly of the threaded joint, and also facilitates the exit of the thread forming tool when threading. It is especially important to increase the reliability of the assembly of sleeveless threaded joints when the assembly of the casing string is carried out above the wellhead at the drilling rig.

Длина цилиндрической проточки на ниппельной части в пределах 2-4 мм обусловлена необходимостью создания кольцевой полости для удержания смазки рационального объема и зависит от диаметра обсадных труб. При этом с увеличением диаметра обсадных труб соответственно растет и длина цилиндрической проточки.The length of the cylindrical groove on the nipple part within 2-4 mm is due to the need to create an annular cavity to maintain rational lubrication and depends on the diameter of the casing. In this case, with an increase in the diameter of the casing pipes, the length of the cylindrical groove accordingly increases.

Надежная герметичность резьбового соединения ниппельной части одной трубы и муфтовой части другой трубы достигается за счет контактирования уплотнительных конических поверхностей внутреннего и внешнего герметизирующих узлов.Reliable tightness of the threaded connection of the nipple part of one pipe and the coupling part of the other pipe is achieved by contacting the sealing conical surfaces of the internal and external sealing units.

Выбор рациональных параметров уплотнительных поверхностей герметизирующих узлов обеспечивает надежную герметичность резьбового соединения при создании достаточных контактных напряжений при сборке соединения методом «металл по металлу». Выполнение угла наклона образующей конической уплотнительной поверхности конусностью 20% внутреннего герметизирующего узла обеспечивает основную герметичность, так как при сборке резьбового соединения с натягом имеют место максимальные радиальные напряжения на контакте уплотнительных поверхностей.The choice of rational parameters of the sealing surfaces of the sealing assemblies ensures reliable tightness of the threaded joint while creating sufficient contact stresses during assembly of the joint by the metal-to-metal method. The implementation of the angle of inclination of the generatrix of the conical sealing surface with a taper of 20% of the internal sealing unit provides the main tightness, since when assembling a threaded connection with an interference fit, maximum radial stresses occur at the contact of the sealing surfaces.

Дополнительная герметичность резьбового соединения обеспечивается за счет внешнего герметизирующего узла, образованными четырьмя уплотнительными упорными коническими поверхностями. При этом основное назначение этого узла состоит в стабилизации величины крутящего момента при свинчивании труб на буровых установках над устьем скважин.Additional tightness of the threaded connection is provided by an external sealing unit formed by four sealing thrust conical surfaces. In this case, the main purpose of this unit is to stabilize the magnitude of the torque when making up pipes on drilling rigs above the wellhead.

Выбор конусности уплотнительных поверхностей внутреннего герметизирующего узла равным 20% относительно оси резьбы, контактирующих между собой при сборке резьбового соединения обусловлен условиями эксплуатации обсадных труб, а именно значительным наружным и внутренним давлением, действием изгибающих моментов при наклонном бурении и значительными растягивающими нагрузками при глубоком бурении.The choice of the taper of the sealing surfaces of the internal sealing assembly equal to 20% relative to the axis of the thread, which are in contact with each other during assembly of the threaded joint, is determined by the operating conditions of the casing pipes, namely, significant external and internal pressure, the action of bending moments during inclined drilling and significant tensile loads during deep drilling.

Уплотнительные упорные конические поверхности внешнего герметизирующего узла образуют своего рода замок, ограничивающий взаимное перемещение труб при сборке резьбового соединения. В результате этого ограничивается натяг при свинчивании труб и стабилизируется величина крутящего момента. Это позволяет осуществлять достаточно легкое восстановление резьбового соединения после его разборки для повторной эксплуатации.Sealing thrust conical surfaces of the external sealing assembly form a kind of lock, limiting the mutual movement of pipes when assembling a threaded connection. As a result of this, the tightness is limited when making up the pipes and the torque value is stabilized. This allows a fairly easy restoration of the threaded connection after disassembling for reuse.

