RU2767259C1

RU2767259C1 - Coupling threaded connection (options)

Info

Publication number: RU2767259C1
Application number: RU2021123493A
Authority: RU
Inventors: Ривенер Мусавирович Габдуллин; Артур Ривенерович Габдуллин
Original assignee: Общество С Ограниченной Ответственностью "Резьбовые Соединения И Технологии" (Ооо "Рстех")
Priority date: 2021-08-06
Filing date: 2021-08-06
Publication date: 2022-03-17

Abstract

FIELD: pipelines threaded connections.

SUBSTANCE: invention relates to threaded connections of pipe lengths, namely to connections of drill pipes, casing pipes, tubing pipes, collapsible pipelines, as well as long flexible pipes and rods. A coupling threaded connection consists of two connected pipes with external threads on nipples with different pitches, end mating beveled or wavy external thread runs, a coupling with mating internal threads, end or lateral mating splines at the ends of the pipes, a sealing seal located in a groove on the contact mating planes. The seal is made of elastic or hollow metal. Alternatively, the mating planes are tapered. When using a metal-to-metal seal, the male part of the external thread run is inserted into the female part of the external thread run only by axial movement, due to the absence of rotation of the pipes relative to each other. To transmit the moment of rotation, end slotted crowns are used, which, as an option, are made in the form of a multi-spline crown or a “half-pipe” type. With high tightness requirements and a large weight of the tubing string, elastic seals can be additionally installed between the metal-to-metal seals. In the case of using longitudinal internal baffles dividing the inner cavity of the pipe string into two channels, the latter can be welded or soldered to the pipe walls.

EFFECT: increases the multifunctionality of the tubular string, the strength and tightness of the coupling threaded connection.

10 cl, 26 dwg

Description

Изобретение относится к резьбовым соединениям трубных длинномеров, а именно к соединениям бурильных, обсадных, насосно-компрессорных труб, разборных трубопроводов, а также длинномерных гибких труб и штанг.SUBSTANCE: invention relates to threaded connections of pipe lengths, namely to connections of drill pipes, casing pipes, tubing pipes, collapsible pipelines, as well as long flexible pipes and rods.

Практика использования бурильных, насосно-компрессорных труб для проведения технологических операций в скважине, а также, при спуске обсадной колонны, показывает, что целесообразно иметь резьбовые соединения для составления трубных колонн, которые имеют возможность вращения в любом направлении (аварийно-ремонтные работы, бурение на обсадной колонне, проведение гидроразрывов и т.д.). Кроме того, необходимо предусмотреть максимальную герметизацию резьбового соединения в трубной колонне. В случае спуска обсадных труб, требуется исключить негативное влияние трубных ключей на тело трубы, создающее в ней микротрещины, скобления, задиры и т.д. Кроме того, необходимо сохранять герметичность упорного контакта в стыке металлического уплотнения, находящегося под действием веса тяжелой колонны, который ослабляет прижимное усилие сопряженных элементов упорного контакта в стыке.The practice of using drill pipes, tubing pipes for carrying out technological operations in a well, as well as when running a casing string, shows that it is advisable to have threaded connections for making pipe strings that can rotate in any direction (emergency repair work, drilling on casing, hydraulic fracturing, etc.). In addition, it is necessary to provide for maximum sealing of the threaded connection in the tubular string. In the case of running casing pipes, it is required to exclude the negative effect of the tongs on the pipe body, which creates microcracks, scrapes, scuffs, etc. in it. In addition, it is necessary to maintain the tightness of the thrust contact in the joint of the metal seal, which is under the weight of a heavy column, which weakens the clamping force of the mating elements of the thrust contact in the joint.

Известно муфтовое резьбовое соединение, известное как Torque Transmission Swivel Joint, выпускаемое итальянской дочерней структурой компании Тенарис, в котором конусное резьбовое соединение собирается за счет накидной муфты с упорным буртиком, герметизация происходит за счет двух сопрягаемых конусов с двумя уплотнениями типа «металл-металл» на концах, а передача момента вращения в Torque Transmission Swivel Joint происходит за счет сопрягаемого взаимодействия двух корончатых втулок между собой (каталог труб нефтяного сортамента компании Тенарис (www.tenaris.com)Known coupling threaded connection, known as Torque Transmission Swivel Joint, manufactured by the Italian subsidiary of the company Tenaris, in which the conical threaded connection is assembled by means of a union with a thrust collar, sealing occurs due to two mating cones with two metal-to-metal seals on ends, and the transfer of torque in the Torque Transmission Swivel Joint occurs due to the mating interaction of two crowned bushings with each other (Tenaris OCTG catalog (www.tenaris.com)

Это решение имеет ряд недостатков, такие как, накидная муфта с кольцевым упором на втором конце без резьбы с ответным упором, что уменьшает герметичность, создает сложности с размещением муфты на трубе, скапливание трудноудаляемых загрязнений в пространстве, между упорами, дороговизна и сложность изготовления двух точных сопрягаемых конусов и двойного уплотнения «металл-металл» с наличием конусного резьбового соединения.This solution has a number of disadvantages, such as a cap sleeve with an annular stop at the second end without a thread with a counter stop, which reduces tightness, creates difficulties in placing the sleeve on the pipe, accumulation of hard-to-remove contaminants in space, between stops, high cost and complexity of manufacturing two precise mating cones and a double metal-to-metal seal with a conical threaded connection.

Известно муфтовое резьбовое соединение, взятое за прототип, состоящее из разъемных соединений трубных и штанговых длинномеров, а именно, для соединения длинномерных гибких труб (колтюбинга), длинномерной гибкой штанги, а также, для бурильных, обсадных, насосно-компрессорных труб и разборных трубопроводов. Разъемное соединение гибких длинномерных труб состоит из резьбовых ниппелей, установленных на концах соединяемых труб, с выполненными на конце одного ниппеля выступами и ответными пазами на конце другого ниппеля, и резьбовой муфты, причем на обоих ниппелях цилиндрическая резьба выполнена с разным шагом, а резьбовая муфта выполнена с двумя резьбовыми участками, причем шаг резьбы на каждом из них соответствует шагу резьбы ответного ниппеля для их взаимного соединения, а резьба на всех соединенных элементах соединения выполнена с одним направлением, при этом на ниппеле с большим шагом резьбы выполнен сбег в виде цилиндрической проточки или безрезьбовой части ниппеля, длина которого плюс расстояние сближения соединяемых труб до герметичного соединения больше, чем длина резьбы с большим шагом на муфте, (патент РФ №2550992 от 02.06.2014 и патент Японии №6210257 от 22.09.2017).A coupling threaded connection is known, taken as a prototype, consisting of detachable connections of pipe and rod lengths, namely, for connecting long flexible pipes (coiled tubing), long flexible rod, as well as for drilling, casing, tubing and collapsible pipelines. The detachable connection of flexible long pipes consists of threaded nipples installed at the ends of the pipes to be connected, with protrusions made at the end of one nipple and reciprocal grooves at the end of the other nipple, and a threaded coupling, and on both nipples the cylindrical thread is made with different pitches, and the threaded coupling is made with two threaded sections, and the thread pitch on each of them corresponds to the thread pitch of the mating nipple for their mutual connection, and the thread on all connected elements of the connection is made in one direction, while on the nipple with a large thread pitch, a runoff is made in the form of a cylindrical groove or threadless part of the nipple, the length of which plus the distance of approach of the connected pipes to the tight connection is greater than the length of the thread with a large pitch on the coupling, (RF patent No. 2550992 dated 06/02/2014 and Japanese patent No.

