UA122027C2 - Різьбове з'єднання для трубних виробів нафтопромислового сортаменту - Google Patents
Різьбове з'єднання для трубних виробів нафтопромислового сортаменту Download PDFInfo
- Publication number
- UA122027C2 UA122027C2 UAA201901269A UAA201901269A UA122027C2 UA 122027 C2 UA122027 C2 UA 122027C2 UA A201901269 A UAA201901269 A UA A201901269A UA A201901269 A UAA201901269 A UA A201901269A UA 122027 C2 UA122027 C2 UA 122027C2
- Authority
- UA
- Ukraine
- Prior art keywords
- peripheral surface
- arc
- annular peripheral
- nipple
- coupling
- Prior art date
Links
- 239000003129 oil well Substances 0.000 title abstract 3
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims abstract description 79
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims abstract description 27
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 15
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims abstract description 15
- 210000002445 nipple Anatomy 0.000 claims description 73
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 61
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 61
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 61
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 22
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 11
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 7
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 238000013461 design Methods 0.000 description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000036772 blood pressure Effects 0.000 description 1
- 239000010779 crude oil Substances 0.000 description 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005489 elastic deformation Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 1
- 210000004243 sweat Anatomy 0.000 description 1
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B17/00—Drilling rods or pipes; Flexible drill strings; Kellies; Drill collars; Sucker rods; Cables; Casings; Tubings
- E21B17/02—Couplings; joints
- E21B17/04—Couplings; joints between rod or the like and bit or between rod and rod or the like
- E21B17/042—Threaded
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L15/00—Screw-threaded joints; Forms of screw-threads for such joints
- F16L15/001—Screw-threaded joints; Forms of screw-threads for such joints with conical threads
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L15/00—Screw-threaded joints; Forms of screw-threads for such joints
- F16L15/04—Screw-threaded joints; Forms of screw-threads for such joints with additional sealings
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L15/00—Screw-threaded joints; Forms of screw-threads for such joints
- F16L15/06—Screw-threaded joints; Forms of screw-threads for such joints characterised by the shape of the screw-thread
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Non-Disconnectible Joints And Screw-Threaded Joints (AREA)
- Gasket Seals (AREA)
Abstract
Даним винаходом пропонується різьбове з'єднання для трубних виробів нафтопромислового сортаменту, що володіє відмінною герметичністю. Це різьбове з'єднання містить: ніпель із зовнішньою кільцевою периферійною поверхнею, сформованою на кінцевій торцевій стороні сталевої труби, і ділянку із зовнішньою різьбою, виконану на поверхні, що відходить від зовнішньої кільцевої периферійної поверхні до центра сталевої труби в осьовому напрямку; і муфту з порожниною, в яку входить ніпель, в якій виконані ділянка з внутрішньою різьбою, що входить в зачеплення з ділянкою із зовнішньою різьбою, і внутрішня кільцева периферійна поверхня, що входить в контакт і упирається в зовнішню кільцеву периферійну поверхню; у якому ніпель і муфта сполучені один з одним за допомогою різьбового з'єднання ділянки із зовнішньою різьбою з ділянкою з внутрішньою різьбою таким чином, що зовнішня кільцева периферійна поверхня і внутрішня кільцева периферійна поверхня входять в контакт одна з одною, і ділянка контакту між зовнішньою кільцевою периферійною поверхнею і внутрішньою кільцевою периферійною поверхнею утворює ділянку ущільнювача; причому зовнішня кільцева периферійна поверхня, яка утворює ділянку ущільнювача ніпеля, виконана у вигляді дуги виступаючої форми, а внутрішня кільцева периферійна поверхня, яка утворює ділянку ущільнювача муфти, виконана у вигляді дуги заглибленої форми; величина різниці між радіусами кривизни дуги зовнішньої кільцевої периферійної поверхні ніпеля і дуги внутрішньої кільцевої периферійної поверхні муфти вибирається в діапазоні ±10%; і величина різниці відстаней в напрямку по осі труби між розташуванням центра дуги зовнішньої кільцевої периферійної поверхні ніпеля і розташуванням центра дуги внутрішньої кільцевої периферійної поверхні муфти вибирається рівною 2 мм або менше. #1791 PT 2
Description
і величина різниці відстаней в напрямку по осі труби між розташуванням центра дуги зовнішньої кільцевої периферійної поверхні ніпеля і розташуванням центра дуги внутрішньої кільцевої периферійної поверхні муфти вибирається рівною 2 мм або менше. д 2. їі ї Й я я
Хр ик о они ї | ї ер й Я і
Е ї Е ї
Х . ї ї див, Фіг. 1С ї і і я щи Фетеееое ТК Фееетеее М Майаааааах З. ііі Ісаак аа ва ж огагаааосм рних в шо
Шк й нок КЕ ї
Ух ше Ша: и й шу ії їх і х ї Ії і я о шк КЗ й рн й МИ х і центров, ущільнювальної ділянки ніпаеяя Ко ї Щи центрів ущільнювальної ділянки муфти. о ! ТЯ різниця ЯМ між відстанями по осі труби точок ще
А озташування центоїв дуг ущільнювальних ділянок х
Фіг. 1
Область техніки, до якої відноситься винахід
Винахід стосується різьбового з'єднання для трубних виробів нафтопромислового сортаменту, що володіє відмінною герметичністю, оптимальною для з'єднання трубних виробів нафтопромислового сортаменту, використовуваних при проведенні розвідувальних робіт на нафтових і газових свердловинах, а також при здобичі нафти і газу в цілому.
