SE0900388A1 - Gängat tunnväggigt borrörsförband - Google Patents

Abstract

En del hos ett förband för ett tunnväggigt borrör uppvisar en mittaxel(A) och innefattar en gänga (4) för bildande av ett skruvförband.Gängan uppvisar en gängbotten (6), en gângtopp (7), en tryckflank (8)och en frigångsflank (9). Tryckflanken (8) uppvisar ett parti som har ennegativ vinkel (21) som är mindre än 7,5°, men åtminstone 0°, relativten riktning som är vinkeirät mot mittaxeln (A). Pubiiceringsfigur". fig 1b.

Description

2 tryckflanken uppvisar ett parti som har en negativ vinkel mindre än 7,5°, men större än 0°, relativt en mot mittaxeln vinkelrät riktning.

När vinklar hos flanker och gängtoppar diskuteras, inses att det är huvudvinkeln hos respektive yta som avses, och att radier vid kanter av respektive yta skall bortses från.

Styrkan hos förbandet beror delvis på väggtjockleken hos förbandsdelarna. Ett grunt gängdjup medger en större väggtjocklek hos förbandsdelarna. Med en sådan lösning kan gängdjupet minskas och väggtjockleken ökas, vilket åstadkommer ett starkare förband för djupare borrning. En ökning av dragbelastningen från 424000N till 479000N är möjlig, vilket motsvarar ca 300 m ytterligare borrning.

En negativ vinkel definieras som en vinkel som åstadkommer en underskuren flankyta. Med tunnväggigt borrör avses ett rör med en väggtjocklek, uteslutande gängan, av från ca 3 till 6,4 mm, från ca 3 till 5,6 mm, eller från ca 3 till 4,2 mm. l ytterligare utföringsforrner, kan den negativa vinkeln hos tryckflankspartiet vara från ca 1° till 6°, från ca 2° till 5°, från ca 4° till 5°, eller ca 5° relativt den mot mittaxeln vinkelräta riktningen.

För att möjliggöra ett minskat gängdjup för ökad väggtjocklek, måste materialet hos delen vara tillräckligt starkt för att hantera den ökade dragbelastning på gängan som orsakas av det minskade djupet. En utföringsform uppvisar en förbandsdel gjord av väsentligen genomhärdat stål.

När stålet är genomhärdat och inte enbart ythärdat, bildas inget värmepåverkat område som kan orsaka bristningar hos gängtoppen.

Gängdjupet, definierat som det radiella avståndet mellan gängbotten och gängtoppen, kan, i ytterligare utföringsfonner, vara från ca 0,5 till 0,8 mm, från ca 0,5 till 0,7 mm, eller ca 0,5-0,6 mm.

För att möjliggöra effektivare nyttjande av gängdjupet för effektivare effektöverföring och bättre dragbelastningskapacitet kan, i en utföringsform, materialtjockleken vid åtminstone en av gängbotten och gängtoppen vara avsmalnande mot ett ändparti hos delen. Detta innebär att gängdjupet inte är konstant längs ytan hos delen över vilken gängan sträcker sig. Denna lösning kan, när handelen är ansluten till en hondel, resultera i ett avsmalnande fritt 10 15 20 25 3 utrymme mellan han- och hondelarna. En ytterligare fördel med denna effekt är att mer utrymme erbjuds för smuts och fett mellan gängorna, vilket annars skulle kunna orsaka störningar och minskad dragbelastningskapacitet i anslutningen.

I en ytterligare utföringsform, kan gängbotten vara väsentligen parallell med mittaxeln och materialtjockleken hos gängtoppen avsmalna mot ändpartiet hos delen.

Gängans frigångsflank kan i en utföringsform uppvisa ett parti med en vinkel mindre än 45° relativt den mot mittaxeln vinkelräta ritningen. l en ytterligare utföringsform kan gängans frigångsflank uppvisa ett parti med en vinkel som skiljer sig vid olika avsnitt hos gängan. En ganska stor vinkel på ett första gängavsnitt placerat nära ändpartiet av delen kan underlätta hopsättningen av handelen med en hondel. Frigångsflanken kan då i en utföringsform uppvisa en vinkel av från ca 10° till 40°, från ca 20° till 35°, eller ca 30° relativt den mot mittaxeln vinkelräta riktningen.

