RU2813839C1

RU2813839C1 - Self-locking threaded joint partially in unlocked engagement

Info

Publication number: RU2813839C1
Application number: RU2023112606A
Authority: RU
Inventors: Уэсли ОТТ; Логан ВАН ГОРП; Скотт ГРЭНЖЕР
Original assignee: Валлурек Ойл Энд Газ Франс; Ниппон Стил Корпорейшн
Priority date: 2020-10-28
Filing date: 2021-10-20
Publication date: 2024-02-19

Abstract

FIELD: pipes and hoses.

SUBSTANCE: invention relates to a self-locking threaded joint partially in unlocked engagement. Threaded joint comprises a first tubular component and a second tubular component. First pipe component comprises a first pipe body and a male element. Male element is located at the distal end of the first pipe body. Male element outer peripheral surface comprises at least one male threaded area. One male threaded area is located along the longitudinal axis of the threaded joint between the first pipe body and the male end surface. Second pipe component comprises a second pipe body and a female element. Female element is located at the distal end of the second pipe body. Inner peripheral surface of female element comprises at least one female threaded area. One female threaded area is located along the longitudinal axis of the threaded connection between the second pipe body and the female end surface. Male threaded area has a first male threaded section and a second male threaded section. First male threaded section is located along the longitudinal axis of the threaded connection between the second male threaded section and the first pipe body. Width of thread recesses of the first male threaded section decreases in the direction directed from the male end surface towards the first pipe body. Width of thread recesses of the second male threaded section is constant. Width of the thread recesses of the second male threaded section represents the minimum width of the male thread area recesses. Turn of the male thread closest to the male end surface represents the maximum value of the width of the recesses of the male threaded area. Female threaded area comprises a first female threaded portion and a second female threaded portion. First female threaded section is located along the longitudinal axis of the threaded connection between the second female threaded section and the second pipe body. Width of thread recesses of the first female threaded section decreases along the direction oriented from the female end surface towards the second pipe body. Width of thread recesses of the second female threaded section is constant. Width of the thread recesses of the second female threaded section represents the minimum width of the female thread area. Turn of the female thread closest to the female end surface represents the maximum value of the width of the recesses of the female threaded area. First male threaded section and the first female threaded section are assembled into a self-locking configuration.

EFFECT: providing a threaded joint comprising a first tubular component and a second tubular component.

20 cl, 8 dwg

Description

Настоящее изобретение относится к самоблокирующемуся резьбовому соединению, частично находящемуся в незаблокированном зацеплении. Одной из целей изобретения является оптимизация надежности и экономической эффективности для клиентов, ведущих работы по добыче сланцевого газа, и особенно повышение целостности таких скважин для добычи сланцевого газа. Соединение по изобретению способно выдерживать высокие нагрузки на растяжение и сжатие, а также высокие крутящие моменты, оставаясь при этом заподлицо с наружным и внутренним диаметром трубы, что позволяет конечному пользователю бурить с большей эксплуатационной обсадной колонной для повышения эффективности бурения. Соединение, выполненное заподлицо, также увеличит площадь, доступную для конечного пользователя, повышая темпы производства. Соединение также может быть использовано для специальных применений, таких как бурение с обсадной колонной, даже в скважинах со сложными конфигурациями, таких как наклонно-направленные и горизонтальные скважины. Таким образом, изобретение предлагает резьбовое соединение для обсадных колонн, способное выдерживать жесткую программу испытаний с объединенными нагрузками, такими как растяжение и сжатие, внутреннее и внешнее давление, а также изгиб.The present invention relates to a self-locking threaded connection that is partially in non-locking engagement. One of the objectives of the invention is to optimize reliability and cost-effectiveness for shale gas clients, and especially to improve the integrity of such shale gas wells. The connection of the invention is capable of withstanding high tensile and compressive loads, as well as high torques, while remaining flush with the outer and inner diameter of the pipe, allowing the end user to drill with more production casing for increased drilling efficiency. A flush connection will also increase the area available to the end user, increasing production rates. The connection can also be used for special applications such as casing drilling, even in wells with complex configurations such as directional and horizontal wells. Thus, the invention provides a threaded casing connection capable of withstanding a rigorous test program with combined loads such as tension and compression, internal and external pressure, and bending.

Конструкция настоящего изобретения особенно подходит для промежуточной обсадной колонны, и особенно для обсадной колонны, используемой для гидроразрыва.The design of the present invention is particularly suitable for intermediate casing, and especially for casing used for hydraulic fracturing.

Резьбовое соединение обычно содержит первый и второй трубные компоненты, один из которых снабжен охватываемым элементом на конце первого тела трубы, а другой - охватывающим элементом на конце второго тела трубы, при этом каждый из указанных элементов снабжен резьбовой зоной.The threaded connection typically includes first and second tubular components, one of which is provided with a male element at the end of the first pipe body, and the other is provided with a female element at the end of the second pipe body, each of which is provided with a threaded area.

В известном уровне техники принято соединять охватываемый и охватывающий элементы путем свинчивания охватываемой резьбовой зоны с охватывающей резьбовой зоной, при этом узел определяет соединение.In the prior art, it is customary to connect the male and female elements by screwing the male threaded area to the female threaded area, with the node defining the connection.

Между тем в случае неразъемного типа соединения, как первое, так и второе тело трубы являются стальными трубами, и стальные трубы, смежные друг с другом, непосредственно соединяются друг с другом без использования муфты. Такие неразъемные соединения требуют меньше места в скважине, чем соединения с использованием муфты.Meanwhile, in the case of the permanent connection type, both the first and second pipe bodies are steel pipes, and steel pipes adjacent to each other are directly connected to each other without using a coupling. These permanent connections require less space in the well than connections using a sleeve.

Однако, если смежные стальные трубы имеют одинаковый наружный диаметр и одинаковую толщину стенки, то для обеспечения резьбовых зон на обоих концах труб необходима торцевая обработка. Другими словами, резьбовые зоны выполнены в толще стенки труб и, следовательно, имеют ограниченную толщину. Это приводит к снижению эффективности соединения, особенно для соединений заподлицо, в которых наружный диаметр резьбового соединения в свинченных резьбовых зонах остается совершенно таким же, как наружный диаметр тела трубы. Предпочтительно, чтобы наружный диаметр резьбового соединения оставался менее 101% от номинального наружного диаметра тела трубы при соединении заподлицо.However, if adjacent steel pipes have the same outside diameter and the same wall thickness, end machining is necessary to provide threaded areas at both ends of the pipes. In other words, the threaded areas are made in the thickness of the pipe wall and therefore have a limited thickness. This results in reduced connection efficiency, especially for flush connections in which the outer diameter of the threaded connection in the screwed threaded areas remains exactly the same as the outer diameter of the pipe body. It is preferable that the outer diameter of the threaded connection remain less than 101% of the nominal outer diameter of the pipe body in a flush connection.

Составленная таким образом колонна трубных компонентов может также вращаться при бурении с обсадной колонной скважины. По этой причине компоненты должны быть свинчены вместе с высоким крутящим моментом, чтобы иметь возможность передавать крутящий момент, достаточный для продвижения колонны в скважину, а также для предотвращения ее разрыва. Когда колонне придается вращательное движение для продвижения трубы, вращательное движение поступательно передается от тел труб с наибольшим диаметром к меньшим телам труб колонны, которые находятся в самом глубоком месте.The string of tubular components thus constructed can also rotate when drilling with the well casing. For this reason, the components must be screwed together with high torque to be able to transmit enough torque to move the string into the well and also to prevent it from rupturing. When the column is given a rotational motion to advance the pipe, the rotational motion is transmitted progressively from the largest diameter pipe bodies to the smaller column pipe bodies that are at the deepest location.

Для известных изделий крутящий момент свинчивания, в общем, достигается благодаря взаимодействию путем затягивания опорных поверхностей, предусмотренных на свободном конце тел труб для примыкания в свинченном положении к соответствующей поверхности заплечика. Однако, поскольку протяженность опорных поверхностей составляет доли толщины труб, критический порог пластификации опорных поверхностей быстро достигается при приложении слишком большого крутящего момента свинчивания, особенно если речь идет о телах труб малого диаметра.For known products, the make-up torque is generally achieved through the interaction by tightening of support surfaces provided at the free end of the pipe bodies to abut in the make-up position against a corresponding shoulder surface. However, since the length of the support surfaces is a fraction of the thickness of the pipes, the critical threshold for plasticization of the support surfaces is quickly reached when too much make-up torque is applied, especially with small diameter pipe bodies.

Основной проблемой этих соединений также является обеспечение достаточных характеристик уплотнения при их размещении в надлежащем месте в скважине. В процессе добычи соединение будет подвергаться воздействию текучей среды с сильными колебаниями внутреннего давления внутри обсадной колонны. Таким образом, неразъемные соединения должны одновременно оптимизировать, как мощность крутящего момента, так и характеристики уплотнения, одновременно решая задачи герметизации жидкостей.The main challenge with these connections is also to provide sufficient sealing performance when placed in the proper location in the well. During production, the connection will be exposed to highly fluctuating internal pressure fluids within the casing. Thus, permanent joints must simultaneously optimize both torque capacity and sealing performance while addressing fluid sealing challenges.

Документ US-7661728 описывает неразъемное резьбовое соединение с достаточным крутящим моментом, при этом соединение не имеет опорных поверхностей, а опирается на две резьбовые зоны с низкой конической резьбой, при этом обе резьбовые зоны находятся в самоблокирующемся зацеплении. Обе резьбовые зоны содержат резьбу охватываемого конца (также называемую штифтовым элементом) и резьбу охватывающего конца (также называемую вмещающим элементом), имеющие постоянный ход, но переменную ширину резьбы, поскольку закладной ход закладных сторон не равен опорному ходу опорных сторон. Говорят, что этот тип резьбы имеет клиновидную резьбу. Согласно этому документу, характеристики уплотнения обеспечивается уплотнением "металл к металлу" для достижения премиальных характеристик уплотнения как для жидкости, так и для газа. Охватываемый и охватывающий элементы, каждый, соответственно, содержит уплотнительную поверхность, которая взаимодействует друг с другом в затягивающем контакте (также называемом контактом с натягом), когда резьбовые зоны взаимодействуют после самоблокирующегося свинчивания.US-7661728 describes a permanently threaded connection with sufficient torque, where the connection has no bearing surfaces, but is supported by two threaded zones with low tapered threads, both threaded zones being in self-locking engagement. Both threaded zones contain a male end thread (also called a pin element) and a female end thread (also called a female element) having a constant stroke but a variable thread width because the embedded stroke of the embedded sides is not equal to the reference stroke of the supporting sides. This type of thread is said to have a wedge thread. According to this document, sealing performance is achieved by metal-to-metal sealing to achieve premium sealing performance for both liquid and gas applications. The male and female elements each respectively comprise a sealing surface that engages each other in a tightening contact (also called an interference contact) as the threaded areas interact after self-locking make-up.

Обычно резьба (или зубья) охватываемого конца имеет штифтовую вершину резьбы, штифтовую впадину резьбы, штифтовую опорную сторону и штифтовую закладную сторону. Резьба (или зубья) охватывающего конца имеет вершину резьбы вместилища, впадину резьбы вместилища, опорную сторону вместилища и закладную сторону вместилища. Более точно, в случае с блокирующейся клиновидной резьбой, ширина вершин резьбы (или зубьев) прогрессивно увеличивается для резьбы охватываемого или охватывающего конца, соответственно, с увеличением расстояния от охватываемого осевого конца или охватывающего осевого конца, соответственно.Typically, the threads (or teeth) of the male end have a pin thread crest, a pin thread root, a pin seat side, and a pin embedded side. The female end threads (or teeth) have a container thread crest, a container thread root, a container support side, and a container embedded side. More specifically, in the case of an interlocking tapered thread, the width of the thread crests (or teeth) progressively increases for the male or female end thread, respectively, as the distance from the male axial end or female axial end, respectively, increases.

Неблокирующаяся клиновидная резьба отличается тем, что у нее одинаковый ход опорной стороны (LFL) и ход закладной стороны (SFL). Блокирующаяся клиновидная резьба отличается тем, что степень клиновидности имеет ненулевую разницу между ходом опорной стороны LFL и ходом закладной стороны SFL, при этом ход опорной стороны LFL либо строго больше, либо строго меньше хода закладной стороны SFL, при этом разница рассчитывается с учетом соответствующих значений хода. В известной блокирующейся клиновидной резьбе LFL как штифтового элемента, так и вмещающего элемента равны и, соответственно, SFL как штифтового элемента, так и вмещающего элемента также равны. Таким образом, степень клиновидности одинакова как для штифтового элемента, так и для вмещающего элемента. Во время свинчивания охватываемая и охватывающая резьба (или зубья) заканчиваются блокировкой друг в друге в предсказуемом положении, соответствующей точке блокировки.Non-locking wedge threads are distinguished by the fact that they have the same running side stroke (LFL) and sliding side stroke (SFL). A locking tapered thread is distinguished by the fact that the degree of taper has a non-zero difference between the stroke of the support side LFL and the stroke of the embedded side SFL, while the stroke of the support side LFL is either strictly greater or strictly less than the stroke of the embedded side SFL, and the difference is calculated taking into account the corresponding stroke values . In a known interlocking wedge thread, the LFLs of both the pin element and the accommodating element are equal and, accordingly, the SFLs of both the pin element and the accommodating element are also equal. Thus, the degree of tapering is the same for both the pin element and the containing element. During make-up, the male and female threads (or teeth) end up locking into each other in a predictable position corresponding to the locking point.

Более точно, блокировка самоблокирующейся резьбы происходит, когда закладные стороны и опорные стороны охватываемой резьбы (или зубьев) блокируют, соответственно, закладные стороны и опорные стороны охватывающей резьбы (или зубьев). По этой причине крутящий момент свинчивания воспринимается всеми контактными поверхностями между этими сторонами, т.е. общей площадью поверхности, которая существенно больше, чем площадь, образованная опорными поверхностями предшествующего уровня техники.More specifically, locking of a self-locking thread occurs when the embedded sides and support sides of the male thread (or teeth) lock the embedded sides and support sides of the female thread (or teeth), respectively. For this reason, the make-up torque is absorbed by all contact surfaces between these sides, i.e. a total surface area that is substantially larger than the area formed by the supporting surfaces of the prior art.

Соединение, раскрытое в документе US-7661728, требует пространства для участков уплотнения и не обеспечивает ни высокой эффективности как натяжения, так и сжатия, ни высоких характеристик крутящего момента.The connection disclosed in US Pat. No. 7,661,728 requires space for the sealing portions and does not provide either high tension or compression efficiency or high torque characteristics.

