RU76099U1

RU76099U1 - SEALED THREADED CONNECTION OF OIL PIPES

Info

Publication number: RU76099U1
Application number: RU2008116802/22U
Authority: RU
Inventors: Владимир Петрович Алдохин; Юрий Федорович Емельянов; Алексей Сергеевич Мыслевцев; Павел Николаевич Сидоренко; Борис Юрьевич Щербаков
Original assignee: Общество С Ограниченной Ответственностью "Тмк-Премиум Сервис"
Priority date: 2008-04-30
Filing date: 2008-04-30
Publication date: 2008-09-10

Abstract

Полезная модель относится к области строительства и эксплуатации вертикальных, наклонно-направленных, горизонтальных скважин нефтяных и газовых месторождений со сложными условиями эксплуатации и может быть использована в обсадных трубах технологического назначения. Герметичное резьбовое соединение нефтепромысловых труб включает охватываемую и охватывающие трубы с коническими резьбами, упорными и уплотнительными поверхностями. Упорные поверхности контактируют между собой торцевой поверхностью на охватываемой трубе и ответной торцевой поверхностью на охватывающей трубе. Профиль конической резьбы имеет отрицательный угол по опорной грани. Высота профиля резьбы охватываемой трубы меньше высоты профиля резьбы охватывающей трубы. Торцевые поверхности выполнены увеличенными таким образом, что их площадь составляет не менее 60% тела трубы. Полезная модель позволяет повысить эксплуатационную надежность и эффективность герметичного соединения, минимизировать экологические риски. 1 н.п.ф., 1 ил.The utility model relates to the field of construction and operation of vertical, directional, horizontal wells of oil and gas fields with difficult operating conditions and can be used in technological casing pipes. The tight threaded connection of oilfield pipes includes male and female pipes with tapered threads, thrust and sealing surfaces. The thrust surfaces contact each other with an end surface on the male pipe and a counter end surface on the female pipe. The profile of the tapered thread has a negative angle along the reference face. The height of the thread profile of the male pipe is less than the height of the thread profile of the female pipe. The end surfaces are made enlarged so that their area is at least 60% of the pipe body. The utility model allows to increase the operational reliability and efficiency of a sealed connection, to minimize environmental risks. 1 n.p.f., 1 ill.

Description

Полезная модель относится к области строительства и эксплуатации вертикальных, наклонно-направленных, горизонтальных скважин нефтяных и газовых месторождений со сложными условиями эксплуатации и может быть использована в обсадных трубах технологического назначения.The utility model relates to the field of construction and operation of vertical, directional, horizontal wells of oil and gas fields with difficult operating conditions and can be used in technological casing pipes.

Известно герметичное резьбовое соединение нефтепромысловых труб, включающее охватываемую и охватывающую трубы с коническими резьбами и коническими уплотнительными и упорными поверхностями, первые из которых контактирующие между собой, выполнены соответственно на внешней поверхности торцевого участка охватываемой трубы в виде конической поверхности с конусностью в сторону оси этой трубы и на внутренней поверхности охватывающей трубы на участке между конической резьбой и телом трубы, а вторые контактирующие поверхности выполнены соответственно на охватываемой трубе в виде конической торцевой поверхности с углом конусности в направлении конической резьбы на этой трубе и ответной торцевой конической поверхности на охватывающей трубе, выполненной на участке перехода первой конической поверхности этой трубы к ее телу (FR патент 2798716, E16L 15/00, опубликован 23.03.2001 г.).A sealed threaded connection of oilfield pipes is known, including male and female pipes with tapered threads and tapered sealing and thrust surfaces, the first of which are in contact with each other, respectively made on the outer surface of the end portion of the male pipe in the form of a conical surface with a taper towards the axis of this pipe and on the inner surface of the female pipe in the area between the tapered thread and the pipe body, and the second contacting surfaces are made with responsibly on the male pipe in the form of a conical end surface with a taper angle in the direction of the conical thread on this pipe and a mating end conical surface on the female pipe made at the transition section of the first conical surface of this pipe to its body (FR patent 2798716, E16L 15/00, published March 23, 2001).

Данное техническое решение принято в качестве прототипа для заявленной полезной модели.This technical solution was made as a prototype for the claimed utility model.

В сложных условиях эксплуатации (сжатие и избыточный крутящий момент) в указанном резьбовом соединении возникают деформации, In difficult operating conditions (compression and excessive torque), deformations occur in the specified threaded connection,

нарушающие контакт конических поверхностей, приводящий к разгерметизации резьбового соединения.breaking contact of conical surfaces, leading to depressurization of the threaded connection.

