RU2760446C1 - Способ крепления фланцевого соединения шпильками с сегментными элементами и устройство для его осуществления - Google Patents

Способ крепления фланцевого соединения шпильками с сегментными элементами и устройство для его осуществления Download PDF

Info

Publication number
RU2760446C1
RU2760446C1 RU2021114039A RU2021114039A RU2760446C1 RU 2760446 C1 RU2760446 C1 RU 2760446C1 RU 2021114039 A RU2021114039 A RU 2021114039A RU 2021114039 A RU2021114039 A RU 2021114039A RU 2760446 C1 RU2760446 C1 RU 2760446C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
studs
holes
segment
segment elements
wellhead
Prior art date
Application number
RU2021114039A
Other languages
English (en)
Inventor
Радик Зяузятович Зиятдинов
Original Assignee
Публичное акционерное общество «Татнефть» имени В.Д. Шашина
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Публичное акционерное общество «Татнефть» имени В.Д. Шашина filed Critical Публичное акционерное общество «Татнефть» имени В.Д. Шашина
Priority to RU2021114039A priority Critical patent/RU2760446C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2760446C1 publication Critical patent/RU2760446C1/ru

Links

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
    • E21B33/00—Sealing or packing boreholes or wells
    • E21B33/02—Surface sealing or packing
    • E21B33/03—Well heads; Setting-up thereof
    • E21B33/035—Well heads; Setting-up thereof specially adapted for underwater installations
    • E21B33/038—Connectors used on well heads, e.g. for connecting blow-out preventer and riser
    • 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
    • F16L23/00—Flanged joints
    • F16L23/02—Flanged joints the flanges being connected by members tensioned axially
    • F16L23/036—Flanged joints the flanges being connected by members tensioned axially characterised by the tensioning members, e.g. specially adapted bolts or C-clamps

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)

Abstract

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к фланцевым соединениям. Способ крепления фланцевого соединения шпильками с сегментными элементами включает изготовление шпилек, установку на опорный фланец с отверстиями устьевого фланца с отверстиями через металлическое уплотнительное кольцо, совмещение отверстий устьевого и опорного фланцев, установку в отверстия опорного и устьевого фланцев шпилек, стягивание шпилек гайками. Определяют длину шпилек по приведенной математической зависимости. На нижнем конце шпилек выполняют глухие отверстия, нарезают по всей наружной поверхности шпилек резьбу с шагом, равным 2,5 мм, в качестве нижних гаек изготавливают сегментные элементы с резьбовым отверстием по центру, на нижнем конце резьбовых отверстий сегментных элементов выполняют конусные проточки, количество сегментных элементов равно количеству шпилек, наружный диаметр сегментного элемента определяют по приведенной математической зависимости. Определяют наружную длину окружности сегментного элемента и определяют внутреннюю длину окружности каждого сегмента. В резьбовые отверстия сегментных элементов вворачивают нижним концом шпильки, после чего развальцовывают глухие отверстия шпилек. Снизу поочередно вставляют шпильки с сегментными элементами в совмещенные отверстия опорного и устьевых фланцев, а сверху на шпильки вворачивают гайки, с помощью гаечного ключа производят затяжку верхнего ряда гаек, при этом сегментные элементы шпилек образуют кольцо, центральная ось резьбового отверстия в сегментных элементах находится на межцентровом диаметре отверстий опорного и устьевого фланцев, исключающее проворачивание шпилек в процессе затяжки гаек. Заявлено устройство для крепления фланцевого соединения шпильками с сегментными элементами. Достигается технический результат – сокращение продолжительности крепления фланцевого соединения за счет упрощения устройства и процесса сборки фланцевого соединения, повышение герметичности фланцевого соединения. 2 н.п. ф-лы, 5 ил.

