RU2687499C1 - Threaded connection of casing - Google Patents

Threaded connection of casing Download PDF

Info

Publication number
RU2687499C1
RU2687499C1 RU2018100714A RU2018100714A RU2687499C1 RU 2687499 C1 RU2687499 C1 RU 2687499C1 RU 2018100714 A RU2018100714 A RU 2018100714A RU 2018100714 A RU2018100714 A RU 2018100714A RU 2687499 C1 RU2687499 C1 RU 2687499C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
thread
coupling
casing
pipe body
threaded connection
Prior art date
Application number
RU2018100714A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2687499C9 (en
Inventor
Михаил Викторович Швецов
Роберт Загитович Нургалиев
Александр Николаевич Меньшаев
Юрий Геннадьевич Илларионов
Мухтар Зуфарович Валитов
Голия Ильдусовна Бикбулатова
Сергей Дмитриевич Шипилов
Original Assignee
Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Альметьевский государственный нефтяной институт"
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 Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Альметьевский государственный нефтяной институт" filed Critical Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Альметьевский государственный нефтяной институт"
Priority to RU2018100714A priority Critical patent/RU2687499C9/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2687499C1 publication Critical patent/RU2687499C1/en
Publication of RU2687499C9 publication Critical patent/RU2687499C9/en

Links

Images

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B17/00—Drilling rods or pipes; Flexible drill strings; Kellies; Drill collars; Sucker rods; Cables; Casings; Tubings
    • E21B17/02—Couplings; joints
    • E21B17/04—Couplings; joints between rod or the like and bit or between rod and rod or the like
    • E21B17/042—Threaded
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B17/00—Drilling rods or pipes; Flexible drill strings; Kellies; Drill collars; Sucker rods; Cables; Casings; Tubings
    • E21B17/02—Couplings; joints
    • E21B17/08—Casing joints
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L15/00—Screw-threaded joints; Forms of screw-threads for such joints

Abstract

FIELD: oil and gas industry.
SUBSTANCE: invention relates to the oil industry, namely for attaching both vertical, inclined and horizontal wells during their construction. Threaded connection of the casing includes a pipe body with low-profile conical trapezoidal threads at the ends, a coupling with responsively made threads at the ends, a collar is made in the middle inner part of the coupling with the possibility of interaction with the ends of the pipe body. At the same time, the distances from the main plane of the thread of the coupling to the collar and from the main plane of the thread of the pipe body to its end are equal and are made with the same negative and positive tolerances, respectively, the value of the specified tolerance is 1.10–1.15 of the deviation of the thread pitch over the entire thread length with full profile.
EFFECT: casing strength increase.
1 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, а именно для крепления как вертикальных, так наклонных и горизонтальных скважин при их строительстве.The invention relates to the oil industry, namely for attaching both vertical, inclined and horizontal wells during their construction.

Известно резьбовое соединение обсадной трубы, включающее тело трубы с наружной резьбой на концах, муфты с ответно выполненными внутренней резьбой (см. кн.: Баграмов Р.А. Буровые машины и комплексы. - М.: Недра, 1988, с. 90-93).Known threaded connection of the casing, including a pipe body with an external thread at the ends, couplings with responsively made internal thread (see the book: RA Bagramov Drilling machines and complexes. - M .: Nedra, 1988, pp. 90-93 ).

Недостатком известного устройства является недостаточная прочность резьбового соединения вследствие возможности касания витков резьбы тела трубы и муфты по упорной и передней поверхности. При приложении осевой нагрузки или изгибе обсадной трубы, например, при опускании в наклонную или горизонтальную скважину, это может привести к неравномерному нагружению витков.A disadvantage of the known device is the lack of strength of the threaded connection due to the possibility of touching the threads of the pipe body body and the coupling on the thrust and front surface. When an axial load is applied or the casing is bent, for example, when lowering into an inclined or horizontal well, this can lead to uneven loading of the turns.