Существует потребность в выполненном заподлицо соединении с более высоким крутящим моментом, более быстрым свинчиванием, более экономичном в производстве и с меньшим риском повреждения при обращении, особенно для малых размеров наружного диаметра тела трубы от 76,2 мм (3 дюйма) до 152,4 мм (6 дюймов), в которых толщина стенки, доступная для зон нарезания резьбы, ограничена. Эти потребности объединяются с потребностью обеспечения эффективности соединения более 70% тела трубы.There is a need for a flush connection with higher torque, faster make-up, more economical to manufacture and less risk of damage during handling, especially for small pipe body OD sizes from 76.2 mm (3 in) to 152.4 mm (6 in.) where the wall thickness available for threading areas is limited. These needs are coupled with the need to ensure that more than 70% of the pipe body is connected efficiently.

По этой причине, и особенно для тела трубы с наружным диаметром менее 346 мм (13 5/8 дюйма), существует очень специфическая потребность в решении, способном выдерживать такие требования к натяжению и крутящему моменту, например, для требований, конкретных для сланцев, таких как циклическая усталость из-за вращения колонны во время установки обсадной колонны в боковой части скважин и последующего воздействия высокого внутреннего давления, изгиба и высокой температуры от процесса гидроразрыва пласта. Были выполнены жесткие программы испытаний, включая испытания на герметичность в воде, а также в условиях изгиба. Эти потребности особенно важны для соединений заподлицо.For this reason, and especially for pipe bodies with an outside diameter of less than 346 mm (13 5/8 in), there is a very specific need for a solution capable of withstanding such tension and torque requirements, such as for shale-specific requirements such such as cyclic fatigue due to the rotation of the string during installation of the casing in the side of the wells and the subsequent exposure to high internal pressure, bending and high temperature from the hydraulic fracturing process. Stringent testing programs were carried out, including leak testing in water as well as in bending conditions. These needs are especially important for flush connections.

По этой причине целью изобретения является обеспечение полупремиального соединения заподлицо, имеющего самоблокирующуюся резьбу, такого, чтобы блокирующаяся резьба обеспечивала уплотнение, достаточное для противостояния жидкости, но также достаточное для обеспечения достаточного натяжения и крутящего момента. В дополнение к вышеуказанному требованию, которое необходимо решить, существует необходимость, чтобы такое соединение было с разумными производственными затратами, с точки зрения количества проходов обрабатывающего вставного резца как на штифтовых, так и на коробчатых элементах.For this reason, it is an object of the invention to provide a semi-premium flush connection having self-locking threads such that the locking threads provide a seal sufficient to resist fluid, but also sufficient to provide sufficient tension and torque. In addition to the above requirement that needs to be addressed, there is a need for such a connection to be at a reasonable manufacturing cost, in terms of the number of insert cutter passes on both pin and box elements.

Более точно, изобретение обеспечивает резьбовое соединение, содержащее первый трубный компонент и второй трубный компонент,More specifically, the invention provides a threaded connection comprising a first tubular component and a second tubular component,

при этом первый трубный компонент содержит первое тело трубы и охватываемый элемент, при этом охватываемый элемент расположен на дистальном конце первого тела трубы, при этом внешняя периферийная поверхность охватываемого элемента содержит по меньшей мере одну охватываемую резьбовую зону, при этом указанная по меньшей мере одна охватываемая резьбовая зона расположена вдоль продольной оси резьбового соединения между первым телом трубы и охватываемой оконечной поверхностью,wherein the first tubular component comprises a first pipe body and a male member, wherein the male member is located at a distal end of the first pipe body, wherein the outer peripheral surface of the male member comprises at least one male threaded area, wherein said at least one male threaded area the zone is located along the longitudinal axis of the threaded connection between the first pipe body and the male end surface,

при этом второй трубный компонент содержит второе тело трубы и охватывающий элемент, при этом охватывающий элемент расположен на дистальном конце второго тела трубы, при этом внутренняя периферийная поверхность охватывающего элемента содержит по меньшей мере одну охватывающую резьбовую зону, при этом указанная по меньшей мере одна охватывающая резьбовая зона расположена вдоль продольной оси резьбового соединения между вторым телом трубы и охватывающей оконечной поверхностью,wherein the second tubular component comprises a second pipe body and a female element, wherein the female element is located at a distal end of the second pipe body, wherein the inner peripheral surface of the female element comprises at least one female threaded area, wherein said at least one female threaded area the zone is located along the longitudinal axis of the threaded connection between the second pipe body and the female end surface,

при этом охватываемая резьбовая зона имеет первый охватываемый резьбовой участок и второй охватываемый резьбовой участок, при этом первый охватываемый резьбовой участок расположен вдоль продольной оси резьбового соединения между вторым охватываемым резьбовым участком и первым телом трубы, при этом ширина впадин резьбы первого охватываемого резьбового участка уменьшается в направлении, ориентированном от охватываемой оконечной поверхности в направлении первого тела трубы, при этом ширина впадин резьбы второго охватываемого резьбового участка является постоянной, при этом указанная ширина впадин резьбы второго охватываемого резьбового участка представляет минимальную ширину впадин охватываемой резьбовой зоны, при этом виток охватываемой резьбы, ближайший к охватываемой оконечной поверхности, представляет максимальное значение ширины впадин охватываемой резьбовой зоны,wherein the male threaded area has a first male threaded section and a second male threaded section, wherein the first male threaded section is located along the longitudinal axis of the threaded connection between the second male threaded section and the first pipe body, while the width of the thread valleys of the first male threaded section decreases in the direction oriented from the male end surface in the direction of the first pipe body, wherein the width of the thread roots of the second male threaded section is constant, wherein the specified width of the thread roots of the second male threaded section represents the minimum width of the roots of the male threaded area, wherein the turn of the male thread closest to of the male end surface, represents the maximum value of the gullet width of the male threaded area,

при этом охватывающая резьбовая зона содержит первый охватывающий резьбовой участок и второй охватывающий резьбовой участок, при этом первый охватывающий резьбовой участок расположен вдоль продольной оси резьбового соединения между вторым охватывающим резьбовым участком и вторым телом трубы, при этом ширина впадин резьбы первого охватывающего резьбового участка уменьшается вдоль направления, ориентированного от охватывающей оконечной поверхности в направлении второго тела трубы, при этом ширина впадин резьбы второго охватывающего резьбового участка является постоянной, при этом указанная ширина впадин резьбы второго охватывающего резьбового участка представляет минимальную ширину впадин охватывающей резьбовой зоны, при этом виток охватывающей резьбы, ближайший к охватывающей оконечной поверхности, представляет максимальное значение ширины впадин охватывающей резьбовой зоны,wherein the female threaded area contains a first female threaded section and a second female threaded section, wherein the first female threaded section is located along the longitudinal axis of the threaded connection between the second female threaded section and the second pipe body, and the width of the thread valleys of the first female threaded section decreases along the direction oriented from the female end surface in the direction of the second pipe body, wherein the width of the thread roots of the second female threaded section is constant, wherein the specified width of the thread roots of the second female threaded section represents the minimum width of the roots of the female threaded area, wherein the turn of the female thread closest to of the female end surface, represents the maximum width of the recesses of the female threaded area,

при этом первый охватываемый резьбовой участок и первый охватывающий резьбовой участок частично собраны в самоблокирующуюся конфигурацию, чтобы обеспечить фиксирующую область в резьбовом соединении, и при этом резьбовое соединение представляет собой соединение заподлицо.wherein the first male threaded portion and the first female threaded portion are partially assembled in a self-locking configuration to provide a locking region in the threaded connection, and wherein the threaded connection is a flush connection.

Резьбовое соединение в соответствии с вышеуказанными признаками обеспечивает полупремиальное соединение заподлицо, например, предназначенное для применения в сланцевой промышленности, имеющее самоблокирующуюся резьбу, такое, чтобы блокирующаяся резьба обеспечивала уплотнение, достаточное для уплотнения при контакте с жидкостью, но также достаточное для обеспечения достаточного крутящего момента.A threaded connection in accordance with the above features provides a semi-premium flush connection, for example, intended for use in the shale industry, having self-locking threads, such that the locking threads provide a seal sufficient to seal against fluid, but also sufficient to provide sufficient torque.

Такое соединение получают с разумными производственными затратами, с точки зрения количества проходов обрабатывающего вставного резца как на штифтовых, так и на вмещающих элементах.Such a connection is achieved at reasonable manufacturing costs, in terms of the number of machining passes of the insert cutter on both the pin and the containing elements.

Благодаря фиксирующей области, в которой охватываемая резьбовая зона и охватывающая резьбовая зона только частично свинчены в самоблокирующемся зацеплении, при сборке не требуется следовать определенной таблице моментов затяжки, поскольку таблица моментов затяжки для соединения по изобретению позволяет базовую характеристику свинчивания и более широкие допуски, чем среднее окно моментов затяжки для соединения предшествующего уровня техники. Это преимущество является существенным для того, чтобы снизить затраты на эксплуатацию данного типа соединения.Thanks to the locking region, in which the male threaded area and the female threaded area are only partially screwed together in a self-locking engagement, assembly does not need to follow a specific torque table, since the torque table for the connection according to the invention allows basic make-up performance and wider tolerances than the average window prior art connection torques. This advantage is significant in order to reduce the operating costs of this type of connection.

Другое преимущество соединения, имеющего такую частично свинченную самоблокирующуюся компоновку по изобретению, заключается в том, что крутящий момент свинчивания достижим с крутящим моментом буровой установки, и что соединение может быть свинчено за 1,5 оборота после ручной затяжки, когда закладная сторона и опорная сторона контактируют друг с другом, более вероятно, соединение по изобретению требует менее 5 оборотов от упорного до конечного положения свинчивания.Another advantage of a joint having such a partially screwed self-locking arrangement according to the invention is that the screwing torque is achievable with the torque of the drilling rig, and that the connection can be screwed in 1.5 turns after hand tightening when the embedded side and the support side are in contact with each other, it is more likely that the connection according to the invention requires less than 5 turns from the stop to the final make-up position.

В одном из вариантов выполнения наружный диаметр охватывающего элемента составляет менее 101% от наружного диаметра второго тела трубы.In one embodiment, the outer diameter of the female element is less than 101% of the outer diameter of the second pipe body.

Согласно одному из вариантов выполнения, ширина вершин резьбы первого охватываемого резьбового участка увеличивается в направлении, ориентированном от охватываемой оконечной поверхности в сторону первого тела трубы, при этом ширина вершин резьбы второго охватываемого резьбового участка остается постоянной, при этом указанная ширина вершин резьбы второго охватываемого резьбового участка, представляющая максимальную ширину вершин охватываемой резьбовой зоны, а охватываемая резьба, ближайшая к охватываемой оконечной поверхности, представляющая минимальное значение ширины вершин охватываемой резьбовой зоны.According to one embodiment, the width of the thread crests of the first male threaded section increases in the direction oriented from the male end surface towards the first pipe body, while the width of the thread crests of the second male threaded section remains constant, while the specified width of the thread crests of the second male threaded section , representing the maximum crest width of the male threaded zone, and the male thread closest to the male end surface representing the minimum crest width of the male threaded zone.

Согласно одному из вариантов выполнения, ширина вершин резьбы первого охватывающего резьбового участка увеличивается в направлении, ориентированном от охватывающей оконечной поверхности в сторону второго тела трубы, при этом ширина вершин резьбы второго охватывающего резьбового участка остается постоянной, при этом указанная ширина вершин резьбы второго охватывающего резьбового участка, представляющая максимальную ширину вершин охватывающей резьбовой зоны, а охватывающая резьба, ближайшая к охватывающей оконечной поверхности, представляющая минимальное значение ширины вершин охватывающей резьбовой зоны.According to one embodiment, the width of the thread crests of the first female threaded section increases in the direction oriented from the female end surface towards the second pipe body, while the width of the thread crests of the second female threaded section remains constant, while the specified width of the thread crests of the second female threaded section , representing the maximum width of the crests of the female threaded zone, and the female thread closest to the female end surface representing the minimum value of the crest width of the female threaded zone.

Согласно одному из вариантов выполнения, первый охватываемый резьбовой участок содержит по меньшей мере 90% идеальной резьбы. Согласно одному из вариантов выполнения, первый охватывающий резьбовой участок содержит по меньшей мере 90% идеальных витков резьбы.According to one embodiment, the first male threaded portion contains at least 90% perfect threads. According to one embodiment, the first female threaded portion contains at least 90% ideal threads.

Такая идеальная резьба имеет одинаковую высоту боковой поверхности вдоль резьбовой зоны. Благодаря этим признакам резьбовое соединение имеет достаточно идеальной резьбы в фиксирующей области для обеспечения хорошей несущей способности соединения.Such an ideal thread has the same flank height along the threaded area. Thanks to these features, the threaded connection has enough ideal threads in the locking area to ensure good load-bearing capacity of the connection.

Согласно одному из вариантов выполнения, фиксирующая область содержит по меньшей мере 90% идеальной резьбы. Согласно одному из вариантов выполнения, первый охватываемый резьбовой участок содержит по меньшей мере 90% идеальной резьбы охватываемой резьбовой зоны. Согласно одному из вариантов выполнения, первый охватывающий участок содержит по меньшей мере 90% идеальной резьбы охватывающей резьбовой зоны.According to one embodiment, the locking area contains at least 90% perfect thread. According to one embodiment, the first male threaded portion contains at least 90% of the ideal thread of the male threaded area. According to one embodiment, the first female portion contains at least 90% of the ideal thread of the female threaded area.

Фиксирующая область выполненного соединения предпочтительно может составлять более 55%, например, 60%, от общей собранной длины зацепленных охватываемой и охватывающей резьб.The locking area of the completed connection may preferably be more than 55%, for example 60%, of the total assembled length of the engaged male and female threads.

Согласно одному из вариантов выполнения, фиксирующая область расположена между первой нефиксирующей областью и второй нефиксирующей областью.According to one embodiment, the locking region is located between the first non-locking region and the second non-locking region.

