RU66470U1 - Герметичное соединение металлических труб диаметром 219-324 мм - Google Patents

Герметичное соединение металлических труб диаметром 219-324 мм Download PDF

Info

Publication number
RU66470U1
RU66470U1 RU2005129659/06U RU2005129659U RU66470U1 RU 66470 U1 RU66470 U1 RU 66470U1 RU 2005129659/06 U RU2005129659/06 U RU 2005129659/06U RU 2005129659 U RU2005129659 U RU 2005129659U RU 66470 U1 RU66470 U1 RU 66470U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
connection
diameter
pipe
metal pipes
coupling
Prior art date
Application number
RU2005129659/06U
Other languages
English (en)
Inventor
Леонид Васильевич Макурин
Алексей Сергеевич Дегай
Михаил Васильевич Зуев
Александр Игоревич Степанов
Евгений Сергеевич Зырянов
Юрий Григорьевич Губин
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Северский трубный завод"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "Северский трубный завод" filed Critical Открытое акционерное общество "Северский трубный завод"
Priority to RU2005129659/06U priority Critical patent/RU66470U1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU66470U1 publication Critical patent/RU66470U1/ru

Links

Landscapes

  • Earth Drilling (AREA)
  • Non-Disconnectible Joints And Screw-Threaded Joints (AREA)

Abstract

Изобретение направлено на повышение надежности герметичного соединения для скважин с интенсивностью искривления до 5 градусов/10 метров, путем обеспечения постоянной величины контактной площади в торцевом сопряжении «труба-муфта». Указанный результат достигается тем, что в известном герметичном соединении металлических труб, содержащем сопрягаемые внутренний и наружные элементы с резьбовыми коническими участками и конической уплотнительной поверхностью на концевой части, угол конусности уплотнительных поверхностей внутреннего и наружного элементов выполнен в пределах 11-35° к плоскости, перпендикулярной оси трубы соединения. Кроме того, резьбовой шаг выбран в пределах 2,5-5,5 мм с высотой профиля 1,20-1,85 мм.

