UA124833C2 - Різьбове з'єднання, що містить проміжний заплічок - Google Patents

Abstract

Різьбове трубне з’єднання містить перший трубний компонент та другий трубний компонент. Перший трубний компонент містить охоплювальну частину, утворену на внутрішній поверхні першого трубного компонента. Охоплювальна частина містить частину із внутрішньою різьбою та частину із зовнішньою різьбою, які радіально зміщені відносно поздовжньої осі першого трубного компонента за рахунок першого заплічка. Другий трубний компонент містить охоплювану частину, утворену на зовнішній поверхні другого трубного компонента. Охоплювана частина призначена для вставлення в охоплювальну частину та містить частину із внутрішньою різьбою та частину із зовнішньою різьбою, які радіально зміщені відносно поздовжньої осі другого трубного компонента за рахунок другого заплічка. Другий заплічок повинен упиратися в перший заплічок, коли охоплювана частина з’єднана із охоплювальною частиною. WO 2017/097700 PCT/EP2016/079743 2 WO 2017/097700 PCT/EP2016/079743

Description

Галузь техніки, якої стосується винахід 0001) Дане розкриття стосується пристрою та способів з'єднання трубних компонентів, а точніше, металевих трубних компонентів, з'єднаних за допомогою різьбової охоплюваної частини та різьбової охоплювальної частини, які виконані на поздовжніх кінцях трубних компонентів.

ОПИС ПОПЕРЕДНЬОГО РІВНЯ ТЕХНІКИ

ІЇ0002| Деякі типи різьбових трубних з'єднань використовують, головним чином, для з'єднання трубних компонентів, які утворюють обсадні колони, насосно-компресорні колони або бурильні колони для визначення координат або транспортування вуглеводнів, що являють собою складову частину нафтових свердловин або їм подібних. Різьбові трубні з'єднання використовують в обсадних колонах для забезпечення стійкості стовбура свердловини та/або для забезпечення гладкого стовбура свердловини, всередині якого можуть проходити обсадні колони меншого розміру, системи труб або інструменти. Такі різьбові трубні з'єднання піддаються різним комбінаціям напружень, інтенсивність яких також є змінною. Наприклад, напруження може являти собою одне або комбінацію наступного: осьове розтягнення або осьове стиснення, або внутрішній тиск, або зовнішній тиск текучого середовища, згинальне зусилля, скручувальне зусилля, і т. д. Трубні з'єднання конструюють таким чином, щоб вони протистояли розриву, а також забезпечували герметичне рідинне ущільнення або газове ущільнення, незважаючи на комбінацію напружень та складні умови експлуатації. Характер напружень може змінюватися в міру того, як труби опускають у свердловину, або в ході експлуатації. Наприклад, розтягувальні напруження можуть тимчасово замінюватися напруженнями стиснення. 0003) Існує багато різних труб для транспортування вуглеводнів, які досягають задовільних результатів стосовно механічних характеристик та герметичності. У деяких використовуються трубні елементи, кожен із яких має один кінець з охоплюваною різьбою та один кінець з охоплювальною різьбою, для отримання тонкого вузла. Ці вузли зазвичай називають внутрішніми вузлами або з'єднаннями, на відміну від вузлів або Т5С-з'єднань, в яких застосовують муфту або гільзу.

Зо І0004| Такі внутрішні вузли зазвичай виконують на трубах, діаметр яких на кінці, що відповідає охоплювальній різьбі, збільшується, та діаметр яких на кінці, що відповідає охоплюваній різьбі, зменшується. Це може передбачатися для того, щоб отримати достатню товщину матеріалу труб із метою забезпечення геометричної та механічної міцності вузла, який скріплює труби.

СУТЬ ВИНАХОДУ

0005) В одному аспекті різьбове трубне з'єднання містить перший трубний компонент та другий трубний компонент. Перший трубний компонент містить охоплювальну частину, утворену на внутрішній поверхні першого трубного компонента. Охоплювальна частина містить частину із внутрішньою різьбою та частину із зовнішньою різьбою, які радіально зміщені по відношенню до поздовжньої осі першого трубного компонента за рахунок першого заплічка.

