RU2722195C2 - Tubular element with screw stop - Google Patents
Tubular element with screw stop Download PDFInfo
- Publication number
- RU2722195C2 RU2722195C2 RU2017119835A RU2017119835A RU2722195C2 RU 2722195 C2 RU2722195 C2 RU 2722195C2 RU 2017119835 A RU2017119835 A RU 2017119835A RU 2017119835 A RU2017119835 A RU 2017119835A RU 2722195 C2 RU2722195 C2 RU 2722195C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- thread
- stop
- end part
- axis
- rotation
- Prior art date
Links
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 claims abstract description 6
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 13
- 230000004323 axial length Effects 0.000 claims description 3
- 238000005553 drilling Methods 0.000 abstract description 3
- 238000007789 sealing Methods 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000011435 rock Substances 0.000 abstract 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 4
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 2
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000004519 grease Substances 0.000 description 1
- 229910001026 inconel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 210000002445 nipple Anatomy 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 230000002028 premature Effects 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK 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 OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK 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
- F16L15/04—Screw-threaded joints; Forms of screw-threads for such joints with additional sealings
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Geology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Earth Drilling (AREA)
- Non-Disconnectible Joints And Screw-Threaded Joints (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
- Mutual Connection Of Rods And Tubes (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к трубчатому элементу для соединения посредством свинчивания с аналогичным элементом с целью формирования непрерывного трубчатого сооружения. Предпочтительно изобретение применимо при изготовлении штанги, образованной из бурильных труб, утяжеленных бурильных труб и воротников бура, которые через одинаковые промежутки крепятся друг к другу и отсоединяются друг от друга. Штанга этого типа может быть, в частности, использована при приведении во вращение с целью бурения нефтегазоносных скважин. В качестве альтернативы трубчатые элементы этого типа могут также быть использованы в подъемнике бурильных труб или даже в райзере при эксплуатации скважины этого типа.The invention relates to a tubular element for connection by screwing to a similar element in order to form a continuous tubular structure. Preferably, the invention is applicable in the manufacture of a drill rod formed of drill pipes, weighted drill pipes and drill collars, which are fastened to each other at regular intervals and disconnected from each other. A rod of this type can, in particular, be used to bring into rotation for the purpose of drilling oil and gas wells. Alternatively, tubular members of this type may also be used in a drill pipe hoist or even in a riser when operating this type of well.
Каждый трубчатый элемент содержит по меньшей мере одну концевую часть, которая снабжена наружной или внутренней резьбой. Как правило, трубчатый элемент содержит концевую часть с наружной резьбой и противоположную концевую часть с внутренней резьбой. Резьбовая концевая часть предназначена для свинчивания с концевой частью с комплементарной резьбой другого элемента. При соединении две концевые части двух элементов образуют соединение.Each tubular element contains at least one end portion, which is provided with an external or internal thread. Typically, the tubular element comprises an end portion with an external thread and an opposite end portion with an internal thread. The threaded end part is designed for screwing with the end part with a complementary thread of another element. When connected, the two end parts of the two elements form a connection.
Резьбовые трубчатые элементы соединяются при тщательно контролируемых нагрузках, удовлетворяющих требованиям в отношении затягивания, а иногда и в отношении герметизации, которые зависят от условий использования. Как правило, резьбовая концевая часть соединения содержит по меньшей мере один осевой упор, который активируется в конце свинчивания и прижимается к соответствующей поверхности посредством прикладывания заданного крутящего момента докрепления. Крутящий момент докрепления, прикладываемый в конце затяжки, известен как крутящий момент на заплечике, поскольку он соответствует крутящему моменту, необходимому для активации осевых упоров.The threaded tubular elements join together under carefully controlled loads that satisfy the tightening requirements and sometimes the sealing requirements, which depend on the conditions of use. Typically, the threaded end of the connection contains at least one axial stop, which is activated at the end of make-up and is pressed against the corresponding surface by applying a predetermined fixing torque. The attachment torque applied at the end of the tightening is known as the shoulder torque because it corresponds to the torque required to activate the axial stops.
При свинчивании двух элементов друг с другом прикладывание слишком малого крутящего момента на заплечик, например, в результате преждевременной остановки свинчивания, обеспечивает соединение, которое не соответствует техническим требованиям. В таком случае высоки риски разъединения из-за выскакивания или случайного развинчивания. Перед тем как собственно происходит разъединение, также может произойти ослабление затяжки. Недостаточная затяжка способствует быстрому износу соединений и возникновению сложностей, когда речь идет о намеренном развинчивании.When making two elements with each other, applying too little torque to the shoulder, for example, as a result of premature stopping of the make-up, provides a connection that does not meet the technical requirements. In this case, there is a high risk of separation due to popping up or accidentally unscrewing. Before the actual separation occurs, loosening of the tightening can also occur. Inadequate tightening contributes to quick wear of the joints and the occurrence of difficulties when it comes to intentional unscrewing.
Прикладывание слишком большого крутящего момента на заплечик, например, в результате свинчивания труб с чрезмерным моментом, также обеспечивает соединение, которое не соответствует техническим требованиям. При свинчивании труб с чрезмерным моментом части элемента подвергаются риску пластической деформации и повреждения. В таком случае больше не гарантируется предполагаемое взаимодействие между различными поверхностями каждого из элементов. Поведение соединения становится трудно предсказуемым. Деградация этого типа является трудно исправимой.Applying too much torque to the shoulder, for example as a result of over-torqueing the pipes, also provides a connection that does not meet specifications. When making pipes with excessive torque, parts of the element are at risk of plastic deformation and damage. In this case, the alleged interaction between the different surfaces of each element is no longer guaranteed. The behavior of the compound becomes difficult to predict. Degradation of this type is difficult to fix.
С целью ограничения этих рисков согласно обычной практике определяются номинальный верхний крутящий момент на заплечике при моменте смыкания упорных элементов и нижний крутящий момент на заплечике при крутящем моменте на пределе текучести. Соблюдение номинального крутящего момента на заплечике и диапазона его допусков является гарантией удовлетворительной механической прочности соединения при предполагаемых условиях использования. Соблюдение этого диапазона ограничивает риски возникновения неисправностей. Пределы диапазона допустимого крутящего момента на заплечике изменяются для каждой конструкции элементов. Номинальные значения для таких пределов зависят от размеров элементов и, в частности, от толщины стенок, которые изменяются в зависимости от предполагаемых применений.In order to limit these risks, according to standard practice, the nominal upper torque on the shoulder at the moment of closure of the stop elements and the lower torque on the shoulder at the torque at the yield point are determined. Compliance with the rated torque on the shoulder and the range of its tolerances is a guarantee of satisfactory mechanical strength of the joint under the expected conditions of use. Compliance with this range limits the risk of malfunctions. The limits of the allowable torque range on the shoulder vary for each element design. Nominal values for such limits depend on the size of the elements and, in particular, on the wall thickness, which vary depending on the intended application.
На практике операции свинчивания/развинчивания проводятся на месте в сложных условиях, например, на морских платформах. Фактические условия свинчивания могут сильно отличаться от теоретических условий в лаборатории.In practice, screwing / unscrewing operations are carried out on site in difficult conditions, for example, on offshore platforms. Actual make-up conditions can vary greatly from theoretical conditions in the laboratory.
В применениях, предусмотренных настоящим изобретением, резьбовая концевая часть соединения может содержать два осевых упора, которые разделены в осевом направлении на внутренний и наружный соответственно, которые активируются в конце свинчивания и прижимаются к соответствующим поверхностям посредством прикладывания заданного номинального крутящего момента докрепления. Заданный крутящий момент докрепления этих соединений увеличивается из-за удвоения поверхностей, которые входят в зацепление в упоре.In the applications provided by the present invention, the threaded end part of the connection may comprise two axial stops that are axially divided into internal and external, respectively, which are activated at the end of the make-up and are pressed to the corresponding surfaces by applying a predetermined nominal fixing torque. The predetermined fixing torque of these joints increases due to doubling of the surfaces that engage in the abutment.