Известно резьбовое соединение обсадной трубы, включающее тонкостенную трубу с наружной низкопрофильной резьбой на концах, муфты с ответно выполненными внутренней резьбой (см. ГОСТ 632-80. Трубы обсадные и муфты к ним, с. 33-37, черт. 8-11), которое принято за прототип.Known threaded connection of the casing, including a thin-walled pipe with an external low-profile thread at the ends, couplings with responsively made internal thread (see GOST 632-80. Pipes casing and couplings to them, pp. 33-37, dam. 8-11), which is taken as a prototype.

Выполнение резьбы низкопрофильной, например, трапецеидальной, обеспечивает высокую прочность резьбы при ее нарезке на трубу с тонкой стенкой.Performing a low-profile thread, for example, trapezoidal, provides high thread strength when cutting it into a pipe with a thin wall.

Недостатком известного устройства является недостаточная прочность трубы вследствие невозможности равномерного нагружения витков резьбы. Это связано с тем, что соединении тела трубы с муфтой не всегда гарантируется касание упорных поверхностей всех витков.A disadvantage of the known device is the lack of strength of the pipe due to the impossibility of uniform loading of the threads. This is due to the fact that the connection of the pipe body with the coupling does not always guarantee the contact of the thrust surfaces of all turns.

Целью предлагаемого технического решения является повышение прочности резьбового соединения обсадной трубы.The purpose of the proposed technical solution is to increase the strength of the threaded connection of the casing.

Указанная цель достигается тем, что в резьбовом соединении обсадной трубы, включающем тело трубы с низкопрофильной конической трапецеидальной резьбой на концах, муфту с ответно выполненными резьбой на концах и буртом между ними, при этом расстояния от основной плоскости резьбы муфты до бурта и от основной плоскости резьбы тела трубы до его торца равны и выполнены с одинаковым отрицательным и положительным допуском соответственно, величина указанного допуска составляет 1,1-1,15 величины отклонения шага резьбы на всей длины резьбы с полным профилем.This goal is achieved by the fact that in the threaded connection of the casing, which includes a pipe body with a low-profile conical trapezoidal thread at the ends, a sleeve with responsively made threads at the ends and a collet between them, while the distances from the main thread plane of the coupling to the collar and from the main thread plane the body of the pipe to its end face are equal and are made with the same negative and positive tolerance, respectively, the value of the specified tolerance is 1.1-1.15 of the deviation of the thread pitch over the entire length of the thread with full rofilem.

Предлагаемое устройство поясняется чертежом.The proposed device is illustrated in the drawing.

На фиг. 1 изображена предлагаемое резьбовое соединение обсадной трубы с муфтой, продольный разрез;FIG. 1 shows the proposed threaded connection of the casing with a sleeve, a longitudinal section;

На фиг. 2 - общий вид соединения витков резьбы;FIG. 2 - a general view of the connection thread;

На фиг. 3 - резьбовое соединение обсадной трубы (начальный момент свинчивания);FIG. 3 - threaded connection of the casing (the initial moment of screwing);

На фиг. 4 - резьбовое соединение при полной затяжке резьбы.FIG. 4 - threaded connection with full tightening of the thread.

Резьбовое соединение обсадной трубы содержит тело 1 (фиг. 1) из тонкостенной трубы, на концах которого выполнены, например, низкопрофильные трапецеидальные резьбы 2 (фиг. 2), муфту 3 с ответно выполненными внутренней резьбой 4. В средней внутренней части муфты 3 выполнен бурт 5 с возможностью взаимодействия с торцом 6 тела 1 трубы. Размеры обсадной трубы и резьбы следующие: наружный диаметр «D» и толщина стенки «S» тела 1 трубы, средний диаметр резьбы в основной плоскости «D0», угол профиля «ϕ» и шаг «t» резьбы, а также углы наклона упорной поверхности 7 «α1» и передней поверхности 8 «α2» профиля резьбы относительно нормали к оси резьбы. При этом, как правило, с целью снижения момента свинчивания резьбового соединения угол «α2» принимается больше угла трения, составляющего 9-10°. Угол наклона упорной поверхности 7 «α1», с целью предотвращения скольжения упорных поверхностей витков принимается минимальным, составляющим 3-4°.The threaded connection of the casing contains a body 1 (Fig. 1) of a thin-walled pipe, at the ends of which, for example, low-profile trapezoidal threads 2 (Fig. 2) are made, a sleeve 3 with an internal thread 4 responsively made by a female thread 3 5 with the ability to interact with the end 6 of the body 1 pipe. The dimensions of the casing and thread are the following: the outer diameter “D” and wall thickness “S” of the pipe body 1, the average thread diameter in the main plane “D 0 ”, the profile angle “ϕ” and the thread pitch “t”, as well as the angles of inclination surface 7 "α 1 " and the front surface 8 "α 2 " thread profile relative to the normal to the axis of the thread. In this case, as a rule, in order to reduce the moment of screwing the threaded joint, the angle “α 2 ” is taken to be greater than the friction angle, which is 9-10 °. The angle of inclination of the thrust surface 7 "α 1 ", in order to prevent sliding of the thrust surfaces of the turns, is assumed to be minimal, equal to 3-4 °.