Другий трубний компонент містить охоплювану частину, утворену на зовнішній поверхні другого трубного компонента. Охоплювана частина призначена для вставлення в охоплювальну частину. Охоплювана частина містить частину із внутрішньою різьбою та частину із зовнішньою різьбою, які радіально зміщені по відношенню до поздовжньої осі другого трубного компонента за рахунок другого заплічка. Другий заплічок повинен упиратися в перший заплічок, коли охоплювана частина з'єднана із охоплювальною частиною. Частина із внутрішньою різьбою та частина із зовнішньою різьбою охоплювальної частини та частина із внутрішньою різьбою та частина із зовнішньою різьбою охоплюваної частини характеризуються конусністю, що складає приблизно 6 95 або менше. Частина із внутрішньою різьбою та частина із зовнішньою різьбою охоплювальної частини та частина із внутрішньою різьбою та частина із зовнішньою різьбою охоплюваної частини містять виступи із поверхнею вершини та поверхнею западини. Поверхня вершини та поверхня западини є плоскими та паралельними поздовжній осі відповідного трубного компонента. 0006) В іншому аспекті різьбове трубне з'єднання містить перший трубний компонент та другий трубний компонент. Перший трубний компонент містить охоплювальну частину, утворену на внутрішній поверхні першого трубного компонента. Охоплювальна частина містить частину із внутрішньою різьбою та частину із зовнішньою різьбою, які радіально зміщені по відношенню до поздовжньої осі першого трубного компонента за рахунок першого заплічка.

Другий трубний компонент містить охоплену частину, утворену на зовнішній поверхні другого 60 трубного компонента. Охоплювана частина призначена для вставлення в охоплювальну частину. Охоплювана частина містить частину із внутрішньою різьбою та частину із зовнішньою різьбою, які радіально зміщені по відношенню до поздовжньої осі другого трубного компонента за рахунок другого заплічка. Другий заплічок повинен упиратися в перший заплічок, коли охоплювана частина з'єднана із охоплювальною частиною. Коли другий заплічок упирається в перший заплічок, визначається площа спряженого контакту заплічка, причому площа спряженого контакту заплічка у першого заплічка та другого заплічка ідентична. Співвідношення площі спряженого контакту заплічка та площі номінального поперечного перерізу першого трубного компонента складає більше 15 95 та менше 25 95, і співвідношення площі спряженого контакту заплічка та площі номінального поперечного перерізу другого трубного компонента складає більше 15 95 та менше 25 95.

КОРОТКИЙ ОПИС ГРАФІЧНИХ МАТЕРІАЛІВ

І0007| Більш повне розуміння винаходу та багатьох із його супутніх переваг забезпечується за рахунок наведеного нижче докладного опису, що розглядається разом із супутніми графічними матеріалами, де:

ІО0О8І фіг. 1 являє собою частковий вигляд у розрізі ілюстративного варіанта здійснення половини першого кінця першого трубного компонента та ілюстративного варіанта здійснення половини другого кінця другого трубного компонента у роз'єднаному стані;

ЇО0О0О9| фіг. 2 являє собою частковий вигляд у розрізі половини першого кінця першого трубного компонента та половини другого кінця другого трубного компонента у з'єднаному стані;

ІОО101Ї фіг. З являє собою частковий вигляд у розрізі у великому масштабі частини із першим заплічком першого трубного компонента та частини із другим заплічком другого трубного компонента у з'єднаному стані; 00111 фіг. 4 являє собою частковий вигляд у розрізі у великому масштабі ілюстративного варіанта здійснення набору виступів частини із різьбою першого трубного компонента та набору виступів частини із різьбою другого трубного компонента в роз'єднаному стані;

І0012| фіг. 5 являє собою схематичне зображення ілюстративного варіанта здійснення поздовжніх кінцевих ділянок та проміжної ділянки у межах даної частини із різьбою; 00131 фіг. 6 являє собою частковий вигляд у розрізі у великому масштабі ілюстративного варіанта здійснення торця охоплюваної частини та кінцевого заплічка охоплювальної частини у з'єднаному стані; 0014) фіг. 7 являє собою вигляд збоку ілюстративного варіанта здійснення трубного компонента, що містить перший кінець і другий кінець; та

ІОО151І фіг. 8 являє собою вигляд збоку в розрізі трубного компонента, зображеного на фіг. 8, розрізаного уздовж поздовжньої осі трубного компонента.