Скважины, подлежащие бурению, становятся все более сложными и более глубокими, и крутящий момент, оказываемый на расположенные выше по потоку трубчатые элементы, возрастает с увеличением расстояния между расположенными выше по потоку трубчатыми элементами и расположенными ниже по потоку трубчатыми элементами. Изобретение улучшает ситуацию путем предоставления трубчатых элементов, которые могут быть использованы, чтобы выдерживать более высокие эксплуатационные нагрузки, путем обеспечения более высокого номинального крутящего момента докрепления, чем у существующих соединений, не увеличивая ни внешних размеров соединения, ни веса колонны. Кроме того, еще одним преимуществом изобретения является то, что оно предлагает концевую часть, в частности упор, целостность которой поддерживается на протяжении ее использования, и для которой обеспечивается герметизация от жидкости даже после нескольких операций свинчивания-развинчивания.The wells to be drilled are becoming more complex and deeper, and the torque exerted on the upstream tubular elements increases with increasing distance between the upstream tubular elements and the downstream tubular elements. The invention improves the situation by providing tubular elements that can be used to withstand higher operational loads, by providing a higher rated attachment torque than existing joints, without increasing the external dimensions of the joint or the weight of the column. In addition, another advantage of the invention is that it offers an end portion, in particular an emphasis, the integrity of which is maintained throughout its use, and for which sealing against liquids is ensured even after several screwing-unscrewing operations.
Для получения одинаковой толщины стенки трубчатый элемент согласно настоящему изобретению имеет по меньшей мере один упор, активная поверхность которого является более расширенной, чем у известных трубчатых элементов. Конструкция согласно настоящему изобретению подразумевает, что локальные контактные давления не увеличиваются, вследствие чего предотвращается нарастание пластических деформаций и гарантируется то, что упоры выдерживают под напряжением тяговое усилие и, таким образом, остаются непроницаемыми даже в процессе эксплуатации.To obtain the same wall thickness, the tubular element according to the present invention has at least one stop, the active surface of which is more expanded than that of the known tubular elements. The construction according to the present invention implies that the local contact pressures do not increase, thereby preventing the growth of plastic deformations and ensuring that the stresses withstand the tensile stress and thus remain impermeable even during operation.
При большом крутящем моменте докрепления контактные давления на поверхности упоров по настоящему изобретению подвергаются нагрузкам на единицу площади поверхности, которые идентичны нагрузкам традиционных затрубных поверхностей или кольцевых поверхностей. Крутящий момент докрепления, после которого может возникнуть явление нарастания пластических деформаций, таким образом, является более высоким.With a large attachment torque, contact pressures on the surface of the stops of the present invention are subjected to loads per unit surface area, which are identical to the loads of traditional annular surfaces or annular surfaces. The fastening torque, after which the phenomenon of an increase in plastic deformations can occur, is thus higher.
С этой целью настоящее изобретение предлагает трубчатый элемент для бурильной штанги, содержащий концевую часть, имеющую ось вращения и снабженную резьбой, проходящей вокруг оси вращения, причем концевая часть выполнена с возможностью соединения посредством свинчивания с соответствующей концевой частью другого трубчатого элемента, снабженной комплементарной резьбой, при этом концевая часть содержит по меньшей мере один наружный упор, расположенный таким образом, чтобы контактировать с соответствующим наружным упором другого элемента при завершении свинчивания, при этом указанный наружный упор содержит по меньшей мере одну винтовую поверхность, имеющую ось винтовой линии, которая совпадает с осью вращения.To this end, the present invention provides a tubular element for a drill rod comprising an end portion having an axis of rotation and provided with a thread extending around the axis of rotation, the end portion being adapted to be screwed into the corresponding end portion of another tubular element provided with a complementary thread, this end part contains at least one outer stop located in such a way as to contact with the corresponding outer stop of another element at the end of make-up, while this outer stop contains at least one helical surface having an axis of a helix that coincides with the axis of rotation .
В другом аспекте заявитель предлагает соединение, содержащее две концевые части двух отличающихся элементов, как определено выше в данном документе. Эти два элемента соединяются друг с другом посредством свинчивания концевой части первого элемента с соответствующей концевой частью второго элемента.In another aspect, the applicant provides a compound containing two end parts of two different elements, as defined above in this document. These two elements are connected to each other by screwing the end part of the first element with the corresponding end part of the second element.
Компонент может иметь следующие дополнительные характеристики либо по отдельности, либо в комбинации друг с другом.A component may have the following additional characteristics, either individually or in combination with each other.
В частности, резьба имеет такой угол профиля резьбы, что винтовая поверхность или поверхности могут иметь угол наклона винтовой линии, который меньше или равен углу профиля резьбы. Предпочтительно угол наклона винтовой линии может находиться в диапазоне от 0,5 до 7°.In particular, the thread has such a thread profile angle that the screw surface or surfaces can have a helix angle that is less than or equal to the thread profile angle. Preferably, the helix angle may be in the range of 0.5 to 7 °.
В частности, сумма угловых частей вокруг оси вращения, по которой проходит винтовая поверхность, может находиться в диапазоне от 180 до 360°.In particular, the sum of the angular parts about the axis of rotation along which the helical surface extends can be in the range from 180 to 360 °.
Вследствие существования винтовой поверхности концевая часть также содержит кольцевой заплечик, соединенный по меньшей мере с одним из периферических концов указанной винтовой поверхности.Due to the existence of a helical surface, the end portion also comprises an annular shoulder connected to at least one of the peripheral ends of said helical surface.
В частности, этот кольцевой заплечик может содержать по меньшей мере одну по существу плоскую поверхность, плоскость которой образует угол с осью вращения в диапазоне от 0 до 75°. В частности, кольцевой заплечик может содержать по меньшей мере одну по существу плоскую поверхность, плоскость которой может быть параллельна оси вращения или может совпадать с осью вращения.In particular, this annular shoulder may comprise at least one substantially flat surface, the plane of which forms an angle with the axis of rotation in the range from 0 to 75 °. In particular, the annular shoulder may comprise at least one substantially flat surface, the plane of which may be parallel to the axis of rotation or may coincide with the axis of rotation.
В соответствии с различными вариантами осуществления кольцевой заплечик может быть соединен с винтовой поверхностью с помощью радиуса закругления или наклонной плоскости. В частности, при наличии радиуса закругления он может иметь радиус кривизны в диапазоне от 0,5 до 10,0 мм.In accordance with various embodiments, an annular shoulder can be connected to a helical surface using a radius of curvature or an inclined plane. In particular, in the presence of a radius of curvature, it may have a radius of curvature in the range from 0.5 to 10.0 mm.
Предпочтительно концевая часть может содержать два упора, внутренний упор и наружный упор, причем каждый из двух упоров содержит по меньшей мере один кольцевой заплечик. В качестве альтернативы концевая часть может содержать такие два упора, внутренний упор и наружный упор, соответственно, что только наружный упор снабжен винтовой поверхностью.Preferably, the end portion may comprise two stops, an internal stop and an external stop, each of the two stops comprising at least one annular shoulder. Alternatively, the end portion may comprise such two stops, an internal stop and an external stop, respectively, such that only the outer stop is provided with a helical surface.
В частности, концевая часть может содержать одну винтовую поверхность, расположенную исключительно на наружном упоре.In particular, the end portion may comprise a single helical surface located solely on the outer stop.
Преимущественно винтовая поверхность может находиться на некотором расстоянии от резьбы; расстояние между концом резьбы и винтовой поверхностью, в частности, может составлять по меньшей мере 8 мм.Advantageously, the helical surface may be at some distance from the thread; the distance between the end of the thread and the screw surface, in particular, can be at least 8 mm.
Более конкретно, настоящее изобретение относится также к соединению, содержащему два элемента согласно настоящему изобретению, в котором или наружный упор элемента, или соответствующий наружный упор другого элемента расположен на свободном дальнем конце своей концевой части.More specifically, the present invention also relates to a connection containing two elements according to the present invention, in which either the outer stop of the element or the corresponding outer stop of the other element is located at the free distal end of its end portion.