Description

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к способам изготовления шпилек с сегментными элементами, крепления при герметизации фланцевого соединения, а также к устройствам крепления фланцевого соединения на устье скважины в процессе ремонта и эксплуатации.
Известен способ изготовления шпилек с гайками и их крепление для фланцевого соединения деталей (патент RU № 2170807, опубл. 20.07.2001), включающий изготовление шпилек и гаек, установку на опорный фланец с отверстиями устьевого фланца с отверстиями через уплотнительное кольцо из упругого материала с припуском на деформацию и дополнительное кольца из металла, совмещение отверстий устьевого и опорного фланцев, установку в отверстия опорного и устьевого фланцев шпилек, стягивание шпилек двумя рядами гаек (снизу и сверху) с целью герметизации фланцевого соединения.
Недостатками способа являются:
- сложность сборки фланцевого соединения, обусловленное необходимостью использования двух гаечных ключей для затяжки шпилек при герметизации фланцевого соединения;
- длительность сборки фланцевого соединения, так как при креплении устьевого и опорного фланцев с помощью шпилек необходимо заворачивать два ряда гаек, т.е. на каждую шпильку необходимо использовать две гайки, т.е. снизу и сверху навернуть и закрепить гайки.
Также известно фланцевое соединение устьевого оборудования, содержащее устьевой и опорный фланцы, уплотнительное кольцо, установленное между фланцами в канавках с конусными поверхностями (патент RU № 2170807, опубл. 20.07.2001). Уплотнительное кольцо выполнено из упругого материала с припуском на деформацию, учитывающим наличие дополнительного кольца, причём устьевой и опорный фланцы стянуты между собой шпильками, при этом дополнительное кольцо выполнено из металла, соединено с уплотнительным кольцом из упругого материала и имеет концентрические конусные симметричные буртики, расположенные на внутренней его части для центрирования канавок при контакте с их конусными поверхностями, при этом внешняя часть дополнительного кольца выполнена плоской для опоры за пределами канавок торцевых поверхностей фланцев и служит в качестве замыкающего размерного звена в элементах соединения.
Недостатками устройства являются
- большие затраты времени наворачивания гаек на шпильку (сверху и снизу). Это обусловлено тем, что применяемые шпильки и гайки имеют мелкий шаг резьбы обычно 1,0-1,5, что увеличивает количество оборотов гаек при затягивании их на шпильки;
- низкая герметичность фланцевого соединения в виду того, ввиду сложности уплотнения фланцев. Это обусловлено тем, что уплотнительное кольцо выполнено из полиуретанового материала, а также дополнительного кольца из металла.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ изготовления шпилек с гайками и их крепления для фланцевого соединения деталей (патент RU № 2150041, опубл. 27.05.2000), включающий изготовление шпилек и гаек, установку на опорный фланец с отверстиями устьевого фланца с отверстиями через уплотнительное кольцо, совмещение отверстий устьевого и опорного фланцев, установку в отверстия опорного и устьевого фланцев шпилек, стягивание шпилек верхним и нижним рядами гаек с целью герметизации фланцевого соединения.
Недостатками способа являются:
- сложность сборки фланцевого соединения, обусловленное необходимостью использования двух гаечных ключей для затяжки шпилек при герметизации фланцевого соединения;