Рівень техніки
Різьбові з'єднання для труб широко застосовувалися для з'єднання сталевих труб, використовуваних в нафтосховищах нафтової промисловості, таких як трубні вироби нафтопромислового сортаменту. Для з'єднання сталевих труб, використовуваних при пошуку і здобичі нафти і газу, зазвичай використовується стандартне різьбове з'єднання, виконане відповідно до вимог стандарту АРІ (Американського нафтового інституту). Проте в поглиблення свердловин, що відбувається останнім часом, для здобичі сирої нафти і природного газу, а також збільшення кількості горизонтальних і похило-направлених свердловин привели до значного ускладнення умов проведення операцій буріння і здобичі. Крім того, збільшилася кількість свердловин, що функціонують в украй несприятливих навколишніх умовах, наприклад, в океані і полярних районах, внаслідок чого відбулося значне розширення діапазону вимог, що пред'являється до робочих характеристик різьбових з'єднань по міцності на стискування, міцності на вигин, герметичності (опірності зовнішньому тиску). Зважаючи на вищесказаний, зросла кількість випадків застосування спеціальних різьбових з'єднань, так званих "різьбових з'єднань вищої якості» і вимоги, різьбових з'єднань, що пред'являються до робочих характеристик, вищої якості, також постійно зростають. Різьбове з'єднання вищої якості, як правило, є з'єднання муфтового типу, що включає елемент із зовнішньою різьбою і елемент з внутрішньою різьбою, що мають відповідні конічні різьблення, металоконтактна ділянка (далі ділянка "ущільнювача") ущільнювача і заплечик для передачі моменту (далі "заплечик"), що крутить, на відповідних трубах, що сполучаються один з одним. Конічне різьблення грає важливу роль для жорсткого з'єднання труб один з одним. Металевий контакт на ділянці ущільнювача забезпечує герметичність шляхом введення в контакт один з одним елементу з внутрішньою різьбою (далі "муфта") і елементу із зовнішньою різьбою (далі "ніпель"),, і заплечики для передачі моменту, що крутить, утворюють торці, що виконують функцію упорів
Зо при затягуванні з'єднання. На Фіг.ЗА, Фіг.ЗВ і Фіг.3С схемний показане різьбове з'єднання вищої якості муфтового типу для трубних виробів нафтопромислового сортаменту.
На Фіг.ЗА-3С приведені також види в розрізі різьбових з'єднань для круглої труби в осьовому напрямку труби, що схемний показують різьбове з'єднання вищої якості муфтового типу для трубних виробів нафтопромислового сортаменту. Різьбове з'єднання містить ніпель 1 і муфту 2, по розмірах відповідну ніпелю. Ніпель 1 містить ділянку 4 із зовнішньою різьбою на своїй зовнішній поверхні і ділянка без різьблення, звана передньою частиною 5, розташована на кінці ніпеля поряд з ділянкою 4 із зовнішньою різьбою. Передня частина 5 містить металоконтактна ділянка ущільнювача 7 на своїй зовнішній периферичній поверхні і заплечик 9 для передачі моменту, що крутить, на своїй торцевій поверхні. Муфта 2, що контактує з ніпелями 1, є деталь, яка містить ділянки З з внутрішньою різьбою, металоконтактна ділянка ущільнювача 8 і заплечик 10 для передачі моменту, що крутить, на своїй внутрішній поверхні, причому вказані ділянки 3, 8 і 10 за допомогою різьби сполучені або введені в контакт з ділянкою 4 із зовнішньою різьбою 4, металлоконтактною ділянкою ущільнювача 7 і заплечиком 9 для передачі моменту відповідного ніпеля, що крутить, 1.
У існуючому рівні техніки, що стосується різьбових з'єднань вищої якості з підвищеною герметичністю, наприклад, в патентному документі 1 розкривається трубне з'єднання, в якому радіус кривизни поверхні ділянки ущільнювача з боку ніпеля і радіус кривизни поверхні ділянки ущільнювача з боку муфти, відповідний поверхні ділянки ущільнювача з боку ніпеля, практично дорівнюють один одному, що забезпечує зниження концентрації напруги, коли ніпель і муфта повністю входять в зачеплення один з одним, внаслідок чого ущільнення важко порушити навіть при дії на різьбове з'єднання вищої якості внутрішнього тиску або зовнішнього навантаження.
Список протиставлених матеріалів
Патентний документ
Патентний документ 1: УР-А-60-260792
Розкриття винаходу
Технічна проблема
У конструкції, що розкривається в Патентному документі 1, поверхня ділянки ущільнювача з боку ніпеля і з боку муфти розділена на три дуги, і ці дуги мають практично однаковий радіус кривизни. Проте положення дуг чітко не визначене, внаслідок чого при з'єднанні труб часто не 60 забезпечується достатній контакт на ділянці ущільнювача, тобто проблема забезпечення герметичності залишається невирішеною.
Мета дійсного винаходу полягає в усуненні вказаного недоліку і створенні різьбового з'єднання для трубних виробів нафтопромислового сортаменту, що забезпечує відмінну герметичність.
Вирішення проблеми
Винахідники дійсного винаходу провели великі дослідження для усунення вищезазначеного недоліку, і ними було виявлено наступне.
У дійсному винаході авторами було виявлено, що шляхом вибору різниці між радіусами кривизни ділянки дуги зовнішньої кільцевої периферійної поверхні, утворюючої ділянку ущільнювача ніпеля, і ділянки дуги внутрішньої кільцевої периферійної поверхні, утворюючої ділянку ущільнювача муфти, так, щоб величина цієї різниці знаходилася в певному заданому діапазоні, а також при одночасному розташуванні центру ділянки дуги зовнішньої кільцевої периферійної поверхні, утворюючої ділянку ущільнювача ніпеля, і центру ділянки дуги внутрішньої кільцевої периферійної поверхні, утворюючої ділянку ущільнювача муфти, поряд один з одним, так, щоб відстань між цими центрами в напрямку по осі труби складала 2 мм або менш, забезпечується значне підвищення герметичності з'єднання.
