RU195764U1

RU195764U1 - Threaded drill pipe threaded connection

Info

Publication number: RU195764U1
Application number: RU2019132227U
Authority: RU
Inventors: Степан Александрович Кривов; Елена Юрьевна Приймак; Анна Викторовна Степанчукова; Егор Сагитович Тулибаев; Ирина Борисовна Минаева; Владимир Валерьевич Носиков
Original assignee: Открытое акционерное общество «Завод бурового оборудования»
Priority date: 2019-10-11
Filing date: 2019-10-11
Publication date: 2020-02-05

Abstract

Предлагаемое техническое решение относится к области резьбовых соединений различных деталей, в частности к резьбовым соединениям тонкостенных труб, преимущественно труб для бурения. Настоящее техническое решение направлено на решение задачи по созданию резьбового соединения для тонкостенных труб с повышенными механическими свойствами. Это достигается тем, что в предлагаемом резьбовом соединении для тонкостенных бурильных труб, включающем охватываемую и охватывающую трубы с коническими резьбами, профиль сечения которых представляет собой неравнобедренную трапецию с отрицательным углом по опорной грани и положительным углом по закладной грани, новым является то, что высота профиля резьбы охватываемой трубы больше высоты профиля резьбы охватывающей трубы, охватываемая труба имеет конический упорный торец с углом конусности в направлении, противоположном конической резьбе, а охватывающая труба имеет соответствующий конический упорный уступ, охватывающая труба имеет конический упорный торец с углом конусности в направлении, противоположном конической резьбе, охватываемая труба имеет соответствующий конический упорный уступ, резьбы нарезаются с изменяющимся шагом и высотами профиля. Преимуществом заявляемого резьбового соединения по сравнению с известным является передача более высоких крутящего момента и осевой нагрузки и повышение стойкости к знакопеременному изгибающему моменту, то есть повышение сопротивляемости к эксплуатационным нагрузкам. 2 ил.The proposed solution relates to the field of threaded connections of various parts, in particular to threaded connections of thin-walled pipes, mainly pipes for drilling. This technical solution is aimed at solving the problem of creating a threaded connection for thin-walled pipes with enhanced mechanical properties. This is achieved by the fact that in the proposed threaded connection for thin-walled drill pipes, including male and female pipes with tapered threads, the section profile of which is an isosceles trapezoid with a negative angle along the reference face and a positive angle along the embedded face, new is that the profile height the thread of the male pipe is greater than the height of the profile of the thread of the female pipe, the male pipe has a conical thrust end with a taper angle in the direction opposite to the conical thread, and the female pipe has a corresponding conical stop shoulder, the female pipe has a conical stop face with a taper angle in the opposite direction to the conical thread, the male pipe has a corresponding conical stop shoulder, the threads are cut with varying pitch and profile heights. The advantage of the inventive threaded connection in comparison with the known is the transmission of higher torque and axial load and increase resistance to alternating bending moment, that is, increase resistance to operational loads. 2 ill.

Description

Предлагаемое техническое решение относится к области резьбовых соединений различных деталей, в частности к резьбовым соединениям тонкостенных труб, преимущественно для бурения.The proposed solution relates to the field of threaded connections of various parts, in particular to threaded connections of thin-walled pipes, mainly for drilling.

Известно резьбовое соединение тонкостенных бурильных труб (прототип), включающее охватываемую и охватывающую трубы с коническими резьбами, профиль сечения которых представляет собой неравнобедренную трапецию с отрицательным углом по опорной грани и увеличенным углом по закладной грани, а высота профиля резьбы охватываемой трубы меньше высоты профиля резьбы охватывающей трубы и резьбовое соединение имеет зазор по закладной грани, причем охватываемая труба имеет конический упорный торец, а охватывающая труба имеет конический упорный уступ, коническая резьба выполнена с конусностью 1:32, а охватывающая труба конический упорный торец, а охватываемая (см. описание полезной модели к патенту РФ №78854, Е21В 17/042, F16L 15/00, 2008.03.11).A threaded connection of thin-walled drill pipes (prototype) is known, including male and female pipes with tapered threads, the cross-sectional profile of which is an isosceles trapezoid with a negative angle along the reference face and an increased angle along the embedded face, and the height of the thread profile of the male pipe is less than the height of the female thread profile the pipe and the threaded connection has a clearance along the embedded face, the male pipe having a conical stop end and the female pipe having a conical stop ledge, tapered thread made with a taper of 1:32, and the female pipe conical thrust end, and covered (see the description of the utility model to the patent of the Russian Federation No. 78854, ЕВВ 17/042, F16L 15/00, 2008.03.11).

