RU2504710C1 - Sealed threaded connection of casing pipes (versions) - Google Patents

Sealed threaded connection of casing pipes (versions) Download PDF

Info

Publication number
RU2504710C1
RU2504710C1 RU2012153851/06A RU2012153851A RU2504710C1 RU 2504710 C1 RU2504710 C1 RU 2504710C1 RU 2012153851/06 A RU2012153851/06 A RU 2012153851/06A RU 2012153851 A RU2012153851 A RU 2012153851A RU 2504710 C1 RU2504710 C1 RU 2504710C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
thread
male
connection
thrust
axial line
Prior art date
Application number
RU2012153851/06A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Александрович Рекин
Борис Юрьевич Щербаков
Юрий Федорович Емельянов
Павел Николаевич Сидоренко
Денис Викторович Никифоров
Владимир Петрович Алдохин
Original Assignee
Общество С Ограниченной Ответственностью "Тмк-Премиум Сервис"
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 "Тмк-Премиум Сервис" filed Critical Общество С Ограниченной Ответственностью "Тмк-Премиум Сервис"
Priority to RU2012153851/06A priority Critical patent/RU2504710C1/en
Priority to PCT/RU2013/001085 priority patent/WO2014092605A2/en
Priority to EA201500518A priority patent/EA031821B1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2504710C1 publication Critical patent/RU2504710C1/en

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
    • 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
    • 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
    • F16L15/06Screw-threaded joints; Forms of screw-threads for such joints characterised by the shape of the screw-thread

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)
  • Earth Drilling (AREA)
  • Mutual Connection Of Rods And Tubes (AREA)

Abstract

FIELD: machine building.
SUBSTANCE: connection includes male and female elements, on the ends of which there are thrust trapezoid-shaped threads on outer and inner surfaces respectively, which have obliquity of 1:16, an inclination angle of a support edge of turn profile of 2-4° to the normal of an axial thread line and an inclination angle of a captivating edge of turn profile of 9-11° to the normal of the thread axial line. The connection has an internal sealing assembly formed with thrust end surfaces contacting to each other and located perpendicular to the thread axial line. Length of the thrust end of the male element is 6.9-100.3 mm. A version of a connection configuration is described.
EFFECT: tightness of the connection at interaction of considerable differently directed loads, and wear resistance of the connection.
2 cl, 2 dwg, 1 tbl

Description

Заявленное изобретение относится к высокогерметичным резьбовым соединениям обсадных труб и может быть использовано для соединения элементов колонн обсадных труб, применяемых при строительстве и эксплуатации нефтяных и газовых скважин.The claimed invention relates to highly leak-proof threaded joints of casing pipes and can be used to connect elements of casing columns used in the construction and operation of oil and gas wells.

Обсадные трубы нефтяных и газовых скважин эксплуатируются в сложных условиях в присутствии агрессивных рабочих сред и при значительных разнонаправленных механических нагрузках. В связи с этим основными требованиями к обсадным трубам является их высокая износостойкость при многократном свинчивании-развинчивании и эксплуатации соединения, сохранение герметичности при высоких механических нагрузках.Casing pipes of oil and gas wells are operated in difficult conditions in the presence of aggressive working environments and with significant multidirectional mechanical loads. In this regard, the main requirements for casing pipes are their high wear resistance with repeated screwing-unscrewing and operation of the connection, maintaining tightness at high mechanical loads.

Из уровня техники известно резьбовое соединение обсадных труб, содержащее охватываемый и охватывающий элементы, на концах которых на наружной и внутренней поверхностях, соответственно, выполнены упорные трапецеидальные конические резьбы (ГОСТ Р 51906-2002, стр.17-19(1)).A threaded connection of casing pipes is known from the prior art, containing male and female elements, at the ends of which on the outer and inner surfaces, respectively, made resistant trapezoidal tapered threads (GOST R 51906-2002, p. 17-19 (1)).

Резьбовое соединение обсадных труб, раскрытое в документе (1), имеет недостаток, заключающийся в плохих характеристиках свинчиваемости соединения - сложности контроля заданной величины натяга и крутящего момента в процессе свинчивания соединения. Сложность установления необходимой величины натяга ведет к недокрученности или перекрученности соединения. Недокрученность соединения ведет к существенному падению его герметичности, при перекрученности контактирующие между собой поверхности соединения могут быть повреждены, что снижает износостойкость соединения при многократном его свинчивании-развинчивании.The threaded connection of casing pipes disclosed in document (1) has the disadvantage of poor characteristics of make-up of the connection - the difficulty of controlling the set value of the interference fit and torque in the process of making-up of the connection. The difficulty in establishing the necessary amount of interference leads to incompleteness or twist of the connection. The untwisted connection leads to a significant drop in its tightness, when twisted, the contact surfaces of the connection can be damaged, which reduces the wear resistance of the connection with repeated screwing-unscrewing.

Также не обеспечивается необходимый уровень герметичности соединения, необходимый при эксплуатации обсадных труб, в связи с наличием в упорных трапецеидальных конических резьбах конструктивных и технологических зазоров.Also, the necessary level of tightness of the connection is not provided, which is necessary during the operation of casing pipes, due to the presence of structural and technological gaps in the persistent trapezoidal tapered threads.