Выбор углов наклона образующих четыре уплотнительные упорные поверхности в пределах 25-35° к оси резьбы и 15-20° к перпендикуляру к оси резьбы обусловлен необходимостью создания наиболее рациональных условий работы внешнего герметизирующего узла. Параметры углов наклона образующих уплотнительных поверхностей в указанных пределах обеспечивают с одной стороны повышение герметичности узла за счет действия контактных напряжений между уплотнительными поверхностями при увеличении площадей контактных поверхностей, с другой стороны указанные параметры уплотнительных поверхностей обеспечивают создание упорного клина на торце муфтовой части с рациональным углом 100-105° и ответного ему конического углубления в ниппельной части резьбового соединения. Величина угла упорного клина в пределах 100-105° обеспечивает достаточную его прочность при действии нагрузок в результате сборки соединения с натягом и последующей эксплуатации на буровых установках.The choice of the angle of inclination of the four sealing thrust surfaces within 25-35 ° to the axis of the thread and 15-20 ° to the perpendicular to the axis of the thread is due to the need to create the most rational working conditions of the external sealing unit. The parameters of the inclination angles of the forming sealing surfaces within the specified limits provide, on the one hand, an increase in the tightness of the assembly due to the action of contact stresses between the sealing surfaces with an increase in the area of the contact surfaces, and on the other hand, the specified parameters of the sealing surfaces provide a thrust wedge at the end of the coupling part with a rational angle of 100 105 ° and a reciprocal conical recess in the nipple part of the threaded connection. The angle of the thrust wedge in the range of 100-105 ° provides its sufficient strength under the action of loads as a result of assembly of the interference fit and subsequent operation on drilling rigs.

Предлагаемое резьбовое соединение обсадных гладких безмуфтовых труб содержит охватываемый элемент - ниппельную часть 1 одной трубы и охватывающий элемент - муфтовую часть 2 другой трубы (фиг. 1). Соединяемые трубы имеют наружный диаметр Dт и толщину стенки Sт.The proposed threaded connection of casing smooth sleeveless pipes contains a male element - the nipple part 1 of one pipe and the female element - the sleeve part 2 of another pipe (Fig. 1). The connected pipes have an outer diameter D t and a wall thickness S t .

На ниппельной части 1 выполнена наружная коническая резьба 1.1 трапецеидального профиля. На муфтовой части 2 выполнена внутренняя коническая резьба 2.1 с ответным профилем, навинчивающаяся на ниппельную часть 1 (фиг. 1). Конусность резьбы составляет 6,25%. Рабочая высота профиля 1,4 мм, шаг резьбы 5,08 мм, углы наклона профиля резьбы 3° и 30°.An external conical thread 1.1 of a trapezoidal profile is made on the nipple part 1. On the coupling part 2, an internal conical thread 2.1 with a reciprocal profile is made, screwed onto the nipple part 1 (Fig. 1). Thread taper is 6.25%. The working height of the profile is 1.4 mm, the thread pitch is 5.08 mm, the angles of inclination of the thread profile are 3 ° and 30 °.

Со стороны торцов ниппельной 1 и муфтовой частей 2 выполнены два герметизирующих узла «металл по металлу». Первый герметизирующий узел - внутренний состоит из контактирующих между собой двух конических радиальных уплотнительных поверхностей ниппельной части 1.2.1 и муфтовой части 2.2.1, расположенных под углом 5 к оси резьбы (фиг. 2 и 3).From the ends of the nipple 1 and coupling parts 2, two sealing metal-to-metal assemblies are made. The first sealing unit, the internal one, consists of two conical radial sealing surfaces in contact between each other of the nipple part 1.2.1 and the coupling part 2.2.1 located at an angle of 5 to the axis of the thread (Fig. 2 and 3).

Второй герметизирующий узел - наружный состоит из четырех конических уплотнительных упорных торцевых поверхностей, расположенных попарно на ниппельной части 1.2.2 и 1.2.3 и муфтовой части 2.2.2 и 2.2.3 (фиг. 2 и 3).The second sealing unit - the outer one consists of four conical sealing thrust end surfaces located in pairs on the nipple part 1.2.2 and 1.2.3 and the coupling part 2.2.2 and 2.2.3 (Fig. 2 and 3).

В предложенном резьбовом соединении его повышенная герметичность обеспечивается за счет наличия двух герметизирующих узлов, указанных выше. При этом основная герметичность соединения обеспечивается внутренним герметизирующим узлом, а дополнительная герметичность - наружным герметизирующим узлом.In the proposed threaded connection, its increased tightness is ensured by the presence of two sealing units, indicated above. In this case, the main tightness of the connection is provided by the internal sealing unit, and additional tightness is provided by the external sealing unit.