- длительность сборки фланцевого соединения, так как при креплении устьевого и опорного фланцев с помощью шпилек необходимо заворачивать два ряда гаек, т.е. на каждую шпильку необходимо использовать две гайки, т.е. снизу и сверху навернуть и закрепить гайки.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является фланцевое соединение деталей (патент RU № 2150041, опубл. 27.05.2000), включающее стянутые между собой шпильками два фланца и уплотнительный элемент, выполненный из металлического кольца с двумя торцевыми пазами - канавками под эластичные, например полиуретановые, прокладки, установленные в камере, образованной кольцевыми канавками трапецеидального профиля на фланцах, соединенных между собой, причём уплотнительный элемент концевыми участками расположен в канавках фланцев таким образом, что половина концевых участков, включающая выступающую из кольца эластичную прокладку и часть кольца в зоне расположения паза, соответствует их форме, другая половина концевых участков выполнена с зазором, а средняя часть его, соединяющаяся с концевыми участками, имеет прямоугольный профиль.
Недостатками устройства являются:
- большие затраты времени наворачивания гаек на шпильку (сверху и снизу). Это обусловлено тем, что применяемые шпильки и гайки имеют мелкий шаг резьбы обычно 1,0-1,5, что увеличивает количество оборотов гаек при затягивании их на шпильки;
- низкая герметичность фланцевого соединения в виду сложности конструкции уплотнительного элемента, выполненного из металлического кольца с двумя торцевыми пазами - канавками под эластичные, например полиуретановые, прокладки.
Техническими задачами изобретения являются сокращение продолжительности крепления фланцевого соединения за счет упрощения устройства и процесса сборки фланцевого соединения, повышение герметичности фланцевого соединения.
Поставленные технические задачи решаются способом крепления фланцевого соединения шпильками с сегментными элементами, включающим изготовление шпилек, установку на опорный фланец с отверстиями устьевого фланца с отверстиями через металлическое уплотнительное кольцо, совмещение отверстий устьевого и опорного фланцев, установку в отверстия опорного и устьевого фланцев шпилек, стягивание шпилек гайками.
Новым является то, что определяют длину шпилек по следующей зависимости
L = h1+ a+ h2+b+ h3 +c, (1)
где L – длина шпильки, мм;
h1 – высота сегментного элемента, мм;
a – высота опорного фланца, мм;
h2 – высота металлического уплотнительного кольца между опорным и устьевым фланцами, мм;
b – высота устьевого фланца, мм;
h3 – высота гайки, мм;
c – выступ резьбы шпильки за верхний торец гайки, мм,
на нижнем конце шпилек выполняют глухие отверстия, нарезают по всей наружной поверхности шпилек резьбу с шагом, равным 2,5 мм, в качестве нижних гаек изготавливают сегментные элементы с резьбовым отверстием по центру, на нижнем конце резьбовых отверстий сегментных элементов выполняют конусные проточки, количество сегментных элементов равно количеству шпилек, наружный диаметр - Dн сегментного элемента определяют по зависимости:
Dн = Dмц + 1,5×d, (2)
где Dмц – межцентровой диаметр отверстий устьевого и опорного фланцев, мм;
d – диаметр шпилек, мм,
внутренний диаметр – Dв сегментного элемента определяют по зависимости:
Dв = Dмц - 1,5×d, (3)
где Dмц – межцентровой диаметр отверстий устьевого и опорного фланцев, мм;
d – диаметр шпилек, мм,
затем определяют наружную длину окружности сегментного элемента – l1 по зависимости:
l1 = π× Dн /n, (4)
где π = 3,14;
Dн – наружный диаметр сегментных элементов, образующих кольцо, мм;
n – количество шпилек с сегментными элементами,
и определяют внутреннюю длину окружности каждого сегмента – l2 по зависимости:
l2 = π× Dв /n, (5)
где π = 3,14;
Dв – наружный диаметр сегментных элементов, образующих кольцо, мм;
n – количество шпилек с сегментными элементами,
затем в резьбовые отверстия сегментных элементов вворачивают нижним концом шпильки, после чего развальцовывают глухие отверстия шпилек, что исключает возможность отворота сегментных элементов через нижнии концы шпилек, далее снизу поочередно вставляют шпильки с сегментными элементами в совмещенные отверстия опорного и устьевых фланцев, а сверху на шпильки вворачивают гайки, с помощью гаечного ключа производят затяжку верхнего ряда гаек, при этом сегментные элементы шпилек образуют кольцо, центральная ось резьбового отверстия в сегментных элементах находится на межцентровом диаметре - Dмц отверстий опорного и устьевого фланцев, исключающее проворачивание шпилек в процессе затяжки гаек.