Кроме того, указанное резьбовое соединение не обеспечивает равнопроходность колонны обсадных труб, что сказывается на свободном, без заклинивания, прохождении оборудования, инструмента по колонне при строительстве и эксплуатации скважин, а также на образовании возмущения потока рабочей среды, проходящей внутри колонны, приводящего к образованию локальных зон высокого давления.In addition, the specified threaded connection does not provide equidistant casing string, which affects the free, without jamming, passage of equipment, tools through the string during construction and operation of wells, as well as the formation of disturbances in the flow of the working medium passing inside the string, leading to the formation of local high pressure zones.

Данное техническое решение (1) принято в качестве прототипа заявленного изобретения.This technical solution (1) was adopted as a prototype of the claimed invention.

Задача, на достижение которой направлено заявленное изобретение - создание резьбового соединения обсадных труб, обладающего высокой герметичностью, улучшенными характеристиками свинчиваемости и равнопроходностью при простоте в изготовлении, эксплуатации и обеспечении свинчивания заявленного соединения без применения переводников с другими соединениями с упорными трапецеидальными коническими резьбами, такими как Батресс, ОТТМ, ОТТГ, ВАРМ.The task to which the claimed invention is directed is the creation of a threaded connection of casing pipes with high tightness, improved make-up characteristics and equidistance with ease of manufacture, operation and provision of make-up of the claimed connection without the use of adapters with other joints with persistent trapezoidal tapered threads, such as Butress , OTM, OTTG, WARM.

Технический результат, обеспечиваемый заявленным изобретением, заключается в обеспечении высокой герметичности соединения при действии на него значительных разнонаправленных нагрузок (растяжение, сжатие, изгиб), износостойкости соединения, его улучшенных характеристиках свинчиваемости, внутренней равнопроходности колонны обсадных труб.The technical result provided by the claimed invention is to provide high tightness of the joint when exposed to significant multidirectional loads (tension, compression, bending), wear resistance of the joint, its improved make-up characteristics, internal equal bore of the casing string.

Высокогерметичное резьбовое соединение обсадных труб содержит охватываемый и охватывающий элементы, на концах которых на наружной и внутренней поверхностях, соответственно, выполнены упорные трапецеидальные конические резьбы с конусностью 1:16. Угол наклона опорной грани профиля витка резьб охватываемого и охватывающего элементов составляет 2-4° к нормали осевой линии резьбы, а угол наклона закладной грани профиля витка резьб составляет 9-11° к нормали осевой линии резьбы. При этом соединение выполнено с внутренним герметизирующим узлом, образуемым контактирующими между собой упорными торцевыми поверхностями, выполненными на охватываемом и охватывающем элементах и расположенными перпендикулярно к осевой линии резьбы. Длина упорного торца охватываемого элемента составляет 6,9-100,3 мм.The highly tight threaded connection of the casing pipes includes male and female elements, at the ends of which on the outer and inner surfaces, respectively, resistant trapezoidal tapered threads with a taper of 1:16 are made. The angle of inclination of the reference face of the thread profile of the threads of the male and female elements is 2-4 ° to the normal of the axial line of the thread, and the angle of inclination of the embedded face of the profile of the thread of the thread is 9-11 ° to the normal of the axial thread line. In this case, the connection is made with an internal sealing unit formed by contacting thrust end surfaces made on male and female elements and located perpendicular to the axial line of the thread. The length of the persistent end of the male element is 6.9-100.3 mm.

Другим вариантом выполнения заявленного изобретения является высокогерметичное резьбовое соединение обсадных труб содержит охватываемый и охватывающий элементы, на концах которых на наружной и внутренней поверхностях, соответственно, выполнены упорные трапецеидальные конические резьбы с конусностью 1:16. Угол наклона опорной грани профиля витка резьб охватываемого и охватывающего элементов составляет -3 - -5° к нормали осевой линии резьбы, а угол наклона закладной грани профиля витка резьб составляет 23-25° к нормали осевой линии резьбы. При этом соединение выполнено с внутренним герметизирующим узлом, образуемым контактирующими между собой упорными торцевыми поверхностями, выполненными на охватываемом и охватывающем элементах и расположенными перпендикулярно к осевой линии резьбы. Длина упорного торца охватываемого элемента составляет 6,9-100,3 мм.Another embodiment of the claimed invention is a high-tight threaded connection of casing pipes containing male and female elements, at the ends of which on the outer and inner surfaces, respectively, made resistant trapezoidal tapered threads with a taper of 1:16. The angle of inclination of the reference face of the thread profile of the thread of the male and female elements is -3 - -5 ° to the normal of the axial line of the thread, and the angle of inclination of the embedded face of the profile of the thread of the thread is 23-25 ° to the normal of the axial thread line. In this case, the connection is made with an internal sealing unit formed by contacting thrust end surfaces made on male and female elements and located perpendicular to the axial line of the thread. The length of the persistent end of the male element is 6.9-100.3 mm.

На фиг.1 показано резьбовое соединение обсадных труб в свинченном состоянии и профиль витка резьбы.Figure 1 shows the threaded connection of the casing in the screwed-up state and the profile of the thread.

На фиг.2 показано резьбовое соединение обсадных труб в свинченном состоянии и внутренний герметизирующий узел.Figure 2 shows the threaded connection of the casing in the screwed state and the internal sealing unit.

Высокогерметичное резьбовое соединение обсадных труб содержит охватываемый (2) и охватывающий (1) элементы, на концах которых на наружной и внутренней поверхностях, соответственно, выполнены упорные конические трапецеидальные резьбы (3).The high-tight threaded connection of the casing pipes includes male (2) and female (1) elements, on the ends of which on the outer and inner surfaces, respectively, made resistant conical trapezoidal threads (3).