В первой нефиксирующей области опорные стороны и/или закладные стороны охватываемой резьбовой зоны удалены от соответствующих опорных сторон или закладных сторон охватывающей резьбовой зоны в свинченном состоянии резьбового соединения. Во второй нефиксирующей области опорные стороны и/или закладные стороны охватывающей резьбовой зоны удалены от соответствующих опорных сторон или закладных сторон охватываемой резьбовой зоны в свинченном состоянии резьбового соединения. Согласно одному из вариантов выполнения, первая нефиксирующая область расположена на одной продольной стороне фиксирующей области, а вторая нефиксирующая область расположена на другой продольной стороне фиксирующей области.In the first non-locking region, the supporting sides and/or embedded sides of the male threaded area are removed from the corresponding supporting sides or embedded sides of the female threaded area in the screwed state of the threaded connection. In the second non-locking region, the supporting sides and/or embedded sides of the female threaded zone are removed from the corresponding supporting sides or embedded sides of the male threaded zone in the screwed state of the threaded connection. According to one embodiment, the first non-locking region is located on one longitudinal side of the locking region, and the second non-locking region is located on the other longitudinal side of the locking region.

Согласно одному из вариантов выполнения, охватываемая резьбовая зона содержит одну непрерывную спираль, так что ход охватываемых закладных сторон изменяется в одном месте изменения охватываемых закладных сторон в охватываемой резьбовой зоне, а охватывающая резьбовая зона содержит одну непрерывную спираль, так что ход охватывающих закладных сторон изменяется в одном месте изменения охватывающей закладной стороны в охватывающей резьбовой зоне, место изменения охватываемой закладной стороны и место изменения охватывающей закладной стороны находятся в разных местах вдоль продольной оси резьбового соединения, так что фиксирующая область определена между местом изменения охватываемой закладной стороны и местами изменения охватывающей закладной стороны, и при этом ход охватываемых опорных сторон остается постоянным вдоль охватываемой резьбовой зоны, а ход охватывающих опорных сторон остается постоянным вдоль охватывающей резьбовой зоны.According to one embodiment, the male threaded zone contains one continuous helix, so that the stroke of the male embedded sides changes at one point where the male embedded sides change in the male threaded zone, and the female threaded zone contains one continuous spiral, so that the stroke of the female embedded sides changes at at one place of change of the female embedded side in the female threaded area, the place of change of the male embedded side and the place of change of the female embedded side are in different places along the longitudinal axis of the threaded connection, so that the locking area is defined between the place of change of the male embedded side and the places of change of the female embedded side, and wherein the stroke of the male supporting sides remains constant along the male threaded zone, and the stroke of the female supporting sides remains constant along the female threaded zone.

Согласно одному из вариантов выполнения изобретения охватываемая резьбовая зона содержит одну непрерывную спираль, так что ход охватываемых опорных сторон изменяется в одном месте изменения охватываемой опорной стороны в охватываемой резьбовой зоне, а охватывающая резьбовая зона содержит одну непрерывную спираль, так что ход охватывающих опорных сторон изменяется в одном месте изменения охватывающей опорной стороны в охватывающей резьбовой зоне, место изменения охватываемой опорной стороны и место изменения охватывающей опорной стороны находятся в разных местах вдоль продольной оси резьбового соединения, так что фиксирующая область определена между местом изменения охватываемой опорной стороны и местом изменения охватывающей опорной стороны, и при этом ход охватываемых закладных сторон остается постоянным вдоль охватываемой резьбовой зоны, а ход охватывающих закладных сторон остается постоянным вдоль охватывающей резьбовой зоны.According to one embodiment of the invention, the male threaded area comprises one continuous helix such that the stroke of the male support sides varies at one location where the male support side changes in the male threaded zone, and the female threaded zone contains one continuous helix such that the stroke of the female support sides varies at at one point of change of the female support side in the female threaded area, the point of change of the male support side and the point of change of the female support side are at different places along the longitudinal axis of the threaded connection, so that the locking area is defined between the point of change of the male support side and the point of change of the female support side, and at the same time, the stroke of the male embedded sides remains constant along the male threaded zone, and the stroke of the female embedded sides remains constant along the female threaded zone.

Например, степень клиновидности в фиксирующей области составляет менее 0,2 мм.For example, the degree of wedge in the fixation area is less than 0.2 mm.

В одном из вариантов выполнения степень клиновидности в фиксирующей области составляет от 0,1 до 0,2 мм. Благодаря такой степени клиновидности, уменьшается количество средних проходов, необходимых для изготовления резьбовых зон, что сокращает время и затраты на изготовление резьбового соединения.In one embodiment, the degree of tapering in the fixation area is from 0.1 to 0.2 mm. Due to this degree of tapering, the number of middle passes required to produce threaded areas is reduced, which reduces the time and cost of producing a threaded connection.

Согласно одному из вариантов выполнения, охватываемая и охватывающая резьбовые зоны имеют конусную образующую, которая формирует угол конусности с продольной осью резьбового соединения. Предпочтительно, конусность, соответствующая tan (угол конусности), находится в диапазоне от 1/6 до 1/18, а более предпочтительно, выбрана в диапазоне от 1/6 до 1/10, и еще более предпочтительно около 1/8.According to one embodiment, the male and female threaded zones have a conical generatrix, which forms a cone angle with the longitudinal axis of the threaded connection. Preferably, the taper corresponding to tan (taper angle) is in the range of 1/6 to 1/18, and more preferably is selected in the range of 1/6 to 1/10, and even more preferably about 1/8.

Согласно одному из вариантов выполнения, вершины и впадины охватываемой и охватывающей резьбы резьбовых зон параллельны конусной образующей в фиксирующей области.According to one embodiment, the crests and valleys of the male and female threads of the threaded zones are parallel to the conical generatrix in the locking area.

Согласно одному из вариантов выполнения, среднее место фиксации М идентифицировано на осевой половине длины фиксирующей области, так что диаметр линии шага TDavg в среднем месте фиксации М следующий:According to one embodiment, the middle fixation point M is identified at the axial half of the length of the fixation region, so that the diameter of the pitch line TDavg at the middle fixation point M is as follows:

(ODmin+IDmin) ÷ 2 < TDavg < (ODmax+IDmax) ÷ 2,(ODmin+IDmin) ÷ 2 < TDavg < (ODmax+IDmax) ÷ 2,

где ODmin - минимальный наружный диаметр тела трубы, т.е. номинальный наружный диаметр тела трубы, как определено, например, в API, за вычетом производственных допусков,where ODmin is the minimum outer diameter of the pipe body, i.e. the nominal outside diameter of the pipe body, as defined, for example, in the API, less manufacturing tolerances,

Idmin - минимальный внутренний диаметр охватываемого элемента, т.е. или минимальный наружный проходной диаметр, как определено, например, в API,Idmin is the minimum internal diameter of the male element, i.e. or the minimum outer bore diameter as defined, for example, in the API,

ODmax - максимальный наружный диаметр тела трубы, т.е. номинальный наружный диаметр тела трубы, определенный, например, API, плюс производственные допуски, аODmax is the maximum outer diameter of the pipe body, i.e. the nominal outside diameter of the pipe body, as defined by, for example, API, plus manufacturing tolerances, and

Idmax - максимальный внутренний диаметр охватываемого элемента, т.е. или максимальный наружный проходной диаметр, как определено, например, в API.Idmax is the maximum internal diameter of the male element, i.e. or the maximum outside bore diameter as defined, for example, in the API.

Линия шага - это линия, ограниченная половиной расстояния между вершиной и впадиной резьбы на опорной стороне резьбы. Таким образом, средний диаметр линии шага TDavg в средней месте фиксации М представляет собой среднее радиальное расстояние между продольной осью резьбового соединения и указанными линиями шага в среднем месте фиксации М. Благодаря предложенному выше определению диаметра линии шага TDavg в среднем месте фиксации М, идеальная блокирующаяся резьба, расположенная в фиксирующей области, максимизируется и, следовательно, повышается эффективность сжатия соединения. Более того, предложенное выше определение диаметра линии шага Tdavg в среднем месте фиксации М полезно для адаптации определения соединения по изобретению ко всем типам размеров тела трубы.The pitch line is the line bounded by half the distance between the crest and the root of the thread on the bearing side of the thread. Thus, the average diameter of the pitch line TDavg at the middle fixation point M is the average radial distance between the longitudinal axis of the threaded connection and the specified pitch lines at the middle fixation point M. Thanks to the definition of the pitch line diameter TDavg at the middle fixation point M proposed above, an ideal locking thread , located in the locking region, is maximized and hence the compression efficiency of the joint is increased. Moreover, the definition of the pitch line diameter Tdavg at the middle fixation point M proposed above is useful for adapting the definition of the connection according to the invention to all types of pipe body dimensions.

Согласно одному из вариантов выполнения, среднее место фиксации М идентифицировано на осевой половине длины фиксирующей области, так что длина Lnl от этого среднего места фиксации М до продольной стороны фиксирующей области такова, чтоAccording to one embodiment, the middle fixation point M is identified at the axial half of the length of the fixation region, such that the length Lnl from this middle fixation point M to the longitudinal side of the fixation region is such that

где THpitch - это радиальное расстояние от линии шага до впадины или вершины в фиксирующей области, или, другими словами, половина радиального расстояния между впадиной и вершиной резьбы в фиксирующей области,where THpitch is the radial distance from the pitch line to the root or crest in the locking area, or in other words, half the radial distance between the root and crest of the thread in the locking area,

BCCSD - критический диаметр сечения охватывающего элемента, также называемый критическим диаметром сечения вместилища,BCCSD is the critical section diameter of the female element, also called the critical section diameter of the container,

taper - это конусность резьбовой зоныtaper is the taper of the threaded area

Предложенное выше определение длины Lnl от среднего места фиксации М до продольной стороны фиксирующей области полезно для повышения эффективности сжатия соединения. Более того, такое определение указанной длины гарантирует, что ширина резьбы вблизи оконечных поверхностей в охватываемой и/или охватывающей резьбовых зонах остается достаточно большой, чтобы не нарушить соединение ни при сдвиге, ни при выскакивании. Это определение указанной длины полезно для адаптации определения соединения по изобретению ко всем типам размеров тела трубы с учетом высоты резьбы.The above definition of the length Lnl from the middle fixation location M to the longitudinal side of the fixation area is useful for increasing the compression efficiency of the joint. Moreover, such determination of the specified length ensures that the width of the threads near the terminal surfaces in the male and/or female threaded areas remains large enough to not break the connection either during shear or pop-out. This definition of the specified length is useful for adapting the definition of the connection according to the invention to all types of pipe body dimensions taking into account the thread height.

Согласно одному из вариантов выполнения, диаметр критического сечения охватывающего элемента BCCSD в вышеупомянутом уравнении относительно длины Lnl от среднего места М до продольной стороны фиксирующей области заменяется диаметром критического сечения охватываемого элемента PCCSD. Другими словами, диаметр критического сечения в вышеупомянутом уравнении может быть применен к охватываемому или охватывающему элементу. Для охватывающего элемента, также называемого вместилищем, BCCSD - это первый наружный диаметр впадины охватывающего элемента непосредственно над последней вершиной резьбы охватывающего элемента, который зацепляет вершина охватываемой резьбы после свинчивания. Для охватываемого элемента, также называемого штифтом, PCCSD - это внутренний диаметр впадины охватываемого элемента непосредственно над последней вершиной резьбы охватываемого элемента, который зацепляет вершина резьбы охватывающего элемента после свинчивания.According to one embodiment, the critical section diameter of the female element BCCSD in the above equation with respect to the length Lnl from the middle position M to the longitudinal side of the locking area is replaced by the critical section diameter of the male element PCCSD. In other words, the critical section diameter in the above equation can be applied to the male or female member. For a female member, also called a receptacle, the BCCSD is the first outer diameter of the female member root directly above the last female member thread crest that the male thread crest engages after make-up. For a male member, also called a pin, PCCSD is the inside diameter of the male member's root directly above the last male member's thread crest that the female member's thread crest engages after make-up.

Предпочтительно, максимальное значение ширины впадин охватываемой резьбовой зоны установлено ниже удвоенного минимального значения ширины впадин охватываемой резьбовой зоны и/или максимальное значение ширины охватывающих впадин охватывающей резьбовой зоны установлено ниже удвоенного минимального значения ширины впадин охватывающей резьбовой зоны. Иными словами,Preferably, the maximum value of the gullet width of the male threaded zone is set below twice the minimum value of the gullet width of the male threaded zone and/or the maximum value of the female gullet width of the female threaded zone is set below twice the minimum value of the gullet width of the female threaded zone. In other words,

WRbmax ≤2 * WRbminWRbmax ≤2 * WRbmin

и/илиand/or

WRpmax ≤2 * WRpmin.WRpmax ≤2 * WRpmin.

Это уменьшает число средних проходов для изготовления и, следовательно, позволяет удешевить стоимость механической обработки.This reduces the number of average passes for production and, therefore, reduces the cost of machining.

Согласно одному из вариантов выполнения, впадина витка охватывающей резьбы, ближайшего ко второму телу трубы, имеет такую же ширину впадины, что и впадина витка охватываемой резьбы, ближайшего к первому телу трубы. Другими словами, в одном из вариантов выполнения WRbmin=WRpmin.According to one embodiment, the root of the female thread closest to the second pipe body has the same root width as the root of the male thread closest to the first pipe body. In other words, in one embodiment, WRbmin=WRpmin.

Согласно одному из вариантов выполнения, соответствующие витки резьбы второго охватываемого резьбового участка и/или второго охватывающего резьбового участка имеет неидеальную высоту витка резьбы и/или зубья сбега резьбы.According to one embodiment, the corresponding threads of the second male threaded portion and/or the second female threaded portion have non-ideal thread heights and/or thread rungs.

Согласно одному из вариантов выполнения, охватывающая резьбовая зона начинается с охватывающей оконечной поверхности, а охватываемая резьбовая зона начинается с охватываемой оконечной поверхности.According to one embodiment, the female threaded area begins with the female end surface, and the male threaded area begins with the male end surface.

Во избежание выскакивания, предпочтительно, витки резьбы охватываемой резьбовой зоны и витки резьбы охватывающей резьбовой зоны имеют профиль ласточкин хвост, а α и β - это угол опорной и соответственно закладной стороны с перпендикуляром к продольной оси резьбового соединения, оба α и β составляют менее 5°.To avoid jumping out, it is preferable that the threads of the male threaded zone and the threads of the female threaded zone have a dovetail profile, and α and β are the angle of the supporting and, accordingly, embedded side with the perpendicular to the longitudinal axis of the threaded connection, both α and β are less than 5° .