Технические задачи решаются устройством для крепления фланцевого соединения шпильками с сегментными элементами, содержащим опорный и устьевой фланцы, установленное между ними в канавках с конусными поверхностями металлическое уплотнительное кольцо, в опорном и устьевом фланцах выполнены отверстия для крепления под шпильки с гайками.
Новым является то, что нижний ряд гаек выполнен в виде сегментных элементов, жёстко соединённых со шпильками с помощью резьбового соединения и развальцовки нижнего конца шпильки, при этом сегментные головки шпилек нижними торцами по всей своей площади контактируют с опорным фланцем, причём шпильки и гайки имеют крупный шаг резьбы.
На фиг. 1 изображен способ и устройство крепления фланцевого соединения шпильками с сегментными элементами.
На фиг. 2 изображен поперечный разрез А-А сегментного элемента со шпилькой.
На фиг. 3 изображен продольный разрез Б-Б сегментного элемента со шпилькой.
На фиг. 4 изображен вид В снизу.
На фиг. 5 изображен вид С сверху.
Способ реализуют следующим образом.
На устье скважины необходимо загерметизировать фланцевое соединение. Фланцевое соединение содержит опорный 1 (см. фиг. 1 -5) и устьевой 2 фланцы с отверстиями (на фиг. 1 показано условно). Опорный 1 и устьевой фланцы оснащены взаимообращёнными канавками с конусными поверхностями (на фиг 1 показано условно), в которых установлено металлическое уплотнительное кольцо 3 (фиг. 1).
Наружные диаметры опорного 1 (см. фиг. 4) и устьевого 2 (см. фиг. 5)фланцев равны между собой и составляют, например Dф = 380 мм.
Для крепления опорного 1 и устьевого 2 фланцев применяют шпильки в количестве от 2 до 12 штук. Например, применяют шпильки в количестве шести штук: 41; 42; 43; 44; 45; 46 (см. фиг. 1-5), причём нижний ряд гаек выполняют в виде сегментных элементов 51; 52; 53; 54; 55; 56 (см. фиг. 1-4)соответствующих шпилек 41; 42; 43; 44; 45; 46, Нижние концы шпилек 41; 42; 43; 44; 45; 46 жёстко соединены соединением 61; 62; 63; 64; 65; 66 (см. фиг. 1, 3, 4)с соответствующими сегментными элементами 51; 52; 53; 54; 55; 56.
На верхние концы шпилек 41; 42; 43; 44; 45; 46 наворачивают соответствующие гайки 71; 72; 73; 74; 75; 76 (см. фиг. 1, 5).
Изготавливают сегментные элементы 51; 52; 53; 54; 55; 56 с резьбовым отверстием (на фиг. 1-4 показано условно), причём центральная ось резьбового отверстия сегментного элемента 51; 52; 53; 54; 55; 56 находится на межцентровом диаметре - Dмц отверстий опорного 1 и устьевого 2 фланцев, перед изготовлением определяют наружный диаметр - Dн сегментного элемента 51; 52; 53; 54; 55; 56 ( см. фиг. 2 и 4) по зависимости:
Dн = Dмц + 1,5×d,
определяют внутренний диаметр – Dв сегментного элемента по зависимости:
Dв = Dмц - 1,5×d,
где Dмц – межцентровой диаметр отверстий устьевого и опорного фланцев, мм;
d – диаметр шпилек, мм,
также определяют наружную длину окружности сегментного элемента – l1 по зависимости:
l1 = π× Dн /n,
где π = 3,14;
Dн – наружный диаметр сегментных элементов, образующих кольцо, мм;
n – количество шпилек с сегментными элементами,
и определяют внутреннюю длину окружности каждого сегмента – l2 по зависимости:
l2 = π× Dв /n,
где π = 3,14;
Dв – наружный диаметр сегментных элементов, образующих кольцо, мм;
n – количество шпилек с сегментными элементами,
также определяют длину шпильки по следующей зависимости
L = h1+ a+ h2+b+ h3 +c,
где L – длина шпильки, мм;
h1 – высота сегментного элемента, мм;
a – высота опорного фланца, мм;
h2 – высота металлического уплотнительного кольца между опорным и устьевым фланцами, мм;
