RU2735053C2 - Threaded connection of pipes (versions), connected pipe and adapter - Google Patents
Threaded connection of pipes (versions), connected pipe and adapter Download PDFInfo
- Publication number
- RU2735053C2 RU2735053C2 RU2017127252A RU2017127252A RU2735053C2 RU 2735053 C2 RU2735053 C2 RU 2735053C2 RU 2017127252 A RU2017127252 A RU 2017127252A RU 2017127252 A RU2017127252 A RU 2017127252A RU 2735053 C2 RU2735053 C2 RU 2735053C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- threaded
- thread
- pipe
- hardness
- hardening
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Non-Disconnectible Joints And Screw-Threaded Joints (AREA)
- Protection Of Pipes Against Damage, Friction, And Corrosion (AREA)
- Earth Drilling (AREA)
Abstract
Description
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИFIELD OF TECHNOLOGY
Заявленная группа технических решений относится к устройствам для бурения скважин для добычи нефти и газа, в частности, к универсальным соединениям бурильных труб в колонну. Может использоваться при бурении скважин на нефть, газ, воду и при добыче их из скважин, при ремонте и обслуживании скважин, а так же при выполнении прочих технологических операций на скважине, обеспечивая увеличение ресурса работы соединении, длительную сохранность от истирания, деформации и коррозии резьбовых поверхностей всех элементов соединения, а также герметичность резьбовых соединений при большом количестве циклов свинчивания и отвинчивания соединения в процессе выполнения спускоподъемных операций колонны труб.The claimed group of technical solutions relates to devices for drilling wells for oil and gas production, in particular, to universal joints of drill pipes in a string. It can be used when drilling wells for oil, gas, water and when extracting them from wells, during repair and maintenance of wells, as well as when performing other technological operations on a well, providing an increase in the service life of the connection, long-term safety from abrasion, deformation and corrosion of threaded surfaces of all elements of the connection, as well as the tightness of threaded connections with a large number of make-up and unscrewing cycles of the connection in the process of running the pipe string.
ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИPRIOR ART
Известно, что бурильные трубы соединяются между собой при помощи бурильных замков со специальной замковой резьбой, причем концы труб упрочняются, для увеличения срока эксплуатации. При бурении скважин из-за большого веса, например, в 180 тони бурильной колонны длинной 3000 метров возникают значительные нагрузки в резьбовом соединении. Обрывы бурильных колони не редкое явление, на устранение последствий одного обрыва требуется порядка 1 млн. рублей и более. Бурильные трубы применяются: для спуска в буровую скважину и подъема породоразрушающего инструмента; передачи вращения; создания осевой нагрузки на инструмент; подвода промывочной жидкости или сжатого воздуха к забою. Кроме того, различают три вида бурения: вертикальное бурение, наклонно-направленное бурение и горизонтальное бурение.It is known that drill pipes are interconnected by means of drill joints with a special tool joint thread, and the ends of the pipes are hardened to increase the service life. When drilling wells, due to the large weight, for example, in 180 tons of drill string 3000 meters long, significant loads arise in the threaded connection. Breakdowns of a drill string are not uncommon; it takes about 1 million rubles or more to eliminate the consequences of one break. Drill pipes are used: for lowering into a borehole and lifting rock cutting tools; rotation transmission; creating an axial load on the tool; supply of flushing fluid or compressed air to the bottom. In addition, there are three types of drilling: vertical drilling, directional drilling and horizontal drilling.
Отличительной особенностью эксплуатации таких труб является воздействие больших изгибающих, крутящих, сжимающих и растягивающих нагрузок на трубы и их соединения, кроме того, колонну периодически собирают и разбирают. Трубы, соединенные в бурильную колонну, спускают на глубину 3000 м и более, для этого требуется примерно 300 труб и соответственно для изготовления одной колонны труб нужно нарезать 600 резьбовых концов, включая наружные (ниппель) и внутренние (муфта). Традиционно для соединения изделий нефтегазового назначения используют коническую замковую резьбу по ГОСТ Р 50864-96.A distinctive feature of the operation of such pipes is the effect of large bending, twisting, compressive and tensile loads on the pipes and their joints, in addition, the column is periodically assembled and disassembled. Pipes connected into a drill string are lowered to a depth of 3000 m or more, this requires about 300 pipes and, accordingly, to make one pipe string, 600 threaded ends must be cut, including outer (nipple) and inner (sleeve) ends. Traditionally, for connecting products for oil and gas purposes, a tapered tool joint thread is used according to GOST R 50864-96.
Исследования работы бурильной колонны показывают, что разрушение труб происходит в основном из-за воздействия переменных нагрузок, которые ведут к слому и срыву по резьбе. А так как главным соединительным элементом в буровой колонне является резьба, то в первую очередь необходимо повысить эксплуатационные свойства резьбового соединения. Таким образом, существует проблема низкой надежности резьбовых соединений бурильных труб.Drill string studies show that pipe failure is mainly due to variable loads that lead to thread breakage and failure. And since the main connecting element in the drill string is the thread, it is first of all necessary to improve the performance properties of the threaded connection. Thus, there is a problem of low reliability of threaded connections of drill pipes.