Дійсній винахід заснований на вищезгаданій ідеї, і суть дійсного винаходу полягає в наступному.
ПІ Різьбове з'єднання для трубних виробів нафтопромислового сортаменту, що містить: ніпель із зовнішньою кільцевою периферійною поверхнею, сформованою на кінцевій торцевій стороні сталевої труби, і ділянкою із зовнішньою різьбою, виконаною на поверхні, що відходить від зовнішньої кільцевої периферійної поверхні до центру сталевої труби в осьовому напрямку; і муфта з порожниною, в яку входить ніпель, в якій виконані ділянка з внутрішньою різьбою, що входить в зачеплення з ділянкою із зовнішньою різьбою, і внутрішня кільцева периферійна поверхня, що входить в контакт і упирається в зовнішню кільцеву периферійну поверхню; у якому ніпель і муфта сполучені один з одним за допомогою різьбового з'єднання ділянки із зовнішньою різьбою з ділянкою з внутрішньою різьбою, таким чином, що зовнішня кільцева периферійна поверхня і внутрішня кільцева периферійна поверхня входять в контакт один з одним, і ділянка контакту між зовнішньою кільцевою периферійною поверхнею і
Зо внутрішньою кільцевою периферійною поверхнею утворює ділянку ущільнювача; причому зовнішня кільцева периферійна поверхня, яка утворює ділянку ущільнювача ніпеля, виконана у вигляді дуги виступаючої форми, а внутрішня кільцева периферійна поверхня, яка утворює ділянку ущільнювача муфти, виконана у вигляді дуги втопленої форми; величина різниці між радіусами кривизни дуги зовнішньої кільцевої периферійної поверхні ніпеля і дуги внутрішньої кільцевої периферійної поверхні муфти вибирається в діапазоні -10 95; ії величина різниці відстаней в напрямку по осі труби між розташуванням центру дуги зовнішньої кільцевої периферійної поверхні ніпеля і розташуванням центру дуги внутрішньої кільцевої периферійної поверхні муфти вибирається рівною 2 мм або менш.
І2І) Різьбове з'єднання для трубних виробів нафтопромислового сортаменту, описане в п. (11, таке, що відрізняється тим, що різниця відстаней в напрямку по осі труби між центром дуги зовнішньої кільцевої периферійної поверхні ніпеля і центром дуги внутрішньої кільцевої периферійної поверхні муфти вибирається рівним 1 мм або менш.
ІЗІЇ Різьбове з'єднання для трубних виробів нафтопромислового сортаменту, описане в п. (11) або (21, таке, що відрізняється тим, що ділянка ущільнювача і заплечик ніпеля сполучені один з одним дугою менше дуги зовнішньої кільцевої периферійної поверхні, а ділянка ущільнювача і заплечик муфти сполучені один з одним дугою менше дуги внутрішньої кільцевої периферійної поверхні.
Використовуваний в дійсному описі термін "відмінна герметичність" означає, що при проведенні тесту за оцінкою герметичності відповідно до стандарту ІЗО13679:2002протікання з'єднання не відбувається навіть при напрузі стискування 80 95 або більш.
Корисний ефект винаходу
Згідно дійсному винаходу, можна отримати різьбове з'єднання для трубних виробів нафтопромислового сортаменту, що володіє відмінною герметичністю.
Короткий опис креслень
На Фіг.1А, Ффіг.18В і Фіг.1С приведені види в розрізі різьбового з'єднання для трубних виробів нафтопромислового сортаменту в зібраному вигляді для опису одного з можливих варіантів реалізації дійсного винаходу; на Фіг.1А показаний вигляд в розрізі в осьовому напрямку труби, на Фіг.1В8 - вигляд в розрізі в збільшеному масштабі області поблизу ділянки ущільнювача в процесі з'єднання, і на Фіг.1С приведений вигляд в розрізі в збільшеному масштабі частини бо ділянки ущільнювача в області поблизу ділянки ущільнювача після з'єднання.
На Фіг.2А, фіг.2В і Фіг.2С приведені види в розрізі в збільшеному масштабі частини ділянки ущільнювача і області поблизу ділянки ущільнювача на Фіг.1А; Фіг.2А - вигляд в розрізі в збільшеному масштабі передньої частини і області поблизу передньої частини; Фіг.2В - вигляд в розрізі в збільшеному масштабі муфти, що демонструє ділянку ущільнювача і область навколо ділянки ущільнювача, і Фіг.2б - вигляд в розрізі в збільшеному масштабі ніпеля, що показує ділянку ущільнювача і область навколо ділянки ущільнювача.
На Фіг.зЗА, Ффіг.3В і Фіг.3С приведені види в розрізі в збільшеному масштабі звичайного різьбового з'єднання для труб; Фіг.ЗА - вигляд в розрізі в збільшеному масштабі в осьовому напрямку труби, Фіг.ЗВ - вигляд в розрізі в збільшеному масштабі ущільнення і області навколо ущільнення після з'єднання, і на Фіг.3С приведений вигляд в розрізі в збільшеному масштабі різьбової ділянки після з'єднання.
Здійснення винаходу
Нижче приведений докладний опис дійсного винаходу. На Ффіг.1А, Фіг.1В і Фіг.1С приведені види в розрізі різьбового з'єднання для трубних виробів нафтопромислового сортаменту для опису одного з можливих варіантів реалізації дійсного винаходу; на Фіг.1А показаний вигляд в розрізі в осьовому напрямку труби, на Фіг.1В - вигляд в розрізі в збільшеному масштабі області поблизу ділянки ущільнювача в процесі з'єднання, і на Фіг.1С приведений вигляд в розрізі в збільшеному масштабі частини ділянки ущільнювача в області поблизу ділянки ущільнювача після з'єднання.