Det första gängavsnittet kan vara placerat närmare ett ändparti hos delen än ett andra gängavsnitt. Det andra avsnittet kan uppvisa ett spelrumsflanksparti med en vinkel av från ca 0° till 15°, från ca 1° till 10°, eller ca 5° relativt den mot mittaxeln vinkelräta riktningen. Frigångsflankvinklarna hos de olika gängavsnitten kan kombineras i olika utföringsformer enligt tabell 1. X indikerar explicit angivelse av en kombination av ett första och andra avsnitts frigångsflanksvinkel. 0° till 15° 1° till 10° 5° 10° till 40° x x x 20° till 35° x x x 30° x x x Tabell 1 En gängstigning hos delen kan vara från ca 0,8 till 1,6 gängor per centimeter, från ca 0,8 till 1,2 gängor per centimeter, eller ca 1 gänga per centimeter. Åtminstone en av tryckflanken och frigångsflanken kan vara ansluten till gängbotten via en radie större än ca 0,10 mm eller större än ca 0,15 mm. 10 15 20 25 30 4 Åtminstone en av tryckflanken och frigångsflanken kan vara ansluten till gängtoppen via en radie större än ca 0,10 mm eller större än ca 0,15 mm eller större än ca 0,20 mm.

Delen kan vara en handel, varvid gängan sträcker sig längs ett yttre parti hos delen. Alternativt kan delen vara en hondel, varvid gängan sträcker sig längs ett inre parti hos delen.

Hondelen uppvisari olika utföringsformer väsentligen samma särdrag som handelen. De två delarna kan ha samma tryckflanks- och frigångsflanksvinklar, gängdjup och material.

I en utföringsforrn kan gängtoppen, för handelen, avsmalna med en vinkel av från ca 0,2° till 0,6°, från ca 0,3° till 0,5°, från ca 0,3° till 0,4°, eller ca 0,34° relativt mittaxeln. I en annan utföringsform kan materialtjockleken hos gängtoppen, för handelen, avsmalna med en vinkel om ca 1,7° till 2,5° eller ca 2° till 2,5° relativt mittaxeln.

I en utföringsforrn kan materialtjockleken hos gängtoppen, för en hondel, avsmalna med en vinkel av från ca 0,2° till 0,6°, från ca 0,2° till 0,4°, från ca 0,2° till 0,3°, eller ca 0,28° relativt mittaxeln. Samtidigt kan gängbotten vara väsentligen parallell med mittaxeln.

En andra aspekt åstadkommer ett förbandssystem för ett borrör innefattande en handel och en hondel enligt någon av de tidigare visade utföringsformerna. Förbandssystemet kan, ien utföringsform, uppvisa ett avsmalnande fritt utrymme mellan gängtoppen hos den ena av delarna och gängbotten hos den andra av delarna. Detta särdrag uppvisar effekten att en maximal del av gängdjupet används när de två delarnas tryckflanker är anslutna med varandra. Det medger även mer utrymme för smuts och fett i gänganslutningen. l praktiken kan gängdjupet variera och/eller materialtjockleken vid gängbotten variera.

I en ytterligare utföringsform av uppfinningen föreligger det avsmalnande fria utrymmet åtminstone längs två intilliggande gängor. Med så mycket anslutningsyta som möjligt mellan de två delarnas tryckflanker, desto mer kan gängdjupet minskas, vilket möjliggör ökad väggtjocklek, med bibehållen draglastkapacitet hos förbindningen. Därför är det en fördel om alla 10 15 20 25 30 5 gängor har ett avsmalnande fritt utrymme vid anslutningen mellan de två delarna.

Enligt en tredje aspekt åstadkommes ett tunnväggigt rörborrssystem, innefattande ett förbindningssystem enligt beskrivningen ovan, varvid handelen är anordnad på ett första tunnväggigt borrör och hondelen är anordnad på ett andra tunnväggigt borrör.