Упорные трапецеидальные конические резьбы (3) на охватываемом (2) и охватывающем (1) элементах выполнены с конусностью 1:16. Выполнение резьб (3) с конусностью 1:16 обеспечивает высокую степень их зацепления друг с другом в свинченном состоянии и возможность оптимального восприятия соединением изгибающих и растягивающих нагрузок, действующих во время эксплуатации соединения.Thrust trapezoidal tapered threads (3) on male (2) and female (1) elements are made with a taper of 1:16. The execution of threads (3) with a taper of 1:16 provides a high degree of their engagement with each other in a screwed state and the possibility of optimal perception by the connection of bending and tensile loads acting during operation of the connection.

Угол наклона закладной грани (6) профиля витка резьб (3) охватываемого (1) и охватывающего (2) элементов составляет 9-11° к нормали осевой линии резьбы, а угол наклона опорной грани (7) профиля витка резьб (3) составляет 2-4° к нормали осевой линии резьбы.The angle of inclination of the embedded face (6) of the thread twist profile (3) of the male (1) and female (2) elements is 9-11 ° to the normal of the axial thread line, and the angle of inclination of the support face (7) of the thread twist profile (3) is 2 -4 ° to the normal to the center line of the thread.

Под нормалью осевой линии резьбы понимается перпендикуляр, проведенный к осевой линии резьбы.By the normal of the centerline of the thread is meant the perpendicular drawn to the centerline of the thread.

Выполнение угла наклона закладной грани (6) профиля витка резьб (3) равным 9-11° к нормали осевой линии резьбы стабилизирует положение охватываемого элемента (2) относительно охватывающего элемента (1) на начальном этапе свинчивания соединения, что предотвращает заклинивание соединения и повреждение поверхностей витков резьб (3) (задиры) и обеспечивает возможность многократного свиничивания-развиничивания соединения и его высокую герметичность.Performing the inclination angle of the embedded face (6) of the thread turn profile (3) equal to 9-11 ° to the normal of the center line of the thread stabilizes the position of the male element (2) relative to the female element (1) at the initial stage of screwing the joint, which prevents the joint from sticking and surface damage threads (3) (seizure) and provides the possibility of multiple paging-demining of the connection and its high tightness.

Выполнение угла наклона опорной грани (7) профиля витка резьб (3) равным 2-4° к нормали осевой линии резьбы обеспечивает исключение возможности выхода витков резьб (3) из зацепления друг с другом при значительных растягивающих нагрузках (потеря герметичности), воздействующих на соединение под действием собственного веса колонны, опускаемой в скважину.The execution of the angle of inclination of the support face (7) of the thread twist profile (3) equal to 2-4 ° to the normal of the axial thread line eliminates the possibility of thread threads (3) coming out of engagement with each other under significant tensile loads (loss of tightness) affecting the connection under the influence of the own weight of the column lowered into the well.

Также вышеуказанные углы наклона закладной (6) и опорной (7) граней профиля витка резьб (3) обеспечивает возможность свинчивания заявленного соединения с широким спектром других резьбовых соединений обсадных труб с трапецеидальными резьбами, то есть обеспечивается возможность сборки элементов колонны без использования специальных переводников.Also, the aforementioned inclination angles of the embedded (6) and supporting (7) faces of the thread thread profile (3) make it possible to make the claimed connection with a wide range of other threaded joints of casing pipes with trapezoidal threads, that is, it is possible to assemble the elements of the string without using special adapters.

Другой вариант выполнения заявленного изобретения характеризуется выполнением угла наклона закладной грани (6) профиля витка резьб охватываемого (2) и охватывающего (1) элементов величиной 23-25° к нормали осевой линии резьбы и угла наклона опорной грани (7) профиля витка резьб может составлять от -3 до -5° к нормали осевой линии резьбы.Another embodiment of the claimed invention is characterized by the execution of the angle of inclination of the embedded face (6) of the thread coil profile of the male (2) and female (1) threads 23-25 ° to the normal of the axial line of the thread and the angle of inclination of the reference face (7) of the thread thread profile can be from -3 to -5 ° to the normal to the center line of the thread.

Основной функцией такой резьбы является восприятие растягивающих и изгибающих нагрузок, возникающих при эксплуатации соединения.The main function of such a thread is the perception of tensile and bending loads that occur during operation of the joint.

Отрицательный угол (-3 до -5°) наклона опорной грани (7) профиля витка резьб (3) исключает возможность выхода резьб охватываемого и охватывающего элементов из зацепления друг с другом при значительных растягивающих нагрузках. Также достигается снижение величины радиального натяга в резьбе по сравнению с конструкциями резьб, имеющих положительный угол опорной грани, что обеспечивает высокую износостойкость соединения, улучшает его работоспособность при повышенных нагрузках.A negative angle (-3 to -5 °) of the inclination of the support face (7) of the thread twist profile (3) excludes the possibility of the threads of the male and female elements coming out of engagement with each other under significant tensile loads. A reduction in the radial interference in the thread is also achieved in comparison with the designs of threads having a positive angle of the support face, which ensures high wear resistance of the joint, improves its performance under increased loads.

Выполнение угла наклона закладной грани (6) величиной 23-25 к нормали осевой линии резьбы облегчает свинчиваемость соединения и повышает его износостойкость при многократном свинчивании-развинчивании.The implementation of the angle of inclination of the embedded face (6) of 23-25 to the normal of the axial line of the thread facilitates the screwing of the connection and increases its wear resistance with repeated screwing-unscrewing.