ДОКЛАДНИЙ ОПИС ПЕРЕВАЖНИХ ВАРІАНТІВ ЗДІЙСНЕННЯ

І0016| Тепер розглянемо графічні матеріали, де подібні позиції посилань позначають ідентичні або відповідні частини на декількох представлених видах.

ЇО017| Розкриті у даному документі різьбові з'єднання відносяться до трубних компонентів, які з'єднуються із утворенням трубної конструкції яка може мати значну довжину. Трубна конструкція, зібрана із використанням розкритих у даному документі трубних компонентів, утворює внутрішній канал, по якому може переміщатися текуче середовище, таке як нафта, газ, вода і тому подібне.

Ї0018| Як зображено на фіг. 1, ілюстративний варіант здійснення різьбового трубного з'єднання 10 між першим трубних компонентом 12 та другим трубним компонентом 14 показаний у роз'єднаному стані. Перший трубний компонент 12 та другий трубний компонент 14 можуть бути ідентичної форми, унаслідок чого кожен із першого трубного компонента 12 і другого трубного компонента 14 можуть містити охоплювальну частину 16 на першому кінці 1ба й охоплену частину 18 на другому кінці 105. Фіг. 7 ілюстративний варіант здійснення трубного компонента показаний повністю. Трубний компонент, зображений на фіг. 7, може бути або першим трубним компонентом 12, або другим трубним компонентом 14. Перший кінець 1ба та другий кінець 10606 також можуть називатися розташованим вище по потоку кінцем і розташованим нижче по потоку кінцем із урахуванням орієнтації, яку трубні компоненти 12, 14 приймуть після складання. Перший трубний компонент 12 може бути утворений першою стінкою 22, а другий трубний компонент 14 може бути утворений другою стінкою 24. Зокрема, на фіг. 1 показаний вигляд у розрізі, виконаний по верхній половині першого кінця 10а першого трубного компонента 12, і вигляд у розрізі, виконаний по верхній половині другого кінця 106 другого трубного компонента 14. Поперечний переріз першого кінця 10а першого трубного компонента 12 ї другого кінця 106 другого трубного компонента 14 не показані повністю з метою наочності ілюстрації.

Ї0019| На фіг. 8 показаний вигляд у розрізі трубного компонента, де трубний компонент розрізаний уздовж поздовжньої осі трубного компонента. На першому кінці ї0а першого трубного компонента 12 виконана охоплювальна частина 16 різьбового трубного з'єднання 10, яку ще називають "муфта". Охоплювальна частина 16 виконана всередині або на внутрішній поверхні першої стінки 22, унаслідок чого товщина першої стінки 22 поступово зменшується із утворенням номінальної товщини стінки уздовж охоплювальної частини 16 у напрямку наліво на фіг. 1. Зовнішній діаметр першого кінця 10а першого трубного компонента 12 може бути збільшений уздовж охоплювальної частини 16 відносно інших подовжньо розташованих частин першого трубного компонента 12. На другому кінці 105 другого трубного компонента 14 виконана охоплювана частина 18 різьбового трубного з'єднання 10, яку ще називають "ніпель".

Охоплювана частина 18 виконана зовні або на зовнішній поверхні другої стінки 24, внаслідок чого товщина другої стінки 24 може поступово зменшуватися із утворенням номінальної товщини стінки уздовж охоплюваної частини 18 у напрямку вправо на фіг. 1. Перша стінка 22 і друга стінка 24 мають однакову номінальну товщину стінки й однаковий зовнішній діаметр.