Різьбове з'єднання для трубних виробів нафтопромислового сортаменту згідно дійсному винаходу є, наприклад, різьбовим з'єднанням для сталевих труб, в якому ніпелі 1 ії муфті 2 сполучені один з одним за допомогою різьби, як показано на Фіг.1А і Фіг.1В. Ніпель 1 містить ділянку 4 із зовнішньою різьбою і передню частину 5, що відходить від ділянки 4 із зовнішньою різьбою до торцевої сторони. Передня частина 5 містить заплечик 9, виконаний на кінці, і ділянка ущільнювача 7, розташований поряд із заплечиком 9. Муфта 2 містить порожнину, в яку входить ніпель. Муфта 2 містить ділянку З з внутрішньою різьбою, який за допомогою різьби сполучений з ділянкою 4 із зовнішньою різьбою і утворює різьбову ділянку, ділянка ущільнювача 8, розташований напроти ділянки ущільнювача 7 ніпелів 1, і заплечик 10, що контактує із заплечиком 9 ніпелів 1. Згідно дійсному винаходу, ніпель 1 містить зовнішню кільцеву
Зо периферійну поверхню 12, виконану на кінцевій торцевій стороні сталевої труби, а на муфті 2 виконана внутрішня кільцева периферійна поверхня 13, розташована напроти ніпеля 1, яка входить в контакт і упирається в зовнішню кільцеву периферійну поверхню 12 ніпелів 1. Ніпель 1 ї муфта 2 сполучені один з одним за допомогою різьби, таким чином, що металеві поверхні ділянки ущільнювача 7 ніпелів 1 і ділянки ущільнювача 8 муфт 2 входять в контакт одна з одною, і даний контакт утворює ділянка ущільнювача 11.
У різьбовому з'єднанні згідно дійсному винаходу, як показано на Фіг.1С, радіус кривизни дуги зовнішньої кільцевої периферійної поверхні 12 ніпелів 1 і радіус кривизни дуги внутрішньої кільцевої периферійної поверхні 13 муфт 2 практично дорівнюють один одному, і відстань ЕЇ. по осі труби між центром (Ср) дуги Рі (14) зовнішньої кільцевої периферійної поверхні, утворюючої ділянку ущільнювача 11 ніпелів 1 (далі скрізь "дуга, яка утворює ділянку ущільнювача ніпеля), і центром (Сь) дуги В: (15) внутрішньої кільцевої периферійної поверхні, яка утворює ділянку ущільнювача 11 муфт 2 (далі скрізь "дуга, яка утворює ділянку ущільнювача муфти), вибрані близькими один до одного. У цьому варіанті реалізації дуга, яка утворює ділянку ущільнювача, є дугою найбільш взаємодіючої ділянки (ширина заштрихованої ділянки на Фіг.1 і Фіг.2А).
Шляхом формування зовнішньої кільцевої периферійної поверхні 12, утворюючою ділянку ущільнювача 11 ніпелів 1 у вигляді дуги виступаючої форми, і формування внутрішньої кільцевої периферійної поверхні 13, утворюючою ділянку ущільнювача 11 муфт 2 у вигляді дуги втопленої форми, розташованої напроти зовнішньої кільцевої периферійної поверхні 12, забезпечується збільшення довжини області контакту. Завдяки цьому досягається поліпшення герметичності з'єднання.
Для досягнення вищезазначеного ефекту поліпшення герметичності різниця ((Рр2-Ньг)/Нргх 100) між радіусом кривизни Ррг дуги Р: (14) зовнішньої кільцевої периферійної поверхні ніпеля 1 і радіусу кривизни Ньг дуги В: (15) внутрішньої кільцевої периферійної поверхні муфти 2 не повинна перевищувати 10 95.
Ї, навпаки, якщо вищезгадана різниця перевищуватиме 510 95, достатня довжина області контакту ділянки ущільнювача не може бути забезпечена, і, отже, бажана герметичність з'єднання не може бути досягнута.
Для того, щоб привести виступаючу дугу Рі (14) зовнішньої кільцевої периферійної поверхні, утворюючу ділянку ущільнювача 11 ніпелів 1, і втоплену дугу В: (15) внутрішньої кільцевої бо периферійної поверхні, утворюючу ділянку ущільнювача 11 муфт 2, в контакт одна з одною,
додатково до вищезазначеної умови, необхідно, щоб центр Сер дуги Р: (14) ніпеля 1, утворюючої ділянку ущільнювача 11, і центр Сь дуги Ві (15) муфти 2, утворюючої ділянку ущільнювача 11, були розташовані поряд один з одним в напрямку по осі труби. З урахуванням вищевикладеного, авторами дійсного винаходу були проведені великі дослідження з метою розташування центру Ср дуги Рі (14) ніпеля 1, утворюючої ділянку ущільнювача 11 і центру Сь дуги Ві (15) муфти 2 якомога ближче один до одного з різницею АГ в напрямку по осі труби. В результаті було виявлено, що підвищити герметичність з'єднання можна забезпечити шляхом розташування центру Ср дуги Рі ніпеля і центру Сь дуги Ві муфти поряд один з одним з різницею АГ відстані по осі труби, рівної 2 мм або менше. Переважно, щоб різниця АГ. відстаней по осі труби між розташуванням центру Срдуги Р: ніпеля і розташуванням центру Сь дуги Ві муфти складала 1 мм або менше. І, навпаки, якщо різниця ЕІ між відстанями по осі труби центру Срьр дуги Р: ніпеля і центру Сь дуги Ві муфти складає більше 2 мм, вищезазначені дуги не входять в щільний контакт один з одним, вказаний контакт є неоднорідним, і довжина області контакту є недостатньою, внаслідок чого герметичність з'єднання не забезпечується.