Недостатком является то, что часть резьбового соединения, передающего крутящий момент, и его уплотнительная часть, дифференцированы друг от друга. Другим недостатком является то, что шлицевая часть резьбового соединения, передающего крутящий момент, гидравлически не изолирована от проникновения скважинной жидкости.The disadvantage is that the torque-transmitting part of the threaded connection and its sealing part are differentiated from each other. Another disadvantage is that the splined part of the torque-transmitting threaded connection is not hydraulically isolated from penetration of the well fluid.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является устранение указанных недостатков и создание равнопроходного и равнопрочностного резьбового соединения с эластичными или металлическими уплотнениями, способное противостоять комбинированной нагрузке давления, сжатия, растяжения и изгиба, напряжениям при кручении трубной колонны в скважине.The problem to which the invention is directed is the elimination of these disadvantages and the creation of an equal bore and equal strength threaded connection with elastic or metal seals, capable of withstanding the combined load of pressure, compression, tension and bending, stresses during torsion of the tubing string in the well.

Технический результат заключается в том, что достигается возможность обеспечить герметичное и надежное соединение труб с возможностью вращения собранной трубной колонны в любом направлении.The technical result consists in the fact that it is possible to provide a tight and reliable connection of pipes with the possibility of rotation of the assembled pipe string in any direction.

Указанная задача решается, а технический результат достигается за счет того, что в муфтовом резьбовом соединении, состоящем из двух соединяемых труб с наружными резьбами на их концах с различными шагами, соединительной муфты с ответными внутренними резьбами, сопрягаемых шлицев на концах труб, герметизирующего уплотнения, согласно изобретению, на обеих концах соединяемых труб выполнены торцевые сбеги наружных резьб в виде сопрягаемых скошенных концов, причем, плоскости торцевых контактных поверхностей скошенных концов имеют одинаковые углы относительно оси резьбового соединения, а на одной из них располагается канавка под герметизирующее уплотнение.The specified problem is solved, and the technical result is achieved due to the fact that in the coupling threaded connection, consisting of two connected pipes with external threads at their ends with different pitches, a coupling with mating internal threads, mating splines at the ends of the pipes, a sealing seal, according to According to the invention, at both ends of the pipes to be connected, external thread runoffs are made in the form of mating beveled ends, moreover, the planes of the end contact surfaces of the beveled ends have the same angles relative to the axis of the threaded connection, and one of them has a groove for a sealing seal.

Каждая торцевая контактная поверхность сбегов наружной резьбы выполнена в виде двух сопрягаемых волнообразных торцевых впадин и выступов с канавкой на одной из них, имеющей соответствующую геометрию для сочетания с герметизирующим уплотнением.Each end contact surface of the external thread runs is made in the form of two mating wavy end depressions and protrusions with a groove on one of them, having the appropriate geometry for combination with a sealing seal.

Герметизирующее уплотнение выполнено в виде эластичного уплотнительного элемента или полого металлического кольца.The sealing seal is made in the form of an elastic sealing element or a hollow metal ring.

Торцевые контактные поверхности пары скошенных сбегов наружной резьбы выполнены в виде двух сопрягаемых друг с другом конусов.The end contact surfaces of a pair of beveled runs of the external thread are made in the form of two cones mating with each other.

На внутренней части муфты, между резьбами с различными шагами, имеется безрезьбовая часть, с диаметром равным или большим, чем наружный диаметр сопрягаемых скошенных концовOn the inside of the coupling, between threads with different pitches, there is a threadless part, with a diameter equal to or greater than the outer diameter of the mating beveled ends

Также, указанная задача решается, а технический результат достигается за счет того, что в муфтовом резьбовом соединении, состоящем из двух соединяемых труб с наружными резьбами на их концах с различными шагами, соединительной муфты с ответными внутренними резьбами, сопрягаемых шлицев на концах труб, герметизирующего уплотнения согласно изобретению, торцевые шлицы выполнены в виде сопрягаемых идентичных торцевых коронок, а герметизирующее уплотнение, выполненное по типу «металл-металл», в котором, охватываемая часть выполнена на сбеге наружной резьбы одной трубы, а охватывающая его часть выполнена на сбеге наружной резьбы другой трубы, находится внутри торцевых коронок.Also, this problem is solved, and the technical result is achieved due to the fact that in the coupling threaded connection, consisting of two connected pipes with external threads at their ends with different pitches, a coupling with mating internal threads, mating splines at the ends of the pipes, a sealing seal according to the invention, the end slots are made in the form of mating identical end crowns, and the sealing is made according to the "metal-to-metal" type, in which the male part is made on the run-out of the external thread of one pipe, and the female part is made on the run-off of the external thread of the other pipe , is located inside the end crowns.

Сопрягаемые торцевые коронки, имеющие идентичные размеры шлицев и пазов, изготовлены отдельно и расположены на наружной части сбегов резьбы с последующей их сваркой к трубам.Matching end crowns with identical slots and grooves are made separately and located on the outer part of the thread runs with their subsequent welding to the pipes.

Сопрягаемые торцевые коронки изготовлены методами металлообработки непосредственно на теле трубы.Matching end crowns are made by metalworking directly on the pipe body.

Также указанная задача решается, а технический результат достигается за счет того, что в муфтовом резьбовом соединении, состоящем из двух соединяемых труб с наружными резьбами на их концах с различными шагами, соединительной муфты с ответными внутренними резьбами, сопрягаемых шлицев на концах труб, герметизирующего уплотнения согласно изобретению, сопрягаемые элементы шлицевого соединения выполнены на каждом сбеге наружной резьбы обеих труб, на охватываемой части, с наружной стороны, и на охватывающей части, с внутренней стороны, и размещены между двумя упорными элементами герметизирующего уплотнения выполненного по типу «металл-металл».Also, this problem is solved, and the technical result is achieved due to the fact that in the coupling threaded connection, consisting of two connected pipes with external threads at their ends with different pitches, a coupling with mating internal threads, mating splines at the ends of the pipes, a sealing seal according to of the invention, the mating elements of the spline connection are made on each run of the external thread of both pipes, on the male part, on the outside, and on the female part, on the inside, and are placed between two thrust elements of a metal-to-metal seal.

Внутри труб установлены продольные плоские или фигурные перегородки, например, сваркой, пайкой или на клее.Longitudinal flat or shaped partitions are installed inside the pipes, for example, by welding, soldering or glue.

Предлагаемое изобретение иллюстрируется чертежами. Резьба с крупным шагом показана штрих-линией с большими интервалами, резьба с мелким шагом показана штрих-линией с малыми интервалами. Сварочные швы изображены в виде утолщенной линии. Герметизирующее уплотнение изображено в виде утолщенной серой линии.The present invention is illustrated in the drawings. Coarse pitch threads are shown as dashed lines at large intervals, fine pitch threads are shown as dashed lines at short intervals. Welds are shown as thick lines. The seal is shown as a thickened gray line.

На фиг. 1 показан ниппель трубы с резьбой с крупным шагом и скошенным концом торца сбега резьбыIn FIG. 1 shows a pipe nipple with a coarse thread and a beveled end of the thread run-off end.

На фиг. 2 показан ниппель трубы с резьбой с мелким шагом и ответным скошенным концом торца сбега резьбы и эластичным уплотнением в канавкеIn FIG. 2 shows a pipe nipple with a fine pitch thread and a mating beveled end of the thread run-out end and an elastic seal in the groove

На фиг. 3 показан ниппель трубы с резьбой с крупным шагом и двумя волнообразными шлицами на торце сбега резьбыIn FIG. 3 shows a pipe nipple with a coarse thread and two wavy splines at the end of the thread run.