В одном из вариантов выполнения угол опорной стороны находится между 1° и 3°. В соединении заподлицо охватываемая резьба вблизи охватываемой оконечной поверхности и охватывающая резьба вблизи охватывающей оконечной поверхности почти полностью зацеплены. Благодаря углу опорной стороны более 1° снижается риск выскакивания. Более того, благодаря углу опорной стороны менее 3° ширина вершины остается достаточно большой, чтобы потребовалось несколько средних проходов для изготовления резьбовых зон даже при увеличении ширины впадины. Кроме того, такой нагрузочный угол менее 3° позволяет использовать низкую степень клиновидности, что увеличивает площадь боковой поверхности в резьбовых зонах и улучшает характеристики соединения по крутящему моменту и сдвигу. В одном из вариантов выполнения угол закладной стороны составляет 4°.In one embodiment, the angle of the support side is between 1° and 3°. In a flush connection, the male threads near the male end surface and the female threads near the female end surface are almost completely engaged. Thanks to the bearing angle of more than 1°, the risk of jumping out is reduced. Furthermore, with a bearing angle of less than 3°, the crest width remains wide enough to require multiple middle passes to produce the threaded areas even as the gullet width increases. In addition, this loading angle of less than 3° allows the use of a low degree of taper, which increases the flank area in the threaded areas and improves the torque and shear characteristics of the connection. In one embodiment, the embedded side angle is 4°.

Согласно одному из вариантов выполнения, как вершины витков охватываемой резьбы, так и вершины витков охватывающей резьбы, взаимодействуют с соответствующими впадинами в фиксирующей области, так что натяг по диаметру в области взаимодействия впадин/вершин составляет между 0,0020 и 0,0030 номинального наружного диаметра тела трубы.According to one embodiment, both the crests of the male threads and the crests of the female threads interact with corresponding recesses in the locking region, so that the diameter interference in the region of the gullet/crest interaction is between 0.0020 and 0.0030 times the nominal outer diameter pipe bodies.

Согласно одному из вариантов выполнения, натяг по диаметру в области взаимодействия впадин/вершин определяется как более 0,4*((OD-2*Wtmin)*EULAccording to one of the embodiments, the interference along the diameter in the area of interaction of the depressions/peaks is determined as more than 0.4*((OD-2*Wtmin)*EUL

где OD - номинальный наружный диаметр тела трубы,where OD is the nominal outer diameter of the pipe body,

Wtmin - минимальная толщина стенки тела трубы, указанная минимальная толщина стенки определяется, например, в API 5СТ как оставшаяся стенка тела трубы*толщина стенки, иWtmin is the minimum wall thickness of the pipe body, the specified minimum wall thickness is defined, for example, in API 5CT as the remaining wall of the pipe body * wall thickness, and

EUL - это удлинение под нагрузкой для минимального класса, например, 0,005.EUL is elongation under load for a minimum rating, such as 0.005.

Такое минимальное взаимодействие впадины/вершины Yi обеспечивает хорошее уплотнение соединения.This minimal Yi valley/peak interaction ensures good joint sealing.

Согласно одному из вариантов выполнения, резьбовое соединение не имеет какой-либо дистальной поверхности примыкания, при этом охватываемая оконечная поверхность находится на удалении по оси от охватывающего элемента, и, соответственно, охватывающая оконечная поверхность находится на удалении по оси от охватываемого элемента.According to one embodiment, the threaded connection does not have any distal abutment surface, and the male end surface is axially distant from the female element, and, accordingly, the female end surface is axially distant from the male element.

Согласно одному из вариантов выполнения, как охватываемый, так и охватывающий элементы, не имеют никаких дополнительных уплотнительных поверхностей кроме фиксирующей области.According to one embodiment, both the male and female elements do not have any additional sealing surfaces other than the locking area.

Согласно одному из вариантов выполнения, первый трубный компонент и второй трубный компонент выполнены как одно целое, при этом каждый из первого трубного компонента и второго трубного компонента содержит охватываемый элемент и охватывающий элемент.According to one embodiment, the first tubular component and the second tubular component are integrally formed, wherein each of the first tubular component and the second tubular component includes a male element and a female element.

Согласно одному из вариантов выполнения, охватываемая резьбовая зона и охватывающая резьбовая зона выполнены однозаходными резьбами.According to one embodiment, the male threaded zone and the female threaded zone are made with single-start threads.

Характеристики и преимущества изобретения более подробно раскрыты в следующем описании со ссылкой на сопровождающие чертежи.The characteristics and advantages of the invention will be set forth in more detail in the following description with reference to the accompanying drawings.

Фиг. 1 - вид в продольном сечении одной половины соединения, содержащего самоблокирующуюся резьбу в по изобретению, в свинченном состоянии.Fig. 1 is a longitudinal section view of one half of a connection containing a self-locking thread according to the invention, in the screwed state.

Фиг. 2 - график согласно первому варианту выполнения изобретения, показывающий эволюцию хода опорных сторон и закладных сторон для, соответственно, охватываемого элемента и охватывающего элемента вдоль резьб охватываемого элемента и охватывающего элемента в соответствии с фиг. 1 между дистальными концевыми поверхностями охватываемого элемента и, соответственно, охватывающего элемента, когда соединение свинчено. Значения хода, соответственно, охватываемых закладных сторон (SFL_p), охватываемых опорных сторон (LFL_p), охватывающих закладных сторон (SFL_b) и охватывающих опорных сторон (LFL_b) вдоль оси у, при этом ось х представляет собой расположение витка резьбы вдоль продольной оси трубного компонента.Fig. 2 is a graph according to a first embodiment of the invention showing the evolution of the stroke of the support sides and the embedded sides for the male element and the female element, respectively, along the threads of the male element and the female element in accordance with FIG. 1 between the distal end surfaces of the male element and, accordingly, the female element when the connection is screwed. The stroke values of respectively the male embedded sides (SFL_p), the male support sides (LFL_p), the female embedded sides (SFL_b) and the female support sides (LFL_b) along the y-axis, where the x-axis represents the location of the thread along the longitudinal axis of the pipe component .

Фиг. 3 - вид в продольном сечении одной половины охватывающего элемента соединения по изобретению.Fig. 3 is a longitudinal sectional view of one half of the female element of a connection according to the invention.

Фиг. 4 - вид в продольном сечении одной половины охватывающего элемента соединения по изобретению.Fig. 4 is a longitudinal sectional view of one half of the female element of a connection according to the invention.

Фиг. 5 - график типа фиг. 2 в соответствии с альтернативным вариантом осуществления соединения по изобретению.Fig. 5 - graph like Fig. 2 according to an alternative embodiment of a compound of the invention.

Фиг. 6 - подробный вид в продольном сечении витка охватываемой резьбы охватываемого конца, свинченного с охватывающим зубом охватывающего конца в соответствии с одним из вариантов осуществления соединения по изобретению.Fig. 6 is a detailed longitudinal sectional view of a male thread of a male end screwed to a female tooth of a female end in accordance with one embodiment of a connection according to the invention.

Фиг. 7 - подробный вид в продольном сечении одной половины дистального конца охватываемого элемента соединения по изобретению.Fig. 7 is a detailed longitudinal sectional view of one half of the distal end of the male connection element of the invention.

Фиг. 8 - подробный вид в продольном сечении одной половины дистального конца охватывающего элемента соединения по изобретению.Fig. 8 is a detailed longitudinal section view of one half of the distal end of the female member of a connection according to the invention.

По соглашению, термины «наружный» или «внешний» и «внутренний» используются для определения относительного положения одного элемента по отношению к другому или ориентации такого элемента относительно продольной оси X резьбового соединения, элемент или поверхность, расположенная вблизи/обращенная к продольной оси X, квалифицируется как «внутренняя», а элемент или поверхность, удаленная от/обращенная от продольной оси X, квалифицируется как «наружная» или «внешняя». Радиальное направление определяется как перпендикулярное продольной оси X резьбового соединения.By convention, the terms "external" or "external" and "internal" are used to define the relative position of one element with respect to another or the orientation of such element relative to the longitudinal X axis of a threaded connection, the element or surface located near/facing the longitudinal X axis, qualifies as "internal" and the element or surface away from/facing the longitudinal X axis qualifies as "external" or "external". The radial direction is defined as perpendicular to the longitudinal X axis of the threaded connection.

Резьбовое соединение, показанное на фиг. 1, далее именуемое - соединение, содержит первый трубный компонент 1 и второй трубный компонент 2. Как первый трубный компонент 1, так и второй трубный компонент 2 выполнены как одно целое, поскольку они оба снабжены соответствующим телом трубы, охватываемым элементом на первом дистальном конце тела трубы и охватывающим элементом на втором дистальном конце тела трубы. Таким образом, как показано на фиг. 1, первый трубный компонент 1 снабжен первым телом трубы 3 и первым охватываемым элементом 4, далее именуемым охватываемым элементом 4. Охватываемый элемент 4 продолжается от первого дистального конца первого тела трубы 3. Второй трубный компонент 2 снабжен вторым телом трубы 5 и вторым охватывающим элементом 6, далее именуемым охватывающим элементом 6. Охватывающий элемент 6 продолжается от второго дистального конца второго тела трубы 5.The threaded connection shown in FIG. 1, hereinafter referred to as a connection, comprises a first pipe component 1 and a second pipe component 2. Both the first pipe component 1 and the second pipe component 2 are formed as one piece, since they are both provided with a corresponding pipe body male element at the first distal end of the body pipe and a female member at the second distal end of the pipe body. Thus, as shown in FIG. 1, the first pipe component 1 is provided with a first pipe body 3 and a first male member 4, hereinafter referred to as male member 4. The male member 4 extends from the first distal end of the first pipe body 3. The second pipe component 2 is provided with a second pipe body 5 and a second female member 6 , hereinafter referred to as the female member 6. The female member 6 extends from the second distal end of the second pipe body 5.

В свинченном состоянии соединения, как показано на фиг. 1, охватываемый элемент 4 и охватывающий элемент 6 соединены таким образом, что продольная ось X соединения соосна с первым трубным компонентом 1 и вторым трубным компонентом 2, при этом указанная продольная ось X определяет осевое направление соединения.In the screwed state of the connection, as shown in Fig. 1, the male element 4 and the female element 6 are connected in such a way that the longitudinal axis X of the connection is coaxial with the first pipe component 1 and the second pipe component 2, said longitudinal axis X defining the axial direction of the connection.

Оба трубных компонента 1, 2 изготовлены из стали, в одном примере из углеродистой мартенситной стали, с пределом текучести в диапазоне от 80 ksi (килофунтов на квадратный дюйм) (550 МПа) до 140 ksi (965 МПа).Both tubular components 1, 2 are made of steel, in one example carbon martensitic steel, with a yield strength ranging from 80 ksi (550 MPa) to 140 ksi (965 MPa).

Например, марка материала составляет от 80 ksi (550 МПа) до 140 ksi (965 МПа). Например, марка выше 100 ksi (690 МПа), например, равна 125 ksi (860 МПа).For example, the grade of material ranges from 80 ksi (550 MPa) to 140 ksi (965 MPa). For example, a grade above 100 ksi (690 MPa), for example, is equal to 125 ksi (860 MPa).

Тела труб 3, 5 могут иметь номинальный наружный диаметр между 3 1/2'' (88,90 мм) и 13 5/8'' (346 мм), а толщина стенки тел труб от 8 до 22 мм. Предпочтительно, чтобы тела труб 3, 5 имели номинальный наружный диаметр менее 10'' (254 мм), и еще более предпочтительно менее 6'' (152,4 мм).The pipe bodies 3, 5 may have a nominal outer diameter between 3 1/2'' (88.90 mm) and 13 5/8'' (346 mm), and the wall thickness of the pipe bodies from 8 to 22 mm. It is preferable that the pipe bodies 3, 5 have a nominal outer diameter of less than 10'' (254 mm), and even more preferably less than 6'' (152.4 mm).

Конец охватываемого элемента 4, противоположный первому телу трубы 3, заканчивается охватываемой оконечной поверхностью 7. Эта охватываемая оконечная поверхность 7 образует осевой свободный конец охватываемого элемента 4 или торца штифта. Охватываемая оконечная поверхность 7 также является свободной осевой поверхностью первого трубного компонента 1. Конец охватывающего элемента 6 заканчивается охватывающей оконечной поверхностью 8. Эта охватывающая оконечная поверхность 8 образует осевой свободный конец охватывающего элемента 6 или торца вместилища. Охватывающая оконечная поверхность 8 также является свободной осевой поверхностью второго трубного компонента 2. Охватываемая оконечная поверхность 7 и охватывающая оконечная поверхность 8 ориентированы радиально по отношению к продольной оси X соединения. Ни охватываемая оконечная поверхность 7, ни охватывающая оконечная поверхность 8 не находятся в контакте примыкания в конце свинчивания. Другими словами, охватываемая оконечная поверхность 7 удалена в осевом направлении от второго трубного компонента 2, а охватывающая оконечная поверхность 8 удалена в осевом направлении от первого трубного компонента 1.The end of the male element 4 opposite the first pipe body 3 ends in a male end surface 7. This male end surface 7 forms the axial free end of the male element 4 or the end of the pin. The male end surface 7 is also the axial free surface of the first tubular component 1. The end of the female element 6 ends in a female end surface 8. This female end surface 8 forms the axial free end of the female element 6 or the end of the container. The female end surface 8 is also the free axial surface of the second tubular component 2. The male end surface 7 and the female end surface 8 are oriented radially with respect to the longitudinal axis X of the connection. Neither the male end surface 7 nor the female end surface 8 are in abutment contact at the end of make-up. In other words, the male end surface 7 is axially spaced from the second pipe component 2, and the female end surface 8 is axially spaced from the first pipe component 1.

Как показано на фиг. 7 и 8, охватываемая оконечная поверхность 7 и охватывающая оконечная поверхность 8 перпендикулярны продольной оси X. Фаски 71, 72, 81 и 82 механически обработаны от оконечной поверхности 7 и 8, соответственно, к внутренней и наружной поверхностям. Например, согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения, все фаски 71, 72, 81, 82 являются фасками под углом 45° относительно плоскости соответствующих оконечных поверхностей 7 и 8. Фаску 71 механически обрабатывают от охватываемой оконечной поверхности 7 по направлению к внутренней поверхности охватываемого элемента 4, а фаску 81 механически обрабатывают от охватывающей оконечной поверхности 8 по направлению к внутренней поверхности охватывающего элемента 6. Фаски 72 механически обрабатывают от охватываемой оконечной поверхности 7 по направлению к наружной поверхности охватываемого элемента 4, а фаски 82 механически обрабатывают от охватывающей оконечной поверхности 8 по направлению к наружной поверхности охватывающего элемента 6.As shown in FIG. 7 and 8, the male end surface 7 and the female end surface 8 are perpendicular to the longitudinal axis X. Chamfers 71, 72, 81 and 82 are machined from the end surface 7 and 8, respectively, to the inner and outer surfaces. For example, according to a preferred embodiment of the invention, the chamfers 71, 72, 81, 82 are all chamfers at an angle of 45° relative to the plane of the respective end surfaces 7 and 8. The chamfer 71 is machined from the male end surface 7 towards the inner surface of the male element 4, and the chamfer 81 is machined from the female end surface 8 towards the inner surface of the female element 6. The chamfers 72 are machined from the male end surface 7 towards the outer surface of the male element 4, and the chamfers 82 are machined from the female end surface 8 towards outer surface of the female element 6.