b – высота устьевого фланца, мм;
h3 – высота гайки, мм;
c – выступ резьбы шпильки за верхний торец гайки, мм.
Определяют размеры каждого сегментного элемента 51; 52; 53; 54; 55; 56, если их количество 6 штук, как описано выше.
Исходные данные:
1. Диаметр – dо каждой шпильки: dо = 22 мм.
2. Межцентровой диаметр - Dмц отверстий опорного и устьевого фланцев, под который выполнены отверстия под шпильки: Dмц = 200 мм.
3. Высота сегментного элемента: h1 = 22 мм.
4. Высота опорного фланца1: а = 50 мм.
5. Высота металлического уплотнительного кольца между опорным и устьевым
фланцами:h2 = 14 мм.
6. Высота устьевого фланца: b = 50 мм.
7. Высота гайки: h3 = 22 мм.
8. Шаг резьбы: 2,5 мм.
9. Выступ резьбы шпильки за верхний торец гайки составляет 1-3 витка примем 2 витка, таким образом при шаге резьбы 2,5 мм: с =2 ×2,5 мм= 5 мм.
10. Количество шпилек: n=6.
Последовательно подставляя в формулы (1-5) получим:
Наружный диаметр сегментного элемента 51; 52; 53; 54; 55; 56:
Dн = Dб + 1,5×d = 200 мм + 1,5×22 = 233 мм.
Внутренний диаметр каждой сегментного элемента 51; 52; 53; 54; 55; 56:
Dв = Dб - 1,5×d = 200 мм - 1,5×22 = 167 мм.
Определим наружную длину окружности – l1 сегментных элементов 51; 52; 53; 54; 55;56:
L1 = π× Dн /n = (3,14 × 230 мм)/6 = 121,93 мм.
Определим внутреннюю длину окружности – l2 сегментных элементов 51; 52; 53; 54; 55; 56:
L2 = π× Dв /n = (3,14 × 170 мм)/6 = 87,38 мм.
Определяют длины шпильки 41; 42; 43; 44; 45; 46:
L = 22 мм + 50 мм + 14 мм + 50 мм + 22 мм + 5 мм =163 мм.
Примем длину – L шпилек 41; 42; 43; 44; 45; 46 равной 163 мм.
Изготавливают шесть шпилек 41; 42; 43; 44; 45; 46 и сегментных элементов 51; 52; 53; 54; 55; 56, при этом количество сегментных элементов равно количеству шпилек.
На нижнем конце шпилек выполняют глухие отверстия (на фиг. 1 и 3 показано условно), нарезают по всей наружной поверхности шпилек резьбу с шагом, равным 2,5 мм.
Далее выполняют резьбовые отверстия в центре сегментных элементов 51; 52; 53; 54; 55; 56, соответствующем межцентровому диаметру - Dмц отверстий опорного 1 и устьевого 2 фланцев. На нижнем конце резьбовых отверстий сегментных элементов 51; 52; 53; 54; 55; 56 выполняют конусные проточки 61; 62; 63; 64; 65; 66 до диаметра dр, например равного 30 мм. Количество сегментных элементов равно количеству шпилек.
В резьбовые отверстия сегментных элементов 51; 52; 53; 54; 55; 56 вворачивают нижним концом соответствующие шпильки 41; 42; 43; 44; 45; 46.
Развальцовывают края глухих отверстий шпилек 41; 42; 43; 44; 45; 46 в конусных проточках 61; 62; 63; 64; 65; 66 сегментных элементов 51; 52; 53; 54; 55; 56 с помощью развальцовочного инструмента (на фиг. 1-5 не показано).
Развальцовка исключает возможность отворота сегментных элементов 51; 52; 53; 54; 55; 56 (см. фиг. 1) через нижние концы шпилек 41; 42; 43; 44; 45; 46.
Развальцовывание или развальцовка - это технологическая операция окончательной обработки отверстий (например, труб), выполняемая без снятия металла и сопровождаемая лишь расширением и уплотнением конца изделия в отверстии (например, для закрепления трубы в отверстиях фланцев, для уплотнения металлических стенок теплообменников и др. аппаратов).
Для крепления фланцевого соединения снизу поочередно вставляют шпильки 41; 42; 43; 44; 45; 46 с сегментными элементами 51; 52; 53; 54; 55; 56 в совмещенные отверстия опорного 1 и устьевых 2 фланцев, а сверху на шпильки 41; 42; 43; 44; 45; 46 вворачивают гайки 71; 72; 73; 74; 75; 76. С помощью гаечного ключа (на фиг. 1-5 не показано) производят затяжку верхнего ряда гаек 71; 72; 73; 74; 75; 76, при этом металлическое уплотнительное кольцо 3 обеспечивает герметичность фланцевого соединения, при этом сегментные элементы 51; 52; 53; 54; 55; 56 соответствующих шпилек 41; 42; 43; 44; 45; 46 образуют кольцо, исключающее проворачивание шпилек в процессе затяжки гаек.