Другие характеристики, подробности и преимущества настоящего изобретения станут очевидными из последующего подробного описания и прилагаемых графических материалов, на которых:Other characteristics, details and advantages of the present invention will become apparent from the following detailed description and the accompanying graphic materials, on which:
- на фиг. 1 представлен продольный вид в частичном разрезе двух элементов согласно настоящему изобретению;- in FIG. 1 is a partial longitudinal sectional view of two elements according to the present invention;
- на фиг. 2 представлен вид в перспективе концевой части с наружной резьбой элемента согласно настоящему изобретению;- in FIG. 2 is a perspective view of an end portion with an external thread of an element according to the present invention;
- на фиг. 3 представлен вид в перспективе варианта концевой части с наружной резьбой элемента согласно настоящему изобретению;- in FIG. 3 is a perspective view of an embodiment of an end portion with an external thread of an element according to the present invention;
- на фиг. 4 представлен вид в перспективе концевой части с внутренней резьбой элемента согласно настоящему изобретению, соответствующей части на фиг. 3;- in FIG. 4 is a perspective view of an end portion with an internal thread of an element according to the present invention, a corresponding portion of FIG. 3;
- на фиг. 5-8 представлены виды в перспективе вариантов детального чертежа концевой части компонента согласно настоящему изобретению;- in FIG. 5-8 are perspective views of embodiments of a detailed drawing of an end portion of a component according to the present invention;
- на фиг. 9, 10 и 11 представлены виды в перспективе вариантов концевой части с наружной резьбой элемента согласно настоящему изобретению;- in FIG. 9, 10 and 11 are perspective views of variants of an end portion with an external thread of an element according to the present invention;
- на фиг. 12 представлен другой вариант концевой части с наружной резьбой, на которой предусмотрены три винтовые поверхности, согласно настоящему изобретению.- in FIG. 12 shows another embodiment of an end portion with an external thread on which three screw surfaces are provided according to the present invention.
Чертежи и нижеследующее описание, по существу, содержат элементы с конкретными свойствами. Таким образом, они могут служить не только для лучшего понимания настоящего изобретения, но и способствуют его определению при необходимости.The drawings and the following description essentially contain elements with specific properties. Thus, they can serve not only to better understand the present invention, but also contribute to its determination, if necessary.
Первый трубчатый элемент 1 и второй трубчатый элемент 101 представлены на фиг. 1. Элементы 1 и 101, как правило, выполнены в виде тела вращения вокруг оси вращения XX. На фиг. 1 элементы 1 и 101 выровнены по одной линии друг с другом. Следовательно, оси вращения XX совпадают. Направление оси вращения XX называется осевым направлением.The first
С целью облегчения понимания ссылочные позиции для второго элемента 101 увеличены на 100. Каждый из элементов 1 и 101 содержит концевую часть 2 или 103 соответственно. При этом первый элемент 1 содержит концевую часть 2 с наружной резьбой (или ниппель), в то время как второй трубчатый элемент 101 содержит концевую часть 103 с внутренней резьбой (или муфту). Каждый из элементов 1 и 101 содержит постоянную трубную часть 9 или 109. Постоянная трубная часть 9 выполнена как одно целое с концевой частью 2 с наружной резьбой, а на противоположном конце также выполнена как одно целое со второй концевой частью с внутренней резьбой (не показана), которая идентична концевой части 103 с внутренней резьбой. Аналогичным образом постоянная трубная часть 09 выполнена как одно целое с концевой частью 103 с внутренней резьбой, а на противоположном конце также выполнена как одно целое с другой концевой частью с наружной резьбой (не показана), которая идентична концевой части 2 с наружной резьбой.In order to facilitate understanding, the reference numbers for the
Постоянные трубные части 9 и 109 двух элементов 1 и 101 подобны друг другу. Трубчатые элементы 1 и 101 непроницаемы по конструкции и по материалу. В частности, трубчатые элементы образуют металлические конструкции, в частности, изготовленные из стали или инконеля. В качестве примера категория прочности материала составляет порядка 130 тысяч фунтов на кв. дюйм с техническим пределом текучести в диапазоне от 120000 до 140000 фунтов на кв. дюйм; однако он также может быть выбран из более высоких категорий прочности приблизительно 140 тысяч фунтов на кв. дюйм, 150 тысяч фунтов на кв. дюйм и 165 тысяч фунтов на кв. дюйм, а также из более низких категорий прочности стали, таких как те, которые определяются приблизительно 80 тысячами фунтов на кв. дюйм, или 95 тысячами фунтов на кв. дюйм, или даже 110 тысячами фунтов на кв. дюйм. Концевые части 2 и 103 могут быть изготовлены из материала, который является идентичным материалу труб 9 и 109 или отличным от него.The
При этом концевые части, в частности 2 и 103, имеют конструкцию, которая соответствует стандарту API-7 или API-RP-7G или даже ISO-10407-1. В вариантах концевые части 2 и 103 имеют запатентованную конструкцию, как, например, имеющуюся на рынке под товарным знаком VAM®.In this case, the end parts, in particular 2 and 103, have a design that complies with the standard API-7 or API-RP-7G or even ISO-10407-1. In embodiments,
Это выражено прямо или действительно, как описано в публикациях WO-2006/092649 или WO-2012/089305.This is expressed directly or truly, as described in publications WO-2006/092649 or WO-2012/089305.
Постоянная часть 9, как правило, имеет цилиндрическую форму и имеет длину в диапазоне от 5 до 15 метров для длинных элементов, например бурильных труб, и от 1 до 5 метров для коротких элементов, например изнашиваемых вставок, используемых в устье скважины. Внутренний диаметр находится, например, в диапазоне от 25 до 400 мм, в то время как наружный диаметр находится в диапазоне от 50 до 500 мм.The
Элемент 1 может быть получен посредством сварки трением концевых частей с каждым концом трубы, образующим постоянную часть 9. Аналогичный способ изготовления может быть использован для элемента 101. В таких случаях концы постоянной части 9 могут уже быть прокованы, высажены или утолщены для увеличения радиальной поверхности металла. Как можно видеть на фиг. 1, плоскость 5 или 105 сварного шва соответственно образована на стыке между постоянными трубными частями 9 и 109 и концевыми частями 2 и 103 соответственно. В качестве альтернативы трубчатый элемент может быть цельным, то есть без сварного шва, и полученным из одной заготовки. Постоянные части 9, 109 не показаны на фиг. 2-8.