Рассмотрим технические решения, направленные на повышение эксплуатационных характеристик резьбового соединения бурильных труб, а также отдельных его элементов: присоединяемой трубы и переводника.Let us consider technical solutions aimed at improving the operational characteristics of the threaded joint of drill pipes, as well as its individual elements: the attached pipe and the sub.
Известно соединение труб, включающее установленную на резьбовом конце одной из соединяемых труб соединительную цилиндрическую муфту, имеющую внутреннюю резьбовую поверхность, и полый цилиндрический переходник, выполненный на одном конце с внутренней, а на другом конце -с наружной резьбой, для взаимодействия с резьбой концевого участка другой соединяемой трубы и резьбой муфты соответственно. При этом муфта и переходник выполнены из материала той же категории прочности, что и соединяемые трубы. Это соответствует требованиям п. 2.5 ГОСТ 633-80 «Трубы насосно-компрессорные и муфты к ним»: «трубы и муфты должны изготавливаться из стали одной и той же группы прочности». Кроме того, согласно этого же ГОСТ 633-80, резьба муфты должна иметь цинковое или фосфатное покрытие. Способ нанесения покрытия стандарт не нормирует, но во времена его разработки применялись только электролитические покрытия толщиной порядка 10 мкм, сравнительно мягкие и неизносостойкие, предназначенные для защиты резьбы от коррозии при хранении и транспортировке резьбовых элементов. Способ горячего оцинкования опусканием муфты в ванну с расплавленным цинком не применяется из-за неравномерности получаемой на резьбе толщины покрытия и наплывов цинка на резьбе, препятствующих проверке калибрами. Цинковое электролитическое покрытие обладает низкой механической прочностью и подвержено водородному охрупчиванию в условиях агрессивной среды нефтяной или газовой скважины. В настоящее время всероссийские трубные заводы применяют только фосфатное покрытие резьбы муфт насосно-компрессорных труб. В силу указанных выше свойств покрытий стандартные требования по обеспечению натягов резьбового соединения базируется на толщину наиболее распространенного фосфатного покрытия резьбы муфты порядка 10 мкм.Known connection of pipes, including installed on the threaded end of one of the pipes to be connected, a connecting cylindrical coupling having an internal threaded surface, and a hollow cylindrical adapter made at one end with an internal thread, and at the other end with an external thread to interact with the thread of the end section of the other the pipe to be connected and the coupling thread, respectively. In this case, the coupling and the adapter are made of material of the same strength category as the pipes to be connected. This corresponds to the requirements of clause 2.5 of GOST 633-80 "Tubing pipes and couplings to them": "pipes and couplings must be made of steel of the same strength group." In addition, according to the same GOST 633-80, the thread of the coupling must have a zinc or phosphate coating. The coating method is not standardized by the standard, but at the time of its development, only electrolytic coatings with a thickness of the order of 10 microns were used, relatively soft and wear-resistant, designed to protect the thread from corrosion during storage and transportation of threaded elements. The method of hot-dip galvanizing by lowering the coupling into a bath with molten zinc is not used due to the unevenness of the coating thickness obtained on the thread and zinc deposits on the thread, which impede checking with gauges. Zinc electrolytic coating has low mechanical strength and is susceptible to hydrogen embrittlement in the aggressive environment of an oil or gas well. At present, all-Russian pipe factories use only phosphate coating of the thread of tubing couplings. Due to the above properties of coatings, the standard requirements for ensuring tightness of a threaded connection are based on the thickness of the most common phosphate coating of the coupling thread of the order of 10 μm.
Недостатком известного соединения является его малая долговечность. Так, в «Инструкции по эксплуатации насосно-компрессорных труб» РД 39-136-95 в п. 7.15 сказано: «При эксплуатации насосно-компрессорных труб, необходимо вести учет количества циклов свинчивания - отвинчивания резьбовых соединений. Работоспособность резьбовых соединений согласно проведенным исследованиям сохраняется до 6-8 циклов».The disadvantage of the known compound is its low durability. So, in the “Operating instructions for tubing” RD 39-136-95 in paragraph 7.15 it says: “When operating tubing, it is necessary to keep records of the number of make-up cycles - unscrewing threaded connections. The performance of threaded connections, according to the research carried out, remains up to 6-8 cycles. "
Из уровня техники по резьбовым соединениям труб, известно решение по патенту на полезную модель №14995 «Соединение насосно-компрессорных или бурильных труб», опубликованное 10 сентября 2009 года. Соединение насосно-компрессорных или бурильных труб, включает установленную на резьбовом конце одной из соединяемых труб соединительную цилиндрическую муфту, имеющую внутреннюю резьбовую поверхность, и полый цилиндрический переходник, выполненный на одном конце с внутренней, а на другом конце - с наружной резьбой, для взаимодействия с резьбой концевого участка другой соединяемой трубы и резьбой муфты соответственно, отличающееся тем, что суммарная высота цилиндрических поверхностей муфты и переходника выполнена в соответствии с размером механизма для монтажа-демонтажа колонны труб, при этом тело муфты и тело переходника выполнены объемно упрочненными, а их резьбовые поверхности выполнены с приданием им дополнительной износостойкости.From the prior art on threaded pipe connections, a solution is known for the utility model patent No. 14995 "Connection of tubing or drill pipes" published on September 10, 2009. The connection of tubing or drill pipes, includes a cylindrical coupling installed at the threaded end of one of the pipes to be connected, having an internal threaded surface, and a hollow cylindrical adapter made at one end with an internal thread, and at the other end with an external thread, for interaction with the thread of the end section of the other pipe to be connected and the thread of the coupling, respectively, characterized in that the total height of the cylindrical surfaces of the coupling and adapter is made in accordance with the size of the mechanism for mounting / dismantling the pipe string, while the body of the coupling and the body of the adapter are made volumetric hardened, and their threaded surfaces made with additional wear resistance.