Фланцевое соединение герметично собрано. Далее производят эксплуатацию скважины, например штанговым глубинным насосом. После окончания эксплуатации скважины производят разборку в обратной последовательности.
В два раза сокращается продолжительность сборки фланцевого соединения устьевого оборудования для эксплуатации скважины, так как для герметизации устья скважины необходимо завернуть 12 гаек, а не 24, как в прототипе.
Упрощается обслуживание устройства в работе, так как используется всего один гаечный ключ, а не два как описано в прототипе.
Способ крепления фланцевого соединения шпильками с сегментными элементами и устройство для его осуществления позволяют:
- сократить продолжительность сборки (разборки) при герметизации фланцевого соединения и повысить качество герметичного фланцевого соединения;
- упростить сборку фланцевого соединения.
Устройство для крепления фланцевого соединения шпильками с сегментными элементами содержит опорный 1 и устьевой фланцы 2, установленное между ними в канавках с конусными поверхностями металлическое уплотнительное кольцо 3, в опорном 1 и устьевом 2 фланцах выполнены отверстия под шпильки 41; 42; 43; 44; 45; 46, например опорный 1 и устьевой фланец имеют по шесть отверстий диаметром 24 мм под шесть шпилек: 41; 42; 43; 44; 45; 46 диаметром d = 22 мм.
Нижний ряд гаек выполнен в виде сегментных элементов: 51; 52; 53; 54; 55; 56, жёстко соединённых с нижними концами шпилек 41; 42; 43; 44; 45; 46 с помощью резьбового соединения (на фиг. 1 показано условно) и развальцовки 41; 42; 43; 44; 45; 46 ( см. фиг. 1), что исключает взаимное проворачивание сегментных элементов 51; 52; 53; 54; 55; 56, относительно гаек 41; 42; 43; 44; 45; 46, образуя кольцо.
Сегментные элементы 51; 52; 53; 54; 55; 56, шпилек 41; 42; 43; 44; 45; 46 нижними торцами по всей своей площади контактируют с опорным фланцем 1.
На верхний конец шпилек 41; 42; 43; 44; 45; 46 при креплении фланцевого соединения наворачивают и затягивают гайки 71; 72; 73; 74; 75; 76, имеющих крупный шаг резьбы равный 2,5.
Устройство для реализации способа работает следующим образом.
В канавку (на фиг. 1, показано условно) с конусной поверхностью опорного фланца 1 (см. фиг. 1) устанавливают металлическое уплотнительное кольцо 3. Затем сверху на уплотнительное кольцо 3 канавкой с конусной поверхностью устанавливают устьевой фланец 2. После чего вращением устьевого фланца 2 относительно опорного фланца 1 совмещают их отверстия для крепления.
Далее в совмещённые отверстия опорного 1 и устьевого 2 фланцев снизу поочередно устанавливают шпильки 41; 42; 43; 44; 45; 46 (см. фиг. 1, 4, 5) с сегментными головками 51; 52; 53; 54; 55; 56 в количестве 6 штук. В результате под опорным фланцем 1 сегментные головки 51; 52; 53; 54; 55; 56 образуют кольцо.
Затем сверху наворачивают гайки 71; 72; 73; 74; 75; 76 на соответствующие шпильки 41; 42; 43; 44; 45; 46 и гаечным ключом (на фиг. 1 - 5 не показано) затягивают гайки 71; 72; 73; 74; 75; 76 (см. фиг. 1, и 5) на соответствующих шпильках 41; 42; 43; 44; 45; 46.
Предлагаемый способ и устройство обеспечивают снижение длительности времени крепления гаек на шпильки в 1,5 - 2 раза, снижение количества оборотов вращения гаек относительно шпилек в процессе крепления фланцевого соединения.
Повышается герметичность фланцевого соединения из-за того, что сегментные элементы шпилек нижними торцами по всей своей площади контактируют с опорным фланцем, что обеспечивает равномерное прижатие металлического уплотнительного кольца, установленного между опорным 1 и устьевым 2 фланцами при упрощении способа и устройства для его выполнения и снижении металлоемкости конструкции.
Устройство позволяет:
- упростить и сократить время наворачивания и затяжки гаек на шпильку;
- повысить герметичность фланцевого соединения.