На фиг. 4 показан ниппель трубы с резьбой с мелким шагом и двумя ответными волнообразными шлицами на торце сбега резьбы и эластичным уплотнением в канавкеIn FIG. 4 shows a pipe nipple with fine pitch threads and two mating serrations at the end of the thread run and an elastic seal in the groove

На фиг. 5 показана соединительная муфта с контрмуфтой.In FIG. 5 shows a coupling with a counter coupling.

На фиг. 6 показано резьбовое соединение со скошенными концами торцов сбега резьб после сборки.In FIG. 6 shows a threaded connection with bevelled ends of the threads after assembly.

На фиг. 7 показано резьбовое соединение с двумя волнообразными шлицами на торцах сбегов резьбы после сборки.In FIG. 7 shows a threaded connection with two wavy splines at the ends of the thread runs after assembly.

На фиг. 8 показаны развертки сопрягаемых скошенных концов на торцах сбегов резьб.In FIG. 8 shows the development of the mating beveled ends at the ends of the thread runs.

На фиг. 9 показаны развертки сопрягаемых двухволновых торцов сбегов резьб.In FIG. 9 shows the scans of the mating two-wave ends of the thread runs.

На фиг. 10 показан ниппель трубы с резьбой с крупным шагом и торцевой коронкой для резьбового соединения с эластичным уплотнениемIn FIG. 10 shows a pipe nipple with a coarse thread and a socket for a threaded connection with an elastic seal.

На фиг. 11 показан ниппель трубы с резьбой с мелким шагом и торцевой коронкой для резьбового соединения с эластичным уплотнениемIn FIG. 11 shows a pipe nipple with a fine pitch thread and a socket for a threaded connection with an elastic seal.

На фиг. 12 показано резьбовое соединение с двумя сопряженными шестишлицевыми коронками на торцах труб после сборки.In FIG. 12 shows a threaded connection with two mating six-spline crowns on the ends of the pipes after assembly.

На фиг. 13 показан ниппель трубы с резьбой с крупным шагом для шлицевого соединения торцевыми коронками типа «пол-трубы» и с двумя металлическими уплотнениями типа «металл-металл» на охватываемой части сбега резьбы.In FIG. 13 shows a pipe nipple with coarse threads for splined connection with half-pipe sockets and two metal-to-metal seals on the male part of the thread run.

На фиг. 14 показан ниппель трубы с резьбой с мелким шагом для шлицевого соединения торцевыми коронками типа «пол-трубы» и с двумя металлическими уплотнениями типа «металл-металл» на охватывающей части сбега резьбы.In FIG. 14 shows a pipe nipple with fine pitch threads for splined connection with half-pipe end crowns and two metal-to-metal seals on the female part of the thread run.

На фиг. 15 показано резьбовое соединение с двумя металлическими уплотнениями на сбегах резьб и торцевыми коронками с шлицевым соединением типа «пол-трубы» после сборки.In FIG. 15 shows a threaded connection with two metal seals on the threads and half-pipe splined end crowns after assembly.

На фиг. 16 показан ниппель трубы с резьбой с крупным шагом и конусным скошенным концом сбега резьбы.In FIG. 16 shows a pipe nipple with a coarse thread and a tapered, beveled end of the thread run.

На фиг. 17 показан ниппель трубы с резьбой с мелким шагом и с ответным конусным скошенным концом сбега резьбы с эластичным уплотнением.In FIG. 17 shows a pipe nipple with a fine pitch thread and a mating tapered bevelled end of the thread run with an elastic seal.

На фиг. 18 показано резьбовое соединение со скошенными концами торцов труб и увеличенным расстоянием между внутренними резьбами на муфте после сборки.In FIG. 18 shows a threaded connection with beveled ends of the pipe ends and an increased distance between the internal threads on the coupling after assembly.

На фиг. 19 показана развертка сбегов резьбы с сопрягаемыми шлицами типа «пол-трубы».In FIG. 19 shows the development of thread runs with mating splines of the "half-pipe" type.

На фиг. 20 показана развертка сбегов резьбы с сопрягаемыми шестишлицевыми коронками.In FIG. 20 shows the development of thread runs with mating six-spline bits.

На фиг. 21 показан ниппель трубы с резьбой с крупным шагом с внутренними шлицами на внешних боковых поверхностях сбега резьбы и упорными элементами двух металлических уплотнений.In FIG. 21 shows a coarse threaded pipe nipple with internal splines on the outer flanks of the thread run and the thrust members of two metal seals.

На фиг. 22 показан ниппель трубы с резьбой с мелким шагом с внешними шлицами на внутренних боковых поверхностях сбега резьбы и упорными элементами двух металлических уплотнений.In FIG. 22 shows a fine pitch threaded pipe nipple with external splines on the inside flanks of the thread run and the thrust members of two metal seals.

На фиг. 23 показано резьбовое соединение после сборки с латеральным шлицовым соединением и с двумя металлическими уплотнениямиIn FIG. 23 shows the threaded connection after assembly with lateral spline connection and with two metal seals

На фиг. 24 показан ниппель трубы с резьбой с крупным шагом с внутренними шлицами на внешних боковых поверхностях сбега резьбы, двумя эластичными и двумя металлическими уплотнениями.In FIG. 24 shows a coarse threaded pipe nipple with internal splines on the outer flanks of the thread run, two elastic seals and two metal seals.

На фиг. 25 показан ниппель трубы с резьбой с мелким шагом с внешними шлицами на внутренних боковых поверхностях сбега резьбы, двумя эластичными и двумя металлическими уплотнениями.In FIG. 25 shows a fine pitch threaded pipe nipple with external splines on the inside flanks of the thread run, two elastic seals and two metal seals.

На фиг. 26 показано резьбовое соединение после сборки с двумя эластичными и двумя уплотнениями типа «металл-металл», и с латеральным шлицовым соединением между ними.In FIG. 26 shows a threaded connection after assembly with two elastic and two metal-to-metal seals, and with a lateral spline connection between them.