Концевые части 2, 103, как правило, имеют трубчатую форму. Концевые части 2, 103 имеют наружную поверхность 11, 121 соответственно, которая имеет по существу цилиндрическую форму.The
Концевые части 2, 103 содержат внутреннюю поверхность 17, 127 соответственно, или отверстие, которое имеет по существу цилиндрическую форму.The
Как правило, поверхности вращения элементов 1 и 101 по существу концентричны с центром оси вращения XX. Толщина стенок элементов 1, 101 по существу однородная по окружности, за исключением местоположения концевых частей.Typically, the surfaces of rotation of the
При использовании элементами 1 управляют с помощью плашек. Плашки будут удерживать элементы 1 посредством их концевых частей 2 или 103. Концевые части 2 и 103 лучше подходят, чтобы выдерживать приложенные нагрузки, в частности, во время операций свинчивания/развинчивания. В частности, наружные контактные поверхности 11 или 121 соответственно локально имеют наибольший наружный диаметр, предназначенный для поднятия в зажимах рабочего трубного ключа, чтобы гарантировать окончательный крутящий момент докрепления формируемого соединения. Эта наружная контактная поверхность представляет собой поверхность, которая вступает во фрикционный контакт со стенками скважины во время вращения бурильной штанги.When used,
Обратимся теперь к фиг. 1, 2 и 3, на которых представлены три варианта осуществления концевой части 2 с наружной резьбой элемента 1. Концевая часть 2 с наружной резьбой содержит по существу коническую наружную поверхность 12, в которой сформирована по меньшей мере одна внешняя резьба, известная как наружная резьба.Turning now to FIG. 1, 2 and 3, in which there are three embodiments of the
Концевая часть 2 также содержит концевую поверхность 13 и центральную поверхность 16. Наружная коническая поверхность 12 расположена в осевом направлении между концевой поверхностью 13 и центральной поверхностью 16. Концевая поверхность 13 и центральная поверхность 16 не содержат никакой резьбы. В показанном примере концевая поверхность 13 и центральная поверхность 16 имеют по существу цилиндрический профиль.The
В показанном примере коническая наружная поверхность 12 с резьбой содержит резьбу, представляющую собой однозаходную резьбу.In the shown example, the threaded conical
Концевая поверхность 13 соединяется с поверхностью 15, проходящей по существу в соответствии с толщиной концевой части 2, по существу перпендикулярно к концевой поверхности 13. Эта поверхность образует внутренний упор 15. Внутренний упор 15 образует свободный дальний конец концевой части 2 элемента 1 в разъединенном состоянии. Этот внутренний упор 15 соединяется изнутри с внутренней поверхностью 17, которая является по существу цилиндрической. Внутренний упор 15 называется внутренним упором с наружной резьбой.The
Центральная поверхность 16 соединена с наружной контактной поверхностью 11 с помощью поверхности, которая проходит по существу вдоль части толщины концевой части 2. Эта поверхность образует наружный упор 18. Наружный упор 18 образует наружный заплечик концевой части 2 элемента 1. Наружный упор 18 называется наружным упором с наружной резьбой.The
Предпочтительно по меньшей мере один из упоров, или внутренний упор 15, или наружный упор 18, имеет винтовую поверхность. В случае, если концевая часть 2 имеет одну винтовую поверхность, то эта винтовая поверхность выполнена на наружном упоре 18, как в случае с винтовой поверхностью 38 на фиг. 2.Preferably, at least one of the stops, or the
На фиг. 2 винтовая поверхность 38 находится на некотором расстоянии от резьбы. Может быть определена осевая длина D1 для центральной поверхности 16, которая не содержит резьбу; в частности, это расстояние D1 составляет по меньшей мере 8 мм и, например, менее 24 мм. Это расстояние D1 соответствует минимальному осевому расстоянию вдоль оси XX между винтовой поверхностью 38 и по существу конической наружной поверхностью 12, содержащей резьбу.In FIG. 2, the
Винтовая поверхность 38 образована с помощью оси винта, которая совпадает с осью вращения XX. Направление винтовой линии винтовой поверхности 38 соответствует направлению резьбы конической наружной поверхности 12. Винтовая поверхность 38 имеет угол наклона винтовой линии, который имеет позицию α (альфа). Резьба конической наружной поверхности 12 имеет угол профиля резьбы с позицией β (бета). Угол α наклона винтовой линии винтовой поверхности 38 в этом примере равен углу β профиля резьбы.The
По определению винтовая поверхность 38 не является плоской. С другой точки зрения, винтовая поверхность 38 образует поверхность, положение которой изменяется вдоль осевого направления в зависимости от угловой части элемента 1 или рассматриваемого углового сектора.By definition, the
На фиг. 2 наружный упор 18 соединен с наружной поверхностью 11 с помощью кольцевой фаски 20.In FIG. 2, the
В варианте, показанном на фиг. 3, концевая часть 2 показана с двумя такими винтовыми поверхностями, так что внутренний упор 15 содержит винтовую поверхность 35, а наружный упор 18 содержит винтовую поверхность 38.In the embodiment shown in FIG. 3, the
На фиг. 3 винтовая поверхность 35 также находится на некотором расстоянии от резьбы. Может быть определена осевая длина D2 концевой поверхности 13, которая не содержит резьбу, причем это расстояние D2, в частности, составляет по меньшей мере 8 мм, например, менее 24 мм. Это расстояние D2 соответствует минимальному осевому расстоянию вдоль оси XX между винтовой поверхностью 35 и по существу конической наружной поверхностью 12, содержащей резьбу. Это расстояние D2 также соответствует осевому расстоянию между свободным дальним концом концевой части 2 и резьбовой наружной поверхностью 12.In FIG. 3, the
В вариантах осуществления на фиг. 2 и 3 каждая угловая часть винтовой поверхности 38 проходит в радиальном направлении, то есть перпендикулярно к оси вращения XX. Другими словами, профиль винтовой поверхности 38, если смотреть в продольном сечении, проходящем через ось вращения XX, может быть представлен в виде прямого отрезка, ориентированного в радиальном направлении. Ширина винтовой поверхности 38, таким образом, по существу равна расстоянию по радиусу наружного упора 18. Аналогичное рассуждение применяется к винтовой поверхности, относящейся к внутреннему упору 15.In the embodiments of FIG. 2 and 3, each corner portion of the
В вариантах (не показаны) профиль винтовой поверхности 38 может быть прямым и иметь ненулевой наклон относительно радиального направления. В этом случае винтовая поверхность 38 имеет в целом коническую конструкцию. Ширина винтовой поверхности 38, таким образом, по существу больше, чем радиальная толщина наружного упора 18. В других вариантах профиль винтовой поверхности 38 может быть изогнутым, например, вогнутым или выпуклым. Радиальная ширина винтовой поверхности 38, таким образом, по существу больше, чем наружный упор 18.In options (not shown), the profile of the
В вариантах осуществления, показанных на фиг. 2 и 3, винтовые поверхности 35 и 38 проходят по всей окружности их соответствующих упоров, т.е. приблизительно на 360°. Углы α наклона винтовой линии винтовых поверхностей 35 и 38 по существу идентичны. В этом примере угол α наклона винтовой линии по существу равен углу β профиля резьбы конической наружной поверхности 12. Угол α наклона винтовой линии винтовой поверхности 38 находится в диапазоне, например, от 0,5 до 7°.In the embodiments shown in FIG. 2 and 3, the screw surfaces 35 and 38 extend around the entire circumference of their respective stops, i.e. approximately 360 °. The helix angles α of the helix of the
Наличие винтовых поверхностей 35 и 38 приводит к образованию кольцевого заплечика 36 или 39 соответственно на каждом из упоров 15 и 18. Два кольцевых заплечика могут быть по существу плоскими, причем каждый из них образует плоскость, содержащую ось XX. Они могут быть выполнены таким образом, чтобы находиться в одной и той же плоскости.The presence of
Наружный упор 18 концевой части 2, таким образом, содержит кольцевой заплечик 39. Кольцевой заплечик 39 проходит по осевому положению концевой части 2, которое идентично положению, по которому проходит винтовая поверхность 38. Когда винтовая поверхность 38 составляет 360°, кольцевой заплечик 39 соединяет два периферических конца винтовой поверхности 38 друг с другом.The