Между сбегом резьбы 1.1 и конической уплотнительной радиальной поверхностью 1.21 ниппельной части выполнена цилиндрическая проточка 1.3 диаметром Dn и шириной F с углами наклона боковых поверхностей α1 и α2 (фиг. 4).Between the run of thread 1.1 and the conical sealing radial surface 1.21 of the nipple part, a cylindrical groove 1.3 is made with a diameter D n and a width F with inclination angles of the side surfaces α 1 and α 2 (Fig. 4).

На внешнем торце муфтовой части выполнена цилиндрическая проточка длиной О с углом γ сбега резьбы, которая облегчает начальные условия свинчивания резьбовых участков ниппельной и муфтовой частей и обеспечивает выход резьбообразующего инструмента (фиг. 6).At the outer end of the coupling part, a cylindrical groove is made of length O with an angle of thread run γ, which facilitates the initial make-up conditions of the threaded sections of the nipple and coupling parts and ensures the exit of the thread-forming tool (Fig. 6).

На муфтовой части между сбегом резьбы 2.1 и внутренним торцом 2.3 выполнена коническая проточка с углом наклона образующей δ к оси резьбы и максимальным диаметром, равным диаметру по впадине сбега резьбы. Ширина этой проточки G (фиг. 7) соответствует сумме длины уплотнительной поверхности 1.21 равной А и ширине F цилиндрической проточки с учетом ее наклонных боковых поверхностей, расположенных под углами α1 и α2 к оси резьбы.On the coupling part between the runaway thread 2.1 and the inner end 2.3 there is a conical groove with an angle of inclination of the generatrix δ to the axis of the thread and a maximum diameter equal to the diameter along the root of the runaway thread. The width of this groove G (Fig. 7) corresponds to the sum of the length of the sealing surface 1.21 equal to A and the width F of the cylindrical groove, taking into account its inclined side surfaces located at angles α 1 and α 2 to the axis of the thread.

При этом после сборки резьбового соединения с натягом цилиндрическая проточка 1.3 и коническая проточка 2.2.1 длиной А образуют кольцевую полость 3, представляющую собой гидравлический затвор для сбора уплотнительной смазки (фиг. 8).Moreover, after assembling the threaded connection with an interference fit, a cylindrical groove 1.3 and a conical groove 2.2.1 of length A form an annular cavity 3, which is a hydraulic shutter for collecting sealing lubricant (Fig. 8).

Внешний герметизирующий узел образован контактирующими между собой уплотнительными торцевыми коническими поверхностями на ниппельной части 1.2.2 и 1.2.3, причем поверхность 1.2.2 расположена под углом β1 к перпендикуляру относительно оси резьбы, а поверхность 1.2.3 - под углом β2 к оси резьбы (фиг. 5). Уплотнительные торцевые конические поверхности муфтовой части 2.2.2 и 2.2.3 расположены под углами β1 и β2 соответственно конгруэнтно поверхностям 1.2.2 и 1.2.3.The external sealing assembly is formed by contacting sealing end conical surfaces on the nipple parts 1.2.2 and 1.2.3, with surface 1.2.2 located at an angle β 1 to the perpendicular to the axis of the thread, and surface 1.2.3 at an angle β 2 with respect to the axis threads (Fig. 5). The sealing end conical surfaces of the coupling part 2.2.2 and 2.2.3 are located at angles β 1 and β 2, respectively, congruent to surfaces 1.2.2 and 1.2.3.

Поверхности 2.2.2 и 2.2.3 переднего конца муфтовой части образуют между собой упорный клин, имеющий угол β3, при этом упорный клин конца муфтовой части и ответная ему форма углубления в ниппельной части образуют своего рода замок, ограничивающий взаимное перемещение ниппельной и муфтовой частей (фиг. 9).Surfaces 2.2.2 and 2.2.3 of the front end of the coupling part form a thrust wedge having an angle β 3 , while the thrust wedge of the end of the coupling part and the corresponding shape of the recess in the nipple part form a kind of lock that limits the mutual movement of the nipple and coupling parts (Fig. 9).

В результате этого ограничивается натяг при сборке резьбового соединения и стабилизируется величина крутящего момента при свинчивании труб, что особенно важно на буровых установках при сборке трубных колонн над устьем скважин, где отсутствует возможность объективного контроля крутящего момента с применением компьютерной системы контроля свинчивания с построением графиков. Кроме того, обеспечивается легкое восстановление резьбового соединения после разборки для повторной эксплуатации.As a result of this, the tightness during assembly of the threaded joint is limited and the torque value during pipe make-up is stabilized, which is especially important in drilling rigs when assembling pipe columns above the wellhead, where there is no possibility of objective torque control using a computer-made make-up control system with graphing. In addition, it provides easy restoration of the threaded connection after disassembly for reuse.