Однако известное резьбовое соединение обладает недостаточными сопротивляемостью к эксплуатационным нагрузкам - крутящему моменту и осевой нагрузке, а также усталостной прочностью.However, the known threaded connection has insufficient resistance to operational loads - torque and axial load, as well as fatigue strength.

Настоящее техническое решение направлено на решение задачи по созданию резьбового соединения для тонкостенных труб с повышенными сопротивляемостью к эксплуатационным нагрузкам - крутящему моменту и осевой нагрузке, а также усталостной прочностью.This technical solution is aimed at solving the problem of creating a threaded connection for thin-walled pipes with increased resistance to operational loads - torque and axial load, as well as fatigue strength.

Это достигается тем, что в предлагаемом резьбовом соединении для тонкостенных бурильных труб, включающем охватываемую и охватывающую трубы с коническими резьбами, профиль сечения которых представляет собой неравнобедренную трапецию с отрицательным углом по опорной грани и положительным углом по закладной грани, новым является то, что высота профиля резьбы охватываемой трубы больше высоты профиля резьбы охватывающей трубы, причем охватываемая труба имеет конический упорный торец с углом конусности в направлении, противоположном конической резьбе, а охватывающая труба имеет соответствующий конический упорный уступ, охватывающая труба имеет конический упорный торец с углом конусности в направлении противоположном конической резьбе, а охватываемая труба имеет соответствующий конический упорный уступ, при этом резьбы на охватываемой и охватывающей трубах выполнены с изменяющимися шагом и высотой профиля, выполненными таким образом, чтобы распределить удельную нагрузку более равномерно по всем виткам.This is achieved by the fact that in the proposed threaded connection for thin-walled drill pipes, including male and female pipes with tapered threads, the section profile of which is an isosceles trapezoid with a negative angle along the reference face and a positive angle along the embedded face, new is that the profile height the thread of the male pipe is greater than the height of the thread profile of the female pipe, the male pipe having a conical thrust end with a taper angle in the opposite direction to the horse thread, and the female pipe has a corresponding conical stop shoulder, the female pipe has a conical stop face with a taper angle in the opposite direction to the tapered thread, and the male pipe has a corresponding conical stop shoulder, while the threads on the female and female pipes are made with varying pitch and height profiles made in such a way as to distribute the specific load more evenly across all turns.

То, что охватываемая труба имеет конический упорный торец с углом конусности в направлении противоположном конической резьбе, а охватывающая труба имеет соответствующий конический упорный уступ, охватывающая труба имеет конический упорный торец с углом конусности в направлении противоположном конической резьбе, а охватываемая труба имеет соответствующий конический упорный уступ, позволяет повысить в сочетании с изменяющимся профилем резьбе механические свойства резьбового соединения, тем самым достигается повышение сопротивляемости эксплуатационным нагрузкам, а именно передача более высоких крутящего момента и осевой нагрузки, а также усталостной прочности.The fact that the male pipe has a conical stop face with a taper angle in the direction opposite to the conical thread, and the female pipe has a corresponding conical stop face, the female pipe has a conical stop face with a taper angle in the direction opposite to the conical thread, and the male pipe has a corresponding conical stop face , allows to increase, in combination with a changing thread profile, the mechanical properties of the threaded connection, thereby increasing the resistance It can be used for operational loads, namely the transmission of higher torque and axial load, as well as fatigue strength.

На фиг. 1 изображено резьбовое соединение тонкостенных труб.In FIG. 1 shows a threaded connection of thin-walled pipes.

На фиг. 2 изображен профиль сечения резьбы.In FIG. 2 shows a thread cross-sectional profile.