Как показано на фиг. 1, 3 и 4, охватываемый элемент 4 снабжен охватываемой резьбовой зоной 9, а охватывающий элемент 6 снабжен охватывающей резьбовой зоной 10. Охватываемая резьбовая зона 9 и охватывающая резьбовая зона 10 взаимодействуют для взаимного соединения путем свинчивания двух трубных компонентов 1, 2. Резьбовые зоны 9, 10, соответственно, подвергают механической обработке. На фиг. 1 резьбовое трубное соединение показано полностью свинченным.As shown in FIG. 1, 3 and 4, the male member 4 is provided with a male threaded area 9, and the female member 6 is provided with a female threaded area 10. The male threaded area 9 and the female threaded area 10 cooperate to mutually connect by screwing together two pipe components 1, 2. Threaded areas 9 , 10 are accordingly machined. In fig. 1 threaded pipe connection is shown fully screwed together.

По изобретению, эффективность соединения составляет более 70% от предела текучести тела трубы.According to the invention, the efficiency of the connection is more than 70% of the yield strength of the pipe body.

Охватываемая резьбовая зона 9 и охватывающая резьбовая зона 10 конические с углом конусности 9 (см. фиг. 6), при этом указанный угол конусности 9 является одинаковым как для охватываемой резьбовой зоны 9, так и для охватывающей резьбовой зоны 10. Этот угол конусности 9 является углом между образующей охватываемой резьбовой зоны 9 и/или охватывающей резьбовой зоны 10 и продольной осью X соединения. Конусность, соответствующая tan, находится, например, в диапазоне от 1/6 до 1/18, а предпочтительно, ее выбирают в диапазоне от 1/6 до 1/10, а еще более предпочтительно около 1/8. Предпочтительно, значение конусности может быть 1/8 или 1/6, что соответствует углу конусности 9, соответственно, 3,6° и 4,8°.The male threaded zone 9 and the female threaded zone 10 are conical with a taper angle 9 (see Fig. 6), and the specified taper angle 9 is the same for both the male threaded zone 9 and the female threaded zone 10. This taper angle 9 is the angle between the generatrix of the male threaded zone 9 and/or the female threaded zone 10 and the longitudinal axis X of the connection. The taper corresponding to tan is, for example, in the range from 1/6 to 1/18, and preferably it is selected in the range from 1/6 to 1/10, and even more preferably about 1/8. Preferably, the taper value may be 1/8 or 1/6, which corresponds to a taper angle of 9, respectively 3.6° and 4.8°.

Охватываемая резьбовая зона 9 и охватывающая резьбовая зона 10 являются однозаходными согласно варианту осуществления изобретения. Однозаходный означает, что каждая охватываемая резьбовая зона 9 и охватывающая резьбовая зона 10 имеет соответствующую уникальную и единственную резьбовую шпильку без прерывания, причем шпилька представляет собой непрерывную винтовую линию.The male threaded area 9 and the female threaded area 10 are single-start according to an embodiment of the invention. Single-start means that each male threaded zone 9 and female threaded zone 10 has a corresponding unique and single threaded stud without interruption, the stud being a continuous helical line.

Как показано на фиг. 1 или 4, охватываемая резьбовая зона 9 начинается от охватываемой оконечной поверхности 7. Как показано на фиг. 1 или 3, охватывающая резьбовая зона 10 начинается от охватывающей оконечной поверхности 8. Каждая охватываемая резьбовая зона 9 и охватывающая резьбовая зона 10 содержит множество зубьев или витков резьбы 11, образованных резьбовой шпилькой. Каждый виток резьбы 11 содержит опорную сторону 12, вершину 13, закладную сторону 14 и впадину 15.As shown in FIG. 1 or 4, the male threaded area 9 starts from the male end surface 7. As shown in FIG. 1 or 3, the female threaded area 10 extends from the female end surface 8. Each male threaded area 9 and female threaded area 10 includes a plurality of teeth or threads 11 formed by a threaded rod. Each turn of thread 11 contains a support side 12, a top 13, a embedded side 14 and a recess 15.

Охватываемая резьбовая зона 9 имеет первый охватываемый резьбовой участок 16 и второй охватываемый резьбовой участок 17. Второй охватываемый резьбовой участок 17 расположен вдоль продольной оси X между первым охватываемым резьбовым участком 16 и первым телом трубы 3. В первом резьбовом участке 16 осевая ширина впадин резьбы WRp1 уменьшается вдоль направления, ориентированного от охватываемой оконечной поверхности 7 в сторону первого тела трубы 3, а осевая ширина вершин увеличивается вдоль указанного направления, ориентированного от охватываемой оконечной поверхности 7 в сторону первого тела трубы 3. Во втором резьбовом участке 17 осевая ширина впадин резьбы WRP2 остается при минимальном постоянном значении ширины WR_pmin, а осевая ширина вершин остается постоянной при максимальном значении ширины. Виток резьбы 18 охватываемой резьбовой зоны 9, ближайший к охватываемой оконечной поверхности 7, имеет максимальное значение осевой ширины впадин WR_pmax охватываемой резьбовой зоны 9.The male threaded area 9 has a first male threaded portion 16 and a second male threaded portion 17. The second male threaded portion 17 is located along the longitudinal axis X between the first male threaded portion 16 and the first pipe body 3. In the first threaded portion 16, the axial width of the thread root WRp1 is reduced along the direction oriented from the male end surface 7 towards the first body of the pipe 3, and the axial width of the vertices increases along the specified direction oriented from the male end surface 7 towards the first body of the pipe 3. In the second threaded section 17, the axial width of the thread roots WRP2 remains at minimum constant value of the width WR _pmin , and the axial width of the vertices remains constant at the maximum value of the width. The thread turn 18 of the male threaded zone 9, closest to the male end surface 7, has the maximum value of the axial width of the recesses WR _pmax of the male threaded zone 9.

Охватывающая резьбовая зона 10 имеет первый охватывающий резьбовой участок 19 и второй охватывающий резьбовой участок 20. Второй охватывающий резьбовой участок 20 расположен вдоль продольной оси X между первым охватывающим резьбовым участком 19 и вторым телом трубы 5. В первом охватывающем резьбовом участке 19 осевая ширина впадин резьбы WR_b1 уменьшается вдоль направления, ориентированного от охватывающей оконечной поверхности 8 в сторону второго тела трубы 5, а осевая ширина вершин увеличивается вдоль указанного направления, ориентированного от охватывающей оконечной поверхности 8 в сторону второго тела трубы 5. Во втором охватывающем резьбовом участке 20 осевая ширина впадин резьбы WR_b2 остается при минимальном постоянном значении ширины WR_bmin, а осевая ширина вершин остается постоянной при максимальном значении ширины. Виток резьбы 29 охватывающей резьбовой зоны 10, ближайший к охватывающей оконечной поверхности 8, имеет максимальное значение осевой ширины впадин WR_pmax охватывающей резьбовой зоны 10.The female threaded area 10 has a first female threaded portion 19 and a second female threaded portion 20. The second female threaded portion 20 is located along the longitudinal axis X between the first female threaded portion 19 and the second pipe body 5. In the first female threaded portion 19, the axial width of the thread roots is WR _b1 decreases along the direction oriented from the female end surface 8 towards the second pipe body 5, and the axial width of the vertices increases along the specified direction oriented from the female end surface 8 towards the second pipe body 5. In the second female threaded section 20, the axial width of the thread roots WR _b2 remains constant at the minimum width value WR _bmin , and the axial width of the vertices remains constant at the maximum width value. The thread turn 29 of the female threaded zone 10, closest to the female end surface 8, has the maximum value of the axial width of the recesses WR _pmax of the female threaded zone 10.

Первый охватываемый резьбовой участок 16 и первый охватывающий резьбовой участок 19 частично свинчены в самоблокирующейся компоновке, что означает, что некоторые витки резьбы 11 первого охватываемого резьбового участка 16 и первого охватывающего резьбового участка 19 находятся в самоблокирующемся свинчивающем положении, а некоторые витки резьбы 11 первого охватываемого резьбового участка 16 и первого охватывающего резьбового участка 19 не находятся в самоблокирующемся свинчивающем положении.The first male threaded portion 16 and the first female threaded portion 19 are partially screwed together in a self-locking arrangement, which means that some of the threads 11 of the first male threaded portion 16 and the first female threaded portion 19 are in a self-locking screwing position, and some of the threads 11 of the first male threaded portion 16 section 16 and the first female threaded section 19 are not in a self-locking screwing position.

В такой "самоблокирующейся" конфигурации витки охватываемой резьбы 11, как и витки охватывающей резьбы 11, имеют постоянный ход, хотя их ширина вершин, соответственно, уменьшается по направлению к их соответствующей оконечной поверхности 7, 8, а ширина впадин, соответственно, увеличивается по направлению к их соответствующей оконечной поверхности 7, 8. Во время свинчивания витки охватываемой и охватывающей резьбы 11 заканчиваются блокировкой друг в друге в определенном положении, благодаря этому изменению ширины вершин и впадин.In such a "self-locking" configuration, the turns of the male threads 11, like the turns of the female threads 11, have a constant course, although their crest widths correspondingly decrease towards their respective terminal surface 7, 8 and their valley widths correspondingly increase towards to their respective terminal surface 7, 8. During make-up, the turns of the male and female threads 11 end up locking into each other in a certain position, due to this change in the width of the crests and valleys.

В свинченном виде соединение по изобретению содержит фиксирующую область 21, первую нефиксирующую область 22 и вторую нефиксирующую область 23.In screwed form, the connection according to the invention contains a locking region 21, a first non-locking region 22 and a second non-locking region 23.

Фиксирующая область 21 ограничена положением вдоль продольной оси X, в котором, в свинченном состоянии соединения витки резьбы 11 как первого охватываемого резьбового участка 16, так и первого охватывающего резьбового участка 19 зацепляются. Первая нефиксирующая область 22 ограничена положением вдоль продольной оси X, в котором, в свинченном состоянии соединения витки резьбы 11 первого охватываемого резьбового участка 16 зацепляется с витками резьбы 11 второго охватывающего резьбового участка 20. Вторая нефиксирующая область 23 ограничена положением вдоль продольной оси X, в котором, в свинченном состоянии соединения витки резьбы 11 второго охватываемого резьбового участка 17 зацепляется с витками резьбы 11 первого охватывающего резьбового участка 19.The locking region 21 is limited to a position along the longitudinal axis X in which, in the screwed state of the connection, the threads 11 of both the first male threaded portion 16 and the first female threaded portion 19 engage. The first non-locking region 22 is limited to a position along the longitudinal axis X in which, in the screwed state of the connection, the threads 11 of the first male threaded section 16 engage with the threads 11 of the second female threaded section 20. The second non-locking region 23 is limited to a position along the longitudinal axis X in which , in the screwed state of the connection, the threads 11 of the second male threaded section 17 engage with the threads 11 of the first female threaded section 19.

В фиксирующей области 21, как и в первом охватываемом резьбовом участке 16 и первом охватывающем резьбовом участке 19, имеется прогрессивное изменение ширины осевых вершин и, соответственно, прогрессивное изменение ширины осевых впадин, создается постепенное осевое затягивание между витками резьбы 11 первого охватываемого резьбового участка 16 и витками резьбы 11 первого охватывающего резьбового участка 19 во время свинчивания до конечного фиксирующего положения. В таком конечном фиксирующем положении витки резьбы 11 первого охватываемого резьбового участка 16 находится в таком положении, что все закладные стороны 14 и все опорные стороны 12 указанных витков резьбы 11 первого охватываемого резьбового участка 16, расположенные в фиксирующей области 21, фиксируют друг напротив друга, соответственно, закладные стороны 14 и опорные стороны 12 соответствующих витков резьбы 11 первого охватывающего резьбового участка 19 в фиксирующей области 21. Другими словами, витки резьбы 11 первого охватываемого резьбового участка 16 и витки резьбы первого охватывающего резьбового участка 19 зацеплены в "самоблокирующемся" положении в фиксирующей области 21.In the locking area 21, as in the first male threaded section 16 and the first female threaded section 19, there is a progressive change in the width of the axial peaks and, accordingly, a progressive change in the width of the axial recesses, a gradual axial tightening is created between the threads 11 of the first male threaded section 16 and turns of the thread 11 of the first female threaded section 19 during screwing to the final locking position. In such a final locking position, the threads 11 of the first male threaded section 16 are in such a position that all the embedded sides 14 and all the supporting sides 12 of said threads 11 of the first male threaded section 16 located in the locking area 21 are fixed opposite each other, respectively , embedded sides 14 and supporting sides 12 of the corresponding threads 11 of the first female threaded portion 19 in the locking region 21. In other words, the threads 11 of the first male threaded portion 16 and the threads of the first female threaded portion 19 are engaged in a "self-locking" position in the locking region 21.

В конце свинчивания, в фиксирующей области 21, как показано на Фиг. 6, отсутствует осевой зазор между осевыми сторонами, т.е. как опорными сторонами 12, так и закладными сторонами 14, витков резьбы 11. Более того, конструкция соединения по изобретению такова, что отсутствует радиальный зазор между вершинами резьбы 13 и впадинами охватывающей резьбы 15 в фиксирующей области 21, как между вершинами резьбы 13 охватываемого элемента 4, так и впадинами резьбы 15 охватывающего элемента 6, а так же между вершинами резьбы 13 охватывающего элемента 6 и впадинами резьбы 15 охватываемого элемента 4. Таким образом, фиксирующая область 21 образует уплотнение, создавая контакт, достаточный для того, чтобы задерживать смазку и выдерживать высокое давление. Вершины 13 и впадины 15 находятся в препятствующем контакте, и осевые стороны 12, 14 также препятствуют. Вершины 13 и впадины 15 охватываемой резьбовой зоны 9 и охватывающей резьбовой зоны 10 в фиксирующей области 21 параллельны конусной образующей резьбовых зон 9, 10.At the end of make-up, in the fixing area 21, as shown in FIG. 6, there is no axial clearance between the axial sides, i.e. both the supporting sides 12 and the embedded sides 14 of the threads 11. Moreover, the design of the connection according to the invention is such that there is no radial clearance between the crests of the thread 13 and the valleys of the female thread 15 in the fixing area 21, as between the crests of the thread 13 of the male element 4 , and the valleys of the thread 15 of the female element 6, as well as between the crests of the thread 13 of the female element 6 and the valleys of the thread 15 of the male element 4. Thus, the locking area 21 forms a seal, creating contact sufficient to retain lubricant and withstand high pressure. The peaks 13 and the valleys 15 are in obstructive contact, and the axial sides 12, 14 are also obstructed. The peaks 13 and valleys 15 of the male threaded zone 9 and the female threaded zone 10 in the fixing area 21 are parallel to the conical generatrix of the threaded zones 9, 10.