Углы β1 и β2 на торце муфтовой части образуют упорный клин с углом между уплотнительными поверхностями 1.2.2 и 1.2.3 составляющим β3, от величины которого зависит его прочность, так как он должен выдерживать значительные осевые и тангенциальные нагрузки при соединении ниппельной и муфтовой частей в упор, а также нагрузки в процессе эксплуатации резьбового соединения.The angles β 1 and β 2 at the end of the coupling part form a thrust wedge with an angle between the sealing surfaces 1.2.2 and 1.2.3 of β 3 , the strength of which depends on its value, since it must withstand significant axial and tangential loads when connecting the nipple and coupling parts in focus, as well as the load during operation of the threaded connection.

Величина угла β1=15-20°, β2=25-35°, а β3=100-105°. Длина В упорного узла определяется конструктивно при заданной толщине стенки труб Sт (фиг. 5).The angle β 1 = 15-20 °, β 2 = 25-35 °, and β 3 = 100-105 °. The length B of the thrust unit is determined structurally for a given pipe wall thickness S t (Fig. 5).

Длина Н ниппельной части выполнена на 0,5-1,0 мм больше длины М муфтовой части для обеспечивания гарантированного зазора С между торцами 1,4 ниппельной части и 2.3 муфтовой части (фиг. 8), что обеспечивает упор уплотнительных поверхностей в замок внешнего герметизирующего узла (фиг. 9 и 10).The length N of the nipple part is 0.5-1.0 mm longer than the length M of the coupling part to ensure a guaranteed clearance C between the ends of the 1.4 nipple part and 2.3 of the coupling part (Fig. 8), which provides an emphasis on the sealing surfaces in the lock of the external sealing node (Fig. 9 and 10).

Радиус закругления r1<r2, что обеспечивает надежный плотный контакт уплотнительных поверхностей 1.2.2 и 2.2.2, 1.2.3 и 2.2.3 (фиг. 10).The radius of curvature is r 1 < r 2 , which ensures reliable tight contact of the sealing surfaces 1.2.2 and 2.2.2, 1.2.3 and 2.2.3 (Fig. 10).

Конкретный пример выполнения предложенного резьбового соединения обсадных гладких безмуфтовых труб.A specific example of the proposed threaded connection of casing smooth sleeveless pipes.

Размер обсадной трубы Dт×Sт=139,7×7,72 мм. Конусность резьбы 6,25%. Параметры профиля трапецеидальной резьбы: высота рабочая - 0,8 мм, шаг - 4 мм; углы наклона профиля - 10° и 40°.Casing size D t × S t = 139.7 × 7.72 mm. Thread taper 6.25%. Parameters of the trapezoidal thread profile: working height - 0.8 mm, pitch - 4 mm; profile tilt angles - 10 ° and 40 °.

Параметры ниппельной части резьбового соединения:The parameters of the nipple part of the threaded connection:

Н=84,99 мм; Dn=129,3 мм; F=4 мм; А=5 мм; α1=65°; α2=15°; β1=15°; β2=30°; β3=105°; r1=0,3 мм.H = 84.99 mm; D n = 129.3 mm; F = 4 mm; A = 5 mm; α 1 = 65 °; α 2 = 15 °; β 1 = 15 °; β 2 = 30 °; β 3 = 105 °; r 1 = 0.3 mm.

Параметры муфтовой части резьбового соединения:Parameters of the coupling part of the threaded connection:

М=85,9 мм; О=6,2 мм; G=9,0 мм; γ=65°; В=4,8 мм; β1=15°; β2=30°; β3=105°; r2=0,5 мм.M = 85.9 mm; O = 6.2 mm; G = 9.0 mm; γ = 65 °; B = 4.8 mm; β 1 = 15 °; β 2 = 30 °; β 3 = 105 °; r 2 = 0.5 mm.

При свинчивании ниппельной и муфтовой частей с натягом зазор С=М - Н=0,9 мм.When screwing the nipple and coupling parts with an interference fit, the gap C = M - H = 0.9 mm.

Работа резьбового соединения обсадных гладких безмуфтовых труб осуществляется следующим образом.The threaded connection casing smooth sleeveless pipes is as follows.