Разъемное соединение состоит из соединяемых труб 1 (фиг. 1) и 2 (фиг. 2), на ниппелях которых, нарезаны или накатаны, соответственно, наружные резьбы 3 и 4. На концах труб 1 и 2 имеются, соответственно, сбеги 23 и 24 наружных резьб 3 и 4. Шаг резьбы 4 меньше шага резьбы 3 на расчетную величину. Трубы 1 и 2 соединяются при помощи соединительной муфты 5 (фиг. 5), имеющей на своих концах внутренние ответные резьбы, крупную внутреннюю резьбу 6 под крупную наружную резьбу 3 и мелкую внутреннюю резьбу 7 под мелкую наружную резьбу 4. Длины наружных резьб 3 и 4, а также, внутренних резьб 6 и 7 являются расчетными величинами, зависящими от шагов, диаметров резьб и т.д. Для обеспечения передачи крутящего момента и возможности вращения трубной колонны в любом направлении, сбеги 23 и 24 наружных резьб 3 и 4, выполнены в виде скошенного конца 10 сбега резьбы 23, и в виде скошенного конца 11 сбега резьбы 24, которые имеют одинаковые сопрягаемые между собой, впадины 8 и выступы 9 скошенных концов 10 и 11. Контактные поверхности 25 и 14 скошенных концов 10 и 11 выполнены в виде плоскостей, которые образуют угол α с плоскостью, перпендикулярной осевой линией резьбового соединения, совпадающей с осевой линией труб 1 и 2. Для предотвращения отворота муфты 5, на ее конце с малым шагом 7, может быть установлена контр-муфта 12 с внутренней резьбой 13 под малый шаг 4 трубы 2 (фиг. 5). Для обеспечения герметичности резьбового соединения на контактной поверхности 14, скошенного конца 11 выполнена канавка 15 под установку статического эластичного уплотнения 16 (фиг. 2). Для удобства удержания установленного эластичного уплотнения 16, например, в виде статического уплотнительного элемента, в герметизирующем узле ширина входного части канавки 15 может быть меньше рабочих габаритов эластичного уплотнения 16 на расчетную величину. Эластичное уплотнение 16 выполнено в виде кольца круглого сечения. Возможно применение эластичных колец, например, квадратного Kantseal или крестообразного Quad-Ring сечений или с сечением со сложной геометрией Dualseal, или металлических трубчатых колец О или С образного сечений, выпускаемые фирмой TRELLEBORG. Резьбы на муфте 5 и трубах 1 и 2 выполняются одного направления (правого или левого) и могут быть одно- и многозаходными. Для разделения внутренних резьб 6 и 7 на муфте 5 и удобства их нарезки или накатки, между ними может быть выполнен технологический паз 17. Во втором варианте (фиг. 3 и 4), для обеспечения передачи крутящего момента и возможности вращения трубной колонны в любом направлении, контактные поверхности 20 и 30, сбегов 23 и 24 выполнены в виде двух волн, с одинаковыми сопрягаемыми волновыми впадинами 18 и выступами 19. Контактные поверхности 20 и 30 выполнены вращением образующей по оси резьбового соединения и перпендикулярной к ней.The detachable connection consists of connected pipes 1 (Fig. 1) and 2 (Fig. 2), on the nipples of which, external threads 3 and 4, respectively, are cut or knurled. At the ends of pipes 1 and 2, there are, respectively, runs 23 and 24 external threads 3 and 4. The thread pitch 4 is less than the thread pitch 3 by the calculated value. Pipes 1 and 2 are connected by means of a coupling 5 (Fig. 5), which has internal mating threads at its ends, a large internal thread 6 for a large external thread 3 and a fine internal thread 7 for a fine external thread 4. The lengths of the external threads 3 and 4 , and also, internal threads 6 and 7 are calculated values depending on the pitches, thread diameters, etc. To ensure the transmission of torque and the possibility of rotation of the tubular string in any direction, the runs 23 and 24 of the external threads 3 and 4 are made in the form of a beveled end 10 of the run of the thread 23, and in the form of a beveled end 11 of the run of the thread 24, which have the same mating with each other , depressions 8 and protrusions 9 of the beveled ends 10 and 11. The contact surfaces 25 and 14 of the beveled ends 10 and 11 are made in the form of planes that form an angle α with a plane perpendicular to the axial line of the threaded connection, coinciding with the axial line of pipes 1 and 2. For to prevent the coupling 5 from turning away, at its end with a small pitch 7, a counter-coupling 12 with an internal thread 13 can be installed under the small pitch 4 of the pipe 2 (Fig. 5). To ensure the tightness of the threaded connection on the contact surface 14, beveled end 11, a groove 15 is made for the installation of a static elastic seal 16 (Fig. 2). For the convenience of holding the installed elastic seal 16, for example, in the form of a static sealing element, in the sealing assembly, the width of the inlet part of the groove 15 may be less than the working dimensions of the elastic seal 16 by the calculated value. Elastic seal 16 is made in the form of an O-ring. It is possible to use elastic rings, for example, square Kantseal or cross-shaped Quad-Ring sections or with a section with a complex geometry Dualseal, or metal tubular O- or C-shaped rings manufactured by TRELLEBORG. The threads on the coupling 5 and pipes 1 and 2 are made in the same direction (right or left) and can be single or multiple. To separate the internal threads 6 and 7 on the coupling 5 and facilitate their cutting or knurling, a technological groove 17 can be made between them. , contact surfaces 20 and 30, runs 23 and 24 are made in the form of two waves, with identical mating wave troughs 18 and protrusions 19. Contact surfaces 20 and 30 are made by rotating the generatrix along the axis of the threaded connection and perpendicular to it.

Для обеспечения герметичности разъемного соединения на волнообразной контактной поверхности 20, сделана канавка 21 под установку эластичного уплотнения 22. Для увеличения площади контактируемых поверхностей сбеги 23 и 24, скошенного конца 10 сбега резьбы 23, и скошенного конца 11 сбега резьбы 24, и для улучшения центрирования соединяемых труб 1 и 2, вместо контактных поверхностей 25 и 14, выполнены два сопрягаемых конуса, с уплотнительной выпуклой стержневой конической расточкой 40 и уплотнительной вогнутой гнездовой конической проточкой 41 (фиг. 16 и 17), причем, конусность сопрягаемых элементов зависит от диаметра и толщины трубы и может быть расположена в любом направлении. Контактные поверхности 20 и 30, также, могут быть выполнены с конусностью к оси резьбового соединения (не показано).To ensure the tightness of the detachable connection on the wavy contact surface 20, a groove 21 is made for the installation of an elastic seal 22. To increase the area of the contact surfaces, the runs 23 and 24, the beveled end 10 of the thread run 23, and the beveled end 11 of the thread run 24, and to improve the centering of the connected pipes 1 and 2, instead of contact surfaces 25 and 14, two mating cones are made, with a convex sealing rod conical bore 40 and a concave sealing female conical groove 41 (Fig. 16 and 17), moreover, the taper of the mating elements depends on the diameter and thickness of the pipe and can be placed in any direction. Contact surfaces 20 and 30 can also be made with a taper to the axis of the threaded connection (not shown).