Также, вышеуказанные углы наклона закладной (6) и опорной (7) граней профиля витка резьб (3) обеспечивает возможность свинчивания заявленного соединения с широким спектром других резьбовых соединений обсадных труб с трапецеидальными резьбами, то есть обеспечивается возможность сборки элементов колонны без использования специальных переводников.Also, the aforementioned inclination angles of the embedded (6) and supporting (7) faces of the thread coil profile (3) make it possible to make the claimed connection with a wide range of other threaded joints of casing pipes with trapezoidal threads, that is, it is possible to assemble the elements of the string without using special adapters.

Соединение выполнено с внутренним герметизирующим узлом (4), образуемым контактирующими между собой упорными торцевыми поверхностями (5). При этом указанные упорные торцевые поверхности (5) охватываемого (2) и охватывающего (1) элементов соединения расположены перпендикулярно к осевой линии резьбы.The connection is made with the internal sealing unit (4), formed by contacting each other thrust end surfaces (5). Moreover, these thrust end surfaces (5) of the male (2) and female (1) connection elements are perpendicular to the axial line of the thread.

Наличие в соединении герметизирующего узла (4) позволяет повысить герметичность соединения за счет того, что при свинчивании соединения упорные торцевые поверхности (5), контактирующие между собой со значительными контактными напряжениями, обеспечивающими возникновение упругих деформаций поверхностей (5), образуют уплотнение типа «металл-металл» и обеспечивают высокую герметичность соединения при действии разнонаправленных нагрузок.The presence of a sealing assembly in the connection (4) allows to increase the tightness of the connection due to the fact that when making the connection, the persistent end surfaces (5) in contact with significant contact stresses that ensure the emergence of elastic deformations of the surfaces (5) form a metal-type seal metal ”and provide high tightness of the connection under the action of multidirectional loads.

Также, за счет наличия внутреннего герметизирующего узла (4) и, соответственно, двух контактирующих между собой упорных торцевых поверхностей (5), обеспечиваются четкое позиционирование охватываемого (2) и охватывающего (1) элементов относительно друг друга, повышенный момент свинчивания соединения, точное фиксирование заданной величины натяга и крутящего момента в процессе свинчивания соединения - то есть улучшенные характеристики свинчиваемости, возможность контроля свинчивания соединения. Кроме того, обеспечивается повышенная сопротивляемость соединения сжимающим нагрузкам и крутящему моменту, возникающим при эксплуатации соединения.Also, due to the presence of an internal sealing assembly (4) and, accordingly, two contacting end face surfaces (5) that are in contact with each other, precise positioning of the male (2) and female (1) elements relative to each other, the increased make-up moment of the joint, and precise fixation are ensured a given amount of interference and torque during the make-up process of the joint - that is, improved make-up characteristics, the ability to control the make-up of the joint. In addition, it provides increased resistance of the connection to compressive loads and torque arising from the operation of the connection.

Внутренняя равнопроходность (замкнутость внутреннего контура охватываемого элемента, колонны), обеспечиваемая наличием в соединении внутреннего герметизирующего узла (4), повышает эксплуатационную эффективность соединения.Internal equidistance (isolation of the inner contour of the covered element, column), provided by the presence in the connection of the internal sealing unit (4), increases the operational efficiency of the connection.

Выполнение упорных торцевых поверхностей (5) охватываемого (2) и охватывающего (1) элементов соединения перпендикулярными к осевой линии резьбы обеспечивает повышение износостойкости соединения. Упорные конические трапецеидальные резьбы (3) характеризуются отсутствием зазора по вершинам профиля витка резьб (8) охватываемого (2) и охватывающего (1) элементов (профиль выполняется равновысоким). При свинчивании соединения, имеющего перпендикулярные осевой линии резьбы упорные торцевые поверхности (5), при смыкании поверхностей (5) и дальнейшем затягивании соединения отсутствует вертикальная составляющая силы воздействия, что предотвращает повреждения поверхностей вершинам профиля витка резьб (8), образование на них задиров, и тем самым повышает износостойкость соединения в целом.The implementation of the persistent end surfaces (5) of the male (2) and female (1) connection elements perpendicular to the axial line of the thread increases the wear resistance of the connection. Persistent tapered trapezoidal threads (3) are characterized by the absence of a gap along the vertices of the thread thread profile (8) of the male (2) and female (1) elements (the profile is equally high). When making up a connection having persistent end surfaces (5) perpendicular to the axial line of the thread, when closing the surfaces (5) and further tightening the connection, there is no vertical component of the force of action, which prevents surface damage to the vertices of the thread thread profile (8), the formation of burrs on them, and thereby increasing the wear resistance of the compound as a whole.

Длина упорного торца (L) охватываемого элемента (2) составляет 6,9-100,3 мм.The length of the thrust end (L) of the male element (2) is 6.9-100.3 mm.

Под длиной упорного торца (L) в данном случае подразумевается расстояние от упорной торцевой поверхности (5) охватываемого (2) элемента до конца фаски первого витка резьбы (3) охватываемого (2) элемента в зацеплении (фиг.2).In this case, the length of the thrust end (L) means the distance from the thrust end surface (5) of the male (2) element to the end of the chamfer of the first thread thread (3) of the male (2) element in engagement (FIG. 2).