Для обеспечения хорошего уплотнения соединения натяг по диаметру в области взаимодействия впадин/вершин должен быть между 0,0020 и 0,0030 номинального наружного диаметра тела трубы (3, 5). В одном из вариантов выполнения, для обеспечения хорошего уплотнения соединения натяг по диаметру в области взаимодействия впадин/вершин определяется как более 0,4*((OD-2*Wtmin)*EUL,To ensure a good seal of the connection, the diameter interference in the area of interaction of the depressions/peaks should be between 0.0020 and 0.0030 of the nominal outer diameter of the pipe body (3, 5). In one embodiment, to ensure a good seal of the connection, the interference along the diameter in the area of interaction of the depressions/peaks is determined as more than 0.4*((OD-2*Wtmin)*EUL,

В первой нефиксирующей области витки резьбы 11 первого охватываемого резьбового участка 16 входят в зацепление с витками резьбы 11 второго охватывающего резьбового участка 20. В указанной первой нефиксирующей области 22, поскольку ширина впадин 15 во втором охватывающем резьбовом участке 20 остается постоянной, а ширина вершин 13 в первом охватываемом резьбовом участке 16 уменьшается от фиксирующей области 21 по направлению к охватываемой оконечной поверхности 7, при этом витки резьбы 11 первого охватываемого резьбового участка 16 в указанной первой нефиксирующей области 22 не находятся в контакте, ни с учетом их опорных сторон 12 и/или их закладных сторон 14, с соответствующими опорными сторонами 12 и/или закладными сторонами 14 второго охватывающего резьбового участка 20. Другими словами, витки резьбы 11 первого охватываемого резьбового участка 16 в первой нефиксирующей области 22 не находятся в самоблокирующемся положении, поскольку по меньшей мере одна из их опорных сторон 12 или их закладная сторона 14 не соприкасаются ни с какой соответствующей поверхностью охватывающей резьбовой зоны 10, между ними существует осевой зазор.In the first non-locking area, the threads 11 of the first male threaded section 16 engage with the threads 11 of the second female threaded section 20. In the first non-locking area 22, since the width of the recesses 15 in the second female threaded section 20 remains constant, and the width of the peaks 13 in the first male threaded section 16 decreases from the locking area 21 towards the male end surface 7, while the threads 11 of the first male threaded section 16 in the said first non-locking area 22 are not in contact, neither taking into account their supporting sides 12 and/or their embedded sides 14, with corresponding support sides 12 and/or embedded sides 14 of the second female threaded portion 20. In other words, the threads 11 of the first male threaded portion 16 in the first non-locking area 22 are not in a self-locking position because at least one of them the supporting sides 12 or their embedded side 14 are not in contact with any corresponding surface of the female threaded zone 10, there is an axial gap between them.

Аналогично зубья 11 первого охватывающего резьбового участка 19 во второй нефиксирующей области 23 не соприкасаются, с учетом их опорных сторон 12, и/или закладных сторон 14 с соответствующими витками резьбы 11 второго охватываемого резьбового участка. 17. Другими словами, витки резьбы 11 первого охватывающего резьбового участка 19 во второй нефиксирующей области 23 не находятся в самоблокирующемся положении, поскольку по меньшей мере одна их опорная сторона 12 или ее закладная сторона 14 не соприкасаются ни с какой соответствующей поверхностью охватываемой резьбовой зоны 9, между ними существует осевой зазор.Likewise, the teeth 11 of the first female threaded section 19 in the second non-locking area 23 do not come into contact, taking into account their supporting sides 12, and/or embedded sides 14, with the corresponding turns of the thread 11 of the second male threaded section. 17. In other words, the threads 11 of the first female threaded section 19 in the second non-locking area 23 are not in a self-locking position, since at least one of their supporting side 12 or its embedded side 14 is not in contact with any corresponding surface of the male threaded area 9, there is an axial gap between them.

В предпочтительном варианте осуществления имеется положительный зазор между соответствующими охватываемой и охватывающей закладными сторонами 14 выступа как в первой нефиксирующей области 22, так и во второй нефиксирующей области 23. Например, этот зазор составляет не менее 1 мм, и, например, менее 5 мм.In a preferred embodiment, there is a positive gap between the respective male and female lug sides 14 of the protrusion in both the first non-locking region 22 and the second non-locking region 23. For example, this gap is at least 1 mm, and, for example, less than 5 mm.

Второй охватываемый резьбовой участок 17 расположен ближе к первому телу трубы 3, чем первый охватываемый резьбовой участок 16, так что второй охватываемый резьбовой участок 17 входит в зацепление с витками резьбы 11 охватывающей резьбовой зоны 10 рядом с охватывающей оконечной поверхностью 8. Таким образом, вторая нефиксирующая область 23 расположена вдоль продольной оси X между фиксирующей областью 21 и охватывающей оконечной поверхностью 8. Аналогично, второй охватывающий резьбовой участок 20 расположен ближе ко второму телу трубы 5, чем первый охватывающий резьбовой участок 19, так что второй охватывающий резьбовой участок 20 входит в зацепление с витками резьбы 11 охватываемой резьбовой зоны 9 рядом с охватываемой оконечной поверхностью 7. Таким образом, первая нефиксирующая область 22 второго участка 16 расположена вдоль продольной оси X между фиксирующей областью 21 и охватываемой оконечной поверхностью 7. Первая нефиксирующая область 22 смежная с первой продольной стороной 24 фиксирующей области 20, а вторая фиксирующая область 23 смежная со второй продольной стороной 25 фиксирующей области 21, при этом указанная вторая продольная сторона 25 находится в осевом направлении против первой продольной стороны 24 фиксирующей области 20.The second male threaded portion 17 is located closer to the first pipe body 3 than the first male threaded portion 16 such that the second male threaded portion 17 engages the threads 11 of the female threaded area 10 adjacent the female end surface 8. Thus, the second non-locking region 23 is located along the longitudinal axis X between the locking region 21 and the female end surface 8. Likewise, the second female threaded portion 20 is located closer to the second pipe body 5 than the first female threaded portion 19, so that the second female threaded portion 20 engages with turns of the thread 11 of the male threaded area 9 adjacent to the male end surface 7. Thus, the first non-locking area 22 of the second section 16 is located along the longitudinal axis X between the locking area 21 and the male end surface 7. The first non-locking area 22 is adjacent to the first longitudinal side 24 of the locking region 20, and a second locking region 23 adjacent to a second longitudinal side 25 of the locking region 21, said second longitudinal side 25 being axially opposite the first longitudinal side 24 of the locking region 20.

Предпочтительно и как показано на фиг. 6, витки резьбы 11 охватываемой резьбовой зоны 9 и витки резьбы 11 охватывающей резьбовой зоны 10 имеют профиль "ласточкин хвост". Этот профиль «ласточкин хвост» позволяет избежать риска выскакивания, что соответствует разъединению охватываемой резьбовой зоны 9 и охватывающей резьбовой зоны 10, когда соединение подвергается большим изгибающим или растягивающим нагрузкам. Более точно, геометрия витков резьбы «ласточкин хвост» увеличивает радиальную жесткость ее узла по сравнению с резьбой, которую обычно называют «трапециевидной», где осевая ширина витка резьбы уменьшается от впадин к вершинам витков резьбы. Предпочтительно, чтобы опорные стороны 12 витков резьбы 11 соединялись с вершинами витков резьбы и со впадинами смежных витков резьбы посредством закруглений таким образом, чтобы эти закругления уменьшали коэффициент концентрации напряжений у основания опорных сторон 12 и тем самым улучшали усталостное поведение соединения.Preferably and as shown in FIG. 6, the threads 11 of the male threaded area 9 and the threads 11 of the female threaded area 10 have a dovetail profile. This dovetail profile avoids the risk of popping out, which corresponds to the separation of the male threaded area 9 and the female threaded area 10 when the connection is subjected to large bending or tensile loads. More precisely, the geometry of the dovetail threads increases the radial stiffness of the thread assembly compared to what is commonly called a trapezoidal thread, where the axial width of the thread decreases from the roots to the tops of the threads. It is preferable that the support sides 12 of the threads 11 are connected to the crests of the threads and to the valleys of adjacent threads by means of fillets such that these fillets reduce the stress concentration factor at the base of the support sides 12 and thereby improve the fatigue behavior of the connection.

Вдоль продольного сечения соединения, как опорная сторона 12, так и закладная сторона 14 имеют прямой профиль. Опорная сторона 12 и закладная сторона 14, соответственно, образуют отрицательный угол α, соответственно, отрицательный угол β с направлением, перпендикулярным продольной оси X. Значение угла α опорной стороны меньше или равно значению угла β закладной стороны, при этом они противоположны и ограничены на противоположных сторонах направления, перпендикулярного продольной оси X. Например, углы α и β составляют от 1° до 5°. Таким образом, ширина впадины 15, в нижней части промежутка между двумя смежными витками резьбы 11, всегда является наибольшим размером этого витка резьбы, если рассматривать ширину витка резьбы вдоль продольной оси X.Along the longitudinal section of the connection, both the support side 12 and the embedded side 14 have a straight profile. The support side 12 and the embedded side 14, respectively, form a negative angle α, respectively, a negative angle β with a direction perpendicular to the longitudinal axis X. The value of the angle α of the support side is less than or equal to the value of the angle β of the embedded side, while they are opposite and limited to opposite sides in a direction perpendicular to the longitudinal axis X. For example, angles α and β range from 1° to 5°. Thus, the width of the groove 15, at the bottom of the space between two adjacent threads 11, is always the largest dimension of that thread when considering the width of the thread along the longitudinal axis X.

Согласно первому варианту выполнения, как показано на фиг. 2, ход первой охватываемой закладной стороны SFL_p между закладными сторонами 14 в первом охватываемом резьбовом участке 16 имеет постоянное значение SFL_p1. Ход первой охватываемой опорной стороны LFL_p1 между опорными сторонами 12 в первом охватываемом резьбовом участке 16 также является постоянным, но со значением LFL_p1, которое отличается от хода первой охватываемой закладной стороны SFL_p1. В примере на Фиг. 6, LFL_p1 строго превосходит SFL_p1. Для первого примера первого варианта осуществления изобретения:According to the first embodiment, as shown in FIG. 2, the stroke of the first male embedded side SFL_p between the embedded sides 14 in the first male threaded section 16 has a constant value SFL_p1. The stroke of the first male support side LFL_p1 between the support sides 12 in the first male threaded section 16 is also constant, but with a value LFL_p1 that differs from the stroke of the first male bearing side SFL_p1. In the example in FIG. 6, LFL_p1 strictly outperforms SFL_p1. For the first example of the first embodiment:

LFL_p1=8,33 ммLFL_p1=8.33 mm

SFL_p1=8,20 ммSFL_p1=8.20 mm

Для второго примера первого варианта осуществления изобретения: LFL_p1=10 мм SFl_p1=9,87 мм.For the second example of the first embodiment of the invention: LFL_p1=10 mm SFl_p1=9.87 mm.

Таким образом, степень клиновидности первого охватываемого резьбового участка 16, который представляет собой разницу между ходом опорной стороны LFL_p1 и ходом закладной стороны SFL_p1, для обоих примеров составляет менее 0,15 мм.Thus, the degree of tapering of the first male threaded portion 16, which is the difference between the stroke of the support side LFL_p1 and the stroke of the embedded side SFL_p1, is less than 0.15 mm for both examples.

В рамках изобретения допустимы другие значения хода закладной стороны SFL_p1 и хода опорной стороны LFL_p1.Within the scope of the invention, other values of the insertion side stroke SFL_p1 and the support side stroke LFL_p1 are permissible.

Аналогично, ход первой охватывающей опорной стороны LFL_b1 между опорными сторонами 12 первого охватывающего резьбового участка 19 является постоянным при значении LFL_b1, а ход первой охватывающей закладной стороны SFL_b1 между закладными сторонами 14 первого охватывающего резьбового участка 19 также является постоянным, но при значении SFL_b1, которое отличается от LFL_p1, с тем признаком, что ход первой охватывающей опорной стороны LFL_b1 больше хода первой охватывающей закладной стороны SFL_b1.Similarly, the stroke of the first female support side LFL_b1 between the support sides 12 of the first female threaded section 19 is constant with the value LFL_b1, and the stroke of the first female embedded side SFL_b1 between the embedded sides 14 of the first female threaded section 19 is also constant, but with a value of SFL_b1 that is different from LFL_p1, with the characteristic that the stroke of the first female support side LFL_b1 is greater than the stroke of the first female embedded side SFL_b1.

Дополнительно, как показано на Фиг. 2, ход первой охватываемой закладной стороны SFL_p1 и ход первой охватывающей закладной стороны SFL_b1 равны и меньше, чем соответствующий ход первой охватываемой опорной стороны LFL_p1 и ход первой охватывающей опорной стороны LFL_b1, которые сами по себе равны.Additionally, as shown in FIG. 2, the stroke of the first male embedded side SFL_p1 and the stroke of the first female embedded side SFL_b1 are equal to and less than the corresponding stroke of the first male support side LFL_p1 and the stroke of the first female support side LFL_b1, which are themselves equal.

Более конкретно, LFL_b1=LFL_pl и SFL_b1=SFL_p1.More specifically, LFL_b1=LFL_pl and SFL_b1=SFL_p1.