На развертках скошенного конца (фиг. 8) и двухволнового конца (фиг. 9) сбегов 23 и 24 видно, что, при равных диаметрах и расстояний между крайними точками впадин (8 и 18) и выступов (9 и 19), по мере увеличения количества шлицев, увеличивается и угол Θ, образованный плоскостью, на которой находится линия, соединяющая крайние точки впадины и выступа, и плоскостью, перпендикулярной к оси резьбового соединения. Как пример, при диаметре 76 мм и расстоянии по окружности между крайними точками выемок и выступов 32 мм, углы Θ будут, для скошенного конца (фиг. 8) и двухволнового конца (фиг. 9), 15° и 28°, соответственно. При сборке резьбового соединения, вращением соединительной муфты 5, имеющего контактные поверхности и статическое эластичное уплотнение между ними, в сопрягаемых скошенных концах, впадины 8 и выступы 9, или, в двухволновых концах, волновые впадины 18 и выступы 19, двигаются навстречу друг к другу, входят друг в друга до полного сопряжения контактных поверхностей и последующего прижима друг к другу с осевым усилием, за счет крепления резьбового соединения дополнительным вращением соединительной муфты 5 (фиг. 6 и 7). Эластичные уплотнения 16 и 22, после полного сопряжения контактных поверхностей, находятся в рабочем положении. Для исключения осевого усилия, возникающего в резьбовом соединении при передаче крутящего момента трубной колонной, за счет наличия угла α между сопрягаемыми контактными поверхностями, последние могут быть выполнены параллельно оси резьбового соединения в виде шлицевой коронки 26 с сопрягаемыми между собой шлицами 27 и пазами 28, и контактными поверхностями 29 между ними (фиг. 10 и 11). Коронка 26 изготавливается отдельно, надевается на сбеги резьб 23 и 24 с натягом или без, с последующим привариванием к основанию сбега сварочным швом 31, перпендикулярным оси труб, или, как другой вариант, сопрягаемые шлицы 27 и пазы 28, фрезеруется, шлифуются или строгаются непосредственно на сбеге резьбы. На торце одного из сбегов в канавке 32 устанавливается эластичное уплотнение 33. Наружной стенкой канавки 32, после сборки резьбового соединения, могут выступать собранные в кольцо сопрягаемые шлицы 27 сопряженных коронок 26 обеих труб 1 и 2 (фиг. 12). Как другой вариант, сбеги 23 и 24 изготавливаются по типу уплотнения «металл-металл», где, например, сбег 23 становится охватываемой частью 34, а сбег 24 становится охватывающей частью 35, которые находятся внутри сопрягаемых друг с другом коронок 36 любых типов (фиг. 13 и 14). Для высоких требований к газогерметичности резьбового соединения труб 1 и 2, в уплотнениях типа «металл-металл» расстояние λ между упорным торцом 38 и упорным уступом 39 на каждом сбеге резьбы по охватываемой 34 и по охватывающей 35 частям, является для соединяемых труб одинаковыми (фиг. 15). Коронки 36 изготовлены как сопрягаемые шлицы, по типу «пол-трубы» с контактными поверхностями 29, имеющие выступы 51 и ответные впадины 52, которые приварены к трубам 1 и 2 сварочным швом 31. На развертке торцевых шлицев по типу «пол-трубы» (фиг. 19) и шестишлицевой коронки (фиг. 20) контактные поверхности 29 расположены параллельно оси резьбового соединения.On the scans of the beveled end (Fig. 8) and the two-wave end (Fig. 9) of runs 23 and 24, it can be seen that, with equal diameters and distances between the extreme points of the depressions (8 and 18) and protrusions (9 and 19), as the number of splines, the angle Θ also increases, formed by the plane on which there is a line connecting the extreme points of the recess and the protrusion, and the plane perpendicular to the axis of the threaded connection. As an example, with a diameter of 76 mm and a circumferential distance between the extreme points of the recesses and the protrusions of 32 mm, the angles Θ will be, for the beveled end (Fig. 8) and the two-wave end (Fig. 9), 15° and 28°, respectively. When assembling a threaded connection, by rotating the coupling 5, which has contact surfaces and a static elastic seal between them, in mating beveled ends, depressions 8 and projections 9, or, in two-wave ends, wave depressions 18 and projections 19, move towards each other, enter into each other until the contact surfaces are completely mated and then pressed against each other with an axial force, due to the fastening of the threaded connection by additional rotation of the coupling 5 (Fig. 6 and 7). Elastic seals 16 and 22, after complete mating of the contact surfaces, are in the working position. To eliminate the axial force that occurs in the threaded connection during the transmission of torque by the pipe string, due to the presence of an angle α between the mating contact surfaces, the latter can be made parallel to the axis of the threaded connection in the form of a slotted crown 26 with mating splines 27 and grooves 28, and contact surfaces 29 between them (FIGS. 10 and 11). The crown 26 is made separately, put on thread runs 23 and 24 with or without interference, followed by welding to the base of the run with a welding seam 31 perpendicular to the axis of the pipes, or, as another option, mating splines 27 and grooves 28, milled, ground or planed directly on the thread run. At the end of one of the runs in the groove 32, an elastic seal 33 is installed. The outer wall of the groove 32, after assembling the threaded connection, can protrude mating slots 27 assembled into a ring of the mating crowns 26 of both pipes 1 and 2 (Fig. 12). Alternatively, runouts 23 and 24 are made in a metal-to-metal seal where, for example, runout 23 becomes a male part 34 and runout 24 becomes a female part 35, which are inside any type of crowns 36 mating with each other (Fig. .13 and 14). For high requirements for gas tightness of the threaded connection of pipes 1 and 2, in seals of the "metal-metal" type, the distance λ between the thrust end 38 and the thrust ledge 39 on each thread run along the male 34 and female 35 parts is the same for the connected pipes (Fig. . 15). Crowns 36 are made as mating splines, of the “half-pipe” type with contact surfaces 29, having protrusions 51 and reciprocal depressions 52, which are welded to pipes 1 and 2 with a welding seam 31. On the development of the end splines of the “half-pipe” type ( Fig. 19) and six-spline crown (Fig. 20) contact surfaces 29 are parallel to the axis of the threaded connection.