Внутрішній діаметр уздовж охоплюваної частини 18 може бути таким самим, як у інших поздовжньо розташованих частин другого трубного компонента 14. Внутрішній діаметр уздовж охоплюваної частини 186 може зменшуватися у результаті процесу надання розміру кінцю, як показано на фіг. 1 та 2. Охоплювана частина 18 виконана із можливістю вставлення в охоплювальну частину 16 та зчеплення з нею, як показано на фіг. 2. Як такі, довжина охоплюваної частини 18 та довжина охоплювальної частини 16 можуть бути по суті однаковими.

І0020| Охоплювальна частина 16 може містити зовнішню кінцеву частину 16ба, частину 166 із зовнішньою різьбою, частину 16с із першим заплічком, частину 16а із внутрішньою різьбою та внутрішню кінцеву частину 16бе. Зовнішня кінцева частина 1ба може містити отвір, що має по суті форму зрізаного конуса, для введення охоплюваної частини 18. Частина 165 із зовнішньою різьбою та частина 164 із внутрішньою різьбою в охоплювальній частині 16 виконані із можливістю зчеплення за рахунок різьбового зачеплення із відповідними елементами в охоплюваній частині 18. Частина 166 із зовнішньою різьбою та частина 164 із внутрішньою різьбою сходять на конус таким чином, що товщина першої стінки 22 поступово збільшується уздовж охоплювальної частини 16 у напрямку вправо на фіг. 1. Виступи частин із різьбою будуть детальніше описані далі. Частина 160 із зовнішньою різьбою та частина 164 із внутрішньою різьбою охоплювальної частини 16 можуть бути зміщені радіально по відношенню до поздовжньої осі Х трубного компонента 12 і поперечно по відношенню до першої стінки 22 за рахунок частини 16бс із першим заплічком, яка може містити першу поперечну поверхню 26.

Хоча перша поперечна поверхня 26 на фіг. 1-2 показана радіально орієнтованою навколо поздовжньої осі Х трубного компонента 12, перша поперечна поверхня 26 може бути реалізована в іншій орієнтації.