Claims (29)

1. Способ крепления фланцевого соединения шпильками с сегментными элементами, включающий изготовление шпилек, установку на опорный фланец с отверстиями устьевого фланца с отверстиями через металлическое уплотнительное кольцо, совмещение отверстий устьевого и опорного фланцев, установку в отверстия опорного и устьевого фланцев шпилек, стягивание шпилек гайками, отличающийся тем, что определяют длину шпилек по следующей зависимости:
L = h1 + a + h2 + b + h3 +c, (1)
где L – длина шпильки, мм;
h1 – высота сегментного элемента, мм;
a – высота опорного фланца, мм;
h2 – высота металлического уплотнительного кольца между опорным и устьевым фланцами, мм;
b – высота устьевого фланца, мм;
h3 – высота гайки, мм;
c – выступ резьбы шпильки за верхний торец гайки, мм,
на нижнем конце шпилек выполняют глухие отверстия, нарезают по всей наружной поверхности шпилек резьбу с шагом, равным 2,5 мм, в качестве нижних гаек изготавливают сегментные элементы с резьбовым отверстием по центру, на нижнем конце резьбовых отверстий сегментных элементов выполняют конусные проточки, количество сегментных элементов равно количеству шпилек, наружный диаметр - Dн сегментного элемента определяют по зависимости
Dн = Dмц + 1,5×d, (2)
где Dмц – межцентровой диаметр отверстий устьевого и опорного фланцев, мм;
d – диаметр шпилек, мм,
внутренний диаметр – Dв сегментного элемента определяют по зависимости
Dв = Dмц - 1,5×d, (3)
где Dмц – межцентровой диаметр отверстий устьевого и опорного фланцев, мм;
d – диаметр шпилек, мм,
затем определяют наружную длину окружности сегментного элемента – l1 по зависимости
l1 = π× Dн /n, (4)
где π = 3,14;
Dн – наружный диаметр сегментных элементов, образующих кольцо, мм;
n – количество шпилек с сегментными элементами,
и определяют внутреннюю длину окружности каждого сегмента – l2 по зависимости
l2 = π× Dв /n, (5)
где π = 3,14;
Dв – наружный диаметр сегментных элементов, образующих кольцо, мм;
n – количество шпилек с сегментными элементами,
затем в резьбовые отверстия сегментных элементов вворачивают нижним концом шпильки, после чего развальцовывают глухие отверстия шпилек, что исключает возможность отворота сегментных элементов через нижние концы шпилек, далее снизу поочередно вставляют шпильки с сегментными элементами в совмещенные отверстия опорного и устьевых фланцев, а сверху на шпильки вворачивают гайки, с помощью гаечного ключа производят затяжку верхнего ряда гаек, при этом сегментные элементы шпилек образуют кольцо, центральная ось резьбового отверстия в сегментных элементах находится на межцентровом диаметре - Dмц отверстий опорного и устьевого фланцев, исключающее проворачивание шпилек в процессе затяжки гаек.
2. Устройство для крепления фланцевого соединения шпильками с сегментными элементами, содержащее опорный и устьевой фланцы, установленное между ними в канавках с конусными поверхностями металлическое уплотнительное кольцо, в опорном и устьевом фланцах выполнены отверстия для крепления под шпильки с гайками, отличающееся тем, что нижний ряд гаек выполнен в виде сегментных элементов, жёстко соединённых со шпильками с помощью резьбового соединения и развальцовки нижнего конца шпильки, при этом сегментные головки шпилек нижними торцами по всей своей площади контактируют с опорным фланцем, причём шпильки и гайки имеют крупный шаг резьбы.
RU2021114039A 2021-05-18 2021-05-18 Способ крепления фланцевого соединения шпильками с сегментными элементами и устройство для его осуществления RU2760446C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021114039A RU2760446C1 (ru) 2021-05-18 2021-05-18 Способ крепления фланцевого соединения шпильками с сегментными элементами и устройство для его осуществления