Согласно Фиг. 2, во второй нефиксирующей области 23, ход второй охватываемой закладной стороны SFL_p2 и ход второй охватываемой опорной стороны LFL_p2 равны друг другу и равны ходу первой охватываемой опорной стороны LFL_p1 относительно расположения второй продольной стороны 25 фиксирующей области 10. Другими словами, место изменения хода охватываемой закладной стороны с хода первой охватываемой закладной стороны SFL_p1 на ход второй охватываемой закладной стороны SFL_p2 между первым охватываемым резьбовым участком 16 и вторым охватываемым резьбовым участком 17. Это изменение хода охватываемой закладной стороны, в то время как ход охватываемой опорной стороны остается постоянным, ограничивает переход между первым охватываемым резьбовым участком 16 и вторым охватываемым резьбовым участком 17 и, следовательно, соединение между второй нефиксирующей областью 23 и фиксирующей областью. 21.According to Fig. 2, in the second non-locking area 23, the stroke of the second male embedded side SFL_p2 and the stroke of the second male support side LFL_p2 are equal to each other and equal to the stroke of the first male support side LFL_p1 relative to the location of the second longitudinal side 25 of the fixing area 10. In other words, the place where the stroke of the male embedded is changed side from the stroke of the first male embedded side SFL_p1 to the stroke of the second male embedded side SFL_p2 between the first male threaded section 16 and the second male threaded section 17. This change in the stroke of the male embedded side, while the stroke of the male support side remains constant, limits the transition between the first the male threaded portion 16 and the second male threaded portion 17 and, therefore, the connection between the second non-locking region 23 and the locking region. 21.

Аналогично, в пределах первой нефиксирующей области 22, ход второй охватывающей закладной стороны SFL_b2 и ход второй охватывающей опорной стороны LFL_b2 равны друг другу и равны ходу первой охватывающей опорной стороны LFL_b1 относительно расположения первой продольной стороны 24 фиксирующей области 21. Таким образом, аналогично второй нефиксирующей области 23 место изменения хода охватывающей закладной стороны ограничивает переход между первым охватывающим резьбовым участком 19 и вторым охватывающим резьбовым участком 20 и, следовательно, соединение между первой нефиксирующей областью 22 и фиксирующей областью 21.Similarly, within the first non-locking area 22, the stroke of the second female embedded side SFL_b2 and the stroke of the second female support side LFL_b2 are equal to each other and equal to the stroke of the first female support side LFL_b1 relative to the location of the first longitudinal side 24 of the locking area 21. Thus, similarly to the second non-locking area 23, the change point of the female embedded side's stroke limits the transition between the first female threaded section 19 and the second female threaded section 20 and, therefore, the connection between the first non-locking area 22 and the locking area 21.

Первая продольная сторона 24 фиксирующей области 21 и вторая продольная сторона 25 фиксирующей области 21 ограничены местом, где меняется ход закладной стороны на соответствующих резьбовых зонах 9, 10. Как охватываемая, так и охватывающая резьбовые зоны 9, 10 имеют уникальное изменение величины хода закладной стороны, в то время как ход опорной стороны остается постоянными на всем протяжении резьбовых зон 9, 10. Изменения происходят внезапно и проявляются менее чем за один оборот, предпочтительно менее 180°.The first longitudinal side 24 of the locking area 21 and the second longitudinal side 25 of the locking area 21 are limited by the place where the stroke of the embedded side changes on the respective threaded areas 9, 10. Both the male and female threaded areas 9, 10 have a unique change in the amount of stroke of the embedded side, while the stroke of the supporting side remains constant throughout the threaded areas 9, 10. The changes occur suddenly and occur in less than one revolution, preferably less than 180°.

Альтернативно, согласно второму варианту осуществления изобретения, как показано на фиг. 5, охватываемая и охватывающая резьбовые зоны 9, 10 имеют постоянный ход закладной стороны, но уникальное изменение значения хода опорной стороны, при этом указанные места изменения опорной стороны в соответствующих охватываемой и охватывающей резьбовой зонах 9, 10 находятся в двух различных местах.Alternatively, according to a second embodiment of the invention, as shown in FIG. 5, the male and female threaded zones 9, 10 have a constant stroke of the embedded side, but a unique change in the value of the stroke of the supporting side, while the indicated places of change of the supporting side in the corresponding male and female threaded zones 9, 10 are in two different places.

По изобретению, только определенное количество витков резьбы 11 каждой из охватываемой и охватывающей резьб находятся в данной конкретной фиксирующей конфигурации и задействованы в фиксирующей области 21. Фиксирующая область 210 находится в стороне от первого и последнего витка резьбы резьбовой зоны 9 и 10. По меньшей мере первый и последний витки резьбы как охватываемой, так и охватывающей резьбовых зон не находятся в фиксирующей конфигурации. Фиксирующая область 21 составляет более 55%, предпочтительно более 60% и еще более предпочтительно более 70% от общей длины свинчивания зацепляемых витков охватываемой и охватывающей резьбы 11, т.е. длина фиксирующей области 21 плюс длины обеих нефиксирующих областей 22 и 23.According to the invention, only a certain number of threads 11 of each of the male and female threads are in this particular locking configuration and are engaged in the locking area 21. The locking area 210 is located away from the first and last threads of threaded areas 9 and 10. At least the first and the final threads of both the male and female threaded areas are not in a locking configuration. The fixing area 21 constitutes more than 55%, preferably more than 60% and even more preferably more than 70% of the total make-up length of the engaged turns of the male and female threads 11, i.e. the length of the fixing area 21 plus the lengths of both non-fixing areas 22 and 23.

Например, фиксирующая область 21 содержит от десяти до шестнадцати витков резьбы, при этом вся охватывающая резьбовая зона 10 содержит по меньшей мере шестнадцать витков резьбы, а вся охватываемая резьбовая зона 9 содержит по меньшей мере шестнадцать витков резьбы.For example, the locking area 21 contains from ten to sixteen threads, with the entire female threaded area 10 containing at least sixteen threads, and the entire male threaded area 9 containing at least sixteen threads.

Витки резьбы 11 охватываемой резьбовой зоны 9 и охватывающей резьбовой зоны 10 содержат идеальные витки резьбы 26 и неидеальные витки резьбы 27.The thread turns 11 of the male threaded zone 9 and the female threaded zone 10 contain ideal thread turns 26 and non-ideal thread turns 27.

Идеальные витки резьбы 26 имеют свои вершины 13 и впадины 15, параллельные конусной образующей. Более того, указанные идеальные витки резьбы имеют постоянную радиальную высоту вдоль резьбовых зон 9, 10. Таким образом, боковые стороны 12 и 14 этих идеальных витков резьбы 26 обеспечивают большую поверхность для взаимодействия с другими витками резьбы 11.Ideal thread turns 26 have their peaks 13 and valleys 15 parallel to the conical generatrix. Moreover, these ideal threads have a constant radial height along the threaded areas 9, 10. Thus, the flanks 12 and 14 of these ideal threads 26 provide a large surface for interaction with other threads 11.

Неидеальные витки резьбы 27 не полностью образованы на соединении, например, из-за отсутствия доступного количества материала в толщине стенки, так что вершины 13 витков резьбы охватываемой и охватывающей резьбовых зон 9, 10 параллельны продольной оси X соединения, поскольку материал в толщине стенки становится недоступным. Это облегчает механическую обработку. Неидеальные витки резьбы 27 расположены во втором охватываемом резьбовом участке 17. Неидеальные витки резьбы 27 расположены во втором охватывающем резьбовом участке 20. Неидеальные витки резьбы 27 во втором охватываемом резьбовом участке 17 и во втором охватывающем резьбовом участке 20 повышают эффективность натяжения резьбового трубного соединения.Non-ideal threads 27 are not fully formed at the joint, for example due to a lack of available material in the wall thickness, so that the thread crests 13 of the male and female threaded zones 9, 10 are parallel to the longitudinal axis X of the joint as material in the wall thickness becomes unavailable . This makes machining easier. Non-ideal threads 27 are located in the second male threaded section 17. Non-ideal threads 27 are located in the second female threaded section 20. Non-ideal threads 27 in the second male threaded section 17 and in the second female threaded section 20 increase the tensioning efficiency of the threaded pipe connection.

Витки резьбы 11 с минимальной шириной впадин неидеальны вблизи перехода с нерезьбовыми участками в сторону тела трубы 3 или 5. Высота неидеальных витков резьбы 27 меньше обычной высоты других витков резьбы, т.е. идеальных витков резьбы 26, в фиксирующей области 21.Thread turns 11 with a minimum width of the recesses are not ideal near the transition with unthreaded sections towards the pipe body 3 or 5. The height of the non-ideal thread turns 27 is less than the usual height of other thread turns, i.e. There are 26 ideal thread turns, 21 in the fixing area.

Середина М фиксирующей области 21, определенная на осевой половине длины фиксирующей области 21. Соединение определено так, что средний диаметр линии шага TDavg, который является средним радиальным расстоянием между продольной осью X и линией шага 28 (см. фиг. 6), проходящей через половину радиальной высоты опорных сторон 12 витков резьбы 11 в фиксирующей области 21, в среднем месте фиксации М, выглядит следующим образомThe midpoint M of the locking region 21, defined at the axial half of the length of the locking region 21. The connection is defined such that the average diameter of the pitch line TDavg, which is the average radial distance between the longitudinal axis X and the pitch line 28 (see Fig. 6), passing through the half radial height of the supporting sides 12 turns of thread 11 in the fixing area 21, in the middle place of fixation M, looks like this

(ODmin+IDmin) ÷ 2<TDavg <(ODmax+IDmax) ÷ 2(ODmin+IDmin) ÷ 2<TDavg <(ODmax+IDmax) ÷ 2

где ODmin - минимальный наружный диаметр тела трубы 3 или 5, т.е. номинальный наружный диаметр тела трубы 3 или 5, как определено, например, в API, за вычетом производственных допусков,where ODmin is the minimum outer diameter of the pipe body 3 or 5, i.e. nominal outside diameter of the pipe body 3 or 5, as defined, for example, in the API, less manufacturing tolerances,

ODmax - максимальный наружный диаметр тела трубы 3 или 5, т.е. номинальный наружный диаметр тела трубы 3 или 5, как определено, например, в API, плюс производственные допуски, аODmax - maximum outer diameter of the pipe body 3 or 5, i.e. the nominal outside diameter of the pipe body is 3 or 5, as defined, for example, by API, plus manufacturing tolerances, and

Idmax - максимальный внутренний диаметр охватываемого элемента 4, т.е. или максимальный наружный проходной диаметр, как определено, например, в API.Idmax is the maximum internal diameter of the male element 4, i.e. or the maximum outside bore diameter as defined, for example, in the API.

Согласно одному примеру первого варианта осуществления изобретения,According to one example of the first embodiment of the invention,

OD=7,625 дюйма или 193,675 ммOD=7.625 inches or 193.675 mm

Максимальный допуск на наружный диаметр трубы по API ODmax составляет 101% номинального наружного диаметра тела трубы, a ODmin составляет 99,5% номинального наружного диаметра тела трубы. Таким образом,The maximum API pipe outside diameter tolerance ODmax is 101% of the nominal outside diameter of the pipe body, and ODmin is 99.5% of the nominal outside diameter of the pipe body. Thus,

Минимальный допуск по API на толщину стенки WTmin составляет 87,5% оставшейся толщины стенки тела трубы.The API minimum wall thickness tolerance WTmin is 87.5% of the remaining wall thickness of the pipe body.

Для того чтобы середина М находилась в середине соединения, приемлемый диаметр линии шага TDavg в среднем месте фиксации М является средним значением номинальных OD и ID.To ensure that the middle of M is in the middle of the connection, the acceptable pitch line diameter TDavg at the middle fixation location of M is the average of the nominal OD and ID.

Благодаря изобретению и приведенному выше определению среднего диаметра линии шага TDavg, идеальные витки резьбы 26 предназначена для фиксирующей области 21, даже с учетом наихудших допусков API для труб. Предпочтительно, поскольку длина зоны идеальной резьбы зависит от параметров трубы и допусков на наружный диаметр, идеальная резьбовая зона выбирается так, чтобы иметь идеальную резьбу по длине, превышающей требуемую фиксирующую область 21.Thanks to the invention and the above definition of the average pitch line diameter TDavg, ideal threads 26 are designed for the locking area 21, even taking into account the worst API tolerances for pipes. Preferably, since the length of the ideal thread zone depends on pipe parameters and outside diameter tolerances, the ideal thread zone is selected to have an ideal thread length greater than the required locking area 21.

Длина фиксирующей области 21 дополнительно ограничена в соответствии с расстоянием между средним местом фиксации М, которое определяется на осевой половине длины фиксирующей области 21, и первой и второй сторонами 24 и 25 указанной фиксирующей области 21. Длина Lnl от среднего места фиксации М до продольной стороны 24 или 25 фиксирующей области 21, либо первой продольной стороны 24 фиксирующей области 21, либо второй продольной стороны 25 фиксирующей области 21, такова, чтоThe length of the fixing region 21 is further limited in accordance with the distance between the middle fixing point M, which is determined at the axial half of the length of the fixing region 21, and the first and second sides 24 and 25 of said fixing region 21. The length Lnl from the middle fixing point M to the longitudinal side 24 or 25 of the fixing region 21, or the first longitudinal side 24 of the fixing region 21, or the second longitudinal side 25 of the fixing region 21, such that

где THpitch - вертикальное расстояние от линии шага 28 до впадины 15 или вершины 13 в фиксирующей области,where THpitch is the vertical distance from the pitch line 28 to the trough 15 or peak 13 in the fixing area,

BCCSD - диаметр критического сечения вместилища,BCCSD - diameter of the critical section of the container,

а taper - конусность резьбовой зоны 9 или 10, т.е. tan(θ), как объясняется ниже.and taper - taper of the threaded zone 9 or 10, i.e. tan(θ) as explained below.

BCCSD определяется как диаметр охватывающего элемента в месте соединения впадины 15 и опорной стороны 12 зацепляемого витка резьбы 11, ближайшей ко второму телу трубы 5, другими словами, виток резьбы 11 охватывающей резьбовой зоны 10 имеет опорную сторону 12 в контакте с соответствующей опорной стороной 12 охватываемой резьбовой зоны 9 и находящейся ближе всего ко второму телу трубы 5.BCCSD is defined as the diameter of the female element at the junction of the root 15 and the support side 12 of the engaged thread 11 closest to the second body of the pipe 5, in other words, the thread 11 of the female threaded area 10 has the support side 12 in contact with the corresponding support side 12 of the male thread zone 9 and pipe 5 located closest to the second body.