На фиг. 5 показан детальный чертеж кольцевого заплечика 36 согласно варианту осуществления, показанному на фиг. 3. Два периферических конца винтовой поверхности 35 выровнены в осевом направлении, и таким образом кольцевой заплечик 36 демонстрирует нулевую круговую составляющую. В примере на фиг. 2 и 3 периферические концы винтовой поверхности 38 выровнены в осевом направлении, при этом кольцевой заплечик 39 имеет здесь нулевую круговую составляющую. В этих конструкциях кольцевой заплечик 39 образует плоскость, проходящую через ось XX. В частности, на фиг. 3 кольцевые заплечики 36 и 39 образованы в одной и той же плоскости.In FIG. 5 shows a detailed drawing of an
На фиг. 6 кольцевой заплечик 36 имеет по существу плоскую поверхность. Плоскость плоской поверхности образует угол γ (гамма) с осью вращения XX. В вариантах осуществления на фиг. 2 и 3 плоскость соответствующей плоской поверхности кольцевых заплечиков 36 и 39 в этом случае по существу совпадает с осью вращения XX. Угол γ, таким образом, по существу равен нулю. Плоская поверхность кольцевых заплечиков 36 и 39 проходит по существу перпендикулярно к винтовым поверхностям 35 и 38, плюс/минус угол α наклона винтовой линии.In FIG. 6, the
В примере, показанном на фиг. 2, кольцевой заплечик 39 соединен с обоими периферическими концами винтовой поверхности 38 с помощью острых краев или кромок. Это также имеет место на фиг. 3 для кольцевых заплечиков 36 и 39.In the example shown in FIG. 2, an
На фиг. 6, 7 и 8 показаны варианты винтовых поверхностей. Для того чтобы сделать эти варианты более разборчивыми, они показаны на внутреннем упоре 15. Ясно, что каждый из вариантов может быть также применен к варианту осуществления, в котором винтовая поверхность находится на наружном упоре 18, как показано на фиг. 9, 10 и 11. Эти варианты в основном отличаются от варианта осуществления, показанного на фиг. 3, тем, что винтовая поверхность 35 проходит по угловой части меньше чем 360°. Два периферических конца винтовой поверхности 35 не выровнены в осевом направлении. Кольцевой заплечик 36, соединяющий их, имеет ненулевую круговую составляющую. Кольцевой заплечик 36 проходит на несколько градусов по угловой части, например, от 1 до 15°.In FIG. 6, 7 and 8 show options for screw surfaces. In order to make these options more legible, they are shown on the
В вариантах 6, 7 и 8 профиль поверхности кольцевого заплечика 36, если смотреть в продольном сечении, проходящем через ось вращения XX, может быть представлен в виде прямого отрезка, ориентированного в радиальном направлении. Как и в случае с винтовой поверхностью 35, в варианте профиль кольцевого заплечика 36 является прямым и имеет наклон относительно радиального направления. В других вариантах профиль поверхности кольцевого заплечика 36 может быть изогнутым, например, вогнутым или выпуклым.In options 6, 7 and 8, the surface profile of the
В варианте, показанном на фиг. 6, кольцевой заплечик 36 содержит по существу плоскую поверхность. Плоскость плоской поверхности образует угол γ с осью вращения XX. В этом случае угол γ не равен нулю, а находится, например, в диапазоне от 0 до 75°. Как и в случае на фиг. 2, кольцевой заплечик 36 соединен с обоими периферическими концами винтовой поверхности 35 с помощью острых краев или кромок.In the embodiment shown in FIG. 6, the
В варианте, показанном на фиг. 7, кольцевой заплечик 36 имеет два радиуса закругления, один из которых вогнутый, а другой выпуклый. Каждый радиус закругления имеет радиус кривизны, соответственно, с позициями R1 и R2. Соединения между кольцевым заплечиком 36 и винтовой поверхностью 35 не имеют острых краев или кромок. В варианте, который не показан, кольцевой заплечик 36 может не иметь плоскую поверхность, чтобы радиусы закругления соединялись друг с другом с помощью точки перегиба таким образом, чтобы кольцевой заплечик 36 образовывал по существу непрерывную связь между этими двумя периферическими концами винтовой поверхности 35. В этом случае радиусы кривизны R1 и R2 по существу равны. Радиусы кривизны R1 и R2 находятся в диапазоне, например, от 0,5 до 10 мм.In the embodiment shown in FIG. 7, the
В варианте на фиг. 8 кольцевой заплечик 36 содержит две по существу плоские взаимно пересекающиеся поверхности. Первая плоскость 36' образует нулевой угол γ с осью вращения XX. В отличие от случая, показанного на фиг. 3, плоская поверхность соединена с одним из двух периферических концов винтовой поверхности 35 с помощью второй плоскости 36” в виде фаски, в этом случае по существу под углом 45°. При этом фаска предусматривается на стороне вогнутого соединения с винтовой поверхностью 35. Вместо этого или в дополнение, фаска может быть предусмотрена на стороне выпуклого соединения с винтовой поверхностью 35.In the embodiment of FIG. 8, an
В других вариантах винтовая поверхность 35 проходит немного больше, чем на 360°, то есть на один поворот плюс несколько градусов, например, от 361 до 365°. Затем кольцевые концевые части винтовой поверхности 35 слегка накладываются в осевом направлении на отдельную угловую часть элемента 1. Затем кольцевой заплечик 36 формуют в виде вогнутости, соединяющей два периферических конца винтовой поверхности 35 друг с другом.In other embodiments, the
В варианте, показанном на фиг. 9, 10 и 11 (не показано), внутренний упор 15 не может иметь винтовую поверхность, несмотря на то, что внутренний упор снабжен одной винтовой поверхностью в одном из вариантов.In the embodiment shown in FIG. 9, 10 and 11 (not shown), the
В других вариантах осуществления упор 15 содержит винтовую поверхность 35, которая проходит через угловую часть, которая значительно меньше 360°, например, меньше 270°, или более предпочтительно меньше 180° или меньше 90°.In other embodiments, the
В тех случаях, в которых винтовая поверхность проходит по угловой части значительно меньше 360°, тогда упор содержит указанную одну винтовую поверхность, один кольцевой заплечик и остальную угловую часть упора, которая затем образует поверхность в виде части кольца. Профиль поверхности в виде части кольца, если смотреть в продольном сечении, может быть плоским и параллельным в радиальном направлении, плоским и наклоненным относительно радиального направления или фактически изогнутым, например, выпуклым или вогнутым. Упор 18 последовательно по окружности содержит поверхность в виде части кольца, винтовую поверхность 38 и кольцевой заплечик 39. В этом случае кольцевой заплечик 39 соединяет периферический конец винтовой поверхности 38 с периферическим концом поверхности в виде части кольца.In those cases in which the helical surface extends significantly less than 360 ° along the angular part, then the abutment comprises the indicated one helical surface, one annular shoulder and the rest of the angular abutment, which then forms the surface as a part of the ring. The surface profile in the form of a part of the ring, when viewed in longitudinal section, can be flat and parallel in the radial direction, flat and inclined relative to the radial direction, or actually curved, for example, convex or concave. The
В варианте на фиг. 12 упор 18 содержит по меньшей мере две винтовые поверхности 38. Как следствие, упор 18 содержит столько кольцевых заплечиков 39, сколько присутствует винтовых поверхностей 38. Упор 18 последовательно по окружности содержит первую винтовую поверхность 38’, первый кольцевой заплечик 39’, вторую винтовую поверхность 38” и второй кольцевой заплечик 39”. В примере, показанном на фиг. 12, внутренний упор 15 также имеет винтовую поверхность 35, и поэтому он представляет собой вариант с тремя винтовыми поверхностями.In the embodiment of FIG. 12, the
Согласно настоящему изобретению присутствующие N винтовых поверхностей могут быть объединены с N плоскими поверхностями в виде части кольца. Упор к тому же содержит последовательность из N групп вдоль окружности, состоящих из винтовой поверхности, поверхности в виде кольца и кольцевого заплечика.According to the present invention, N screw surfaces present can be combined with N flat surfaces as part of a ring. The emphasis also contains a sequence of N groups along a circle consisting of a helical surface, a surface in the form of a ring and an annular shoulder.
Сумма угловых частей, по которым проходят N винтовых поверхностей, находится в диапазоне, например, от 180 до 360°.The sum of the angular parts along which N screw surfaces extend is in the range, for example, from 180 to 360 °.