На заводе изготовителе осуществляется контроль геометрических параметров резьбового соединения, а также проводится гидроиспытания труб в соответствии с требованиями технических условий. На резьбовые ниппельные и муфтовые части наносится консервационная смазка и осуществляется защита резьбовых соединений с помощью резьбовых пробок и колец в соответствии с техническими условиями. На нефтепромыслах осуществляется расконсервация резьбовых частей труб и нанесение уплотнительной смазки. Сборка резьбового безмуфтового соединения осуществляется на буровой установке над устьем скважины.At the factory, the geometric parameters of the threaded connection are monitored, and the pipes are hydrotested in accordance with the requirements of the technical conditions. Conservation grease is applied to threaded nipple and coupling parts and threaded joints are protected with threaded plugs and rings in accordance with technical specifications. In the oil fields, the threaded parts of pipes are re-mothballed and sealing grease is applied. The assembly of a threaded couplingless joint is carried out at a drilling rig above the wellhead.

При сборке соединения осуществляется свинчивание ниппельной и муфтовой частей обсадных труб с помощью конической резьбы трапецеидального профиля. В процессе свинчивания происходит взаимное перемещение конических радиальных уплотнительных поверхностей 1.2.1 и 2.2.1. В результате диаметральных деформаций этих поверхностей создается уплотнительный внутренний герметизирующий узел методом «металл по металлу». При дальнейшем относительном перемещении частей 1 и 2 труб осуществляется силовое контактирование конических упорных уплотнительных поверхностей 1.2.3 ниппельной части и 2.2.2 и 2.2.3 муфтовой части, в результате чего на их контактирующих поверхностях возникают контактные напряжения, величина которых определяется величиной натяга и величиной контактирующих площадей. Окончание процесса сборки соединения частей 1 и 2 резьбового соединения труб сопровождается взаимодействием их упорных поверхностей внешнего герметизирующего узла, образующих своего рода замок.When assembling the connection, the nipple and coupling parts of the casing are screwed up using a tapered thread of the trapezoidal profile. In the process of make-up, there is a mutual movement of the conical radial sealing surfaces 1.2.1 and 2.2.1. As a result of diametrical deformations of these surfaces, a sealing internal sealing unit is created by the metal-to-metal method. With further relative movement of the pipe parts 1 and 2, the conical thrust sealing surfaces 1.2.3 of the nipple part and 2.2.2 and 2.2.3 of the coupling part are force contacted, as a result of which contact stresses arise on their contacting surfaces, the magnitude of which is determined by the magnitude of the tightness and magnitude contact areas. The end of the assembly process of the connection of parts 1 and 2 of the threaded pipe joint is accompanied by the interaction of their thrust surfaces of the external sealing assembly, forming a kind of lock.

Это делает соединение менее критическим к превышению крутящего момента свинчивания и увеличивает его эксплуатационную надежность, что особенно важно при сборке резьбовых соединений на буровых установках, где трудно регламентировать крутящий момент при свинчивании гладких трубы.This makes the connection less critical to exceeding the make-up torque and increases its operational reliability, which is especially important when assembling threaded joints in drilling rigs, where it is difficult to regulate the torque when making smooth pipes.

Выполнение на ниппельной и муфтовой частях резьбового соединения цилиндрических проточек и канавки, образующих кольцевую полость, позволяет исключить влияние задиров, которые возникают в процессе нарезания резьбы при отводе резьбообразующего инструмента. В результате при свинчивании резьбового соединения участки схода резьбы располагаются в зоне проточки и канавки, что исключает влияние поверхности резьбы на участке сбега на точность взаимодействия уплотнительных поверхностей трубы и муфты.The execution on the nipple and coupling parts of the threaded connection of cylindrical grooves and grooves forming an annular cavity, eliminates the influence of scoring that occur during threading during removal of the thread-forming tool. As a result, when screwing a threaded joint, the sections of the thread exit are located in the groove and grooves, which excludes the influence of the thread surface on the run-off section on the accuracy of the interaction between the sealing surfaces of the pipe and coupling.

Наличие уплотнительной смазки улучшает процесс сборки ниппельной и муфтовой частей резьбового соединения и позволяет избежать задиров и заеданий, а также заклиниваний. Кроме того, уплотнительная смазка защищает резьбовые соединения от коррозии. Свинчивание ниппельной и муфтовой частей при соединение обсадных труб осуществляется до упора уплотнительных торцевых конических поверхностей, образующих замок.The presence of sealing grease improves the assembly process of the nipple and coupling parts of the threaded connection and avoids scoring and jamming, as well as jamming. In addition, sealing grease protects threaded connections from corrosion. The screwing of the nipple and coupling parts when connecting the casing pipes is carried out to the stop of the sealing end conical surfaces that form the lock.