І0021)| Охоплювана частина 18 може містити внутрішню кінцеву частину 18а, частину 186 із внутрішньою різьбою, частину 18с з другим заплічком, частину 184 із зовнішньою різьбою і зовнішню кінцеву частину 18е. Внутрішня кінцева частина 18а може мати форму зрізаного конуса, щоб по суті відповідати отвору, що має форму зрізаного конуса, зовнішньої кінцевої частини 1ба охоплювальної частини 16. Частина 185 із внутрішньою різьбою та частина 184 із зовнішньою різьбою в охоплюваній частині 18 виконані із можливістю взаємодії за рахунок різьбового зачеплення та зчеплення, відповідно, із частиною 16Бб із зовнішньою різьбою і частиною 164 із внутрішньою різьбою охоплювальної частини 16. Частина 1860 із внутрішньою різьбою і частина 184 із зовнішньою різьбою в охоплюваній частині 18 можуть сходити на конус таким чином, що товщина другої стінки 24 поступово зменшується уздовж охоплюваної частини 18 у напрямку вправо на фіг. 1 та як детальніше описано стосовно фіг. 4. Частина 184 із зовнішньою різьбою і частина 185 із внутрішньою різьбою охоплюваної частини 18 можуть бути зміщені радіально по відношенню до поздовжньої осі трубного компонента 14 та поперечно по відношенню до другої стінки 24 за рахунок частини 18с із другим заплічком. Частина 18с із другим заплічком може містити другу поперечну поверхню 28, яка контактує із першою поперечною поверхнею 26, коли охоплювана частина 18 вступає у різьбове з'єднання або сполучається із охоплювальною частиною 16, як показано на фіг. 2. Необов'язково, щоб друга поперечна поверхня 28 була орієнтована перпендикулярно поздовжньої осі трубного компонента 14, якщо друга поперечна поверхня 28 орієнтована так само, як перша поперечна поверхня 26. Внутрішня кінцева частина 1бе охоплювальної частини 16 може мати таку форму, щоб у ній розташовувалася зовнішня кінцева частина 18е охоплюваної частини 18. Зокрема, внутрішня кінцева частина 1бе охоплювальної частини 16 та зовнішня кінцева частина 18е можуть містити кінцевий заплічок 30 і торець 20, відповідно, як буде детальніше описано далі. бо Окрім того, зовнішній діаметр кожного трубного компонента 12, 14 може бути постійним, за виключенням першого кінця 10а та другого кінця 1065. Зовнішній діаметр кожного трубного компонента 12, 14 може бути максимальним уздовж першого кінця їО0а та може бути мінімальним уздовж другого кінця 10Бб. Більш того, внутрішній діаметр кожного трубного компонента 12, 14 може бути постійним та змінюватися лише уздовж першого кінця 1ба та другого кінця 100, як показано у з'єднаному стані на фіг. 2. Внутрішній діаметр трубних компонентів 12, 14 може бути максимальним уздовж першого кінця 10а та може бути мінімальним уздовж другого кінця 105. (0022) На фіг. 2 показано, як охоплювальна частина 16 першого кінця 10а та охоплювана частина 18 другого кінця 1060 зчіплюються, коли охоплювану частину 18 вставляють та вкручують в охоплювальну частину 16, щоб домогтися з'єднаного стану. Перша поперечна поверхня 26 охоплювальної частини 16 та друга поперечна поверхня 28 охоплюваної частини 18 виконані таким чином, щоб упиратися одна в одну у з'єднаному стані. Таким чином, геометричні характеристики першої та другої поперечних поверхонь 26, 28 впливають на здатність різьбового з'єднання витримувати навантаження на стиснення. Поперечні поверхні 26, 28 можуть бути кільцеподібної форми. В одному варіанті здійснення площа спряженого контакту заплічка кільцевої першої поперечної поверхні 26 частини 1бс із першим заплічком може складати більше 15 95 та менше 25 95 від площі номінального поперечного перерізу першого трубного компонента 12, а площа спряженого контакту заплічка кільцевої другої поперечної поверхні 28 частини 18с із другим заплічком може складати більше 15 95 та менше 25 95 від площі номінального поперечного перерізу другого трубного компонента 14. Номінальний поперечний переріз трубного компонента можна визначити як поперечний переріз, виконаний у трубному компоненті в секції, відмінній від першого кінця 10а або другого кінця 1060, де трубний компонент має номінальний зовнішній діаметр і номінальний внутрішній діаметр. В іншому варіанті здійснення площа спряженого контакту заплічка кільцевої першої поперечної поверхні 26 частини 16с із першим заплічком може складати більше 17 96 та менше 23 95 від площі номінального поперечного перерізу першого трубного компонента 12, а площа спряженого контакту заплічка кільцевої другої поперечної поверхні 28 частини 18с із другим заплічком може складати більше 17 95 та менше 23 95 від площі номінального поперечного перерізу другого трубного компонента 14. Частина 16с із першим заплічком і частина 18с із другим заплічком

Зо можуть сприяти забезпеченню підтримки проти навантажень стиснення, що діють в осьових напрямках трубних компонентів 12, 14.

І0023)| Більше того, форми охоплювальної частини 16 та охоплюваної частини 18 такі, що між внутрішньою поверхнею охоплювальної частини 16 та зовнішньою поверхнею охоплюваної частини 18 у заданих ділянках уздовж поздовжніх осей трубних компонентів 12, 14 утворюються щілини. Щілини можуть сприяти збиранню охоплювальної частини 16 із охоплюваною частиною 18, полегшуючи згвинчування. Наприклад, як показано на фіг. 3, щілини 29 можуть бути передбачені суміжно із частинами 16бс, 18с із першим та другим заплічками, щоб сприяти збиранню трубних компонентів 12, 14. (0024) Частина із різьбою, будь то частина 16а або 185 із внутрішньою різьбою або частина 1656 або 184 із зовнішній різьбою, або складова охоплюваної частини 18 або охоплювальної частини 16, може містити виступи різних форм. Як показано на фіг. 1-2 та 5, дану частину із різьбою можна поділити на дві поздовжні кінцеві ділянки Зба, 36б та проміжну ділянку 38, розташовану між двома поздовжніми кінцевими ділянками Зба, 360. У межах даної частини із різьбою виступи 32 можуть мати однакову довжину, але можуть відрізнятися за висотою таким чином, що проміжна ділянка 38 повністю укомплектована високими, повністю сформованими виступами 32, а поздовжні кінцеві ділянки Зба, 360 укомплектовані укороченими виступами 34.