Изменение в сторону увеличения угла наклона плоскостей 25 и 14 скошенных концов 10 и 11 к оси резьбового соединения с α на β, а, следовательно, и уменьшение возникающего нежелательного осевого усилия в резьбовом соединении, осуществляется увеличением расстояния Δ между концами внутренних резьб 6 и 7 в муфте 5, с одновременным увеличением длины сбегов наружных резьб на соединяемых трубах 1 и 2 на эту же величину (фиг. 18). Технологический паз 17 в этом случае не требуется, а конфигурации всех резьб остаются неизменными. Для высоких требований к газогерметичности резьбового соединения труб 1 и 2, в уплотнениях типа «металл-металл» расстояние λ между упорным торцом 38 и упорным уступом 39 на каждом сбеге резьбы по охватываемой 41 и по охватывающей 42 частями, является для соединяемых труб одинаковыми (фиг. 21). Известно, что для обеспечения герметичности такого металлического уплотнения используются кольцевые упорные и опорные зоны. Упомянутые кольцевые зоны позволяют обеспечить, при помощи сжатия, сопровождаемого достаточной упругой деформацией, реализацию герметичного контакта металла с металлом. В настоящее время известны различные способы соединений резьбовых элементов с наружной и внутренней резьбой, позволяющие обеспечить герметичный контакт металла с металлом с достаточно высокими характеристиками. В предлагаемом резьбовом соединении возможно использование различных вариантов уплотнений «металл-металл» или их комбинаций. Для изоляции и защиты сопрягаемого шлицевого соединения от попадания скважинной жидкости, шлицевое соединение расположено в пределах расстояния λ, между металлическим уплотнением на охватываемой 41 наружной части и на охватывающей 42 внутренней части (фиг. 21, 22 и 23). Сопрягаемые шлицевые соединения выполнены, например, фрезерованием, шлифованием или строганием наружных впадин 43 с образованием наружных выступов 44 на охватываемой 41 части, а на ответной охватывающей 42 части, аналогично выполнены, внутренние впадины 45 с образованием внутренних выступов 46, сопрягаемые с выступами 44 и впадинами 43, соответственно. Высота профиля между вышеупомянутыми выступами и выемками находится в пределах разности внутреннего диаметра уплотнения наружный упорный торец 38 на сбеге резьбы трубы 1 внутренний упорный торец 38 на сбеге резьбы трубы 2. Когда в скважине находится длинная вертикально расположенная трубная колонна, в которой, осевое усилие растяжения, связанное с весом этой колонны, может достигать таких величин, под действием которых упорный контакт в стыке металлического уплотнения ослабляется или эффект упора исчезает совсем, то резьбовое соединение может утратить свою герметичность. Для исключения негативных последствий этого явления и при наличии еще более высоких требований к герметичности резьбового соединения труб 1 и 2, кроме внутреннего 39 и внешнего 38 металлических уплотнений, на внутренней конической или цилиндрической, поверхности сбега резьбы охватывающей части 42 выполнена канавка 47 под промежуточное наружное латеральное эластичное уплотнение 48, и/или на наружной конической или цилиндрической, поверхности сбега резьбы охватываемой части 41, выполнена канавка 49 под промежуточное внутреннее латеральное эластичное уплотнение 50 (фиг. 24, 25 и 26). В этом случае, разжатие взаимного упора состыкованных элементов металлического уплотнения, вызванное, например, слишком большим весом трубной колонны, не будет иметь непосредственного влияния на уровень герметичности резьбового соединения. Как отдельный вариант, можно исключить металлические уплотнения, оставив только латеральные эластичные уплотнения 48 и 50 (не показано).The change in the direction of increasing the angle of inclination of the planes 25 and 14 of the beveled ends 10 and 11 to the axis of the threaded connection from α to β, and, consequently, the reduction of the resulting undesirable axial force in the threaded connection, is carried out by increasing the distance Δ between the ends of the internal threads 6 and 7 in coupling 5, with a simultaneous increase in the length of the runs of external threads on the connected pipes 1 and 2 by the same value (Fig. 18). Technological groove 17 in this case is not required, and the configuration of all threads remain unchanged. For high gas-tightness requirements for the threaded connection of pipes 1 and 2, in metal-to-metal seals, the distance λ between the thrust end 38 and the thrust ledge 39 on each thread run along the male 41 and female 42 parts is the same for the connected pipes (Fig. .21). It is known that annular thrust and support zones are used to ensure the tightness of such a metal seal. Said annular zones make it possible to ensure, by means of compression accompanied by sufficient elastic deformation, the implementation of hermetic metal-to-metal contact. At present, there are various methods of connecting threaded elements with external and internal threads, which make it possible to ensure tight metal-to-metal contact with sufficiently high characteristics. In the proposed threaded connection, it is possible to use various types of metal-to-metal seals or their combinations. To isolate and protect the mating spline from ingress of downhole fluid, the spline is located within a distance λ between the metal seal on the male 41 outer portion and the female 42 inner portion (FIGS. 21, 22 and 23). The mating splined connections are made, for example, by milling, grinding or planing the outer depressions 43 with the formation of external projections 44 on the male part 41, and on the mating female part 42, internal depressions 45 are similarly made with the formation of internal projections 46, mating with the projections 44 and depressions 43, respectively. The height of the profile between the aforementioned projections and recesses is within the difference of the inner diameter of the seal outer thrust face 38 at the run-out of the pipe thread 1 inner thrust face 38 at the run-out of the pipe thread 2. associated with the weight of this column, can reach such values, under the influence of which the persistent contact at the joint of the metal seal is weakened or the effect of the thrust disappears completely, then the threaded connection may lose its tightness. To eliminate the negative consequences of this phenomenon and in the presence of even higher requirements for the tightness of the threaded connection of pipes 1 and 2, in addition to the inner 39 and outer 38 metal seals, on the inner conical or cylindrical surface of the thread run-off of the female part 42, a groove 47 is made for the intermediate outer lateral elastic seal 48, and/or on the outer conical or cylindrical surface of the thread runoff of the male part 41, a groove 49 is made for an intermediate internal lateral elastic seal 50 (Fig. 24, 25 and 26). In this case, the expansion of the mutual stop of the mated metal seal elements, caused, for example, by too much weight of the pipe string, will not have a direct effect on the level of tightness of the threaded connection. Alternatively, the metal seals can be omitted, leaving only the lateral elastic seals 48 and 50 (not shown).

В металлических уплотнениях, существующих премиальных резьбовых соединений, упорные поверхности, которые могут быть коническими, сферическими и т.д.), пластически деформируются на своих боковых кромках в процессе сжатия стыка с вращением и орбитальном трении друг об друга в процессе свинчивания и крепления, а многочисленные операции свинчивания и отвинчивания резьбового соединения такого типа развивают эти деформации вплоть до нарушения герметичности упорных элементов и их боковых поверхностей, а при их вращательном движении относительно друг об друга, практически невозможно исключить явления заедания или заклинивания уплотнительного стыка, а также избежать пластической деформации фронтальных кромок охватываемых элементов соединяемых между собой труб в процессе их свинчивания, даже путем изменения геометрии кромок. В предлагаемом решении, за счет отсутствия вращения труб относительно друг друга, элементы металлического уплотнения без вращения входят друг в друга при минимальном осевом перемещении соединяемых труб относительно друг друга.In metal seals, existing premium threaded connections, thrust surfaces, which can be conical, spherical, etc.), plastically deform at their side edges during joint compression with rotation and orbital friction against each other during make-up and fastening, and numerous operations of screwing and unscrewing a threaded connection of this type develop these deformations up to a violation of the tightness of the thrust elements and their side surfaces, and when they rotate relative to each other, it is practically impossible to exclude the phenomena of seizing or jamming of the sealing joint, and also to avoid plastic deformation of the front edges covered elements of interconnected pipes in the process of their screwing, even by changing the geometry of the edges. In the proposed solution, due to the absence of rotation of the pipes relative to each other, the elements of the metal seal without rotation enter into each other with a minimum axial movement of the connected pipes relative to each other.