Резьбовое соединение повышает эксплуатационную надежность за счет повышения герметичности при использовании обсадных гладких безмуфтовых труб для добычи нефти и газа с больших глубин в сложных геологических условиях.The threaded connection increases operational reliability by increasing the tightness when using smooth casing collarless pipes for oil and gas production from great depths in difficult geological conditions.

Заявляемое резьбовое соединение может быть изготовлено в условиях завода-изготовителя на стандартном оборудовании.The inventive threaded connection can be made in the conditions of the manufacturer using standard equipment.

Claims (2)

1. Резьбовое соединение обсадных гладких безмуфтовых труб, содержащее охватываемый элемент - ниппельную часть одной трубы с наружной конической резьбой трапецеидального профиля и охватывающий элемент - муфтовую часть другой трубы с внутренней конической резьбой, навинчивающуюся на ниппельную часть и имеющую ответную резьбу, отличающееся тем, что со стороны торцов ниппельной и муфтовой частей выполнены два герметизирующих узла «металл по металлу», первый герметизирующий узел - внутренний, состоящий из контактирующих между собой двух конических уплотнительных радиальных поверхностей с конусностью 20% к оси резьбы, а второй герметизирующий узел - наружный, состоящий из четырех конических уплотнительных упорных торцевых поверхностей, на ниппельной части трубы между сбегом резьбы и конической уплотнительной радиальной поверхностью выполнена цилиндрическая проточка параллельная оси резьбы длиной от 2 до 4 мм, диаметром, равным диаметру по впадине резьбы в плоскости пересечения резьбы с цилиндрической проточкой, а на муфтовой части трубы между сбегом резьбы и конической уплотнительной радиальной поверхностью выполнена коническая проточка с конусностью 20% к оси резьбы и максимальным диаметром, равным диаметру по впадине сбега резьбы, при этом после сборки резьбового соединения с натягом цилиндрическая проточка на ниппельной части и коническая проточка на муфтовой части труб образуют кольцевую полость, представляющую собой гидравлический затвор для сбора уплотнительной смазки.1. A threaded connection of casing smooth sleeveless pipes, containing the male element - the nipple part of one pipe with an external tapered thread of the trapezoidal profile and the female element - the coupling part of another pipe with an internal tapered thread, screwed onto the nipple part and having a mating thread, characterized in that the ends of the nipple and coupling parts are made of two metal-to-metal sealing units, the first sealing unit is an internal one, consisting of two contact parts radial sealing surfaces with a taper of 20% to the axis of the thread, and the second sealing unit is external, consisting of four conical sealing thrust end surfaces, on the nipple part of the pipe between the thread run and the conical sealing radial surface, a cylindrical groove parallel to the thread axis is made from 2 to 4 mm, with a diameter equal to the diameter along the thread depression in the plane of the intersection of the thread with the cylindrical groove, and on the sleeve part of the pipe between the thread run and the conical with a tapered radial surface, a conical groove is made with a taper of 20% to the axis of the thread and with a maximum diameter equal to the diameter of the thread runaway depression, while after assembling the threaded connection with an interference fit, the cylindrical groove on the nipple part and the conical groove on the pipe coupling form an annular cavity hydraulic lock for collecting sealing grease. 2. Резьбовое соединение обсадных гладких безмуфтовых труб по п. 1, отличающееся тем, что углы наклона уплотнительных упорных торцевых поверхностей ниппельной и муфтовой частей, контактирующих между собой при сборке резьбового соединения, составляют 25-35° к оси резьбы и 15-20° к линии перпендикулярной оси резьбы, при этом уплотнительные поверхности образуют упорный клин с углом между ними 100-105°.2. The threaded connection of casing smooth sleeveless pipes according to claim 1, characterized in that the angle of inclination of the sealing thrust end surfaces of the nipple and coupling parts in contact with each other during assembly of the threaded connection is 25-35 ° to the thread axis and 15-20 ° to lines perpendicular to the axis of the thread, while the sealing surfaces form a thrust wedge with an angle between them of 100-105 °.
RU2019111232U 2019-04-15 2019-04-15 Threaded connection of casing smooth sleeveless pipes RU192162U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019111232U RU192162U1 (en) 2019-04-15 2019-04-15 Threaded connection of casing smooth sleeveless pipes