Резьбовое соединение тонкостенных бурильных труб состоит из охватываемой трубы 1 и охватывающей трубы 2 с коническими резьбами. Профиль сечения резьбы представляет собой неравнобедренную трапецию с отрицательным углом α по опорной грани 3 и положительным углом β по закладной грани 4. Высота h профиля резьбы охватывающей трубы 2 меньше высоты Н профиля резьбы охватываемой трубы 1. Охватываемая труба 1 имеет конический упорный торец 5 с углом конусности в направлении противоположном конической резьбе, а охватывающая труба 2 имеет соответствующий конический упорный уступ 6. Охватывающая труба 2 имеет конический упорный торец 7 с углом конусности в направлении противоположном конической резьбе, охватываемая труба 1 имеет соответствующий конический упорный уступ 8. Резьба по закладной грани 4 имеет зазор

. Благодаря разнице высот Н и h между вершиной профиля резьбы охватывающей трубы 2 и впадиной профиля резьбы охватываемой трубы 1 в соединении имеется зазор L.The threaded connection of thin-walled drill pipes consists of a male pipe 1 and a female pipe 2 with tapered threads. The cross-sectional profile of the thread is an isosceles trapezoid with a negative angle α along the reference face 3 and a positive angle β along the embedded face 4. The height h of the thread profile of the female pipe 2 is less than the height H of the thread profile of the male pipe 1. The male pipe 1 has a conical thrust end 5 with an angle taper in the direction opposite to the tapered thread, and the female pipe 2 has a corresponding conical stop shoulder 6. The female pipe 2 has a tapered stop end 7 with a taper angle in the opposite direction false conical thread, the male pipe 1 has a corresponding conical stop shoulder 8. The thread along the embedded face 4 has a gap

. Due to the difference in the heights H and h between the top of the thread profile of the female pipe 2 and the cavity of the thread profile of the male pipe 1, there is a gap L.

Резьбовое соединение работает следующим образом. При сжимающих осевых нагрузках благодаря коническим упорным торцам 5 и 7 и коническим упорным уступам 6 и 8 и благодаря отрицательному углу по опорной грани профиля резьбы и изменяющимися шагом и высотою профиля, соединение обладает повышенными передаваемыми крутящим моментом и осевой нагрузкой. Собственными исследованиями заявителя установлено, что эти же элементы конструкции обеспечивают повышение усталостной прочности. При завинчивании и развинчивании труб наличие зазоров

и L позволяет производить это без приложения больших усилий. Наличие конических упорных торцов 5 и 7 и конических упорных уступов 6 и 8 обеспечивает повышенную герметичность соединения. Для соединения используются трубы с одинаковыми внутренним d и наружным D диаметрами.The threaded connection works as follows. With compressive axial loads, due to the

conical thrust ends

5 and 7 and the conical thrust ledges 6 and 8 and due to the negative angle along the reference face of the thread profile and varying pitch and profile height, the connection has increased transmitted torque and axial load. Applicant's own research has established that these same structural elements provide increased fatigue strength. When screwing and unscrewing pipes, gaps

and L allows this to be done without much effort. The presence of conical thrust ends 5 and 7 and conical thrust ledges 6 and 8 provides increased tightness of the connection. For the connection, pipes with the same inner d and outer D diameters are used.

Преимуществом заявляемого резьбового соединения по сравнению с известным является передача более высоких крутящего момента и осевой нагрузки и повышение усталостной прочности, то есть повышение сопротивляемости к эксплуатационным нагрузкам.The advantage of the inventive threaded connection in comparison with the known is the transmission of higher torque and axial load and increased fatigue strength, that is, increased resistance to operational loads.

Claims

Threaded connection of thin-walled drill pipes, including male and female pipes with tapered threads, the section profile of which is an isosceles trapezoid with a negative angle along the reference face and a positive angle along the embedded face, characterized in that the height of the thread profile of the male pipe is greater than the height of the thread profile of the female pipe , the male pipe has a conical thrust end with a taper angle in the opposite direction to the conical thread, and the female pipe has a corresponding vuyuschy conical abutment shoulder, covering the pipe has a tapered thrust face with the taper angle in a direction opposite the tapered threads, the male pipe has a corresponding conical abutment shoulder, wherein the threads on the male and female pipes are made with a variable pitch and profile height.