Enligt en fjärde aspekt, åstadkommes en han- eller hondel hos en förbindning för ett borrör, uppvisande en centrumaxel och innefattande en gänga för bildande av en skruvförbindning, varvid gängan uppvisar en gängbotten, en gängtopp, en tryckflank och en spelrumsflank, varvid materialtjockleken vid åtminstone en av gängbotten och gängtoppen avsmalnar mot ett ändparti hos delen.

Enligt en femte aspekt, åstadkommes en han- eller hondel hos en förbindning för ett borrör, uppvisande en centrumaxel och innefattande gänga för bildande av en skruvförbindning, varvid gängan uppvisar en gängbotten, en gängtopp, en tryckflank och en spelrumsflank, varvid åtminstone en av tryckflanken och spelrumsflanken är ansluten till gängbotten via en radie om ca 0,15 mm.

Enligt en sjätte aspekt, åstadkommes en han- eller hondel hos en förbindning för ett borrör, uppvisande en centrumaxel och innefattande en gänga för bildande av en skruvförbindning, varvid gängan uppvisar en gängbotten, en gängtopp, en tryckflank och en spelrumsflank, varvid åtminstone en av tryckflanken och spelrumsflanken är ansluten till gängtoppen via en radie om ca 0,20 mm.

Det inses att var och en av de fjärde till sjätte aspekterna kan användas i kombination med vilken som helst av utföringsformerna under den första och andra av aspekterna, eller oberoende därav.

Kort beskrivning av ritninqarna I det följande kommer en utföringsform att beskrivas mer detaljerat med hänvisning till de medföljande ritningarna.

Fig. 1a är en perspektiwy i genomskärning av en handel.

Fig. 1b är en genomskärningsvy av en handel. 10 15 20 25 30 6 Fig. 2 är en genomskärningsvy av en halva av förbindningen med en handel och en hondel.

Fig. 3 är en detaljgenomskärningsvy av anslutningen mellan en handel och en hondel.

Detalierad beskrivning Med hänvisning till figurerna 1 a och 1b, visas en handel 1 hos en förbindning för ett borrör. lnnerdiametern 30 hos det rörformiga röret och förbindningen, liksom ytterdiametern 31, kan specificeras för en industristandard. Ett basparti 2 hos den cylindriska delen har samma ytterdiameter 31 som borröret, och en basklack 3 ansluter baspartiet 2 med det yttre parti hos delen som är försett med en gänga 4. Gängan sträcker sig längs den axiella längden hos delen 1, och slutar vid ett ändparti 5.

Gängan 4 uppvisar en gängbotten 6, en gängtopp 7, en tryckflank 8 och en spelrumsflank 9. Gängbotten 6 definieras som den del av gängan med kortast radiellt avstånd från centrumaxeln A. Delen med längre radiellt avstånd från centrumaxeln är gängtoppen 7. Det största radiella avståndet mellan gängbotten 6 och gängtoppen 7 definierar gängdjupet 32. En inre cylindrisk yta 10 hos delen 1 definierar, tillsammans med gängbotten 6, väggen 11 hos delen 1.

Basklacken 3 är underskuren och avsmalnar mot det gängade partiet hos delen med en vinkel 20 om ca 15° relativt en riktning som är vinkelrät mot centrumaxeln A. Tryckflanken 8 är den flank hos gängan 4 som vetter mot baspartiet 2. Tryckflanken 8 har en underskuren yta med en negativ vinkel 21 om ca 5° relativt en riktning som är vinkelrät mot centrumaxeln A.

Spelrumsflanken 9 vetter mot ändpartiet 5. Spelrumsflanken 9 kan ha olika vinklar vid olika avsnitt hos gängan 4. Ett första avsnitt 15 hos gängan är anordnat närmast ändpartiet 5 hos delen. Detta första avsnitt 15 kan uppvisa en ingångsspelrumsflank 12 med en positiv vinkel 22 om ca 30° relativt en riktning som är vinkelrät mot centrumaxeln A. l ett andra avsnitt 16 av gängan, kan spelrumsflanken 9 uppvisa en positiv vinkel 23 om ca 5° relativt en riktning som är vinkelrät mot centrumaxeln A. En större vinkel i det första 10 15 20 25 30 7 gängavsnittet 15 kan underlätta ihopsättningen av handelen 1 i en honde| i en förbindning, och minskar risken att gängorna skadas.