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019111232U RU192162U1 (en) 2019-04-15 2019-04-15 Threaded connection of casing smooth sleeveless pipes

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU192162U1 true RU192162U1 (en) 2019-09-05

Family

ID=67852044

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019111232U RU192162U1 (en) 2019-04-15 2019-04-15 Threaded connection of casing smooth sleeveless pipes

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU192162U1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU198398U1 (en) * 2019-12-25 2020-07-03 Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "БУРИНТЕХ" (ООО НПП "БУРИНТЕХ") DRILL PIPE THREADED CONNECTION
RU2728105C1 (en) * 2019-12-11 2020-07-28 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тюменский индустриальный университет" Threaded locking conical connection of drilling pipes and method of increasing its carrying capacity and service life
RU201784U1 (en) * 2020-04-28 2021-01-12 Общество с ограниченной ответственностью "Производственная Компания "Опора-пром-ойл" Threaded connection of casing pipes

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU857427A1 (en) * 1979-03-05 1981-08-23 Днепропетровский Ордена Трудового Красного Знамени Металлургический Институт Connection of thin-wall casing tubes

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU857427A1 (en) * 1979-03-05 1981-08-23 Днепропетровский Ордена Трудового Красного Знамени Металлургический Институт Connection of thin-wall casing tubes

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Н.А.Шербюк Резьбовые соединения труб нефтяного сортамента и забойных двигателей, М., Недра, 1974, с.122-126. *
Трубы нефтяного сортамента Справочник Под общей ред. А.Е.Сарояна, М.,Недра, 1987, с.224-226. *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2728105C1 (en) * 2019-12-11 2020-07-28 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тюменский индустриальный университет" Threaded locking conical connection of drilling pipes and method of increasing its carrying capacity and service life
RU198398U1 (en) * 2019-12-25 2020-07-03 Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "БУРИНТЕХ" (ООО НПП "БУРИНТЕХ") DRILL PIPE THREADED CONNECTION
RU201784U1 (en) * 2020-04-28 2021-01-12 Общество с ограниченной ответственностью "Производственная Компания "Опора-пром-ойл" Threaded connection of casing pipes

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2483934C (en) Threaded pipe joint
EP3584484B1 (en) Threaded pipe joint
US3047316A (en) Packed pin and box drill pipe coupling with means preventing extrusion of packing ring
US7014223B2 (en) Screw threaded joint for continuous-profile tubes
RU192162U1 (en) Threaded connection of casing smooth sleeveless pipes
CA2593234C (en) Floating wedge thread for tubular connection
US7331614B2 (en) Tubular threaded joint with trapezoid threads having convex bulged thread surface
US7066499B2 (en) Pipe integral threaded joint
US6578880B2 (en) Wedgethread pipe connection
RU2297512C2 (en) Air-tight threaded oil-field pipe connection
US4696498A (en) Tubular connection
US4813717A (en) Oilwell tubing connection
US20110101684A1 (en) Threaded Pipe Connection with a Pressure Energized Flex Seal
RU2398153C1 (en) Sealed threaded connection of oil-field pipelines
Galle et al. Influence of design features on the structural integrity of threaded pipe connections
JP2017532512A (en) Multipurpose double contact seal connection
RU185225U1 (en) Highly tight male threaded connection of large-diameter thin-walled electric-welded casing pipes
RU2728105C1 (en) Threaded locking conical connection of drilling pipes and method of increasing its carrying capacity and service life
RU116890U1 (en) SEALED COUPLING CONNECTION OF OIL AND GAS INDUSTRIAL PIPES
RU172778U1 (en) COUPLING THREADED PIPE CONNECTION
RU116952U1 (en) HIGH SEALED THREADED CONNECTION OF OIL AND GAS PIPES
RU96161U1 (en) WEAR-RESISTANT HIGH SEAL THREADED CONNECTION
RU2747498C1 (en) Threaded joint conical connectin of drill pipes
RU2788557C1 (en) Sealed threaded pipe connection
RU149351U1 (en) THREADED CONNECTIONS FOR BORE HOUSING COLUMNS AND PUMPING COMPRESSOR PIPES

Legal Events

Date Code Title Description
PC91 Official registration of the transfer of exclusive right (utility model)

Effective date: 20211110