Недостатком известного соединения является то, что выполнение всех резьбовых поверхностей муфты и переводника более износостойкими, чем присоединяемый конец трубы, приводит к тому, что при произведении многократных операций свинчивания и отвинчивания соединений во время спусков и подъемов колонны труб происходит разрушение неупрочненных резьбовых поверхностей труб, взаимодействующих с упрочненными резьбовыми поверхностями муфты и переходника. Как следствие, после многократных операций по монтажу - демонтажу колонны нарушается герметичность резьбовых соединений.The disadvantage of the known connection is that the implementation of all threaded surfaces of the coupling and the sub more wear-resistant than the attached end of the pipe, leads to the fact that when performing multiple operations of screwing and unscrewing connections during the runs and ascents of the pipe string, the destruction of unreinforced threaded surfaces of pipes, interacting with hardened threaded coupling and adapter surfaces. As a result, after repeated operations on installation and dismantling of the column, the tightness of threaded connections is broken.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению «РЕЗЬБОВОЕ СОЕДИНЕНИЕ ТРУБ (ВАРИАНТЫ)» является решение по патенту на полезную модель №102665 «СОЕДИНЕНИЕ НАСОСНО-КОМПРЕССОРНЫХ ИЛИ БУРИЛЬНЫХ ТРУБ», опубликованное 10 марта 2011 года. Выполнение поверхности резьбы на переходнике и муфте, взаимодействующей друг с другом, дополнительно упрочненной с приданием ей дополнительной износостойкости, позволяет исключить повреждение резьбы переходника и муфты, и тем самым обеспечить гарантированную герметичность резьбовых соединений после многократных операций монтажа-демонтажа соединений при спусках и подъемах колонны труб, что, в конечном итоге, повышает эксплуатационную надежность предлагаемого соединения. А выполнение участков резьбы переходника и муфты, взаимодействующих с трубами, с такими же прочностными характеристиками, как у труб, позволяет исключить преждевременное разрушение резьбы труб (что происходило у прототипа). Кроме того, наличие на остальных резьбовых поверхностях муфты и переходника (резьбовое соединение с трубами) слоя противозадирного покрытия, в частности слоя мягкого металла, нанесенного, например, методом газодинамического (кинематического) напыления, позволяет обеспечить необходимую эксплуатационную надежность соединения с обеспечением герметичности резьбовых соединений после многократных операций монтажа-демонтажа соединений при спусках и подъемах колонны труб. Покрытие остальной поверхности муфты и переходника антикоррозионным слоем предотвращает преждевременное ржавление.The closest to the claimed technical solution "THREADED PIPE CONNECTION (VERSIONS)" is the decision on the utility model patent No. 102665 "CONNECTION OF PUMP AND COMPRESSOR OR DRILL PIPES", published on March 10, 2011. The execution of the thread surface on the adapter and the coupling interacting with each other, additionally hardened to give it additional wear resistance, makes it possible to exclude damage to the thread of the adapter and coupling, and thereby ensure guaranteed tightness of threaded connections after multiple operations of mounting and dismounting of connections during descending and ascending a pipe string , which ultimately increases the operational reliability of the proposed connection. And the implementation of the thread sections of the adapter and the coupling interacting with the pipes, with the same strength characteristics as the pipes, makes it possible to exclude the premature destruction of the pipe thread (which happened in the prototype). In addition, the presence on the remaining threaded surfaces of the coupling and adapter (threaded connection with pipes) a layer of anti-seize coating, in particular a layer of soft metal applied, for example, by gas-dynamic (kinematic) spraying, allows to ensure the necessary operational reliability of the connection with ensuring the tightness of threaded connections after multiple operations of assembly and disassembly of connections during lowering and lifting of the pipe string. Coating the rest of the coupling and adapter with an anti-corrosive layer prevents premature rusting.