Нижче розглядається розташування центру (Ср) дуги Р: зовнішньої кільцевої периферійної поверхні, утворюючої ділянку ущільнювача ніпеля, і центру (Сь) дуги Ві внутрішньої кільцевої периферійної поверхні, утворюючої ділянку ущільнювача муфти. На Ффіг.2А, фіг.2В і Фіг2б приведений вигляд в розрізі в збільшеному масштабі частини ділянки ущільнювача поблизу ділянки ущільнювача, показаної на Фіг.1А. На цих кресленнях показаний приклад конструкції, в якій ділянка ущільнювача і заплечик сполучені один з одним по одній невеликій дузі.
Як показано на Фіг.2А, Фіг.2В і Фіг.2С, розташування центру (Ср) дуги Рі зовнішньої кільцевої периферійної поверхні, утворюючої ділянку ущільнювача ніпеля, визначається відстанню | ввід кінця Рі ніпеля 1 до центру Ср дуги Рі (14) зовнішньої кільцевої периферійної поверхні.
Розташування центру (Сь) дуги Ві внутрішньої кільцевої периферійної поверхні, утворюючої ділянку ущільнювача муфти, визначається відстанню І, від кінця Ві муфти 2 до центру Сь дуги
Ві (15) внутрішньої кільцевої периферійної поверхні.
При утворенні різьбового з'єднанні ніпеля з муфтою, ніпель і муфта розташовуються в напрямку по осі таким чином, що торці заплечиків 9 ії 10 упираються один в одного, і, таким чином, кінець Рі ніпеля 1 і дальній кінець Ві муфти 2 стають початковими точками пружної деформації. Таким чином, відстані | р і І 5 від кінця Р, ніпеля 1 і від дальнього кінця Ві муфти 2 до центрів Ср і Сь відповідних дуг стають важливими. Чим ближче розташовуються центри Сь і Ср відповідних дуг, тим більш можливим стає введення ділянок ущільнювачів в контакт одна з одною з достатньою довжиною області контакту, і, отже, близьке розташування центрів Сь і Ср Є важливою умовою дійсного винаходу. Відповідно, розташування центрів дуги, утворюючої ділянку ущільнювача ніпеля, і дуги, утворюючої ділянку ущільнювача муфти, вибираються так, щоб виконувалися вимоги за формулами (1) - (3).
І о-Вь - (Нь-Вьі) со5бьі (1) р-Врі шо (Аре-Нрі) со5Врі (2)
ЛІ - | 5-х 2 мм (3), у яких:
Їь - відстань по осі труби від центру Сь дуги, утворюючої ділянку ущільнювача муфти, до дальнього кінця Ві муфти;
Їь - відстань по осі труби від центру Ср дуги, утворюючої ділянку ущільнювача ніпеля, до кінця Ре ніпеля;
ДАІ -| б-р - різниця відстаней в напрямку по осі труби між центрами Сь і Сь дуг, утворюючих ділянки ущільнювачів муфти і ніпеля;
Вь: - радіус невеликої дуги, що сполучає ділянку ущільнювача 15 із заплечиком 10 муфти;
Вьг - радіус дуги Ві, утворюючої ділянку ущільнювача 15 муфти;
Вр: - радіус невеликої дуги, що сполучає ділянку ущільнювача 14 із заплечиком ніпеля 9;
Врг - радіус дуги Рі, утворюючої ділянку ущільнювача 14 ніпелів; бьї- центральний кут невеликої дуги, що сполучає ділянку ущільнювача 15 із заплечиком 10 муфти; брі- центральний кут невеликої дуги, що сполучає ділянку ущільнювача 14 із заплечиком 9 ніпелів.
Переважно, щоб величина радіусів Рьг і Вр» ділянок ущільнювачів складала від 4 мм до 30 мм. Якщо величина радіусу дуже мала, довжина області контакту ділянки ущільнювача стає недостатньою, і, таким чином, герметичність з'єднання не забезпечується. І, навпаки, якщо величина радіусу дуже велика, різьбове з'єднання не може бути отримана до тих пір, поки довжина передньої частини не буде сильно збільшена. В цьому випадку, сильно збільшена 60 довжина передньої частини зменшує жорсткість ніпеля, і, отже, не може бути отримане достатній тиск на поверхню, тобто не забезпечується герметичність з'єднання.
Приклад 1
Далі дійсній винахід буде детально проіїлюстрований за допомогою прикладу. Дійсній винахід не обмежується наведеним нижче прикладом.
Були розроблені і вироблені труби із сталі марки0125 за стандартом АРІ 5СТ із зовнішнім діаметром 9-5/8 дюйм (244,475 мм) і товщиною стінки 0,545 дюйм (13,843 мм) з різьбою на ніпелях відповідних розмірів, наведених в Таблиці 1, і муфтами, розміри яких відповідають розмірам вищезгаданих ніпелів. Конструкція з'єднання була виконана таким чином, що ділянка ущільнювача і заплечик з'єднуються одна з одною по одній невеликій дузі, як показано на
Фіг.2А, фіг.2В і Фіг. 20.