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021114039A RU2760446C1 (ru) 2021-05-18 2021-05-18 Способ крепления фланцевого соединения шпильками с сегментными элементами и устройство для его осуществления

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2760446C1 true RU2760446C1 (ru) 2021-11-25

Family

ID=78719410

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2021114039A RU2760446C1 (ru) 2021-05-18 2021-05-18 Способ крепления фланцевого соединения шпильками с сегментными элементами и устройство для его осуществления

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2760446C1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2789726C1 (ru) * 2022-07-28 2023-02-07 Публичное акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина Крепление фланцевого соединения шпильками с сегментными элементами

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1682527A1 (ru) * 1989-03-13 1991-10-07 Украинская военизированная часть по предупреждению возникновения и по ликвидации открытых газовых и нефтяных фонтанов Устьевое разъемное фланцевое соединение
RU2150041C1 (ru) * 1998-12-18 2000-05-27 Кудин Владимир Григорьевич Фланцевое соединение деталей
RU2170807C2 (ru) * 1996-11-05 2001-07-20 Халаев Григорий Григорьевич Фланцевое соединение устьевого оборудования
RU2224941C2 (ru) * 2001-11-29 2004-02-27 Нарбутовских Юрий Павлович Фланцевое соединение деталей
CN201666137U (zh) * 2009-11-17 2010-12-08 王益顺 一种新型法兰连接密封装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1682527A1 (ru) * 1989-03-13 1991-10-07 Украинская военизированная часть по предупреждению возникновения и по ликвидации открытых газовых и нефтяных фонтанов Устьевое разъемное фланцевое соединение
RU2170807C2 (ru) * 1996-11-05 2001-07-20 Халаев Григорий Григорьевич Фланцевое соединение устьевого оборудования
RU2150041C1 (ru) * 1998-12-18 2000-05-27 Кудин Владимир Григорьевич Фланцевое соединение деталей
RU2224941C2 (ru) * 2001-11-29 2004-02-27 Нарбутовских Юрий Павлович Фланцевое соединение деталей
CN201666137U (zh) * 2009-11-17 2010-12-08 王益顺 一种新型法兰连接密封装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2789726C1 (ru) * 2022-07-28 2023-02-07 Публичное акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина Крепление фланцевого соединения шпильками с сегментными элементами

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20230228351A1 (en) Pipe couplings
WO1995023908A2 (en) Fluid-tight connecting apparatus
US20230332721A1 (en) Gasket bridge assembly
US20190242483A1 (en) Air distributor
RU2760446C1 (ru) Способ крепления фланцевого соединения шпильками с сегментными элементами и устройство для его осуществления
US3677578A (en) Connection fitting for a pipe
JPH0355711B2 (ru)
US4027373A (en) Flange spreader
AU2006338157C1 (en) Working electrode for an electrodynamic fragmenting installation
RU2738559C1 (ru) Фланцевое соединение устьевого оборудования
US3109671A (en) Tube coupling for heat exchanger and the like
RU2749686C1 (ru) Устройство для соединения фланцев при ремонте скважины
KR102157369B1 (ko) 파이프 연결장치
RU2753224C1 (ru) Фланцевое соединение устьевого оборудования (варианты)
RU2746328C1 (ru) Устройство для крепления фланцевого соединения на устье скважины
RU2749657C1 (ru) Фланцевое соединение устьевого оборудования
RU2763154C1 (ru) Крепление фланцевого соединения на устье скважины
US1869577A (en) Composite disk seal
RU2717930C1 (ru) Устройство соединения корпусов отсеков
RU2796145C1 (ru) Переходная катушка устьевой арматуры для превентора с двумя рядами плашек (варианты)
CN209856565U (zh) 一种法兰式管道连接自封接头
EP0121322A1 (en) Snap ring, boltless pipe joint
US10844983B2 (en) Top bar coupling
RU2794399C1 (ru) Устройство для извлечения запорного органа шарового крана с верхним разъемом без отсоединения от трубопровода
RU2708739C1 (ru) Переходная катушка устьевой арматуры