Основным недостатком выявленного технического решения считаем то, что все элементы соединения не являются равнопрочными. К недостаткам известного решения также можно отнести:We believe that the main disadvantage of the identified technical solution is that all connection elements are not of equal strength. The disadvantages of the known solution also include:
- отсутствие упрочнения резьбовой поверхности самой присоединяемой трубы, что может повлечь за собой пластическую деформацию профиля резьбы при увеличенных нагрузках и как следствие потерю герметичности резьбового соединения;- the lack of hardening of the threaded surface of the connected pipe itself, which can entail plastic deformation of the thread profile under increased loads and, as a consequence, loss of tightness of the threaded connection;
- наличие одного лишнего технологического соединительного элемента, в виде отдельного переходника при наличии муфты, что увеличивает временные затраты на сборку и разборку колонны труб, а также на ее обслуживание и ремонт, с учетом того, что такой соединительный элемент имеется на каждой трубе в колонне.- the presence of one extra technological connecting element, in the form of a separate adapter in the presence of a coupling, which increases the time spent on assembling and disassembling the pipe string, as well as on its maintenance and repair, taking into account the fact that such a connecting element is available on each pipe in the string.
По решениям, относящимся к присоединяемым трубам выявлена «ТРУБА НАСОСНО-КОМПРЕССОРНОЙ ИЛИ БУРОВОЙ КОЛОННЫ, МУФТА И ГШРЕХОДНИК ДЛЯ СОЕДИ1ТЕНИЯ ТРУБ НАСОСНО-КОМПРЕССОРНОЙ ИЛИ БУРОВОЙ КОЛОННЫ» по патенту на полезную модель №38498, опубликованному 20 июня 2004 года. Труба насосно-компрессорной или буровой колонны, содержит соединительную муфту и переходник, причем на резьбовых поверхностях муфты и переходника нанесены защитные покрытия способом термодиффузионного цинкования, отличающаяся тем, что защитное покрытие поверхностей резьбы состоит из двух слоев: цинкового покрытия.According to the decisions related to the pipes to be connected, the "PIPE OF THE PUMP-COMPRESSOR OR DRILLING COLUMN, COUPLING AND ROD FOR CONNECTING THE PIPES OF THE PUMP-COMPRESSOR OR DRILLING COLUMN" according to the patent No. 3849 published in June 2004, published No. The tubing of the tubing or drill string, contains a coupling and an adapter, and on the threaded surfaces of the coupling and adapter, protective coatings are applied by thermal diffusion galvanizing, characterized in that the protective coating of the thread surfaces consists of two layers: zinc coating.
К недостаткам выявленной полезной модели можно отнести то, что фосфатное покрытие непрочно и легко истирается. Предложенное покрытие обеспечивает защиту элементов соединения от коррозии при хранении и транспортировке, но для надежной герметизации соединения и повышении его ресурса толщина покрытия недостаточна.The disadvantages of the revealed useful model include the fact that the phosphate coating is fragile and easily abraded. The proposed coating provides protection of the connection elements from corrosion during storage and transportation, but the thickness of the coating is insufficient for reliable sealing of the connection and increasing its resource.
Известна «ТРУБА НАСОСНО-КОМПРЕССОРНОЙ ИЛИ БУРОВОЙ КОЛОННЫ» по патенту на полезную модель №27664, опубликованному 10 февраля 2003 года. Труба насосно-компрессорной или буровой колонны, содержащая соединительную муфту и переходник на резьбовых концах, подвергнутых химико-термической обработке, отличающаяся тем, что на резьбовых поверхностях муфты и переходника выполнено диффузионное порошковое цинкование с толщиной 25+5 -10 мкм.Known "PUMP-COMPRESSOR OR DRILLING COLUMN" according to the patent for a useful model No. 27664, published on February 10, 2003. A tubing or drill string pipe containing a coupling and an adapter on the threaded ends subjected to chemical-thermal treatment, characterized in that a diffusion powder zinc coating with a thickness of 25 +5 -10 microns is performed on the threaded surfaces of the coupling and the adapter.
К недостаткам выявленного технического решения можно отнести неравномерности на внешней поверхности резьбы покрытия. Цинковое электролитическое покрытие обладает низкой механической прочностью и подвержено водородному охрупчиванию в условиях агрессивной среды нефтяной или газовой скважины.The disadvantages of the identified technical solution include unevenness on the outer surface of the coating thread. Electrolytic zinc coating has low mechanical strength and is susceptible to hydrogen embrittlement in an aggressive environment of an oil or gas well.
По решениям, относящимся к переводникам (переходникам) выявлен «ПЕРЕВОДНИК МУФТОВЫЙ» по патенту на полезную модель №93129, опубликованному 12 ноября 2009 года. Переводник муфтовый предназначен для соединения насосно-компрессорных или бурильных труб при монтаже их в колонну. Переводник содержит резьбовые концевые участки и среднюю часть с наружной поверхностью, диаметральный размер d которой меньше диаметрального размера D концевых участков. Наружная поверхность средней части выполнена в виде поверхности вращения с выпуклой криволинейной образующей. При монтаже колонны обеспечивается центральное приложение нагрузки к плашкам клинового захвата механизма для монтажа-демонтажа, что позволяет оптимизировать распределение нагрузки на плашки клинового захвата за счет исключения кромочного давления на поверхность переводника.According to the decisions related to adapters (adapters), a "COUPLING ADAPTER" was identified under the patent for utility model No. 93129, published on November 12, 2009. Coupling sub is designed to connect tubing or drill pipes during their installation into a string. The sub contains threaded end portions and a middle part with an outer surface, the diametral dimension d of which is less than the diametrical dimension D of the end portions. The outer surface of the middle part is made in the form of a surface of revolution with a convex curved generatrix. When installing the column, a central load is applied to the wedge gripper dies of the assembly-dismantling mechanism, which allows optimizing the distribution of the load on the wedge grip dies by eliminating edge pressure on the sub surface.