Delen 1 och delens ändparti 5, slutar vid en ändklack 13. Ändklacken 13 avsmalnar med en negativ vinkel 24 om ca 15° relativt en riktning som är vinkelrät mot centrumaxeln A. Ändklacken är ansluten till den inre cylindriska ytan 10 hos delen via en avfasning 14 med en vinkel 25 om ca 15° relativt centrumaxeln A.

Gängbotten 6 kan vara väsentligen parallell med centrumaxeln A.

Gängtoppen 7 avsmalnar mot ändpartiet 5 hos handelen 1 med en vinkel 26 om ca 0,34° relativt centrumaxeln A. Detta resulterar i en icke-konstant gängtjocklek 32. För att öka styrkan i förbindningen, är det önskvärt att göra väggen 11 så tjock som möjligt, och därför är det önskvärt att göra gängtjockleken så grund som möjligt. I denna utföringsform av uppfinningen, kan gängdjupet 32 vara från ca 0,5 till 0,7 mm.

Tryckflanken 8 uppvisar vinkeln 21. Tryckflanken 8 är ansluten till gängtoppen 7 via en radie 40, vilken kan vara ca 0,2 mm. Tryckflanken är vidare ansluten till gängbotten 6 via en radie 41, vilken kan vara ca 0,15 mm.

På samma sätt, kan spelrumsflanken 9 hos det andra gängavsnittet 16 vara ansluten till gängtoppen 7 via en radie 42, vilken kan vara ca 0,2 mm, och ansluten till gängbotten 6 via en radie 43, vilken vara ca 0,15 mm. lngångsspelrumsflanken 12 är ansluten till ändpartiet 5 via en radie 44, vilken kan vara ca 0,4 mm. De olika radierna vid flankerna har effekten att lasterna på anslutningarna fördelas över en större yta. Storleken på radierna kan vara anpassade för optimal effekt. Radierna kan också göra det lättare uppnå en tät anslutningsyta mellan flankerna.

Förbindningssystemet enligt uppfinningen innefattar en handel 1 och en honde| 101, varvid handelen innefattar en gänga som sträcker sig längs ett yttre parti hos delen, och hondelen 101 innefattar en gänga som sträcker sig längs ett inre ytparti hos delen.

Fig. 2 visar handelen 1 iförbindningsanslutning med hondelen 101.

Hondelen 101 uppvisar motsvarande delar som handelen 1 inklusive ett basparti 102, ett ändparti 103, en basklack 104, en ändklack 105 och ett gängat parti uppvisande en gängbotten 106, en gängtopp 107, en tryckflank 10 15 20 25 30 8 108, en spelrumsflank 109 och radier. Basklacken 104 avsmalnar mot det gängade partiet hos hondelen 101 med en negativ vinkel om ca 15° relativt en mot centrumaxeln A vinkelrät riktning. Basklacken 104 är ansluten till mantelytan hos basdelen 102 via en avfasning 110 om ca 15° relativt centrumaxeln A. Änddelen 103 slutar vid ändklacken 105 som avsmalnar med en negativ vinkel om ca 15° relativt en riktning som är vinkelrät mot centrumaxeln A, och är ansluten till en yttre yta 111 hos hondelen.

Tryckflanken 108 och spelrumsflanken 109 uppvisar samma positiva och negativa vinklar som motsvarande vinklar för handelen 1.

Gängbotten 106 hos hondelen 101 kan vara väsentligen parallell med centrumaxeln A, åstadkommandes en konstant väggtjocklek hos hondelsväggen 112. Gängtoppen 107 kan avsmalna av mot hondelsändpartiet 103 med en vinkel 120 om ca 0,28° relativt centrumaxeln A. Därför kan gängdjupet hos den gängdel som är axiellt närmare baspartiet hos varje del skilja sig från gängdjupet hos den gängdel som är axiellt närmare ändpartiet hos varje del.

Gängstigningen hos handelen 1 respektive hondelen 101 kan vara ca 2,5 gängor per tum.