В каждом конкретном случае длина упорного торца (L) охватываемого элемента (2) выбирается из указанного интервала в зависимости от ширины зазора (Δl) по закладной грани (6) профиля витка резьб (3) (прямая зависимость) и предела текучести материала охватываемого (2) элемента (обратная зависимость).In each case, the length of the thrust end (L) of the male element (2) is selected from the specified interval depending on the gap width (Δl) according to the embedded face (6) of the thread thread profile (3) (direct dependence) and the yield stress of the material covered (2 ) element (inverse relationship).

При свинчивании соединения упорные торцевые поверхности (5) смыкаются и при дальнейшем затягивании соединения деформируются в области упругих деформаций. При этом важно, чтобы указанная деформация поверхности (5) оставалась в области упругих деформаций и не уходила в область пластических деформаций, вызывающих повреждения поверхностей (5), образование на них задиров, и как следствие снижение износостойкости соединения при его многократном свинчивании-развинчивании.When making the connection, the persistent end surfaces (5) are closed and upon further tightening the connections are deformed in the region of elastic deformations. It is important that the specified surface deformation (5) remains in the region of elastic deformations and does not go into the region of plastic deformations that cause damage to surfaces (5), the formation of scoring on them, and as a result, a decrease in the wear resistance of the joint when it is repeatedly screwed-unscrewed.

По требованию ГОСТов, действующих в указанной области техники, охватывающий элемент (1) всегда выполняется из более прочного материала, чем охватываемый элемент (2). Таким образом, все расчеты по возможной деформации упорных торцевых поверхностей (5) ведутся по охватываемому элементу (2).At the request of GOSTs operating in the indicated field of technology, the covering element (1) is always made of a more durable material than the covered element (2). Thus, all calculations of the possible deformation of the persistent end surfaces (5) are carried out on the covered element (2).

В первую очередь предотвращение перехода деформации поверхности (5) охватываемого элемента (2) из упругой в пластическую область зависит от предела текучести материала, из которого выполнен охватываемый элемент (2). Чем больше прочность и, соответственно, предел текучести материала, из которого выполнен охватываемый элемент (2), тем меньшая длина упорного торца (L) обеспечит предотвращение такого перехода.First of all, the prevention of the transition of deformation of the surface (5) of the covered element (2) from elastic to plastic region depends on the yield strength of the material from which the covered element (2) is made. The greater the strength and, accordingly, the yield strength of the material from which the male element (2) is made, the shorter the length of the thrust end (L) will prevent such a transition.

Кроме того, упорные конические трапецеидальные резьбы (3) имеют конструктивный зазор (Δl) по закладным граням (6) профиля витка, необходимый для свободного, без заклиниваний, свинчивания такого типа резьб. При свинчивании соединения после смыкания упорных торцевых поверхностей (5), которые воспринимают, начиная с этого момента сжимающую нагрузку и, соответственно, деформируются, зазор по закладным граням (6) профиля витка постепенно выбирается и тогда закладные грани (6) берут на себя сжимающую нагрузку, предотвращая переход деформации упорной торцевой поверхности (5) охватываемого элемента (2) в область пластической деформации. То есть, чем больше зазор (Δl) по закладным граням (6) профиля витка резьб (3), тем большая длина упорного торца (L) необходима для обеспечения предотвращения перехода деформации поверхности (5) охватываемого элемента (2) в область пластической.In addition, persistent tapered trapezoidal threads (3) have a structural gap (Δl) along the embedded edges (6) of the thread profile necessary for free, without jamming, screwing of this type of thread. When making up the connection after closing the persistent end surfaces (5), which perceive, starting from this moment, the compressive load and, accordingly, are deformed, the gap along the embedded edges (6) of the coil profile is gradually selected and then the embedded edges (6) take on the compressive load , preventing the transition of deformation of the persistent end surface (5) of the male element (2) into the region of plastic deformation. That is, the larger the gap (Δl) along the embedded edges (6) of the thread twist profile (3), the greater the length of the thrust end (L) is necessary to ensure that the deformation of the surface (5) of the covered element (2) does not go into the plastic region.

При выполнении упорного торца охватываемого элемента (2) длиной (L) менее 6,9 мм приведет к переходу деформации поверхности (5) охватываемого элемента (2) из упругой области в область пластической деформации, необратимым повреждениям поверхности (5) охватываемого элемента (2), образованию задиров, что повлечет снижение износостойкости соединения и его герметичности.When performing the persistent end of the male element (2) with a length (L) of less than 6.9 mm, the surface deformation (5) of the male element (2) undergoes a transition from the elastic region to the plastic deformation region, irreversible damage to the surface (5) of the male element (2) , the formation of scoring, which will entail a decrease in the wear resistance of the joint and its tightness.

Выполнение упорного торца охватываемого элемента (2) длиной (L) более 100,3 мм является нецелесообразным, поскольку указанное значение длины (L) гарантированно обеспечивает нахождение деформации поверхности (5) в упругой области и превышение длины (L) более 100,3 мм дает только увеличение трудоемкости процесса изготовления соединения.The implementation of the persistent end of the male element (2) with a length (L) of more than 100.3 mm is impractical, since the specified value of the length (L) ensures that the surface deformation (5) is in the elastic region and exceeding the length (L) of more than 100.3 mm gives only an increase in the complexity of the manufacturing process of the compound.

Примеры осуществления изобретения.Examples of carrying out the invention.