Недостатком выявленного технического решения является отсутствие упрочнения переводника, что приводит к небольшому количеству циклов свинчивания - отвинчивания резьбовых соединений.The disadvantage of the identified technical solution is the lack of hardening of the sub, which leads to a small number of make-up cycles - unscrewing threaded connections.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению «ПЕРЕВОДНИК», является переводник по патенту на полезную модель №128651, опубликованный 27 мая 2013 года. Переводник, представляющий собой патрубок, на концах которого выполнена резьба. Поверхность резьбы переводника выполнена упрочненной с приданием дополнительной износостойкости посредством карбонитрирования. Покрытие обладает высокой плотностью, высокой коррозионной стойкостью, высокой твердостью и износостойкостью, высокой эластичностью.The closest thing to the claimed technical solution "TRANSLATOR" is the sub for utility model patent No. 128651, published on May 27, 2013. A sub, which is a branch pipe with a thread at the ends. The thread surface of the sub is made hardened with additional wear resistance by carbonitriding. The coating has high density, high corrosion resistance, high hardness and wear resistance, high elasticity.
Недостатком данного переводника является то, что упрочнение переводника по технологии карбонитрирования требует помещение всего переводника в специальную печь, в следствии чего возникают трудности использования данного метода упрочнения. Кроме того, возникает опасность снижения механических свойств материала всего переводника, что может привести переводник в полную негодность для применения по прямому назначению.The disadvantage of this sub is that the hardening of the sub by carbonitriding technology requires placing the entire sub in a special furnace, as a result of which difficulties arise in using this hardening method. In addition, there is a danger of reducing the mechanical properties of the material of the entire sub, which can render the sub completely unusable for its intended use.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯDISCLOSURE OF THE INVENTION
Задачами, на решение которых направлена заявляемая группа изобретений, являются:The tasks to be solved by the claimed group of inventions are:
- повышение эксплуатационной надежности соединения без использования совсем или при наличии только одного дополнительного соединительного элемента с обеспечением герметичности резьбовых соединений при повышенных нагрузках и большом количестве циклов свинчивания и отвинчивания соединения в процессе выполнения спускоподъемных операций колонны труб;- increasing the operational reliability of the connection without using at all or in the presence of only one additional connecting element, ensuring the tightness of threaded connections at increased loads and a large number of make-up and unscrewing cycles of the connection during the running operations of the pipe string;
- снижение повышенного износа наружных поверхностей самих соединяемых труб и переводника в результате воздействия на них сопрягаемых с ними поверхностей монтажного инструмента, выполняющего функции удержания и вращения деталей соединения в процессе монтажа, демонтажа, эксплуатации, текущего обслуживания и ремонта трубной - reduction of increased wear of the outer surfaces of the pipes to be connected and the sub as a result of the impact on them of the surfaces of the assembly tool mating with them, which performs the functions of holding and rotating the connection parts during the installation, dismantling, operation, maintenance and repair of the pipe
колонны, а также под действием трения о стенки скважины и эксплуатации колонны в процессе выполнения спускоподъемных операций;strings, as well as under the action of friction against the walls of the well and the operation of the string during tripping operations;
– снижение затрат по времени и ресурсам на сборку, разборку, обслуживание и ремонт колонны труб.- reduction of time and resource costs for assembly, disassembly, maintenance and repair of the pipe string.
Техническим результат заявленной группы изобретений заключается в упрочнении всех резьбовых поверхностей соединения.The technical result of the claimed group of inventions consists in strengthening all threaded joint surfaces.
Заявленный технический результат достигается за счет того, что:The claimed technical result is achieved due to the fact that:
Согласно первому варианту, резьбовое соединение труб состоит из муфтовой и ниппельной деталей, связанных резьбой, при этом резьбовые поверхности деталей равнопрочные, за счет того, что на резьбовых поверхностях выполнено упрочнение с пропусками, причем твердость поверхностного упрочненного слоя составляет от 380 до 620 Бринеллей.According to the first embodiment, the threaded pipe joint consists of coupling and nipple parts connected by threads, while the threaded surfaces of the parts are equally strong, due to the fact that hardening with gaps is performed on the threaded surfaces, and the hardness of the surface hardened layer is from 380 to 620 Brinells.
Согласно другому варианту, резьбовое соединения труб, состоит из: According to another embodiment, the threaded pipe connection consists of:
- двух муфтовых деталей и одного ниппельного переводника, связанных резьбой; - two coupling parts and one nipple sub, connected by a thread;
- или из двух ниппельных деталей и одного муфтового переводника, связанных резьбой;- or from two nipple parts and one sleeve sub, connected by a thread;
- или из одной муфтовой и одной ниппельной деталей, и одного смешанного переводника, связанных резьбой,- or one sleeve and one nipple piece and one mixed sub, threaded,
причем сопрягаемые резьбовые поверхности деталей равнопрочные, за счет того, что на резьбовых поверхностях выполнено упрочнение с пропусками, причем твердость поверхностного упрочненного слоя составляет от 380 до 620 Бринеллей.moreover, the mating threaded surfaces of the parts are equally strong, due to the fact that hardening with gaps is performed on the threaded surfaces, and the hardness of the surface hardened layer is from 380 to 620 Brinells.