Каждая характеристика, вариант осуществления, вариант и комбинация, которые вытекают из вышеприведенного описания, в отношении упора 15 могут быть перенесены на упор 18, и наоборот. Кроме того, первая концевая часть 2 элемента 1 может содержать:Each characteristic, embodiment, variant, and combination that follows from the above description with respect to the
i) упор 15 на внутренней стороне в соответствии с одним из вышеописанных вариантов осуществления и упор на наружной стороне с хорошо известной конструкцией;i) an
ii) упор 18 на наружной стороне в соответствии с одним из вышеописанных вариантов осуществления и упор на внутренней стороне с хорошо известной конструкцией;ii) an
iii) комбинацию упора 15 на внутренней стороне в соответствии с одним из вышеописанных вариантов осуществления и упора 18 на наружной стороне, причем упоры 15 и 18 являются аналогичными; илиiii) a combination of an
iiii) комбинацию упора 15 на внутренней стороне в соответствии с одним из вышеописанных вариантов осуществления и упора 18 на наружной стороне в соответствии с одним из вышеописанных вариантов осуществления, причем упоры 15 и 18 имеют разные конструкции.iiii) a combination of an
Кольцевые заплечики 36 или 39, соответственно, могут быть расположены в одной и той же угловой части элемента 1, как показано на фиг. 3, или быть смещены по отношению друг к другу.The
Обратимся теперь к фиг. 1 и 4, представляющим два варианта осуществления концевой части 103 с внутренней резьбой элемента 101. Концевая часть 103 с внутренней резьбой на фиг. 4 соответствует и подходит по форме концевой части 2 с наружной резьбой элемента 1, показанного на фиг. 3. Поскольку формы соответствуют, по меньшей мере следует ожидать, что внутренний упор 15 и наружный упор 18 могут быть размещены в герметичном соединении на 360° с соответствующей поверхностью, содержащейся на концевой части 103 с внутренней резьбой, и что резьбовые части могут быть соединены вместе.Turning now to FIG. 1 and 4, representing two embodiments of the
Концевая часть 103 с внутренней резьбой содержит по существу коническую внутреннюю поверхность 122, в которой предусмотрена внутренняя резьба. Концевая часть 103 также содержит концевую или дальнюю поверхность 126 и центральную или ближнюю поверхность 123. Резьба на внутренней конической поверхности 122 расположена в осевом направлении между концевой поверхностью 126 и центральной поверхностью 123. Концевая поверхность 126 и центральная поверхность 123 не содержат резьбу. Концевая поверхность 126 и центральная поверхность 123 имеют по существу цилиндрическую форму и соответствуют форме центральных поверхностей 16 и концевых поверхностей 13 концевой части 2 с наружной резьбой. Между этими соответствующими цилиндрическим частями предусматривается пространство с целью образования зоны обратного потока для смазки, нанесенной на резьбы; эта смазка могла быть нанесена в большем количестве, чем оставшееся промежуточное пространство, обеспечиваемое между резьбами при завершении свинчивания.The
Концевая поверхность 126 имеет диаметр, который больше, чем у центральной поверхности 123. Резьба на внутренней конической поверхности 122 расположена в радиальном направлении между концевой поверхностью 126 и центральной поверхностью 123.The
Во время соединения ось свинчивания соответствует оси вращения XX. Направление свинчивания устанавливается направлением комплементарных резьб наружной 12 и внутренней 122 конических поверхностей. Вариант осуществления, показанный на фиг. 3 и 4, содержит резьбу с обычным направлением свинчивания, т.е. концевые части 2, 103 имеют правые резьбы.During connection, the make-up axis corresponds to the rotation axis XX. The direction of screwing is set by the direction of the complementary threads of the outer 12 and inner 122 conical surfaces. The embodiment shown in FIG. 3 and 4, contains threads with a normal make-up direction, i.e.
Центральная поверхность 123 и внутренняя поверхность 127, обе по существу цилиндрические, соединены друг с другом посредством поверхности, проходящей по существу вдоль части толщины концевой части 103. Эта поверхность образует упор 125. Внутренний упор 125 образует внутренний заплечик концевой части 103 элемента 101.The
Концевая поверхность 126 и наружная поверхность 121, обе по существу цилиндрические и концентрические, соединены друг с другом посредством поверхности, проходящей по существу по толщине концевой части 103. Эта поверхность образует наружный упор 128. Наружный упор 128 образует свободный дальний конец или терминальный конец концевой части 103 элемента 101 в разъединенном состоянии.The
На основании соответствующих радиальных положений внутренний упор 125 может быть назван внутренним упором с внутренней резьбой, тогда как наружный упор 128 может быть назван наружным упором с внутренней резьбой.Based on the respective radial positions, the
Внутренний упор 125 концевой части 103 элемента 101 соответствует внутреннему упору 15 концевой части 2 элемента 1. Форма упора 125 соответствует форме упора 15. Упор 15 и упор 125 расположены таким образом, чтобы войти в прижимное соприкосновение друг с другом в конце свинчивания, и таким образом, чтобы получить во всех точках внутреннего упора 15, обращенных к упору 125, достаточное контактное давление для обеспечения герметичности для текучих сред, по меньшей мере для жидкостей.The
Наружный упор 128 концевой части 103 элемента 101 соответствует наружному упору 18 концевой части 2 элемента 1. Форма упора 128 соответствует форме упора 18. Упор 18 и упор 128 расположены таким образом, чтобы войти в прижимное соприкосновение друг с другом в конце свинчивания, и таким образом, чтобы получить во всех точках наружного упора 18, обращенных к упору 128, достаточное контактное давление для обеспечения герметичности для текучих сред, по меньшей мере для жидкостей.The
В соединении, полученном, когда два элемента 1 и 101 соединены друг с другом посредством свинчивания, концевая часть 2 первого элемента 1 соответствует концевой части 103 второго элемента 101. N винтовых поверхности 35, 38 соответственно являются соответствующими элементами для N винтовых поверхностей с позициями 145, 148 соответственно, и N кольцевых заплечиков 36 или 39 соответственно являются соответствующими элементами для N кольцевых заплечиков 146, 149 соответственно, предусмотренных на концевой части 103.In the connection obtained when the two
На фиг. 4 винтовая поверхность 148 находится на расстоянии от резьбы. Концевая поверхность 126, которая не содержит резьбы, покрывает осевое расстояние D3 вдоль оси XX, причем расстояние D3 не обязательно равно осевому расстоянию D1. Это осевое расстояние D3 также соответствует расстоянию между свободным дальним концом концевой части 103 и внутренней резьбовой конической поверхностью 122. Это ненулевое осевое расстояние D3 составляет по меньшей мере 8 мм и, например, менее 24 мм.In FIG. 4, the
Резьбы наружной 12 и внутренней 122 конических поверхностей являются комплементарными.The threads of the outer 12 and
В данном случае резьба наружной 12 и внутренней 122 конических поверхностей имеют одну нитку резьбы. В одном из вариантов резьба состоит из нескольких ниток резьбы, например, двух, трех или четырех. Они известны как многозаходные резьбы. Резьбы имеют постоянный шаг резьбы.In this case, the threads of the outer 12 and
Теперь будет описан процесс соединения двух элементов 1 и 101. В примере, показанном на фиг. 1 или фиг. 3 и 4, концевая часть 2 с наружной резьбой первого элемента 1 соединена с концевой частью 103 с внутренней резьбой второго элемента 101. Это эквивалентно соединению концевой части с наружной резьбой (например, 2) второго элемента 101 с концевой частью с внутренней резьбой (например, 103) первого элемента 1. Каждая из вышеупомянутых поверхностей первого элемента 1 может к тому же взаимодействовать с соответствующей поверхностью второго элемента 101. Во время операции разъединения, т.е. развинчивания, меняются местами следующие события и их порядок.Now the process of connecting the two