1. Заявленное соединение, состоящее из охватываемого и охватывающего элементов, выполнено с упорными трапецеидальными коническими резьбами с конусностью 1:16. Угол наклона опорной грани профиля витка резьб составляет 3 к нормали осевой линии резьбы, а угол наклона закладной грани профиля витка резьб составляет 10° к нормали осевой линии резьбы. Шаг резьбы составляет 5,08 мм при условном диаметре резьбы 245 мм и толщине стенки 8,94 мм. Соединение выполнено с внутренним герметизирующим узлом, образуемым контактирующими между собой упорными торцевыми поверхностями, расположенными перпендикулярно к осевой линии резьбы. Длина упорного торца охватываемого элемента выбиралась из заявленного интервала в зависимости от ширины зазора по закладной грани профиля витка резьб и предела текучести материала охватываемого элемента (см. табл.1).1. The claimed connection, consisting of male and female elements, made with persistent trapezoidal tapered threads with a taper of 1:16. The angle of inclination of the reference face of the thread coil profile is 3 to the normal of the axial thread line, and the angle of inclination of the embedded face of the thread thread profile is 10 ° to the normal of the axial thread line. The thread pitch is 5.08 mm with a nominal thread diameter of 245 mm and a wall thickness of 8.94 mm. The connection is made with an internal sealing unit formed by contacting thrust end surfaces located perpendicular to the axial line of the thread. The length of the thrust end of the male element was selected from the declared interval, depending on the width of the gap along the embedded edge of the thread thread profile and the yield strength of the material of the male element (see Table 1).

Таблица 1Table 1 No. Предел текучести материала охватываемого элемента, МПаThe yield strength of the material of the covered element, MPa Ширина зазора (Δl) по закладным граням соединения, ммThe width of the gap (Δl) on the embedded edges of the connection, mm Длина упорного торца (L) охватываемого элемента, ммThe length of the thrust end (L) of the male element, mm Обеспечиваемый технический результатProvided technical result 1one 379379 0,030,03 15,815.8 Испытания соединения, содержащего признаки, указанные выше и приведенные в таблице, показали полную герметичность при прикладывании разно-направленных нагрузок и отсутствие износа поверхностей соединения, в частности повреждении упорных торцевых поверхностей, при 3-кратном свинчивании-развинчивании соединенияTests of the joint containing the characteristics indicated above and given in the table showed complete tightness when applying differently directed loads and the absence of wear of the surfaces of the joint, in particular damage to the persistent end surfaces, with 3-fold screwing-unscrewing of the joint 22 0,100.10 52,852.8 33 0,190.19 100,3100.3 4four 621621 0,030,03 9,79.7 55 0,100.10 32,232,2 66 0,190.19 61,261.2 77 862862 0,030,03 6,96.9 88 0,100.10 23,223,2 99 0,190.19 44,044.0 1010 379379 0,100.10 6,06.0 Испытания показали наличие повреждений упорных торцевых поверхностей после однократного свинчивания-развинчивания соединенияThe tests showed damage to the persistent end surfaces after a single make-unscrew connection 1212 862862 0,100.10 6,06.0

2. Заявленное соединение, состоящее из охватываемого и охватывающего элементов, выполнено с упорными трапецеидальными коническими резьбами (3) с конусностью 1:16. Угол наклона опорной грани профиля витка резьб составляет -4° к нормали осевой линии резьбы, а угол наклона закладной грани профиля витка резьб составляет 24° к нормали осевой линии резьбы. Шаг резьбы составляет 5,08 мм при условном диаметре резьбы 245 мм и толщине стенки 8,94 мм. Соединение выполнено с внутренним герметизирующим узлом, образуемым контактирующими между собой упорными торцевыми поверхностями, расположенными перпендикулярно к осевой линии резьбы. Длина упорного торца охватываемого элемента выбиралась из заявленного интервала в зависимости от ширины зазора по закладной грани профиля витка резьб и предела текучести материала охватываемого элемента таким же образом, как в примере 1 (см. табл.1).2. The claimed connection, consisting of male and female elements, made with persistent trapezoidal tapered threads (3) with a taper of 1:16. The angle of inclination of the reference face of the thread thread profile is -4 ° to the normal of the axial line of the thread, and the angle of inclination of the embedded face of the thread thread profile is 24 ° to the normal of the axial thread line. The thread pitch is 5.08 mm with a nominal thread diameter of 245 mm and a wall thickness of 8.94 mm. The connection is made with an internal sealing unit formed by contacting thrust end surfaces located perpendicular to the axial line of the thread. The length of the thrust end of the male element was selected from the declared interval, depending on the width of the gap along the embedded edge of the thread thread profile and the yield strength of the material of the male element in the same manner as in example 1 (see table 1).

Испытания соединения, выполненного, как указано в примере 2, показали те же результаты, что и испытания первого образца.Tests of the compound made as described in Example 2 showed the same results as the tests of the first sample.

Claims (2)