Соединение труб осуществляется следующим образом. На заводе-изготовителе, в первую очередь, на мелкую резьбу 4 наворачивается до упора контр муфта 12, затем, до контакта с контрмуфтой 12, наворачивается муфта 5. При сборке трубной колонны на буровой установке наращиваемая труба 1 вставляется в муфту 5, навернутую на трубу 2 на заводе. При нарезанной правой резьбе, муфту 5 начинают вращать на отворот влево (при нарезанной левой резьбе, муфту 5 начинают вращать на отворот вправо). При вращении муфты 5 происходит навинчивание по резьбе 3 на трубу 1 и одновременное отвинчивание муфты 5 по резьбе 4 с трубы 2, но так как, шаг резьбы 3 больше шага резьбы 4, то происходит сближение торцов обеих труб друг к другу, за каждый оборот муфты 5, на величину, равную разности в шагах крупной и мелкой резьб. Для удобства обеспечения совпадения сопрягаяемых выступов и впадин, на теле каждой трубы 1 и 2 наносятся метки, совмещаемые друг с другом по осевой линии при установке трубы 1 в соединительную муфту 5, перед началом вращения последней. При совмещении меток друг с другом по осевой линии, происходит точное совпадение выступов на одной трубе с соответствующими ему впадинами на другой трубе. Так как, одна труба не вращается относительно другой, то происходит плавная стыковка скошенных концов труб друг с другом по контактным поверхностям 8 и 11 с находящимся в канавке эластичным уплотнением 16. То же самое справедливо и для концов труб с волнообразными шлицами и коронками. После полного контакта сопрягаемых поверхностей труб, дополнительным вращательным усилием на муфту 5 увеличивают натяг обеих резьб, что приводит к дополнительному докреплению резьбовых соединений. Затем, вращают контрмуфту 12 до ее контакта с муфтой 5 с последующим ее докреплением для предохранения отворота муфты 5. При сборке резьбового соединения, имеющего контактные поверхности и эластичное уплотнение 33 (фиг. 10 и 11), при вращении соединительной муфты 5, выступы 27 одной коронки 26 на трубе 1, входят, соответственно, в впадины 28 другой коронки 26 на трубе 2, до полного контакта торцов сбегов 23 и 24 наружных резьб 3 и 4 друг с другом, и последующего прижима друг к другу с усилием по осевой линии, за счет крепления резьбового соединения дополнительным вращением соединительной муфты 5. Эластичное уплотнение 33, расположенное в канавке 32, после контакта с усилием торцов сбегов 23 и 24, находится в рабочем состоянии. Для обеспечения необходимого усилия прижима торцов сбегов 23 и 24 друг к другу, после крепления резьбового соединения, между вышеупомянутыми выступами и выемками, остается расчетный зазор. При сборке резьбового соединения, имеющего контактные поверхности и уплотнение типа «металл-металл», при вращении соединительной муфты 5, выступы 51 (фиг. 15), 44 (фиг. 21), 46 (фиг. 22), одной коронки на трубе 1, входят, соответственно, в впадины 52 (фиг. 15), 45 (фиг. 22), 43 (фиг. 21), другой коронки на трубе 2, до полного сопряжения упорных торцов 38 и упорных уступов 39, и последующего прижима друг к другу с усилием по осевой линии, за счет крепления резьбового соединения дополнительным вращением соединительной муфты 5. Для обеспечения необходимого усилия прижима торцов 38 и упоров 39 друг к другу, после крепления резьбового соединения, между вышеупомянутыми выступами и впадинами остается расчетный зазор. В варианте без металлических уплотнений, с одними только латеральными статическими эластичными уплотнениями, для фиксации их положения в собранном резьбовом соединении, торцы труб должны иметь упорные поверхности или выступы коронки должны жестко, до упора, заходить в сопряженные впадины.Pipe connection is carried out as follows. At the factory, first of all, the counter coupling 12 is screwed up to the stop on the fine thread 4, then, until contact with the counter coupling 12, the coupling 5 is screwed on. 2 at the factory. When the right thread is cut, the clutch 5 begins to rotate to the lapel to the left (when the left thread is cut, the clutch 5 begins to rotate to the lapel to the right). When coupling 5 is rotated, thread 3 is screwed onto pipe 1 and coupling 5 is simultaneously unscrewed along thread 4 from pipe 2, but since the thread pitch 3 is greater than the thread pitch 4, the ends of both pipes come closer to each other, for each revolution of the coupling 5, by a value equal to the difference in the pitches of the coarse and fine threads. For the convenience of ensuring the coincidence of the mating protrusions and depressions, marks are applied on the body of each pipe 1 and 2, which are aligned with each other along the axial line when the pipe 1 is installed in the coupling 5, before the latter starts to rotate. When the marks are aligned with each other along the center line, the protrusions on one pipe coincide exactly with the corresponding depressions on the other pipe. Since one pipe does not rotate relative to the other, there is a smooth docking of the beveled ends of the pipes with each other along the contact surfaces 8 and 11 with the elastic seal 16 located in the groove. The same is true for the ends of pipes with wavy slots and crowns. After full contact of the mating surfaces of the pipes, an additional rotational force on the coupling 5 increases the tightness of both threads, which leads to an additional reattachment of the threaded connections. Then, the counter-coupling 12 is rotated until it contacts with the coupling 5, with its subsequent reattachment to protect the collar of the coupling 5. When assembling a threaded connection having contact surfaces and an elastic seal 33 (Figs. crowns 26 on pipe 1 enter, respectively, into the depressions 28 of another crown 26 on pipe 2, until the ends of the runs 23 and 24 of the external threads 3 and 4 are in full contact with each other, and then pressed against each other with a force along the axial line, behind due to the fastening of the threaded connection by additional rotation of the coupling 5. The elastic seal 33, located in the groove 32, after contact with the force of the ends of the runs 23 and 24, is in working condition. To ensure the necessary force of pressing the ends of the runs 23 and 24 to each other, after fastening the threaded connection, between the above-mentioned protrusions and recesses, the estimated gap remains. When assembling a threaded connection having contact surfaces and a metal-to-metal seal, during rotation of the coupling 5, the protrusions 51 (Fig. 15), 44 (Fig. 21), 46 (Fig. 22), one crown on the pipe 1 , enter, respectively, into the depressions 52 (Fig. 15), 45 (Fig. 22), 43 (Fig. 21), another crown on the pipe 2, until the thrust ends 38 and thrust ledges 39 are fully mated, and then pressed against each other to each other with a force along the axial line, due to the fastening of the threaded connection by additional rotation of the coupling 5. To ensure the necessary pressing force of the ends 38 and stops 39 to each other, after fastening the threaded connection, between the above projections and depressions, the estimated gap remains. In the version without metal seals, with only lateral static elastic seals, to fix their position in the assembled threaded connection, the ends of the pipes must have stop surfaces or the protrusions of the crown must firmly, all the way, go into the mating depressions.

При сборке резьбового соединения, сбеги, с различной геометрией сопряжения шлицев, осуществляют роль направляющих между внутренними резьбами муфты, позволяя исключить весьма распространенную опасность повреждения металлических или эластичных уплотнений в результате случайного их зацепления за внутреннюю резьбу в процессе вхождения ниппельной части трубы 1 внутрь соединительной муфты 5.When assembling a threaded connection, runaways with different geometry of spline mating act as guides between the internal threads of the coupling, making it possible to eliminate the very common risk of damage to metal or elastic seals as a result of their accidental engagement with the internal thread in the process of entering the nipple part of the pipe 1 inside the coupling 5 .