Iförbindningsanslutningen mellan handelen 1 och hondelen 101, är tryckflanken 8, 108 hos de två delarna i anslutning och åstadkommer draglastkapaciteten hos förbindningen. Skillnaden mellan vinklarna 26 och 120 hos de två gängtopparna 27 och 107 och de två gängbottnarna 6 och 106 skapar, såsom syns i fig 3, avsmalnande fria utrymmen 201, 202, mellan hongängbotten 106 och hangängtoppen 7, och mellan hongängtoppen 107 och hangängbotten 6. Gängbottnarna 6, 106 kan vara väsentligen parallella med centrumaxeln A. Detta särdrag åstadkommer en bra och effektiv anslutningsyta mellan tryckflankerna 8 och 108. Dessutom hjälper radierna 40, 41 som är anslutna till tryckflankerna till att åstadkomma en mer effektiv anslutningsyta. De avsmalnande fria utrymmena 201, 202 bildar, tillsammans med det fria utrymmet 203 mellan spelrumsflankerna 9, 109, utrymme för smuts och fett i gängan. Detta har den positiva effekten att störningar av fett och smuts på tryckflanksanslutningen minskar. 10 15 20 25 30 9 För att möjligöra lösningen i denna utföringsform, med minskat gängdjup och ökad vägg 11, 112 - tjocklek, kan materialet hos väggarna 11, 112 och gängorna vara av genomhärdat stål. Med ett material som inte är genomhärdat, exempelvis ythärdat, finns en risk för svagare gängor på grund av värmepåverkade områden.

Claims (24)

10 15 20 25 30 10

1. PATENTKRAV

2. . En del (1, 101) hos ett förband för ett tunnväggigt borrör, uppvisande en mittaxel (A) och innefattande en gänga (4) för bildande av ett skruvförband, varvid gängan uppvisar: en gängbotten (6, 106), en gängtopp (7, 107), en tryckflank (8, 108) och en frigångsflank (9, 109), kän netecknad av att tryckflanken (8, 108) uppvisar ett parti som har en negativ vinkel (21) som är mindre än 7, 5°, men större än 0°, relativt en riktning som är vinkelrät mot mittaxeln (A).

3. . Del enligt krav 1, varvid den negativa vinkeln (21) är från ca 1° till 6°, ca 2° till 5°, eller från ca 4° till 5° relativt den till mittaxeln (A) vinkelråta riktningen.

4. . Del enligt något av ovanstående krav, varvid delen är gjord av väsentligen genomhärdat stål. _ Del enligt något av ovanstående krav, varvid det radiella avståndet (32) mellan gängbotten (6, 106) och gängtoppen (7, 107) år från ca 0,5 till 0,8 mm, från ca 0,5 till 0,7 mm, eller från ca 0,5 till 0,6 mm.

5. . Del enligt något av ovanstående krav, varvid en materialtjocklek vid åtminstone en av gängbotten (6, 106) och gängtoppen (7, 107) avsmalnar mot ett ändparti (5, 105) hos delen.

6. . Del enligt krav 5, varvid gängbotten (6, 106) är väsentligen parallell med mittaxeln, och materialtjockleken hos gängtoppen (7, 107) avsmalnar mot ett ändparti (5, 105) hos delen. 10 15 20 25 30 35 11

7. Del enligt något av ovanstående krav, varvid ett avsnitt hos gängan uppvisar ett parti hos frigångsflanken (9, 109) med en vinkel (23) som är mindre än 45° relativt den mot mittaxeln vinkelräta riktningen.

8. Del enligt något av ovanstående krav, varvid gängan uppvisar ett första avsnitt och ett andra avsnitt uppvisande olika frigångsflankvinklar.

9. Del enligt krav 8, varvid det första avsnittet är placerat närmare ett ändparti (5, 105) hos delen än det andra avsnittet, och uppvisar ett frigångsflanksparti (12) med en vinkel (22) av från ca 10° till 40°, från ca 20° till 35°, eller ca 30° relativt en riktning som är vinkelrät mot mittaxeln, och det andra avsnittet uppvisar ett frigångsflanksparti (9, 109) med en vinkel (23) av från ca 0° till 15°, från ca 1° till 10°, eller ca 5° relativt en riktning som är vinkelrät mot mittaxeln.