Description

Изобретение относится к резьбовому соединению металлических обсадных труб, применяемых при строительстве и эксплуатации вертикальных, наклонно-направленных и горизонтальных скважин на нефтяных, газовых и газоконденсатных месторождениях.
Известно высокогерметичное резьбовое муфтовое соединение (ОТТГ) для труб различного диаметра, герметичность которого обеспечивается за счет сопряжения внутренних и наружных элементов контакта поверхностей трубы и муфты и контакта торца трубы с упорным торцом муфты, (см ГОСТ 632-80, Трубы обсадные и муфты к ним. М., Госстандарт, 1989 г.).
К основным недостаткам этого резьбового соединения следует отнести то, что при превышении усилия свинчивания резьбового соединения, возможна деформация («гофрирование») торца трубы, а при искривленных стволах скважин в соединении возникают дополнительные напряжения, величина которых превышает минимально допустимое напряжение в плоскости торца трубы.
Известно резьбовое соединение труб эксплуатационных колонн диаметром до 168 мм, включающее взаимодействующую с конусной резьбовой поверхностью конца трубы муфту с цилиндрической расточкой на внутренней поверхности у торцов, причем длина цилиндрической расточки муфты выбрана больше 200 мм (см описание к патенту РФ №2060349, МПК (6) Е 21 В 17/08, от 28.07.1992 г.).
Однако резьбовое соединение с указанными параметрами рассчитано для труб диаметром до 168 мм и оно не может обеспечить надежность и герметичность соединения обсадных труб диаметром 219-324 мм.
Наиболее близким по технической сущности является герметичное соединение металлических труб, содержащее сопрягаемые внутренний и наружный элементы с резьбовыми коническими участками и конической уплотнительной поверхностью на концевой части, причем длина уплотнительной поверхности наружного элемента больше той же длины внутреннего. Конусность уплотнительных поверхностей внутреннего и наружного элементов выполнена в диапазоне 6,25-9,25% относительно оси соединения, а длина поверхности внутреннего элемента, контактирующей с соответствующей поверхностью наружного элемента, составляет 0,5-2,5 мм. На концевой части внутреннего элемента выполнен выступ с конической посадочной поверхностью, а на концевой части наружного элемента выполнено ответное гнездо с поверхностью, ответной указанной, причем угол конусности выполнен 5-10° к плоскости, перпендикулярной оси соединения (см описание к патенту РФ №2058505, МПК (6) F 16 J 15/00, Е 21 В 17/08 от 02.10.1989 г.).
К недостаткам известного герметичного соединения металлических труб следует отнести то, что надежность такого соединения для скважин с интенсивностью искривления до 5°/10 метров недостаточна, из-за того, что величина контактной площади в торцевом сопряжении «труба-муфта», обеспечивается только путем нормативного изменения толщины стенки.
Техническим результатом, на решение которого направлено заявляемое изобретение, является повышение надежности герметичного соединения для скважин с интенсивностью искривления до 5°/10 метров, путем обеспечения постоянной величины контактной площади в торцевом сопряжении «труба-муфта».
Указанный результат достигается тем, что в известном герметичном соединении металлических труб, содержащем сопрягаемые внутренний и наружные элементы с резьбовыми коническими участками и конической уплотнительной поверхностью на концевой части, угол конусности уплотнительных поверхностей внутреннего и наружного элементов
выполнен в пределах 11-35° к плоскости, перпендикулярной оси соединения. Кроме того, резьбовой шаг выбран в пределах 2,5-5,5 мм с высотой профиля 1,20-1,85 мм. Такие параметры резьбы позволяют достичь равнопрочность резьбового соединения с телом трубы.
Экспериментально установлено, что выбор угла конусности поверхностей в пределах 11-35° к плоскости перпендикулярной оси соединения объясняется тем, что при конусности менее 11° и изгибающих нагрузках при 5°/10 метров происходит увеличение нормальных напряжений, которое может привести к началу пластической деформации. При конусности поверхностей более 35° происходит увеличение касательных напряжений до максимальных значений.
Для обоснования проверки прочности и герметичности уплотнительного торцевого уплотнения по экспериментальным данным был проведен расчет заявляемых предельных параметров. Данные по расчету параметров приведены в Приложении 1.
Сущность заявляемого изобретения поясняется чертежом, где на Фиг.1 - изображено герметичное соединение металлических труб.
Герметичное резьбовое соединение металлических труб диаметром 219-324 мм, включает участок трубы 1, и муфту 2, сопряженных по внутреннему конусному резьбовому участку 3 трубы 1 и внутреннему конусному резьбовому участку 4 муфты 2. Угол конусности сопряженного участка трубы 1 к плоскости перпендикулярной оси соединения в муфте 2 выполнен в пределах 11-35°.
Сборка заявляемого герметичного резьбового соединения производится в обычном порядке. При спуске колонны труб в скважину, конец трубы опускают в муфту и с помощью механических средств свинчивают резьбовое соединение.
Проведенные стендовые испытания образцов труб диаметром 219-324 мм для скважин с интенсивностью искривления до 5°/10 метров показали, способность предлагаемого резьбового соединения выдерживать двукратное
свинчивание-развинчивание без повреждения уплотнительных элементов и обеспечить его герметичность при изгибе 5°/10 метров.
В августе 2005 года были проведены промысловые испытания труб диаметром 219-324 мм на газоконденсатном месторождении Краснодарского края, которые подтвердили надежность герметичного соединения в наклонно-направленной скважине.
Определение параметров предельных углов конусности поверхностей к плоскости перпендикулярной оси соединения
В проведенных расчетах, принималось во внимание то, что теоретическая величина напряжения возникающего в плоскости торца трубы при приложении к ней осевой растягивающей силы, изгибающего момента и внутреннего давления, должна удовлетворять неравенству
где δP.И. - напряжение от осевой нагрузки, кгс/мм2;
δИзг. - напряжение от изгиба, кгс/мм2;
δВн.д. - величина внутреннего давления, кгс/мм2;
Напряжение от осевой нагрузки δР.И, кгс/мм2 определяли по формуле
где РP - разрушающая нагрузка для резьбовых соединений, кгс ([2] РД 39.7/1.0001.89. Инструкция по расчету обсадных колонн для нефтяных и газовых скважин.);
РИ - дополнительная осевая нагрузка, вызванная изгибом колонны, кгс;
F - площадь торца трубы сопрягаемого с упорным уступом муфты, мм2.
Дополнительная осевая нагрузка, вызванная изгибом колонны РИ, кгс определялась по формуле
где q - вес 1 метра обсадной трубы [1], кг;
D - наружный диаметр, мм;
α0 - угол изгиба колонны на 10 м, град.
Например, для соединения металлических труб диаметром 245×10 мм, группы прочности «Л» с интенсивностью искривления до 5°/10 метров:
δР.И.=29,2 кгс/мм2
δИзг.=21 кгс/мм2 0,8[δТек.min.]=53,44 кгс/мм2.
δВн.д.=4,3 кгс/мм2
δР.И.Изг.Вн.д.>0,8 [δТек.min.]
Для выполнения условия (1) требуется увеличить площадь торца трубы сопрягаемого с упорным уступом муфты за счет угла α сопряжения торца трубы и уступа муфты в соответствии с заявляемым изобретением
Cosα=0,8[δТек.min.]/δР.И.Изг.Вн.д.
Cosα=0,9805, 0=11°
Для соединения металлических труб диаметром 245×12 мм, группы прочности «М» с интенсивностью искривления до 5°/10 метров:
δР.И.=48,8 кгс/мм2
δИзг.=21 кгс/мм2 0,8 [δТек.min.]=61,84 кгс/мм2.
δВн.д.=6,0 кгс/мм2
При выполнении условия (1) - Cosα=0,8[δТек.min.]/δР.И.Изг.Вн.д.,] α=35°.
Таким образом, при углах сопряжения α=11° и α=35°, между торцом трубы и упорным уступом муфты, резьбовое соединение сохраняет надежную герметичность при максимально допустимых нагрузках.