Номинальное расстояние от основной плоскости 9 резьбы 2 тела 1 трубы до торца 6 и расстояние от основной плоскости 10 резьбы 4 муфты 3 до бурта 5 выполняется одинаковым и равным «L» (фиг. 3 и 4). Размер L может быть выполнен с определенным допуском «δ» для тела 1 трубы и муфты 3. С целью обеспечения гарантированного взаимодействия торца 6 тела 1 трубы с буртом 5 допуск размера «L» для тела 1 принимается положительным, а для муфты 3 - отрицательным. Пусть число витков резьбы обсадной трубы с полным профилем равно «n». При этом суммарный допуск на шаг «t» на всю длину резьбы обозначим как «Δ», т.е. n⋅t±Δ.The nominal distance from the main plane 9 of the thread 2 of the pipe body 1 to the end 6 and the distance from the main plane 10 of the thread 4 of the coupling 3 to the collar 5 is the same and equal to "L" (Fig. 3 and 4). The size L can be made with a certain tolerance "δ" for the body 1 of the pipe and the coupling 3. To ensure guaranteed interaction of the end 6 of the body 1 of the pipe with the shoulder 5, the tolerance of the size "L" for the body 1 is taken to be positive, and for the coupling 3 to be negative. Let the number of threads of a casing with a full profile be equal to "n". In this case, the total tolerance per step “t” for the entire thread length is denoted as “Δ”, i.e. n⋅t ± Δ.

Свинчивание резьбового соединения обсадной трубы осуществляется следующим образом.The screwing of the threaded connection of the casing is as follows.

При свинчивании тела 1 трубы с муфтой 3 (фиг. 3) расстояние между торцом 6 тела 1 трубы и буртом 5 уменьшается до нуля (фиг. 3). Так как допуск «δ» на размер «L» тела 1 трубы положительный, в момент касания торца 6 с буртом 5, основная плоскость 9 резьбы 2 не совпадает с основной плоскостью 10 резьбы 4 муфты 3. При дальнейшем свинчивании резьбы длина резьбовой части «L» тела 1 снижается, а муфты 3 - увеличивается. Происходит также увеличение длины элементов резьбы: выступов и впадин (на фиг. не указаны) муфты 3. С целью обеспечения контакта упорной поверхности 7 резьбы 2 тела 1 и резьбы 4 муфты 3 величина допуска «δ» размер «L» не должен быть меньше отклонения «Δ» шага резьбы на всей длине резьбы с полным профилем. Для исключения чрезмерного натяга величина допуска «δ» на размер «L» должен составит 1,10-1,15 отклонения «Δ» шага резьбы на всей длине резьбы с полным профилем, т.е. δ=(1,10-1,15)⋅Δ.When screwing the pipe body 1 with the coupling 3 (FIG. 3), the distance between the end face 6 of the pipe body 1 and the shoulder 5 decreases to zero (FIG. 3). Since the tolerance "δ" on the size "L" of the body 1 of the pipe is positive, at the moment of contact of the end 6 with collet 5, the main plane 9 of thread 2 does not coincide with the main plane 10 of thread 4 of coupling 3. With further threading, the length of the threaded part "L "Body 1 decreases, and coupling 3 increases. There is also an increase in the length of the thread elements: protrusions and depressions (not shown in Fig.) Of the coupling 3. In order to ensure the contact of the stop surface 7 of the thread 2 of the body 1 and the thread 4 of the coupling 3, the tolerance “δ” size “L” must not be less than the deviation "Δ" thread pitch on the entire length of the thread with a full profile. To eliminate excessive preload, the tolerance value “δ” on the size “L” should be 1.10-1.15 deviations “Δ” of the thread pitch over the entire length of the thread with a full profile, i.e. δ = (1.10-1.15) Δ.