Под смешанным переводником понимается переводник, на одном конце которого выполнена внутренняя муфтовая резьба, на другом конце выполнена внешняя ниппельная резьба. A mixed sub is a sub with an internal box thread at one end and an external nipple thread at the other end.
Присоединяемая труба, как элемент резьбового соединения, включает собственное тело трубы, по крайней мере, один муфтовый или ниппельный присоединяемый конец, на котором имеется резьба, причем на резьбовой поверхности и на упорном торце трубы выполнено упрочнение с пропусками, причем твердость поверхностного упрочненного слоя составляет от 380 до 620 Бринеллей.The attached pipe, as an element of the threaded connection, includes its own pipe body, at least one coupling or nipple attachment end, on which there is a thread, and on the threaded surface and on the stop end of the pipe, hardening with gaps is made, and the hardness of the surface hardened layer is from 380 to 620 Brinell.
Переводник, как элемент резьбового соединения, представляет собой патрубок, на концах которого выполнена резьба наружная или внутренняя, причем поверхность резьбы выполнена упрочненной, отличающийся тем, что на упорных торцах переводника выполнено упрочнение, причем твердость поверхностного упрочненного слоя резьбовых поверхностей и упорных торцов переводника составляет от 380 до 620 Бринеллей.The sub, as an element of a threaded connection, is a branch pipe, at the ends of which an external or internal thread is made, and the surface of the thread is made hardened, characterized in that hardening is made on the stop ends of the sub, and the hardness of the surface hardened layer of the threaded surfaces and the stop ends of the sub is from 380 to 620 Brinell.
Указанные признаки являются существенными и взаимосвязаны между собой с образованием устойчивой совокупности признаков, достаточной для получения требуемого технического результата.These features are essential and are interconnected with the formation of a stable set of features sufficient to obtain the required technical result.
Проведенный анализ уровня техники позволил установить, что аналоги, характеризующиеся совокупностью признаков, идентичных всем признакам заявляемого технического решения, отсутствуют, что указывает на соответствие предлагаемой полезной модели критерию охраноспособности «новизна».The analysis of the state of the art made it possible to establish that analogs characterized by a set of features identical to all features of the proposed technical solution are absent, which indicates the compliance of the proposed utility model with the “novelty” criterion of protectability.
Заявляемое техническое решение промышленно применимо, так как при его изготовлении использованы известные технологии, применяемые для изготовления резьбовых концов труб и не требует использования специальных технологий или специальной оснастки.The claimed technical solution is industrially applicable, since in its manufacture well-known technologies used for the manufacture of threaded ends of pipes are used and does not require the use of special technologies or special equipment.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS
Заявляемая группа технических решений поясняется чертежами, где:The claimed group of technical solutions is illustrated by drawings, where:
фиг. 1 - общий вид резьбового соединения труб, включающего муфтовую и ниппельные детали;fig. 1 is a general view of a threaded pipe joint, including coupling and nipple parts;
фиг. 2 - общий вид резьбового соединения труб, включающего две муфтовые детали и один ниппельный переводник;fig. 2 is a general view of a threaded pipe joint, which includes two coupling parts and one nipple sub;
фиг. 3 - общий вид резьбового соединения труб, включающего две ниппельные детали и один муфтовый переводник;fig. 3 is a general view of a threaded pipe joint including two nipple parts and one sleeve sub;
фиг. 4 - общий вид резьбового соединения труб, включающего одну муфтовую деталь, одну ниппельную деталь и один смешанный переводник;fig. 4 is a general view of a threaded pipe joint including one coupling piece, one nipple piece and one mixed sub;
фиг. 5 - общий вид присоединяемой тубы;fig. 5 - General view of the attached tube;
фиг. 6 - общий вид переводника.fig. 6 is a general view of the sub.