Тест за оцінкою герметичності даних різьбових з'єднань проводився відповідно до стандарту
ІБО13679:2002. Ступінь трудності проведення випробувань був встановлений для труб рівня
САЇ ІМ, і один зразок використовувався як дослідний зразок. Згідно дійсному винаходу, результати тесту за оцінкою герметичності оцінювалися показником "добре" у разі відсутності протікання навіть при докладання до з'єднання напруження стискування величиною 80 95 або більш при кривій просторового напруження 95 95, розрахованій для межі текучості стали марки 0125 за стандартом АРІБСТ. Отримані при проведенні тесту результати наведені в Таблиці 1.
Табляця ї
Укменювальня Уидпонюватьня Рік між Родує улх анчиклчной ку 1 Цемгральний т біжних ЛЕ | Н т фхтисюютих| слу Гонки. сдалиои | яке: | ЗЖЛШк З хюхдюмюим: | око беж вк
Рівне ба бе меж ккцамуфежо |омюмх ! сіння муїкх деко вух т опи
Рошк жк Ровкояех т Жи п) ни ем Вз ї би б Тест з оумювямих горхвтимиос | ! й - - і 7 Дійде лажтютсуютмі | о Н і Добре ік огоуванкі Ко. Н з па то вд 19 :8 во і 5 тб ощюююанеоюрютнхт ех
Й Й Н З ежУМУАМ МУМИХАНИХ. Що ДОЯНКе реко Зеюходу Н
Н ЖЕ, вх кекс Н ! і Добре пр твстуваняя | Н з пл мл 12 14 1а 5 і «г п их од нен век Прикада дя
Н ХКУЦЕККОСНИМ ТУКМКММО. З ЛЖККНЮЄ одного ВУ
Н ЗКУХ, межі таку Н Н і Вобре при пвстрааниї: | Й Н й й ЩО Мекко мона хе доня вйскя хну
Н З НАЛИХеННКю СТМОКаННУХ, МКУ ДОУЖНХ Н ДУМУ Мечякидх ' Тк, межу текучості Н Н
Н дорннчив ю суть ! поту Н й т Й Щ Що Н й м оооефоМхкккй хм ооМеТМКх. Н лоно
Й Й Й Й Й Н Й «учакеиннх ма Гоерих уми ! пк Н
Як видно з Таблиці 1, в різьбовому з'єднанні для трубних виробів нафтопромислового сортаменту згідно дійсному винаходу (рівні МоМо 1-4 прикладів дійсного винаходу) на всіх рівнях протікання з'єднання не відбувається навіть при напруженні стискування, що становить 80 95 або більш для кривої просторового напруження 95 95, розрахованої для межі текучості сталі марки 0125 за стандартом АРІ5СТ. Таким чином, різьбові з'єднання для трубних виробів нафтопромислового сортаменту в тесті за оцінкою герметичності отримали оцінку "добре".
Зокрема, коли різниця ДІ. між точками розташування центрів (у напрямку по осі труби) дуг, утворюючих ділянки ущільнювачів муфти і ніпеля, вибиралася рівною 1 мм або менше (рівні
МоМо З і 4), протікання з'єднання не відбувалося, навіть при докладанні напруження стискування
Зо у 100 95 для кривої просторового напруження 95 95, розрахованої для межі текучості сталі марки 0125 за стандартом АРІ 5СТ, і, відповідно, різьбове з'єднання для трубних виробів нафтопромислового сортаменту за наслідками тесту на герметичність отримало оцінку "добре".
На підставі результатів проведеного тестування був зроблений висновок, що таке різьбове з'єднання для трубних виробів нафтопромислового сортаменту володіє відмінною герметичністю. І, навпаки, різьбове з'єднання для трубних виробів нафтопромислового сортаменту, не відповідне дійсному винаходу (рівні МоМо 5-8 тестів на герметичність) продемонструвало нижчу герметичність.
З сказаного вище можна зробити висновок, що різьбове з'єднання для трубних виробів нафтопромислового сортаменту, в якому різниця між радіусами кривизни дуги Р: ніпеля і дуги
Ві муфти 2 складає не більш 510 95, і різниця ДІ між точками розташування центру дуги, утворюючої ділянку ущільнювача ніпеля, і центру дуги, утворюючої ділянку ущільнювача муфти, складає не більш х2 мм, володіє відмінною герметичністю.
Цифрові позначення посилальних позицій 1: ніпель
2: муфта 3: ділянка з внутрішньою різьбою 4: ділянка із зовнішньою різьбою 5: передня частина 7, 8: металоконтактна ділянка ущільнювача 9, 10: заплечик (заплечик для передачі обертаючого моменту) 11: ділянка ущільнювача 12: зовнішня кільцева периферійна поверхня 13: внутрішня кільцева периферійна поверхня 14: дуга Р; зовнішньої кільцевої периферійної поверхні, яка утворює ділянку ущільнювача 15: дуга В; внутрішньої кільцевої периферійної поверхні, яка утворює ділянку ущільнювача.