Предлагаемое муфтовое резьбовое соединение для любых его вышеизложенных вариантов, объединенных единым замыслом, состоит из труб с унифицированными резьбовыми участками с наружными цилиндрическими резьбами 3 и 4 двух ниппелей на концах каждой трубы и унифицированной соединительной муфты 5 с ответными внутренними резьбами 6 и 7 для труб одного сортамента. На сбегах каждой резьбы трубы изготавливается требуемое расчетное шлицевое соединение (вид, количество впадин и выступов, их высота, длина и т.д.) и уплотняющий узел (под эластичное или металлическое уплотнение). Только под скошенный конец или двухволновое шлицевое соединение, где отсутствуют контактные поверхности, расположенные параллельно оси резьбового соединения, необходимо увеличение длины муфты на величину Δ, зависящую от угла β, от которого, в свою очередь, зависит величина осевого усилия, возникающая при вращении трубной колонны. Основным отличием муфтового резьбового соединения с цилиндрической резьбой от резьбовых соединений с конусной резьбой является разделение функций передачи осевого усилия и момента вращения трубной колонной, и обеспечения герметизации стыков соединенных труб. В резьбовых соединениях с конусной резьбой, например, в бурильных, обсадных и насосно-компрессорных трубах, все три функции обеспечивает только сама конусная резьба. В муфтовом резьбовом соединении с цилиндрической резьбой передачу осевого усилия трубной колонной обеспечивает нарезанная или накатанная цилиндрическая резьба на ниппелях и соединительной муфте, передачу момента вращения трубной колонной обеспечивает шлицевое соединение (скошенный конец, волна, шлицевые коронки и т.д.), герметизация стыков соединенных труб обеспечивается эластичными и металлическими уплотнениями, или их комбинациями, по причине отсутствия вращения соединяемых труб, относительно друг друга. Вместо дорогих конических резьб применяется дешевая цилиндрическая резьба, за счет чего выигрывается толщина трубы из-за отсутствия конусности. В предлагаемом резьбовом соединении в уплотнении «металл-металл», в отличии от премиальных резьбовых соединений, отсутствуют задир и царапины из-за отсутствия вращения и орбитального трения металлических поверхностей уплотнения. При соединении труб вращается только муфта, а не присоединяемая труба, причем, обе трубы находятся в покое относительно друг друга и свинчиваются строго ориентированно. Точное позиционирование обеих труб в осевом направлении друг с другом дает возможность установки внутри колонны продольных плоских или фигурных перегородок с механическим разделением внутренней полости колонны на отделенные каналы. Перегородки в трубной колонне будут точно совпадать друг с другом. В этих каналах колонны возможно потрубное размещение гидравлических, электрических и оптоволоконных сервисных каналов, расположенных вдоль стенки трубы и прикрепленные к ней, или спуск с устья в отделенные каналы собранной трубной колонны длинномеров электрических или геофизических кабелей, проводов КИП, капиллярных труб, цельнометаллических или полых штанг, колтюбинга, нагревательных кабелей и т.д., без остановки скважины. Обсадная колонна с предлагаемым муфтовым резьбовым соединением служит дольше, так как, при спуске трубной колонны механизированными ключами вращается и подвергается негативному силовому воздействию не труба, а только муфта. Отсутствуют микротрещины, задиры, вмятины, скобления на теле обсадной трубы. При применении контр-муфты для крепления соединительной муфты, с целью предотвращения ее отворота, собранные колонны буровых, обсадных или насосно-компрессорных труб, имеют возможность вращения в скважине всей колонны, как вправо, так и влево.The proposed coupling threaded connection for any of the above options, united by a single concept, consists of pipes with unified threaded sections with external cylindrical threads 3 and 4, two nipples at the ends of each pipe and a unified coupling 5 with mating internal threads 6 and 7 for pipes of the same range . On the run-offs of each pipe thread, the required design spline connection is made (type, number of depressions and protrusions, their height, length, etc.) and a sealing assembly (for an elastic or metal seal). Only for a beveled end or a two-wave spline connection, where there are no contact surfaces located parallel to the axis of the threaded connection, it is necessary to increase the length of the coupling by an amount Δ, depending on the angle β, which, in turn, determines the amount of axial force that occurs during the rotation of the pipe string . The main difference between a socket threaded connection with a cylindrical thread and a threaded connection with a conical thread is the separation of the functions of transferring the axial force and torque of the pipe string, and ensuring the sealing of the joints of the connected pipes. In threaded connections with tapered threads, such as drill, casing and tubing, all three functions are provided only by the tapered thread itself. In a socket threaded connection with a cylindrical thread, the transfer of axial force by the pipe string is provided by cut or knurled cylindrical threads on the nipples and the coupling, the transmission of torque by the pipe string is provided by a splined connection (beveled end, wave, spline crowns, etc.), sealing of the joints of the connected pipes are provided with elastic and metal seals, or their combinations, due to the lack of rotation of the connected pipes relative to each other. Instead of expensive taper threads, cheap cylindrical threads are used, due to which the thickness of the pipe is gained due to the lack of taper. In the proposed threaded connection in the metal-to-metal seal, unlike premium threaded connections, there are no burrs and scratches due to the absence of rotation and orbital friction of the metal seal surfaces. When connecting pipes, only the coupling rotates, and not the connected pipe, moreover, both pipes are at rest relative to each other and are screwed in a strictly oriented way. Precise positioning of both pipes in the axial direction with each other makes it possible to install longitudinal flat or shaped partitions inside the column with mechanical separation of the internal cavity of the column into separated channels. The baffles in the tubular string will exactly match each other. In these columns of the column, it is possible to place hydraulic, electrical and fiber-optic service channels located along the wall of the pipe and attached to it, or descent from the wellhead into the separated channels of the assembled pipe string of long lengths of electrical or geophysical cables, instrumentation wires, capillary pipes, all-metal or hollow rods , coiled tubing, heating cables, etc., without shutting down the well. The casing string with the proposed coupling threaded connection lasts longer, since when the tubing string is lowered by mechanized keys, it is not the pipe that rotates and is subjected to negative force impact, but only the coupling. There are no microcracks, scuffs, dents, scrapes on the body of the casing. When using a counter-coupling for fastening the coupling, in order to prevent its lapel, the assembled strings of drilling, casing or tubing have the ability to rotate the entire string in the well, both to the right and to the left.

Предлагаемое разъемное соединение может использоваться для последовательного или параллельного соединения невращаемых, относительно друг друга, колонн труб, например, многоканального колтюбинга. Упрощенное разъемное соединение без шлицевых соединений может применяться в легкоразборных трубопроводах для транспортировки различных газов и жидкостей. Расширяются возможности при многостадийных гидроразывах пластов, бурении на обсадной колонне, бурении многозабойных скважин. Позволит решать ряд проблем для пробуренных наклонных или горизонтальных, высокотемпературных скважин и скважин с высокими давлениями.The proposed detachable connection can be used for serial or parallel connection of non-rotating, relative to each other, pipe strings, for example, multichannel coiled tubing. A simplified detachable connection without splined connections can be used in easily dismantled pipelines for transporting various gases and liquids. Opportunities are expanding for multi-stage hydraulic fracturing, casing drilling, drilling multilateral wells. It will solve a number of problems for drilled inclined or horizontal wells, high temperature wells and wells with high pressures.

Claims

1. Coupling threaded connection, consisting of two pipes to be connected with external threads at their ends with different pitches, a coupling with mating internal threads, mating slots at the ends of the pipes, a sealing seal, characterized in that both ends of the pipes to be connected are made with end runoffs of external threads in the form of mating beveled ends, wherein the planes of the end contact surfaces of the beveled ends have the same angles relative to the axis of the threaded connection, and on one of them there is a groove for a sealing seal.

2. Coupling threaded connection according to claim 1, characterized in that each end contact surface of the external thread runs is made in the form of two mating wavy end cavities and protrusions with a groove on one of them, having the appropriate geometry for combination with a sealing seal.

3. Sleeve threaded connection according to any one of paragraphs. 1 and 2, characterized in that the sealing seal is made in the form of an elastic sealing element or a hollow metal ring.

4. Sleeve threaded connection according to any one of paragraphs. 1 and 2, characterized in that the end contact surfaces of a pair of beveled runs of the external thread are made in the form of two cones mating with each other.

5. Threaded coupling according to claim 1, characterized in that on the inside of the coupling, between threads with different pitches, there is a threadless part with a diameter equal to or greater than the outer diameter of the mating beveled ends

6. Coupling threaded connection, consisting of two connected pipes with external threads at their ends with different pitches, a coupling with mating internal threads, mating slots at the ends of the pipes, a sealing seal, characterized in that the end splines are made in the form of mating identical end crowns , and the metal-to-metal seal, in which the male part is made on the run of the external thread of one pipe, and the enclosing part is made on the run of the external thread of the other pipe, is located inside the end crowns.

7. Coupling threaded connection according to claim 6, characterized in that mating end crowns having identical dimensions of splines and grooves are made separately and located on the outer part of the thread runs with their subsequent welding to the pipes.

8. Coupling threaded connection according to claim 6, characterized in that the mating end crowns are made by metalworking methods directly on the pipe body.

9. Coupling threaded connection, consisting of two connected pipes with external threads at their ends with different pitches, a coupling with mating internal threads, mating splines at the ends of the pipes, a sealing seal, characterized in that the mating elements of the spline connection are made on each run of the outer threads of both pipes, on the male part from the outside and on the female part from the inside, and are placed between two thrust elements of a metal-to-metal seal.

10. Sleeve threaded connection according to any one of paragraphs. 1-9, characterized in that longitudinal flat or shaped partitions are installed inside the pipes, for example, by welding, soldering or glue.