Настоящая полезная модель направлена на решение технической задачи по недопущению разгерметизации соединения в сложных условиях эксплуатации при строительствах горизонтальных скважин большой протяженности, где возникает необходимость догружения и проворот колонны при ее спуске и по предотвращению проникновения нефти и газа в окружающую среду.This utility model is aimed at solving the technical problem of preventing joint depressurization in difficult operating conditions during the construction of long horizontal wells, where there is a need for loading and turning the column during its descent and to prevent the penetration of oil and gas into the environment.

Достигаемый технический результат заключается в повышении эксплуатационной надежности и эффективности герметичного соединения при действии сжимающих нагрузок и крутящих моментов, минимизации экологических рисков при использовании соединения на скважине.The technical result achieved is to increase the operational reliability and efficiency of the tight joint under the action of compressive loads and torques, to minimize environmental risks when using the joint in the well.

Указанный технический результат достигается тем, что в герметичном резьбовом соединении нефтепромысловых труб, включающем охватываемую и охватывающие трубы с коническими резьбами, упорными и уплотнительными поверхностями, первые из которых, контактирующие между собой выполнены в виде торцевой поверхности на охватываемой трубе и ответной торцевой поверхности на охватывающей трубе, при этом профиль конической резьбы имеет отрицательный угол по опорной грани, высота профиля резьбы охватываемой трубы меньше высоты профиля резьбы охватывающей трубы, а торцевые поверхности выполнены увеличенными таким образом, что их площадь составляет не менее 60% тела трубы.The specified technical result is achieved in that in a sealed threaded connection of oilfield pipes, including male and female pipes with tapered threads, thrust and sealing surfaces, the first of which contacting each other are made in the form of an end surface on the male pipe and a mating end surface on the female pipe while the profile of the tapered thread has a negative angle along the reference face, the height of the thread profile of the male pipe is less than the height of the thread profile washing pipe, and the end surfaces are made enlarged so that their area is at least 60% of the pipe body.

На фигуре 1 представлено герметичное резьбовое соединение нефтепромысловых труб.The figure 1 presents a tight threaded connection of oilfield pipes.

Соединение содержит охватываемую трубу 1 и охватывающую трубу 2, которые зацепляются друг с другом по конической резьбе 3 (изображена схематично).The connection includes a male pipe 1 and female pipe 2, which are engaged with each other by a tapered thread 3 (shown schematically).

На торцевом участке соединения содержатся упорный торец 4 охватываемой трубы 1 и упорный торец 5 охватывающей трубы 2, а также On the end section of the connection contains a thrust end 4 of the male pipe 1 and a thrust end 5 of the female pipe 2, and

включает в себя зону радиального уплотнения с наружной 6 и внутренней 7 коническими уплотнительными поверхностями.includes a radial seal zone with outer 6 and inner 7 conical sealing surfaces.

Торец 4 и уступ 5, а также уплотнительные поверхности 6 и 7 взаимодействуют друг с другом с определенным натягом и являются элементами основного уплотнения, обеспечивающего герметичность соединения.The end face 4 and the ledge 5, as well as the sealing surfaces 6 and 7 interact with each other with a certain tightness and are elements of the main seal, ensuring the tightness of the connection.

В соединении применена коническая резьба, профиль которой имеет отрицательный угол опорной грани а, а высота профиля резьбы охватываемой трубы 1 меньше высоты профиля резьбы охватывающей трубы 2. Основная функция резьбы - восприятие растягивающей нагрузки и изгиба и частично - сжимающей нагрузки.A conical thread is used in the connection, the profile of which has a negative angle of the support face a, and the height of the thread profile of the male pipe 1 is less than the height of the thread profile of the female pipe 2. The main function of the thread is the perception of tensile load and bending and partially compressive load.

Обеспечивающее герметичность уплотнение типа "металл-металл" расположено перед резьбой охватываемой трубы 1 со стороны меньшей образующей конуса резьбы. За счет уплотнения резьбовое соединение приобретает свойства нефте-газогерметичного, способного работать при действии комбинированных нагрузок в агрессивных средах.A metal-to-metal seal-tight seal is located in front of the thread of the male pipe 1 from the side of the smaller forming thread cone. Due to the seal, the threaded connection acquires the properties of an oil-gas-tight one, capable of working under the action of combined loads in aggressive environments.