Как показано на фиг. 1 резьбовое соединение труб состоит из муфтовой 1 и ниппельной 2 деталей, связанных резьбой, причем резьбовые поверхности 3 и 4 деталей равнопрочные, за счет того, что на резьбовых поверхностях выполнено упрочнение, причем твердость поверхностного упрочненного слоя составляет от 380 до 620 Бринеллей.As shown in FIG. 1 threaded pipe connection consists of coupling 1 and
Как показано на фиг. 2 резьбовое соединения труб, состоит из двух муфтовых деталей 5 и 6, одного ниппельного переводника 7, связанных резьбой, причем сопрягаемые резьбовые поверхности деталей 8 и 9 равнопрочные, за счет того, что на резьбовых поверхностях выполнено упрочнение, причем твердость поверхностного упрочненного слоя составляет от 380 до 620 Бринеллей.As shown in FIG. 2 threaded pipe connections, consists of two
Как показано на фиг. 3 резьбовое соединения труб, состоит из двух ниппельных деталей 10 и 11, одного муфтового переводника 12, связанных резьбой, причем сопрягаемые резьбовые поверхности деталей 13, 14 и 15 равнопрочные, за счет того, что на резьбовых поверхностях выполнено упрочнение, причем твердость поверхностного упрочненного слоя составляет от 380 до 620 Бринеллей.As shown in FIG. 3 threaded pipe connection, consists of two
Как показано на фиг. 4 резьбовое соединения труб, из одной муфтовой 16 и одной ниппельной 17 деталей, и одного смешанного переводника 18, связанных резьбой, причем сопрягаемые резьбовые поверхности деталей 19, 20, 21 и 22 равнопрочные, за счет того, что на резьбовых поверхностях выполнено упрочнение, причем твердость поверхностного упрочненного слоя составляет от 380 до 620 Бринеллей.As shown in FIG. 4 threaded pipe connections, from one
Как показано на фиг. 5 присоединяемая труба, включает собственное тело трубы 23, по крайней мере, один муфтовый (на рисунке не показан) или ниппельный 24 присоединяемый конец, на котором имеется резьба 25, причем на резьбовой поверхности и на упорном торце 26 трубы выполнено упрочнение, где твердость поверхностного упрочненного слоя составляет от 380 до 620 Бринеллей. Упрочнение может быть выполнено как на всей резьбовой поверхности оголовка присоединяемой трубы и всей поверхности торца, так и с пропусками на резьбовом участке присоединяемой трубы.As shown in FIG. 5 the attached pipe includes its
Как показано на фиг. 6 переводник представляет собой патрубок 27, на концах которого выполнена резьба наружная 28 или внутренняя 29, причем поверхность резьбы выполнена упрочненной, на упорных торцах 30 переводника выполнено упрочнение. Твердость поверхностного упрочненного слоя резьбовых поверхностей 28 и 29 и упорных торцов 30 переводника составляет от 380 до 620 Бринеллей. Упрочнение может быть выполнено как на всех резьбовых поверхностях и упорных торцах, так и с пропусками на резьбовом участке.As shown in FIG. 6, the sub is a
ПРИМЕРЫ ИСПОЛНЕНИЯEXAMPLES OF EXECUTION
Испытания заявленной группы технических решений проводились для оценки эксплуатационных характеристик резьбового соединения труб, оценивался срок службы до отказа бурильных труб, на основе показателя количество циклов свинчивания / отвинчивания соединения. Под критериями отказа бурильных труб в рамках проводимых испытаний понимались:The tests of the claimed group of technical solutions were carried out to assess the performance characteristics of the threaded pipe joint, the service life to failure of the drill pipe was estimated, based on the indicator of the number of make-up / unscrewing cycles. The criteria for failure of drill pipes in the framework of the tests were understood as:
- поломка резьбовой части трубы;- breakage of the threaded part of the pipe;
- износ резьбы более 1/3 высоты витка;- thread wear more than 1/3 of the turn height;
- смятие витков резьбы;- crushing of the threads;
- износ по наружной поверхности конца трубы с внутренней резьбой (износ по наружной поверхности приваренного конца с внутренней резьбой) более 1,5 мм по диаметру.- wear on the outer surface of the pipe end with an internal thread (wear on the outer surface of the welded end with an internal thread) more than 1.5 mm in diameter.
Экспериментальные условия испытания показаны в таблице 1.Experimental test conditions are shown in Table 1.
Основным изменяемым параметром является твердость, получаемая в результате упрочнения, единица измерения твердости Бриннели (HBW). Также в рамках проведенных испытаний рассматривались как равнопрочные резьбовые соединения, так и резьбовые соединения с высокой разностью твердости упрочненных поверхностей (более 20%). В рамках проводимого эксперимента, использовался термо-механический и лазерный методы упрочнения резьбовых поверхностей деталей.The main variable is hardness resulting from hardening, Brinelli hardness unit (HBW). Also, within the framework of the tests carried out, both equal-strength threaded connections and threaded connections with a high difference in hardness of the hardened surfaces (more than 20%) were considered. In the framework of the experiment, thermo-mechanical and laser methods of hardening the threaded surfaces of parts were used.
По результатам проведенных испытаний была выявлена предпочтительная твердость упрочненной резьбовой поверхности, которая изменяется в диапазоне от 380 до 620 Бринеллей. При большой разнице в твердости срок службы до отказа бурильных труб может быть значительно ниже. За счет того, что детали резьбового соединения неравнопрочные, более твердая деталь ускоренно изнашивает более мягкую.According to the results of the tests carried out, the preferred hardness of the hardened threaded surface was revealed, which varies in the range from 380 to 620 Brinells. With a large difference in hardness, the service life to failure of drill pipes can be significantly lower. Due to the fact that the parts of the threaded connection are unequal, the harder part quickly wears out the softer one.