Claims (3)
1. Різьбове з'єднання для трубних виробів нафтопромислового сортаменту, яке містить: ніпель із зовнішньою кільцевою периферійною поверхнею, сформованою на кінцевій торцевій стороні сталевої труби, і ділянкою із зовнішньою різьбою, виконаною на поверхні, що відходить від зовнішньої кільцевої периферійної поверхні до центра сталевої труби в осьовому напрямку; і муфту з порожниною, в яку входить ніпель, в якій виконані ділянка з внутрішньою різьбою, що входить в зачеплення з ділянкою із зовнішньою різьбою, і внутрішня кільцева периферійна поверхня, що входить в контакт і упирається в зовнішню кільцеву периферійну поверхню; у якому ніпель і муфта сполучені одне з одним за допомогою різьбового з'єднання ділянки із зовнішньою різьбою з ділянкою із внутрішньою різьбою таким чином, що зовнішня кільцева периферійна поверхня і внутрішня кільцева периферійна поверхня входять в контакт одна з одною, і ділянка контакту між зовнішньою кільцевою периферійною поверхнею і внутрішньою кільцевою периферійною поверхнею утворює ділянку ущільнювача; причому зовнішня кільцева периферійна поверхня, яка утворює ділянку ущільнювача ніпеля, виконана у вигляді дуги виступаючої форми, а внутрішня кільцева периферійна поверхня, яка утворює ділянку ущільнювача муфти, виконана у вигляді дуги заглибленої форми; Зо величина різниці між радіусами кривизни дуги зовнішньої кільцевої периферійної поверхні ніпеля і дуги внутрішньої кільцевої периферійної поверхні муфти вибирається в діапазоні -10 905; і величина різниці відстаней в напрямку по осі труби між розташуванням центра дуги зовнішньої кільцевої периферійної поверхні ніпеля і розташуванням центра дуги внутрішньої кільцевої периферійної поверхні муфти вибирається рівною 2 мм або менше.
2. З'єднання за п. 1, яке відрізняється тим, що величина різниці відстаней в напрямку по осі труби між центром дуги зовнішньої кільцевої периферійної поверхні ніпеля і центром дуги внутрішньої кільцевої периферійної поверхні муфти вибирається рівною 1 мм або менше.
3. З'єднання за п. 1 або 2, яке відрізняється тим, що ділянка ущільнювача і заплечик ніпеля сполучені одне з одним дугою, меншою дуги зовнішньої кільцевої периферійної поверхні, а ділянка ущільнювача і заплечик муфти сполучені одне з одним дугою, меншою дуги внутрішньої кільцевої периферійної поверхні.
шко хі - Бюл пе о крон і див. Фіг. 1 / з ве кт ян я я г й ря тет й ши ше я І іш ши Ше щу щ о , с Ей й й - Е : ; сі цент ов, ущільнюваньної ділянки ніпепя З ОО инвнфовущільнювапьної ділянки муфти. ОО візнуця А між відстанями по осі трубитоною т, вл «розташування центрів дуг ущільнювальних діпянох х
ФІГ. 1
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2016163959 | 2016-08-24 | ||
| PCT/JP2017/026245 WO2018037781A1 (ja) | 2016-08-24 | 2017-07-20 | 油井管用ねじ継手 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| UA122027C2 true UA122027C2 (uk) | 2020-08-25 |
Family
ID=61245691
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| UAA201901269A UA122027C2 (uk) | 2016-08-24 | 2017-07-20 | Різьбове з'єднання для трубних виробів нафтопромислового сортаменту |
Country Status (15)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US11255134B2 (uk) |
| EP (1) | EP3505803B1 (uk) |
| JP (2) | JP6919967B2 (uk) |
| CN (2) | CN107780852B (uk) |
| AR (1) | AR109389A1 (uk) |
| AU (1) | AU2017316876B2 (uk) |
| BR (1) | BR112019002622B1 (uk) |
| CA (1) | CA3032483C (uk) |
| ES (1) | ES2898052T3 (uk) |
| MX (1) | MX2019001519A (uk) |
| MY (1) | MY197300A (uk) |
| RU (1) | RU2705783C1 (uk) |
| SA (1) | SA519401041B1 (uk) |
| UA (1) | UA122027C2 (uk) |
| WO (1) | WO2018037781A1 (uk) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| ES2898052T3 (es) * | 2016-08-24 | 2022-03-03 | Jfe Steel Corp | Unión roscada para tubería de pozo de petróleo |
| CA3109436C (en) * | 2018-08-21 | 2023-07-18 | Nippon Steel Corporation | Threaded connection for steel pipes |
| CN112840151B (zh) * | 2018-10-02 | 2022-07-15 | 日本制铁株式会社 | 钢管用螺纹接头 |
| EP4083369A4 (en) * | 2019-12-26 | 2023-01-18 | JFE Steel Corporation | THREADED CONNECTOR FOR PIPES |
| RU2767871C1 (ru) * | 2021-09-20 | 2022-03-22 | Акционерное общество "Выксунский металлургический завод" (АО "ВМЗ") | Резьбовое соединение трубных изделий нефтепромыслового сортамента |
| US20230349241A1 (en) * | 2022-04-27 | 2023-11-02 | Saudi Arabian Oil Company | Tubular Coupling Assembly With Modified Buttress Thread |
| US11940064B2 (en) | 2022-06-17 | 2024-03-26 | Saudi Arabian Oil Company | Threaded tubular connection |
Family Cites Families (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5211765B2 (uk) | 1972-03-31 | 1977-04-02 | ||
| US4384737A (en) * | 1980-04-25 | 1983-05-24 | Republic Steel Corporation | Threaded joint for well casing and tubing |
| GB8414203D0 (en) * | 1984-06-04 | 1984-07-11 | Hunting Oilfield Services Ltd | Pipe connectors |