10. Del enligt något av ovanstående krav, varvid gängstigningen 'är från ca 1,8 till 1,6 gängor per centimeter, från ca 0,8 till 1,2 gängor per centimeter, eller ca 1 gänga per centimeter.

11.Del enligt något av ovanstående krav, varvid åtminstone en av tryckflanken och frigångsflankenär ansluten till gängbotten via en radie « som är större ca 0,10 mm eller större än ca 0,15 mm.

12. Del enligt något av ovanstående krav, varvid åtminstone en av tryckflanken och frigångssflanken är ansluten till gängtoppen via en radie som är större än ca 0,10 mm eller större än ca 0,15 mm eller större än ca 0,20 mm.

13. Del enligt något av ovanstående krav, varvid delen är en handel, och gängan sträcker sig längs ett yttre parti hos delen. 10 15 20 25 30 35 12

14. Del enligt krav 13, varvid materialtjockleken hos gängtoppen (7) avsmalnar med en vinkel (26) av från ca 1,7° till 2,5°, eller från ca 2° till 2,5° relativt centrumaxeln.

15. Del enligt krav 13, varvid materialtjockleken hos gängtoppen (7) avsmalnar med en vinkel (26) av från ca O,2° till 0,6°, från ca 0,3° till O,5°, från ca 0,3° till 0,4°, eller ca 0,34° relativt mittaxeln.

16. Del enligt något av krav 1-12, varvid delen är en hondel, och gängan sträcker sig hos ett inre parti hos delen.

17. Del enligt krav 16, varvid materialtjockleken hos gängtoppen (107) avsmalnar med en vinkel (120) av från ca O,2° till 0,6°, från ca O,2° till 0,4°, från ca O,2° till 0,3°, eller ca 0,28° relativt mittaxeln.

18. Förbandssystem för ett borrör, innefattande en handel enligt något av krav 13-15, och en hondel enligt krav 16 eller 17.

19. Förbandssystem enligt krav 18, varvid ett avsmalnande fritt utrymme (201, 202) uppvisas mellan en gängtopp hos en av nämnda delar och en gängbotten hos den yttre av nämnda delar.

20. Förbandssystem enligt krav 19, varvid det fria utrymmet återfinnes över åtminstone två intilliggande gängor.

21. .Tunnväggigt borrörssystem, innefattande ett förbandssystem enligt något av krav 18-20, varvid handelen är anordnad på ett första tunnväggigt h borrör och hondelen är anordnad på ett andra tunnväggigt borrör.

22. Del (1, 101) hos ett förband för ett tunnväggigt borrör, uppvisande en mittaxel och innefattande en gänga för bildande av ett skruvförband, varvid gängan uppvisar: en gängbotten (6, 106), en gängtopp (7, 107), en tryckflank (8, 108) och en frigångsflank (9, 109), 10 15 20 25 30 13 kän netecknad av att materialtjockleken vid åtminstone en av gängbotten (6, 106) och gängtoppen (7, 107) avsmalnar mot ett ändparti (5, 105) hos delen (1, 101 ).

23. Del (1, 101) hos ett förband för ett tunnväggigt borrör, uppvisande en mittaxel (A) och innefattande en gänga (4) för bildande av ett skruvförband, varvid gängan uppvisar: en gängbotten (6, 106), en gängtopp (7, 107), en tryckflank (8, 108) och en frigångsflank (9, 109), kän netecknad av att åtminstone en av tryckflanken (8, 108) och frigångsflanken (9, 109) är ansluten till gängbotten via en radie (41, 43) om ca 0,15 mm.

24. Del (1, 101) hos ett förband för ett tunnväggigt borrör, uppvisande en mittaxel (A) och innefattande en gänga (4) för bildande av ett skruvförband, varvid gängan uppvisar: en gängbotten (6, 106), en gängtopp (7, 107), en tryckflank (8, 108) och en frigångsflank (9, 109), kännetecknad av att åtminstone en av tryckflanken (8, 108) och frigångsflanken (9, 109) är ansluten till gängtoppen via en radie (40, 42) om ca 0,20 mm.