1. Высокогерметичное резьбовое соединение обсадных труб, содержащее охватываемый и охватывающий элементы, на концах которых на наружной и внутренней поверхностях соответственно выполнены упорные трапецеидальные конические резьбы, отличающееся тем, что упорные трапецеидальные конические резьбы охватываемого и охватывающего элементов выполнены с конусностью 1:16, углом наклона опорной грани профиля витка 2°-4° к нормали осевой линии резьбы и углом наклона закладной грани профиля витка 9°-11° к нормали осевой линии резьбы, при этом соединение выполнено с внутренним герметизирующим узлом, образуемым контактирующими между собой упорными торцевыми поверхностями, выполненными на охватываемом и охватывающем элементах и расположенными перпендикулярно к осевой линии резьбы, причем длина упорного торца охватываемого элемента составляет 6,9-100,3 мм.1. Highly tight threaded connection of casing pipes containing male and female elements, at the ends of which on the outer and inner surfaces respectively made thrust trapezoidal conical threads, characterized in that the thrust trapezoidal conical threads of the male and female elements are made with a taper of 1:16, the angle of inclination the reference face of the thread profile 2 ° -4 ° to the normal of the axial line of the thread and the angle of inclination of the embedded side of the profile of the thread 9 ° -11 ° to the normal of the axial line of the thread, This is done with an internal sealing assembly formed by contacting thrust end surfaces made on the male and female elements and located perpendicular to the axial line of the thread, the length of the thrust end of the male element being 6.9-100.3 mm. 2. Высокогерметичное резьбовое соединение обсадных труб, содержащее охватываемый и охватывающий элементы, на концах которых на наружной и внутренней поверхностях соответственно выполнены упорные трапецеидальные конические резьбы, отличающееся тем, что упорные трапецеидальные конические резьбы охватываемого и охватывающего элементов выполнены с конусностью 1:16, углом наклона опорной грани профиля витка -3° - -5° к нормали осевой линии резьбы и углом наклона закладной грани профиля витка 23°-25° к нормали осевой линии резьбы, при этом соединение выполнено с внутренним герметизирующим узлом, образуемым контактирующими между собой упорными торцевыми поверхностями, выполненными на охватываемом и охватывающем элементах и расположенными перпендикулярно к осевой линии резьбы, причем длина упорного торца охватываемого элемента составляет 6,9-100,3 мм. 2. Highly tight threaded connection of casing pipes containing male and female elements, at the ends of which on the outer and inner surfaces respectively there are thrust trapezoidal tapered threads, characterized in that the thrust trapezoidal tapered threads of the male and female elements are made with a taper of 1:16, the angle of inclination the reference edge of the thread profile is -3 ° - -5 ° to the normal of the axial line of the thread and the angle of inclination of the embedded edge of the profile of the thread is 23 ° -25 ° to the normal of the axial line of the thread, ix formed with internal sealing assembly formed by a thrust between the contacting end faces formed on the male and female elements and disposed perpendicular to the axial line of the thread, the length of the bearing end of the male member is 6,9-100,3 mm.
RU2012153851/06A 2012-12-13 2012-12-13 Sealed threaded connection of casing pipes (versions) RU2504710C1 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012153851/06A RU2504710C1 (en) 2012-12-13 2012-12-13 Sealed threaded connection of casing pipes (versions)
PCT/RU2013/001085 WO2014092605A2 (en) 2012-12-13 2013-12-03 Sealed threaded joint for casing pipes (versions)
EA201500518A EA031821B1 (en) 2012-12-13 2013-12-03 Sealed threaded joint for casing pipes

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012153851/06A RU2504710C1 (en) 2012-12-13 2012-12-13 Sealed threaded connection of casing pipes (versions)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2504710C1 true RU2504710C1 (en) 2014-01-20

Family

ID=49948033

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012153851/06A RU2504710C1 (en) 2012-12-13 2012-12-13 Sealed threaded connection of casing pipes (versions)

Country Status (3)

Country Link
EA (1) EA031821B1 (en)
RU (1) RU2504710C1 (en)
WO (1) WO2014092605A2 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2604461C1 (en) * 2015-08-21 2016-12-10 Открытое акционерное общество "Первоуральский новотрубный завод" Threaded pipe connection
RU2616950C2 (en) * 2016-02-17 2017-04-18 Открытое акционерное общество "Завод бурового оборудования" Double-shouldered threaded joint of drill pipes
RU2639343C1 (en) * 2016-08-29 2017-12-21 Публичное акционерное общество "Трубная металлургическая компания" (ПАО "ТМК") Threaded joint of casing pipes
RU201784U1 (en) * 2020-04-28 2021-01-12 Общество с ограниченной ответственностью "Производственная Компания "Опора-пром-ойл" Threaded connection of casing pipes
RU2820265C2 (en) * 2019-07-12 2024-05-31 Хайдрил Компани Threaded connection for pipes used in wells during exploration and production of hydrocarbons

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5915608B2 (en) * 2013-09-12 2016-05-11 Jfeスチール株式会社 Threaded joint for oil well pipes with excellent seizure resistance
BR112022026851A2 (en) 2020-06-29 2023-03-14 Pao Tmk THREADED CONNECTION FOR PIPING

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1572423A3 (en) * 1984-08-30 1990-06-15 Хантинг Ойлфилд Сервисиз (Юк) Лимитед (Фирма) Threaded joint
RU2200820C2 (en) * 1997-03-27 2003-03-20 Валлурек Маннесманн Ойл Энд Гэс Франс Threaded connection of pipes
WO2005095840A1 (en) * 2004-03-31 2005-10-13 Nkktubes Double shoulder tool joint
EA010138B1 (en) * 2005-03-02 2008-06-30 Валлоурек Маннесманн Ойл Энд Гас Франсе Drill stem connection
RU2335686C1 (en) * 2004-08-27 2008-10-10 Сумитомо Метал Индастриз, Лтд. Steel pipe threaded joint

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4930647B1 (en) * 2010-06-30 2012-05-16 Jfeスチール株式会社 Threaded joints for pipes
CN101881139B (en) * 2010-07-07 2015-07-08 天津天钢石油专用管制造有限公司 Thread connector of petroleum gas industrial tube
JP5849749B2 (en) * 2011-02-28 2016-02-03 Jfeスチール株式会社 Threaded joints for pipes