| EP0916883B1 (en) | 1997-05-30 | 2006-06-28 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | Screw joint for oil well pipe |
| ITRM20020445A1 (it) * | 2002-09-06 | 2004-03-07 | Tenaris Connections Bv | Giunzione filettata per tubi. |
| FR2863029B1 (fr) * | 2003-11-28 | 2006-07-07 | Vallourec Mannesmann Oil & Gas | Realisation, par expansion plastique, d'un joint tubulaire etanche avec surepaisseur(s) de matiere locale(s) initiale(s) |
| JP4691904B2 (ja) * | 2004-03-26 | 2011-06-01 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 油井鋼管用継手 |
| RU76099U1 (ru) * | 2008-04-30 | 2008-09-10 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Тмк-Премиум Сервис" | Герметичное резьбовое соединение нефтепромысловых труб |
| BRPI0920855B1 (pt) * | 2008-10-20 | 2020-09-15 | Nippon Steel Corporation | Junta rosqueada para tubos de aço |
| GB201005247D0 (en) * | 2010-03-29 | 2010-05-12 | Hsc Fzco | An improved seal between pipes |
| CN101864908A (zh) * | 2010-06-10 | 2010-10-20 | 衡阳鸿菱石油管材有限责任公司 | 管螺纹接头 |
| JP4930647B1 (ja) * | 2010-06-30 | 2012-05-16 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 管用ねじ継手 |
| GB201019413D0 (en) * | 2010-11-17 | 2010-12-29 | Hsc Fzco | An improved seal between pipes |
| US20160186899A1 (en) * | 2011-08-05 | 2016-06-30 | Vallourec Oil And Gas France | Tubular connection with self-locking thread form used in the oil industry |
| MY175905A (en) * | 2012-01-19 | 2020-07-15 | Nippon Steel Corp | Threaded joint for pipes |
| JP5978953B2 (ja) * | 2012-11-26 | 2016-08-24 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 管用ねじ継手 |
| JP6051811B2 (ja) * | 2012-11-27 | 2016-12-27 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 管用ねじ継手 |
| ES2898052T3 (es) * | 2016-08-24 | 2022-03-03 | Jfe Steel Corp | Unión roscada para tubería de pozo de petróleo |
-
2017
- 2017-07-20 ES ES17843268T patent/ES2898052T3/es active Active
- 2017-07-20 MX MX2019001519A patent/MX2019001519A/es unknown
- 2017-07-20 MY MYPI2019000657A patent/MY197300A/en unknown
- 2017-07-20 US US16/323,871 patent/US11255134B2/en active Active
- 2017-07-20 UA UAA201901269A patent/UA122027C2/uk unknown
- 2017-07-20 EP EP17843268.8A patent/EP3505803B1/en active Active
- 2017-07-20 AU AU2017316876A patent/AU2017316876B2/en active Active
- 2017-07-20 CA CA3032483A patent/CA3032483C/en active Active
- 2017-07-20 WO PCT/JP2017/026245 patent/WO2018037781A1/ja active Application Filing
- 2017-07-20 BR BR112019002622-3A patent/BR112019002622B1/pt active IP Right Grant
- 2017-07-20 RU RU2019103584A patent/RU2705783C1/ru active
- 2017-07-20 JP JP2017550261A patent/JP6919967B2/ja active Active
- 2017-08-23 CN CN201710730007.2A patent/CN107780852B/zh active Active
- 2017-08-23 AR ARP170102325A patent/AR109389A1/es active IP Right Grant
- 2017-08-23 CN CN201721063749.6U patent/CN207795079U/zh active Active
-
2019
- 2019-02-05 SA SA519401041A patent/SA519401041B1/ar unknown
- 2019-08-07 JP JP2019145426A patent/JP7120179B2/ja active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CA3032483A1 (en) | 2018-03-01 |
| EP3505803B1 (en) | 2021-10-06 |
| US20190211631A1 (en) | 2019-07-11 |
| CN107780852A (zh) | 2018-03-09 |
| CA3032483C (en) | 2021-04-13 |
| BR112019002622A2 (pt) | 2019-05-28 |
| MY197300A (en) | 2023-06-12 |
| JPWO2018037781A1 (ja) | 2018-08-30 |
| CN107780852B (zh) | 2022-03-29 |
| AU2017316876A1 (en) | 2019-01-17 |
| ES2898052T3 (es) | 2022-03-03 |
| MX2019001519A (es) | 2019-05-15 |
| AR109389A1 (es) | 2018-11-28 |
| EP3505803A4 (en) | 2019-08-21 |
| EP3505803A1 (en) | 2019-07-03 |
| JP6919967B2 (ja) | 2021-08-18 |
| CN207795079U (zh) | 2018-08-31 |
| JP7120179B2 (ja) | 2022-08-17 |
| AU2017316876B2 (en) | 2020-02-27 |
| WO2018037781A1 (ja) | 2018-03-01 |
| US11255134B2 (en) | 2022-02-22 |
| RU2705783C1 (ru) | 2019-11-11 |
| BR112019002622B1 (pt) | 2022-06-14 |
| JP2019190665A (ja) | 2019-10-31 |
| SA519401041B1 (ar) | 2022-02-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| UA122027C2 (uk) | Різьбове з'єднання для трубних виробів нафтопромислового сортаменту | |
| JP5492885B2 (ja) | 鋼管用ねじ継手 | |
| US8840151B2 (en) | Seal between pipe sections | |
| US20130181442A1 (en) | Threaded joint for pipe | |
| AU2012232466B2 (en) | Threaded joint for steel pipes | |
| RU2692177C1 (ru) | Резьбовое соединение насосно-компрессорных труб для нефтяных скважин | |
| CN103352662A (zh) | 管的螺纹套管接头 | |
| JP2015132285A (ja) | 極厚肉油井管用ねじ継手 | |
| US8973953B2 (en) | Seal between pipe sections | |
| WO2014006866A1 (ja) | 管のねじ継手 | |
| JP6103137B2 (ja) | 管用ねじ継手 | |
| JP5704191B2 (ja) | 耐焼付き性に優れた油井管用ねじ継手 | |
| AU2019356283B2 (en) | Threaded joint | |
| US10443765B2 (en) | Threaded joint for pipes | |
| JP2012067908A (ja) | 鋼管用ねじ継手 | |
| JP2013029174A (ja) | 鋼管用ねじ継手 | |
| AU2018273320A1 (en) | Threaded connection for steel pipes |