Перед соединением элементы 1 и 101 выравниваются друг с другом таким образом, чтобы их оси вращения XX совпадали, и часть 2 с наружной резьбой первого элемента 1 размещается напротив концевой части 103 с внутренней резьбой второго элемента 101.Before connecting the
В начале соединения:At the beginning of the connection:
- концевая часть 2 с наружной резьбой частично вставляется в концевую часть 103 с внутренней резьбой посредством поступательного движения вдоль оси вращения XX для сведения элементов 1, 101 друг с другом;- the
- с помощью свинчивающего движения резьба наружной конической поверхности 12 и резьба внутренней конической поверхности 122 вступают в зацепление друг с другом.- using a screwing movement, the threads of the outer
В конце свинчивания:At the end of make-up:
наружные поверхности 11 и 121 находятся по существу в продолжении друг друга в осевом направлении и сближаются друг с другом;the
внутренние поверхности 17 и 127 находятся по существу в продолжении друг друга в осевом направлении и сближаются друг с другом;the
упор 15 входит в соприкосновение с упором 125. Другими словами, внутренние упоры 15 и 125 входят в соприкосновение друг с другом;
упор 18 входит в соприкосновение с упором 128. Другими словами, наружные упоры 18 и 128 входят в соприкосновение друг с другом;the
N винтовых поверхностей 35 входят в соприкосновение с N винтовыми поверхностями 145. Другими словами, винтовые поверхности 35 и 145 входят в соприкосновение попарно;N screw surfaces 35 come into contact with N screw surfaces 145. In other words, screw surfaces 35 and 145 come into contact in pairs;
N винтовых поверхностей 38 входят в соприкосновение с N винтовыми поверхностями 148. Другими словами, винтовые поверхности 38 и 148 входят в соприкосновение попарно;N screw surfaces 38 come into contact with N screw surfaces 148. In other words, screw surfaces 38 and 148 come into contact in pairs;
N кольцевых заплечиков 36 сближаются с N кольцевыми заплечиками 146. Другими словами, кольцевые заплечики 36 и 146 сближаются друг с другом попарно;N
N кольцевых заплечиков 39 сближаются с кольцевыми N заплечиками 149. Другими словами, кольцевые заплечики 39 и 149 сближаются друг с другом попарно.The N
В конце затяжки:At the end of a puff:
наружные поверхности 11 и 121 образуют квазинепрерывную наружную поверхность, проходящую от одного элемента 1, 101 к другому;the
внутренние поверхности 17 и 127 образуют квазинепрерывное наружное отверстие, проходящее от одного элемента 1, 101 к другому;
упор 15 находится в прижимном соприкосновении с упором 125, что означает, что может быть приложен большой крутящий момент докрепления;the
упор 18 находится в прижимном соприкосновении с упором 128, что означает, что может быть приложен большой крутящий момент докрепления;the
кольцевые заплечики 36 и 146 находятся в соприкосновении или почти в соприкосновении; the
кольцевые заплечики 39 и 149 находятся в соприкосновении или почти в соприкосновении. the
Упоры согласно настоящему изобретению, содержащие по меньшей мере одну винтовую поверхность, имеют большую активную поверхность, чем упоры, состоящие из поверхности в виде плоского кольца, перпендикулярного к оси вращения XX, как это известно из предшествующего уровня техники. Формирование винтовых поверхностей, например, путем механической обработки на плоских поверхностях трубчатого элемента подразумевает, что поверхность передачи нагрузки может быть увеличена. Радиальные размеры концевой части, такие как внутренние и наружные диаметры и толщина трубчатой стенки, остаются неизменными. Снижаются риски повреждений при использовании и сложности при операциях развинчивания.The stops according to the present invention, containing at least one helical surface, have a larger active surface than the stops, consisting of a surface in the form of a flat ring perpendicular to the axis of rotation XX, as is known from the prior art. The formation of helical surfaces, for example, by machining on the flat surfaces of a tubular element, implies that the load transfer surface can be increased. The radial dimensions of the end portion, such as the inner and outer diameters and the thickness of the tubular wall, remain unchanged. The risks of damage during use and the complexity of unscrewing operations are reduced.
В качестве примера, для варианта осуществления в соответствии с фиг. 3 с винтовыми поверхностями, соответственно образованными на наружном упоре и внутреннем упоре, для соединения с однозаходной резьбой в резьбовой зоне были получены следующие результаты:As an example, for the embodiment of FIG. 3 with screw surfaces respectively formed on the outer stop and inner stop for the connection with a single thread in the threaded zone, the following results were obtained:
и следующие результаты с одной и той же конструкцией с двумя винтовыми поверхностями, но в этом случае, снабженными двухзаходной резьбой в резьбовой зоне:and the following results with the same design with two screw surfaces, but in this case, equipped with a double thread in the threaded area:
Чем выше шаг резьбы, тем больше может быть угол наклона винтовой линии, и, как следствие, может быть получено положительное влияние на улучшение номинального крутящего момента докрепления.The higher the thread pitch, the larger the angle of inclination of the helix can be, and, as a result, a positive effect can be obtained on improving the rated torque of attachment.
Следует отметить, что предпочтительно увеличение в единицах измерения конечного крутящего момента докрепления больше при многозаходной резьбе. Поскольку шаг резьбы больше при наличии большего числа заходов резьбы, увеличение угла профиля резьбы означает, что может быть получено увеличение угла наклона винтовой линии.It should be noted that it is preferable that the increase in the units of the final fastening torque is greater with multiple threads. Since the thread pitch is larger when there are more thread starts, an increase in the thread profile angle means that an increase in the helix angle can be obtained.
Следует также отметить, что может быть получено еще одно важное преимущество по улучшению увеличения крутящего момента на малых диаметрах трубчатых элементов, часто расположенных в самой нижней части скважины на большом расстоянии от устья пробуренной скважины и на которых труднее генерировать большие крутящие моменты докрепления.It should also be noted that another important advantage can be obtained in improving the increase in torque at small diameters of the tubular elements, often located in the lowest part of the well at a great distance from the mouth of the drilled well and which make it harder to generate large attachment torques.
Расстояние, отделяющее кольцевые заплечики 39 и 149 на наружной стороне, видно снаружи соединения. Таким образом, это может представлять собой визуальный индикатор для операторов, контролирующих качество свинчивания.The distance separating the
Когда кольцевые заплечики 39 и 149, а в соответствующих случаях 36 и 146, входят в соприкосновение, противодействующая сила, препятствующая свинчиванию, резко возрастает. Кольцевые заплечики 36 и 146 или, соответственно 39 и 149, затем образуют кольцевые упоры для останова свинчивания. Крутящий момент, необходимый для продолжения свинчивания, резко возрастает. Это резкое увеличение легко обнаружить с помощью инструментов свинчивания, оборудованных динамометрическими датчиками. Свинчивание может быть остановлено до возникновения чрезмерного момента свинчивания. Останов свинчивания при обнаружении резкого увеличения крутящего момента может быть автоматизирован. Снижаются риски повреждения концевых частей, таких как 2 и 103, элементов 1, 101 соединения.When the
Изобретение не ограничивается вышеописанными примерами элементов и соединений, приведенными только в качестве примера, но оно охватывает любые и все варианты, которые специалист в данной области может предусматривать в контексте нижеприведенной формулы изобретения.The invention is not limited to the above examples of elements and compounds, given by way of example only, but it encompasses any and all options that a person skilled in the art may provide for in the context of the following claims.