Данная группа технических решений не ограничивает способы нанесения упрочнения на резьбовое соединение. Могут быть использованы любые методы упрочняющей обработки резьбы, например, комбинированные методы упрочнения; лазерное упрочнение, плазменное упрочнение; термические, термо-механические и химико-термические методы упрочнения; методы химического осаждения; электролитические методы упрочнения.This group of technical solutions does not limit the methods of applying hardening to a threaded connection. Any methods of hardening thread processing can be used, for example, combined methods of hardening; laser hardening, plasma hardening; thermal, thermo-mechanical and chemical-thermal methods of hardening; chemical deposition methods; electrolytic hardening methods.
Claims (7)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017127252A RU2735053C2 (en) | 2017-10-19 | 2017-10-19 | Threaded connection of pipes (versions), connected pipe and adapter |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017127252A RU2735053C2 (en) | 2017-10-19 | 2017-10-19 | Threaded connection of pipes (versions), connected pipe and adapter |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2017127252A RU2017127252A (en) | 2019-04-19 |
RU2017127252A3 RU2017127252A3 (en) | 2020-02-12 |
RU2735053C2 true RU2735053C2 (en) | 2020-10-27 |
Family
ID=66168020
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017127252A RU2735053C2 (en) | 2017-10-19 | 2017-10-19 | Threaded connection of pipes (versions), connected pipe and adapter |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2735053C2 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU27664U1 (en) * | 2002-09-04 | 2003-02-10 | Закрытое акционерное общество "Компания Темерсо" | PIPE OF PUMP-COMPRESSOR OR DRILLING CORE |
RU102665U1 (en) * | 2010-07-15 | 2011-03-10 | Сергей Максимович Янгареев | PUMP OR DRILL PIPE JOINT |
RU128651U1 (en) * | 2013-01-09 | 2013-05-27 | Общество с ограниченной ответственностью "МЕХАНИК" | TRANSFER |
RU2562835C1 (en) * | 2011-10-17 | 2015-09-10 | ДжФЕ СТИЛ КОРПОРЕЙШН | Threaded connection for pipes |
-
2017
- 2017-10-19 RU RU2017127252A patent/RU2735053C2/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU27664U1 (en) * | 2002-09-04 | 2003-02-10 | Закрытое акционерное общество "Компания Темерсо" | PIPE OF PUMP-COMPRESSOR OR DRILLING CORE |
RU102665U1 (en) * | 2010-07-15 | 2011-03-10 | Сергей Максимович Янгареев | PUMP OR DRILL PIPE JOINT |
RU2562835C1 (en) * | 2011-10-17 | 2015-09-10 | ДжФЕ СТИЛ КОРПОРЕЙШН | Threaded connection for pipes |
RU128651U1 (en) * | 2013-01-09 | 2013-05-27 | Общество с ограниченной ответственностью "МЕХАНИК" | TRANSFER |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Марочник сталей и сплавов под ред. А.С.Зубченко, М., Машиностроение, 2003, Изд-во "Машиностроение-1", с.750-752. * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2017127252A (en) | 2019-04-19 |
RU2017127252A3 (en) | 2020-02-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9359831B2 (en) | Top drive main shaft with threaded load nut | |
EA016941B1 (en) | Threaded connection comprising at least one threaded element with an end lip for a metal tube | |
US20220235637A1 (en) | Pipe Connector | |
RU192162U1 (en) | Threaded connection of casing smooth sleeveless pipes | |
AU2021202556B2 (en) | Pipe connector | |
RU2608454C1 (en) | Coated coupling device for operation in gas and oil wells | |
RU2735053C2 (en) | Threaded connection of pipes (versions), connected pipe and adapter | |
RU2728105C1 (en) | Threaded locking conical connection of drilling pipes and method of increasing its carrying capacity and service life | |
RU2324857C1 (en) | Threaded connection of oil well tubing (variants) | |
CA2055437C (en) | Device for protecting wells from corrosion or deposits caused by the nature of the fluid produced or located therein | |
US5906400A (en) | Galvanic corrosion protection system | |
RU102665U1 (en) | PUMP OR DRILL PIPE JOINT | |
US20230228350A1 (en) | High performance shoulder ring for pipe and other tubular goods in the oil and gas industry | |
RU68090U1 (en) | DRILL PIPE WITH CONNECTING LOCKS | |
CN204266944U (en) | A kind of ceramic materials oil pumping rod centering device | |
RU128651U1 (en) | TRANSFER | |
CN219953263U (en) | Aluminum alloy drill rod of titanium alloy joint | |
Vishnyakov et al. | Ways to increase the sealness of screwed joints of casing string | |
RU2747498C1 (en) | Threaded joint conical connectin of drill pipes | |
CN202012297U (en) | Anti-corrosion sucker rod | |
CN216446861U (en) | Corrosion-resistant and fatigue-resistant sucker rod coated with stainless steel | |
RU210115U1 (en) | Drill pipe with double-shouldered locks of reduced outer diameter | |
RU64319U1 (en) | CONIC THREADED CONNECTION | |
US20140182945A1 (en) | Engineered Materials for Drill Rod Applications | |
RU2764972C2 (en) | Pump rod column, coupling for pump rod column and method for extracting fluid from well, and pump system |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
HE9A | Changing address for correspondence with an applicant |