Работа резьбового соединения обсадной трубы.The work of the threaded connection casing.

Тело обсадной трубы и резьбовое соединение испытывают осевую нагрузку, крутящий момент и изгиб вследствие искривления скважины. Натяг резьбового соединения на величину, превышающую отклонение шага резьбы на всей длине резьбы с полным профилем, обеспечивает контакт упорной поверхности резьбы.The casing body and the threaded joint experience axial load, torque and bending due to the curvature of the well. The tension of the threaded connection by an amount exceeding the deviation of the thread pitch over the entire length of the thread with the full profile ensures the contact of the thrust surface of the thread.

При приложении на обсадную трубу осевой растягивающей нагрузки снижается контактное напряжение между торцом 6 и буртом 5. Вследствие восприятия части усилия затяжки торцом 6 и буртом 5, контактное напряжение на передней поверхности 8 незначительное. При действии на обсадную трубу изгибающего момента не происходит отрыв упорных поверхностей 7 витков резьбы тела 1 и муфты 3.When an axial tensile load is applied to the casing, the contact stress between the end face 6 and the shoulder 5 decreases. Due to the perception of a part of the tightening force by the end face 6 and the shoulder 5, the contact stress on the front surface 8 is insignificant. When the bending moment is acting on the casing pipe, the thrust surfaces 7 turns of the threading of the body 1 and the coupling 3 do not break away.

Таким образом, достаточным натягом резьбы с обеспечением гарантированного контакта упорных поверхностей витков резьбы тела трубы и муфты предотвращается срыв и смятие передних поверхностей резьбы.Thus, a sufficient tightening of the thread with ensuring guaranteed contact of the thrust surfaces of the thread coils of the pipe and coupling body prevents breakdown and crushing of the front surfaces of the thread.

Claims (1)

Резьбовое соединение обсадной трубы, включающее тело трубы с низкопрофильной конической трапецеидальной резьбой на концах, муфту с ответно выполненной резьбой на концах, отличающееся тем, что в средней внутренней части муфты с возможностью взаимодействия с торцами тела трубы выполнен бурт, при этом расстояния от основной плоскости резьбы муфты до бурта и от основной плоскости резьбы тела трубы до его торца равны и выполнены с одинаковыми отрицательным и положительным допусками соответственно, величина указанного допуска составляет 1,10-1,15 величины отклонения шага резьбы на всей длины резьбы с полным профилем.Threaded connection of the casing, including a pipe body with a low-profile conical trapezoidal thread at the ends, a coupling with a responsively made thread at the ends, characterized in that in the middle inner part of the coupling with the possibility of interaction with the ends of the pipe body there is a flange, while the distances from the main plane of the thread the couplings to the collar and from the main plane of the thread of the pipe body to its end face are equal and are made with the same negative and positive tolerances, respectively, the value of the specified tolerance is 1.10 -1,15 the deviation of the thread pitch over the entire length of the thread with a full profile.
RU2018100714A 2018-01-10 2018-01-10 Threaded connection of casing RU2687499C9 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018100714A RU2687499C9 (en) 2018-01-10 2018-01-10 Threaded connection of casing

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018100714A RU2687499C9 (en) 2018-01-10 2018-01-10 Threaded connection of casing

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2687499C1 true RU2687499C1 (en) 2019-05-14
RU2687499C9 RU2687499C9 (en) 2019-06-25