Выполнение упорных торцев увеличенными обеспечивает работоспособность и эффективность герметичного соединения про действии сжимающих нагрузок и крутящих моментов.The execution of the persistent ends increased provides the efficiency and effectiveness of the tight connection about the action of compressive loads and torques.

То что высота профиля резьбы охватываемой трубы меньше высоты профиля резьбы охватывающей трубы 2 позволяет улучшить свинчиваемость соединения и повышает его износостойкость.The fact that the height of the thread profile of the male pipe is less than the height of the thread profile of the female pipe 2 allows to improve the screwing of the connection and increases its wear resistance.

Герметичное соединение нефтепромысловых труб работает следующим образом.Hermetic connection of oil pipes works as follows.

При выполнении операций свинчивания или развинчивания соединения первоначально осуществляется взаимодействие охватываемой 1 и охватывающей трубы 2 с помощью резьбы 3. В процессе свинчивания происходит взаимодействие наружной уплотнительной поверхности 6 с уплотнительной поверхностью 7, за счет диаметральных деформаций этих поверхностей создается уплотнительный узел "металл-металл". При When performing screwing or unscrewing operations, the male 1 and female pipe 2 interact with the thread 3 initially. During the screwing process, the outer sealing surface 6 interacts with the sealing surface 7, due to the diametrical deformations of these surfaces, a metal-metal sealing assembly is created. At

дальнейшем перемещении труб 1 и 2 осуществляется силовое контактирование торца 4 охватываемой трубы и торца 5 охватывающей трубы, в результате чего на их поверхностях возникают контактные напряжения, величина которых находится в области упругих деформаций. Уровень контактных напряжений, при всех равных условиях, определяется величиной контактирующих площадей торца 4 и уступа 5.Further movement of the pipes 1 and 2 is carried out by force contacting the end face 4 of the male pipe and the end 5 of the female pipe, as a result of which contact stresses arise on their surfaces, the magnitude of which lies in the region of elastic deformations. The level of contact stress, under all equal conditions, is determined by the value of the contacting areas of the end 4 and the ledge 5.

Повышение эксплуатационной надежности соединения обеспечивается за счет увеличения контактирующих площадей торца и упора, что позволяет увеличить крутящий момент свинчивания при сохранении контактных напряжений на необходимом уровне в пределах упругой деформации. Окончание процесса свинчивания охватываемой 1 и охватывающей 2 труб сопровождается взаимодействием их упорных торца 4 и торца 5. Поверхности упорных торцев выполнены увеличенными таким образом, что их площадь составляет не менее 60% от площади тела трубы, что обеспечивает работоспособность герметичного соединения при действии сжимающих нагрузок и крутящих моментов, что увеличивает его эксплуатационную надежность, не допускает разгерметизации соединения и, тем самым, не допускает загрязнения окружающей среды.Improving the operational reliability of the connection is ensured by increasing the contacting areas of the end and the stop, which allows to increase the make-up torque while maintaining contact stresses at the required level within the elastic deformation. The end of the screwing process of the male 1 and female 2 pipes is accompanied by the interaction of their thrust end 4 and end 5. The surfaces of the thrust ends are enlarged so that their area is at least 60% of the pipe body area, which ensures the integrity of the tight joint under compressive loads and torques, which increases its operational reliability, does not allow the depressurization of the connection and, thus, does not allow environmental pollution.

Настоящая полезная модель промышленно применима, и обладает новизной.This utility model is industrially applicable, and has novelty.

Преимуществом заявленного резьбового соединения по сравнению с прототипом является повышение эксплуатационной надежности и эффективности герметичного соединения, увеличение прочности соединения и облегчение работ при его сборке-разборке, минимизация экологических рисков при использовании соединения на скважине.The advantage of the claimed threaded connection in comparison with the prototype is to increase the operational reliability and efficiency of the tight connection, increase the strength of the connection and facilitate work during its assembly-disassembly, minimize environmental risks when using the connection at the well.

Claims

Sealed threaded connection of oilfield pipes, including male and female pipes with tapered threads, thrust and sealing surfaces, the first of which are in contact with each other, made in the form of an end surface on the male pipe and a mating end surface on the female pipe, characterized in that the profile is conical the thread has a negative angle along the reference face, and the height of the thread profile of the male pipe is less than the height of the thread profile of the female pipe, while the end surfaces The spacers are made enlarged so that their area is at least 60% of the pipe body.