Это определение расстояния между средним местом фиксации М и сторонами фиксирующей области 21, при этом витки резьбы в нефиксирующих областях остаются с осевой шириной витка резьбы, которая достаточно велика, чтобы гарантировать, что соединение обеспечивает хорошее поведение при сдвиге или выскакивании. Действительно, благодаря указанному определению Lnl и описанному выше определению TDavg, среднее место фиксации М находится не слишком близко от оконечных поверхностей 7 или 8, смещение среднего места фиксации в сторону указанных оконечных поверхностей 7 или 8 привело бы к тому, что передние витки резьбы охватываемого элемента 4 или охватывающего элемента 6 были бы слишком узкими и нарушали бы соединение при сдвиге или выскакивании.This is the determination of the distance between the middle locking location M and the sides of the locking area 21, leaving the threads in the non-locking areas with an axial thread width that is large enough to ensure that the connection provides good shear or pop-out behavior. Indeed, thanks to the specified definition of Lnl and the above-described definition of TDavg, the middle fixation point M is not too close to the end surfaces 7 or 8, the displacement of the middle fixation point towards the specified end surfaces 7 or 8 would lead to the fact that the front threads of the male element 4 or female member 6 would be too narrow and would break the connection when sliding or popping out.

Для снижения затрат на механическую обработку охватываемый элемент 4 и охватывающий элемент 6 сначала обтачивают под углом конусности 9 предполагаемой резьбовой зоны 9 или 10, и этот заготовленный угол конусности 9 станет вершиной 13 определяющей резьбу. Таким образом, нет необходимости в дополнительной механической обработке вершин резьбы 13. Вершины 13 согласно этому варианту осуществления параллельны оси конусности резьбовых зон 9, 10, как показано на Фиг. 5.To reduce the cost of machining, the male element 4 and the female element 6 are first ground at a taper angle 9 of the intended threaded zone 9 or 10, and this prepared taper angle 9 will become the vertex 13 defining the thread. Thus, there is no need for additional machining of the thread crests 13. The crests 13 according to this embodiment are parallel to the taper axis of the threaded areas 9, 10, as shown in FIG. 5.

Последовательно осуществляют механическую обработку как опорной стороны 12, так и закладной стороны 14 витков резьбы. Запуск обрабатывающих резцов для соответствующей механической обработки опорных сторон 12 и закладных сторон 14 начинается в пределах фаски 72 для охватываемого элемента 4 и фаски 81 для охватывающего элемента 6. Механическая обработка резьбы не влияет на высоту оконечных поверхностей 7 и 8, что позволяет обеспечить допуски на свинчивание на этапе введения охватываемого элемента 4 в охватывающий элемент 6 и избежать повреждения первых закладных поверхностей. Предпочтительно, чтобы механическая обработка начиналась на расстоянии менее 0,15 мм от соответствующих оконечных поверхностей 7 и 8 в радиальном направлении.Mechanical processing of both the support side 12 and the embedded side 14 of thread turns is carried out sequentially. The launch of the machining cutters for the corresponding machining of the supporting sides 12 and the embedded sides 14 begins within the chamfer 72 for the male element 4 and the chamfer 81 for the female element 6. The machining of the thread does not affect the height of the end surfaces 7 and 8, which allows for make-up tolerances at the stage of introducing the male element 4 into the female element 6 and avoid damage to the first embedded surfaces. Preferably, machining starts at a distance of less than 0.15 mm from the respective end surfaces 7 and 8 in the radial direction.

Впадина 15 витков резьбы 11 получается благодаря последовательному использованию первой конечной траектории резьбы для механической обработки по меньшей мере опорной стороны 12, которая также может механически обрабатывать часть профиля впадины 15, смежную с опорной стороной 12, а затем использованию второй конечной траектории резьбы для механической обработки закладной стороны 14, которая также может механически обрабатывать часть профиля впадины 15, смежную с закладной стороной 14. Нет необходимости в третьей вставке для механической обработки профиля впадины 15, поскольку профиль впадины 15 изменяется от минимального значения ширины WRpmin до максимального значения ширины впадины WRpmax для охватываемого элемента 4, и от минимального значения ширины WRbmin до максимального значения ширины впадины WRbmax для охватывающего элемента 6 таким образом, чтоThe root 15 of the threads 11 is obtained by sequentially using a first final thread path to machine at least the support side 12, which may also machine a portion of the profile of the root 15 adjacent to the support side 12, and then using a second final thread path to machine the embed. side 14, which can also machine the portion of the cavity profile 15 adjacent to the embedded side 14. There is no need for a third insert to machine the cavity profile 15 since the cavity profile 15 varies from a minimum width value WRpmin to a maximum cavity width value WRpmax for the male member 4, and from the minimum value of the width WRbmin to the maximum value of the cavity width WRbmax for the female element 6 in such a way that

WRbmax ≤2*WRbminWRbmax ≤2*WRbmin

иAnd

WRpmax ≤2 * WRpminWRpmax ≤2 * WRpmin

ПредпочтительноPreferably

WRbmax ≤ 4 ммWRbmax ≤ 4 mm

иAnd

WRbmax ≤ 4 ммWRbmax ≤ 4 mm

Предпочтительно,Preferably,

WRbmaх≤2*WRbmin-0,5mmWRbmax≤2*WRbmin-0.5mm

иAnd

WRрmaх≤2*WRрmin-0,5mmWRрmax≤2*WRрmin-0.5mm

WRpmin может составлять около 2,2 мм в одном примере изобретения.WRpmin may be about 2.2 mm in one example of the invention.

Варианты, когда WRpmax и WRbmax не находятся в одной плоскости в конце свинчивания, как показано на Фиг. 1, также входят в объем настоящего изобретения.Options where WRpmax and WRbmax are not in the same plane at the end of make-up, as shown in Fig. 1 are also within the scope of the present invention.

Чтобы облегчить свинчивание, обработка поверхности производится только на охватывающем элементе 6, а вокруг охватываемого элемента 4 перед свинчиванием дополнительно наносят смазку. Альтернативно, поверхность как охватываемого элемента 4, так и охватывающего элемента 6 может быть обработана. Например, обработка поверхности может представлять собой обработку фосфатом цинка.To facilitate make-up, surface treatment is carried out only on the female element 6, and additional lubricant is applied around the male element 4 before screwing. Alternatively, the surface of both the male element 4 and the female element 6 can be processed. For example, the surface treatment may be a zinc phosphate treatment.

Claims

1. A threaded connection comprising a first pipe component (1) and a second pipe component (2),

the first pipe component (1) contains a first pipe body (3) and a male element (4), the male element (4) is located at the distal end of the first pipe body (3), the outer peripheral surface of the male element (4) contains at least one male a threaded zone (9), said at least one male threaded zone (9) located along the longitudinal axis (X) of the threaded connection between the first pipe body (3) and the male end surface (7),

the second pipe component (2) contains a second pipe body (5) and a female element (6), the female element (6) is located at the distal end of the second pipe body (5), the inner peripheral surface of the female element (6) contains at least one female a threaded zone (10), said at least one female threaded zone (10) located along the longitudinal axis (X) of the threaded connection between the second pipe body (5) and the female end surface (8),

the male threaded area (9) has a first male threaded section (16) and a second male threaded section (17), the first male threaded section (16) is located along the longitudinal axis (X) of the threaded connection between the second male threaded section (17) and the first body pipe (3), the width of the thread recesses (WR _p1 ) of the first male threaded section (16) decreases in the direction oriented from the male end surface (7) in the direction of the first pipe body (3), the width of the thread recesses (WR _p2 ) of the second male threaded section section (17) is constant, the specified root width (WR _p2 ) of the second male threaded section (17) represents the minimum width of the root of the male threaded area (9), the turn of the male thread (18) closest to the male end surface (7) represents maximum width of the recesses of the male threaded area (9),

the female threaded area (10) contains a first female threaded section (19) and a second female threaded section (20), the first female threaded section (19) is located along the longitudinal axis (X) of the threaded connection between the second female threaded section (20) and the second body pipe (5), the width of the thread recesses (WR _b1 ) of the first female threaded section (19) decreases along the direction oriented from the female end

surface (8) in the direction of the second pipe body (5), the thread root width (WR _b2 ) of the second female threaded section (20) is constant, the specified thread root width (WR _b2 ) of the second female threaded section (20) represents the minimum width of the female thread roots threaded area (10), the female thread turn closest to the female end surface (8) represents the maximum width of the female threaded area (10) gullies,

wherein the first male threaded portion (16) and the first female threaded portion (19) are partially assembled in a self-locking configuration to provide a locking region (21) in the threaded connection, and wherein the threaded connection is a flush connection.

2. A threaded connection according to claim 1, wherein the first male threaded portion (16) contains at least 90% of threads having the same flank height along the threaded area, and wherein the first female threaded portion (19) contains at least 90% of threads having the same flank height along the threaded area.

3. Threaded connection according to claim 1 or 2, in which the locking area (21) of the completed connection is more than 55% of the total assembled length of the engaged male and female threads (11).

4. A threaded connection according to any of the previous paragraphs, in which the locking area (21) is located between the first non-locking area (22) and the second non-locking area (23).

5. Threaded connection according to any of the previous paragraphs, in which the male threaded area (9) contains one continuous spiral, so that the stroke of the male embedded sides (SFL_p) changes at one point of change of the male embedded sides in the male threaded area (9), and the female the threaded zone (10) contains one continuous spiral, so that the stroke of the female embedded sides (SFL_b) changes at one point of change of the female embedded side in the female threaded zone (10), the place of change of the male embedded side and the place of change of the female embedded side are in different places along the longitudinal axis (X) of the threaded connection, so that the locking area (21) is defined between the place of change of the male embedded side and the places of change of the female embedded side, and the stroke of the male supporting sides (LFL_p) remains constant along the male threaded area (9), and the move

of the female supporting sides (LFL_b) remains constant along the female threaded area (10).

6. Threaded connection according to any one of paragraphs. 1-4, in which the male threaded area (9) contains one continuous helix, so that the stroke of the male support sides (LFL_p) changes at one point of change of the male support side in the male threaded area (9), and the female threaded area (10) contains one continuous helix, such that the stroke of the female bearing sides (LFL_b) changes at one point of change of the female support side in the female threaded area (10), the point of change of the male support side and the point of change of the female support side are at different places along the longitudinal axis (X) threaded connection, so that the locking area (21) is defined between the place of change of the male support side and the place of change of the female support side, and the stroke of the male embedded sides (SFL_p) remains constant along the male threaded area (9), and the stroke of the female embedded sides ( SFL_b) remains constant along the female threaded area (10).

7. The threaded connection according to any of the previous paragraphs, in which the degree of taper in the locking area (21) is less than 0.2 mm.

8. Threaded connection according to any of the previous paragraphs, in which the male and female threaded zones (9, 10) have a conical generatrix, which forms the cone angle ( ) with the longitudinal axis (X) of the threaded connection, and the taper corresponding to tan (taper angle) can be 1/8 or 1/6, which corresponds to a taper angle of 3.6° and 4.8°, respectively, and in this case, the peaks (13) and valleys (15) of the male and female threads (11) of the threaded zones (9, 10) are parallel to the conical generatrix in the fixing area (21).

9. A threaded connection according to any of the previous paragraphs, wherein the middle fixing point (M) is identified at the axial half of the length of the fixing area (21), so that the diameter of the pitch line TDavg at the middle fixing point M is as follows:

(Odmin + IDmin) ÷ 2 < TDavg < (Odmax + IDmax) ÷ 2,

where ODmin is the minimum outer diameter of the pipe body (3, 5),

Idmin - minimum internal diameter of the male element (4),

ODmax is the maximum outer diameter of the pipe body (3, 5), and

Idmax - maximum internal diameter of the male element (4).

10. Threaded connection according to any of the previous paragraphs, in which the middle fixing point (M) is identified on the axial half of the length of the fixing area (21), so that the length Lnl from this middle fixing point (M) to the longitudinal side (24, 25) of the fixing region (21) is such that

Lnl ≥ TDavg − BCCSD − 2 x THpitch ÷ taper,

where THpitch is the radial distance from the pitch line to the trough (15) or peak (13) in the fixing area (21),

BCCSD - diameter of the critical section of the container,

taper - taper of the threaded area.

11. Threaded connection according to any of the previous paragraphs, in which the maximum value of the width of the recesses (WRpmax) of the male threaded area (9) is set below twice the minimum value of the width of the recesses (WRpmin) of the male threaded area (9), and/or the maximum value of the width of the female recesses (WRbmax) of the female threaded area (10) is set below twice the minimum width of the recesses (WRbmin) of the female threaded area (10)

WRbmax ≤ 2 * WRbmin

and/or

WRpmax ≤ 2 * Wrpmin.

12. Threaded connection according to any of the previous paragraphs, in which the recess (15) of the female thread closest to the second pipe body (5) has the same width of the recess as the recess (15) of the male thread (18) closest to the first pipe body (3).

13. Threaded connection according to any of the previous paragraphs, in which the corresponding thread turns (11) of the second male threaded section (17) and/or the second female threaded section (20) have a thread height less than the height of a thread having the same height of the lateral surface along the threaded zones, and/or thread run-out teeth.

14. A threaded connection according to any of the previous paragraphs, wherein the female threaded area (10) begins with the female end surface (8), and the male threaded area (9) begins with the male end surface (7).

15. Threaded connection according to any of the previous paragraphs, in which the threads (11) of the male threaded area (9) and the threads of the female thread

zones (10) have a dovetail profile, and α and β are the angle of the supporting and, accordingly, embedded side with the perpendicular to the longitudinal axis (X) of the threaded connection, both α and β are less than 5°.

16. A threaded connection according to any of the previous paragraphs, in which both the crests (13) of the turns of the male thread (11) and the crests (13) of the turns of the female threads (11) interact with the corresponding recesses (15) in the locking area (21), so that the diameter interference in the valley/peak interaction region is between 0.0020 and 0.0030 of the nominal outer diameter of the pipe body (3, 5).

17. The threaded connection according to any of the previous paragraphs, in which the threaded connection does not have any distal abutment surface, the male end surface (7) is located axially away from the female element (6), and, accordingly, the female end surface (8 ) is located axially away from the male element (4).

18. Threaded connection according to any of the previous paragraphs, in which both the male and female elements (4, 6) do not have any additional sealing surfaces other than the locking area (21).

19. Threaded connection according to any of the previous paragraphs, in which the first pipe component (1) and the second pipe component (2) are made as one piece, each of the first pipe component (1) and the second pipe component (2) contains a male element (4 ) and the female element (6).

20. Threaded connection according to any of the previous paragraphs, in which the male threaded area (9) and the female threaded area (10) are made with single-start threads.