Claims (2)

1. Герметичное соединение металлических труб диаметром 219-324 мм, содержащее сопрягаемые внутренний и наружные элементы с резьбовыми коническими участками и конической уплотнительной поверхностью на концевой части, отличающееся тем, что угол конусности уплотнительных поверхностей внутреннего и наружного элементов выполнен в пределах 11-35° к плоскости, перпендикулярной оси трубы соединения.
2. Герметичное соединение металлических труб диаметра 219-324 мм по п.1, отличающееся тем, что шаг резьбы выбран в пределах 2,5-5,5 мм с высотой профиля 1,20-1,85 мм.
Figure 00000001
RU2005129659/06U 2005-09-08 2005-09-08 Герметичное соединение металлических труб диаметром 219-324 мм RU66470U1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005129659/06U RU66470U1 (ru) 2005-09-08 2005-09-08 Герметичное соединение металлических труб диаметром 219-324 мм

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005129659/06U RU66470U1 (ru) 2005-09-08 2005-09-08 Герметичное соединение металлических труб диаметром 219-324 мм

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU66470U1 true RU66470U1 (ru) 2007-09-10

Family

ID=38598796

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2005129659/06U RU66470U1 (ru) 2005-09-08 2005-09-08 Герметичное соединение металлических труб диаметром 219-324 мм

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU66470U1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009093929A1 (ru) * 2008-01-25 2009-07-30 Obshhestvo S Ogranichennoj Otvetstvennost'ju "Tmk-Premium Servises" Высокогерметичное резьбовое соединение

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009093929A1 (ru) * 2008-01-25 2009-07-30 Obshhestvo S Ogranichennoj Otvetstvennost'ju "Tmk-Premium Servises" Высокогерметичное резьбовое соединение

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4257707B2 (ja) ネジ式管継手
CA2418920C (en) Screw threaded joint for continuous-profile tubes
CN102639912B (zh) 螺纹连接件
MX2012011114A (es) Un sello mejorado entre tuberias.
CN102639911A (zh) 螺纹连接件
EA038944B1 (ru) Резьбовое соединение для стальной трубы
RU2704075C1 (ru) Резьбовое соединение обсадных труб
CN102047017B (zh) 衬里管与无衬里管的管接头组件及方法
JP2014500450A (ja) 改良されたパイプ間のシール
WO1984004352A1 (en) Tubular connection with cylindrical and tapered stepped threads
EA031062B1 (ru) Многоцелевое двухупорное герметичное соединение
RU66470U1 (ru) Герметичное соединение металлических труб диаметром 219-324 мм
RU116890U1 (ru) Герметичное муфтовое соединение нефтегазопромысловых труб
US12110746B2 (en) Threaded joint for production tubing
RU91118U1 (ru) Полая насосная штанга
RU2371565C2 (ru) Полая насосная штанга
RU115813U1 (ru) Труба насосно-компрессорная с высокогерметичным газоплотным резьбовым соединением "ksp-premium" (варианты)
RU165295U1 (ru) Герметичное резьбовое соединение нефтепромысловых труб
RU87200U1 (ru) Высокогерметичное резьбовое соединение
RU2808401C1 (ru) Резьбовое соединение насосно-компрессорных труб
RU2355926C2 (ru) Герметичное резьбовое соединение труб
RU2271430C2 (ru) Муфта соединительная насосно-компрессорных труб
RU2248438C1 (ru) Буровая штанга
CA2706286C (en) A high-tightness threaded joint
US20080289879A1 (en) Connection Assembly For Drill Collars or Heavy Drill Pipes

Legal Events

Date Code Title Description
QB1K Licence on use of utility model

Effective date: 20090715

QB1K Licence on use of utility model

Effective date: 20090721

QB1K Licence on use of utility model

Free format text: LICENCE

Effective date: 20141111