Claims (14)
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR1462123A FR3029593B1 (en) | 2014-12-09 | 2014-12-09 | HELICOIDAL TUBULAR COMPONENT |
FR1462123 | 2014-12-09 | ||
PCT/EP2015/078967 WO2016091871A1 (en) | 2014-12-09 | 2015-12-08 | Tubular component with a helical abutment |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2017119835A RU2017119835A (en) | 2018-12-10 |
RU2017119835A3 RU2017119835A3 (en) | 2019-06-03 |
RU2722195C2 true RU2722195C2 (en) | 2020-05-28 |
Family
ID=52692802
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017119835A RU2722195C2 (en) | 2014-12-09 | 2015-12-08 | Tubular element with screw stop |
Country Status (11)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20170370162A1 (en) |
EP (1) | EP3230551A1 (en) |
JP (1) | JP2017538901A (en) |
CN (1) | CN107002472A (en) |
AR (1) | AR103986A1 (en) |
BR (1) | BR112017009990A2 (en) |
CA (1) | CA2966957A1 (en) |
FR (1) | FR3029593B1 (en) |
MX (1) | MX2017007528A (en) |
RU (1) | RU2722195C2 (en) |
WO (1) | WO2016091871A1 (en) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US12071829B2 (en) | 2019-04-04 | 2024-08-27 | Ducon—Becker Service Technology, Llc | Wellhead adaptor for dual concentric tubing for well operations |
WO2020205312A1 (en) * | 2019-04-04 | 2020-10-08 | Ducon - Becker Service Technology, Llc | Manufacturing methods for dual concentric tubing |
JP6808792B1 (en) * | 2019-09-19 | 2021-01-06 | 正修 舟橋 | Brush for cleaning screen doors that does not rotate in the reverse direction |
CH717074B1 (en) * | 2020-01-27 | 2023-11-30 | Zermec Gmbh | Tool coupling for tool-free coupling and decoupling of a hollow core drill to a drive unit. |
USD1005455S1 (en) | 2020-09-08 | 2023-11-21 | Adesso Inc. | Connector |
US11940065B2 (en) | 2020-09-09 | 2024-03-26 | Adesso Inc. | Connector and associated lighting assembly |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US516983A (en) * | 1894-03-20 | Machine foe | ||
US1645032A (en) * | 1926-06-14 | 1927-10-11 | Guiberson Corp | Box and pin coupling |
SU568380A3 (en) * | 1972-03-31 | 1977-08-05 | Сумитомо Метал Индастриз Лимитед (Фирма) | Threaded joint for casing pipes |
US20090136316A1 (en) * | 2006-08-04 | 2009-05-28 | Leica Camera Ag | Cylinder rings |
EA016941B1 (en) * | 2007-11-07 | 2012-08-30 | Валлурек Маннесманн Ойл Энд Гес Франс | Threaded connection comprising at least one threaded element with an end lip for a metal tube |
US20140145433A1 (en) * | 2012-11-28 | 2014-05-29 | Fu J. Hou | Tubular connection with helically extending torque shoulder |
Family Cites Families (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4564225A (en) * | 1983-10-27 | 1986-01-14 | Taylor Vernon W | Multiple lead threading |
US5169183A (en) * | 1987-05-12 | 1992-12-08 | Diamant Boart Stratabit S.A. | Threaded joint for drill rod elements |
US5906398A (en) * | 1995-02-01 | 1999-05-25 | Novo Nordisk A/S | Threaded joint for two tubular plastic parts |
US7237810B2 (en) * | 2000-09-15 | 2007-07-03 | Hollingsworth Elmont E | Plastic pipe adhesive joint |
BR0316540A (en) * | 2002-11-26 | 2005-10-04 | Shell Int Research | Method for installing an expandable tubular assembly into a drilled well formed in a geological formation, and system for initiating radial expansion of a tubular element into a drilled well |
US7390032B2 (en) * | 2003-08-01 | 2008-06-24 | Sonstone Corporation | Tubing joint of multiple orientations containing electrical wiring |
WO2009060552A1 (en) * | 2007-11-08 | 2009-05-14 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | Threaded joint for steel pipes |
US8136846B2 (en) * | 2008-11-17 | 2012-03-20 | Gandy Technologies Corporation | Cylindrical tapered thread form for tubular connections |
CN201513136U (en) * | 2009-09-27 | 2010-06-23 | 无锡西姆莱斯石油专用管制造有限公司 | Double-shoulder drill pipe joint |
FR2953271B1 (en) * | 2009-11-27 | 2012-11-16 | Vallourec Mannesmann Oil & Gas | ASSEMBLY FOR CARRYING OUT A THREADED SEAL, METHOD FOR SCREWING AND DISCRIMINATING SUCH A SEAL AND USE OF SUCH JOINT IN AN UNDERWATER UPLINK |
FR2966191B1 (en) * | 2010-10-15 | 2013-11-01 | Vallourec Mannesmann Oil & Gas | TUBULAR THREADED COMPONENT AND RESULTING SEAL |
EP3262269B1 (en) * | 2015-02-27 | 2024-02-14 | NOV Canada ULC | Thread profiles for rotary shouldered connections |
-
2014
- 2014-12-09 FR FR1462123A patent/FR3029593B1/en not_active Expired - Fee Related
-
2015
- 2015-12-04 AR ARP150104005A patent/AR103986A1/en unknown
- 2015-12-08 CA CA2966957A patent/CA2966957A1/en not_active Abandoned
- 2015-12-08 MX MX2017007528A patent/MX2017007528A/en unknown
- 2015-12-08 RU RU2017119835A patent/RU2722195C2/en active
- 2015-12-08 WO PCT/EP2015/078967 patent/WO2016091871A1/en active Application Filing
- 2015-12-08 CN CN201580066511.6A patent/CN107002472A/en active Pending
- 2015-12-08 US US15/524,655 patent/US20170370162A1/en not_active Abandoned
- 2015-12-08 BR BR112017009990A patent/BR112017009990A2/en not_active Application Discontinuation
- 2015-12-08 JP JP2017530736A patent/JP2017538901A/en active Pending
- 2015-12-08 EP EP15805508.7A patent/EP3230551A1/en not_active Withdrawn
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US516983A (en) * | 1894-03-20 | Machine foe | ||
US1645032A (en) * | 1926-06-14 | 1927-10-11 | Guiberson Corp | Box and pin coupling |
SU568380A3 (en) * | 1972-03-31 | 1977-08-05 | Сумитомо Метал Индастриз Лимитед (Фирма) | Threaded joint for casing pipes |
US20090136316A1 (en) * | 2006-08-04 | 2009-05-28 | Leica Camera Ag | Cylinder rings |
EA016941B1 (en) * | 2007-11-07 | 2012-08-30 | Валлурек Маннесманн Ойл Энд Гес Франс | Threaded connection comprising at least one threaded element with an end lip for a metal tube |
US20140145433A1 (en) * | 2012-11-28 | 2014-05-29 | Fu J. Hou | Tubular connection with helically extending torque shoulder |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20170370162A1 (en) | 2017-12-28 |
CN107002472A (en) | 2017-08-01 |
RU2017119835A3 (en) | 2019-06-03 |
FR3029593A1 (en) | 2016-06-10 |
FR3029593B1 (en) | 2017-04-28 |
EP3230551A1 (en) | 2017-10-18 |
RU2017119835A (en) | 2018-12-10 |
WO2016091871A1 (en) | 2016-06-16 |
CA2966957A1 (en) | 2016-06-16 |
AR103986A1 (en) | 2017-06-21 |
JP2017538901A (en) | 2017-12-28 |
MX2017007528A (en) | 2017-08-22 |
BR112017009990A2 (en) | 2018-01-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2722195C2 (en) | Tubular element with screw stop | |
US6578880B2 (en) | Wedgethread pipe connection | |
AU2010321285B2 (en) | Threaded connection | |
US9004544B2 (en) | Threaded joint for tubes, pipes and the like | |
US8678448B2 (en) | Threaded connection | |
US10407997B2 (en) | Threaded connection | |
JP5276014B2 (en) | Threaded pipe connection | |
OA13212A (en) | Threaded joint for steel pipes. | |
AU2015314833B2 (en) | Dynamic riser mechanical connector | |
JPS60500457A (en) | Tubular fittings with metal-to-metal seals | |
KR101945656B1 (en) | Threaded connection for pipes, such as oil and gas pipes | |
JPS6347588A (en) | Pipe joint | |
CN110382812B (en) | Threaded joint for pipes | |
CA2940209A1 (en) | Threaded joint | |
US20060157982A1 (en) | Pipe connection | |
RU2796572C1 (en) | Screw connection and its application | |
JP7549018B2 (en) | Partially self-locking engaging threaded connection with external shoulder capable of withstanding high torque | |
WO2013101852A1 (en) | High torque threaded pipe connection | |
RU2669018C2 (en) | Drill pipe joint and method for manufacture thereof | |
EA044460B1 (en) | THREADED CONNECTION CONTAINING AN INTERMEDIATE SHOULDER | |
OA18344A (en) | Threaded connection | |
MXPA00008685A (en) | A threaded connection | |
MX2011010472A (en) | Conical-shaped threaded connection of trapezoidal-shaped incremental thread. |