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1572423A3 (en) * 1984-08-30 1990-06-15 Хантинг Ойлфилд Сервисиз (Юк) Лимитед (Фирма) Threaded joint
RU2200820C2 (en) * 1997-03-27 2003-03-20 Валлурек Маннесманн Ойл Энд Гэс Франс Threaded connection of pipes
WO2005095840A1 (en) * 2004-03-31 2005-10-13 Nkktubes Double shoulder tool joint
RU2335686C1 (en) * 2004-08-27 2008-10-10 Сумитомо Метал Индастриз, Лтд. Steel pipe threaded joint
EA010138B1 (en) * 2005-03-02 2008-06-30 Валлоурек Маннесманн Ойл Энд Гас Франсе Drill stem connection

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ГОСТ Р 51906-2002. *

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2604461C1 (en) * 2015-08-21 2016-12-10 Открытое акционерное общество "Первоуральский новотрубный завод" Threaded pipe connection
WO2017034438A3 (en) * 2015-08-21 2017-04-27 Открытое акционерное общество "Первоуральский новотрубный завод" Threaded pipe joint
EP3584484A1 (en) 2015-08-21 2019-12-25 Joint Stock Company "Pervouralsk Pipe Plant" (JSC "Pintz") Threaded pipe joint
EA038800B1 (en) * 2015-08-21 2021-10-21 Акционерное общество "Первоуральский новотрубный завод" Threaded pipe joint
RU2616950C2 (en) * 2016-02-17 2017-04-18 Открытое акционерное общество "Завод бурового оборудования" Double-shouldered threaded joint of drill pipes
RU2639343C1 (en) * 2016-08-29 2017-12-21 Публичное акционерное общество "Трубная металлургическая компания" (ПАО "ТМК") Threaded joint of casing pipes
RU2820265C2 (en) * 2019-07-12 2024-05-31 Хайдрил Компани Threaded connection for pipes used in wells during exploration and production of hydrocarbons
RU2820265C9 (en) * 2019-07-12 2024-08-05 Хайдрил Компани Threaded connection for pipes used in wells during exploration and production of hydrocarbons
RU201784U1 (en) * 2020-04-28 2021-01-12 Общество с ограниченной ответственностью "Производственная Компания "Опора-пром-ойл" Threaded connection of casing pipes

Also Published As

Publication number Publication date
EA031821B1 (en) 2019-02-28
EA201500518A1 (en) 2016-02-29
WO2014092605A2 (en) 2014-06-19
WO2014092605A3 (en) 2014-08-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2504710C1 (en) Sealed threaded connection of casing pipes (versions)
RU2604461C1 (en) Threaded pipe connection
RU2541363C1 (en) Threaded joint for pipes
RU2500875C1 (en) Leakproof screwed connection of tubing string (versions)
RU2692177C1 (en) Threaded connection of tubing string for oil wells
RU2338866C1 (en) Leakproof screwed connection of oil-field pipes
RU2639343C1 (en) Threaded joint of casing pipes
US11035502B2 (en) Compression resistant threaded connection
RU2661917C1 (en) Tubular threaded connection
EA033926B1 (en) Threaded joint for steel pipes
RU2704075C1 (en) Casing threaded connection
RU182758U1 (en) THREADED CONNECTION OF PUMP AND COMPRESSOR PIPES
US10443765B2 (en) Threaded joint for pipes
RU2543398C1 (en) Sealed threaded connection of casings
RU183769U1 (en) THREADED COUPLING CONNECTION
RU2808401C1 (en) Threaded connection of pump-compressor pipes
JP2013029177A (en) Steel pipe screw joint
RU149351U1 (en) THREADED CONNECTIONS FOR BORE HOUSING COLUMNS AND PUMPING COMPRESSOR PIPES
RU138584U1 (en) HIGH SEALED THREADED CONNECTION OF OIL AND GAS PIPES
Vasylyshyn Ways to increase the strength of pipes of oil assortment
JP2015055296A (en) Screw joint for oil well pipe with superior anti-seizure characteristics
EA045905B1 (en) THREADED CONNECTION OF PUMP-COMPRESSOR PIPES
US20110012348A1 (en) Highly- tight threaded joint

Legal Events

Date Code Title Description
QB4A Licence on use of patent

Free format text: LICENCE

Effective date: 20140618

Free format text: LICENCE

Effective date: 20140609

QB4A Licence on use of patent

Free format text: LICENCE

Effective date: 20140702

QB4A Licence on use of patent

Free format text: LICENCE

Effective date: 20141028

QB4A Licence on use of patent

Free format text: LICENCE

Effective date: 20160510

QB4A Licence on use of patent

Free format text: LICENCE

Effective date: 20160513

QB4A Licence on use of patent

Free format text: LICENCE

Effective date: 20161117

QB4A Licence on use of patent

Free format text: LICENCE

Effective date: 20170811

QB4A Licence on use of patent

Free format text: LICENCE

Effective date: 20171019

QB4A Licence on use of patent

Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20181031

Effective date: 20181031

QB4A Licence on use of patent

Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20181109

Effective date: 20181109

PC41 Official registration of the transfer of exclusive right

Effective date: 20190716

QB4A Licence on use of patent

Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20200824

Effective date: 20200824

QB4A Licence on use of patent

Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20210128

Effective date: 20210128

QB4A Licence on use of patent

Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20210531

Effective date: 20210531

QB4A Licence on use of patent

Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20210722

Effective date: 20210722