Family

ID=66579067

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018100714A RU2687499C9 (en) 2018-01-10 2018-01-10 Threaded connection of casing

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2687499C9 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2106564C1 (en) * 1994-10-13 1998-03-10 Валлурек Ойл Энд Гэс System of threaded joint for metal pipes and method of connecting metal pipes
RU52968U1 (en) * 2005-07-15 2006-04-27 ОАО "Синарский трубный завод" POSITIONING PIPE EQUIPPED WITH CONNECTION TMK CS
RU115813U1 (en) * 2011-08-31 2012-05-10 Рашит Темирбулатович Сарсенов PUMP-COMPRESSOR PIPE WITH HIGH SEALED GAS-DENSE THREADED CONNECTION "KSP-PREMIUM" (OPTIONS)
RU160665U1 (en) * 2015-09-24 2016-03-27 Управляющая компания общество с ограниченной ответственностью "ТМС групп" THREADED CONNECTION OF OIL PIPES

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2106564C1 (en) * 1994-10-13 1998-03-10 Валлурек Ойл Энд Гэс System of threaded joint for metal pipes and method of connecting metal pipes
RU52968U1 (en) * 2005-07-15 2006-04-27 ОАО "Синарский трубный завод" POSITIONING PIPE EQUIPPED WITH CONNECTION TMK CS
RU115813U1 (en) * 2011-08-31 2012-05-10 Рашит Темирбулатович Сарсенов PUMP-COMPRESSOR PIPE WITH HIGH SEALED GAS-DENSE THREADED CONNECTION "KSP-PREMIUM" (OPTIONS)
RU160665U1 (en) * 2015-09-24 2016-03-27 Управляющая компания общество с ограниченной ответственностью "ТМС групп" THREADED CONNECTION OF OIL PIPES

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ГОСТ 632-80. Трубы обсадные и муфты к ним. Технические условия. 01.01.1983. *
ГОСТ Р 51906-2002. Соединения резьбовые обсадных, насосно-компрессорных труб и трубопроводов и резьбовые калибры для них. Общие технические трубования. 01.01.2003. *

Also Published As

Publication number Publication date
RU2687499C9 (en) 2019-06-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6139708B2 (en) Threaded joints for steel pipes
RU2642922C2 (en) Threaded joint for steel pipes
EP2000629B1 (en) High strength threaded joint, particularly for lined tubes
RU2439416C1 (en) Steel pipe threaded joint
US10612700B2 (en) Method for making a threaded connection for pipes, such as oil and gas pipes
EP3137777B1 (en) System comprising an externally threaded bolt
EA038800B1 (en) Threaded pipe joint
WO2019093163A1 (en) Threaded joint for steel pipes
RU2687499C1 (en) Threaded connection of casing
EP2860433B1 (en) Flared pipe connection arrangement
US10125554B2 (en) Threaded joint for oil country tubular goods
US1843202A (en) Pipe coupler
CN110382812B (en) Threaded joint for pipes
EA039255B1 (en) Threaded tubular connection for casing
US20170227338A1 (en) Threaded Insert for Use with Archery Arrows and Crossbow Bolts
RU2651856C1 (en) Tubing joint
WO2014125545A1 (en) Threaded joint for pipe
RU165295U1 (en) SEALED THREADED CONNECTION OF OIL PIPES
WO2015111117A1 (en) Threaded joint for pipe
RU166817U1 (en) COUPLING THREADED COUPLING CONNECTION
RU78854U1 (en) THREADED WALL THREAD DRILL PIPES
RU42283U1 (en) CONIC PIPE THREADED CONNECTION
RU165748U1 (en) COUPLING THREADED COUPLING CONNECTION
US10550970B2 (en) Connector device
RU160665U1 (en) THREADED CONNECTION OF OIL PIPES

Legal Events

Date Code Title Description
TK4A Correction to the publication in the bulletin (patent)

Free format text: CORRECTION TO CHAPTER -FG4A- IN JOURNAL 14-2019 FOR INID CODE(S) (73)

TH4A Reissue of patent specification