Укорочені виступи 34 можуть мати однакову довжину, але також можуть відрізнятися один від одного за висотою або ж відрізнятися за формою. Укорочені виступи 34 також можуть бути трапеціями. Як укорочені виступи 34, так і повністю сформовані виступи 32 можуть бути трапецеїдальні, але укорочені виступи 34 можуть являти собою трапеції іншої форми. Окрім того, кожна із поздовжніх кінцевих ділянок Зба, 360 частини із різьбою може містити декілька укорочених виступів 34. Далі, висота укорочених виступів 34 може поступово збільшуватися по мірі їхнього наближення до проміжної ділянки 38, та може поступово зменшуватися по мірі їхнього віддаляння від проміжної ділянки 38. 00251 Фіг. 4 являє собою вигляд у великому масштабі виступів 32, які можуть входити до складу частини 165 із зовнішньою різьбою і частини 164 із внутрішньою різьбою охоплювальної частини 16 або частини 186 із внутрішньою різьбою та частини 184 із зовнішньою різьбою охоплюваної частини 18. На фіг. 4 виступи охоплювальної частини 16 та охоплюваної частини 18 показані у роз'єднаному стані.

(0026) Як показано на фіг. 4, виступ трапецеїдальної конфігурації може містити закладну сторону 32а, опорну сторону 320, поверхню 32с вершини та поверхню 32а западини. В одному варіанті здійснення повністю сформованих трапецеїдальних виступів 32 поверхня 32с вершини та поверхня 324 западини може бути циліндричною, унаслідок чого поверхня 32с вершини та поверхня 324 западини є плоскими та паралельними одна одній у розрізі в поздовжньому напрямку, як показано на фіг. 4. Поверхня 32с вершини та поверхня 324 западини знаходяться на відстані одна від одної для забезпечення кармана 31, де може затримуватися мастило, причому такий карман 31 створює спіральний канал для мастила (фіг. 3). Окрім того, поверхня 32с вершини та поверхня 324 западини можуть бути паралельними поздовжній осі Х трубного компонента 12, 14. Однак повністю сформовані виступи 32 в проміжній ділянці 38 можуть бути виконані таким чином, щоб сходити на конус уздовж проміжної ділянки 38, унаслідок чого вісь У конусності проходить під кутом до поздовжньої осі Х трубного компонента, як показано на фіг. 4.

І0027| В одному варіанті здійснення охоплювальної частини 16 вісь У конусності може бути такою, що внутрішній діаметр охоплювальної частини 16 уздовж частини 1656 із зовнішньою різьбою та частини 16а із внутрішньою різьбою зменшується приблизно на величину в діапазоні від 1 дюйма на кожен 16-дюймовий відрізок довжини до 1 дюйма на кожен 19-дюймовий відрізок довжини у напрямку вправо на фіг. 4. Подібним чином в одному варіанті здійснення охоплюваної частини 18 вісь У конусності може бути такою, що зовнішній діаметр охоплюваної частини 18 уздовж частини 1865 із внутрішньою різьбою та частини 18а із зовнішньою різьбою зменшується приблизно на величину у діапазоні від 1 дюйма на кожен 16-дюймовий відрізок довжини до 1 дюйма на кожен 19-дюймовий відрізок довжини у напрямку вправо на фіг. 4. На фіг. 4 додатково показані осі У", які паралельні осі У конусності та які проходять по дотичній до поверхонь 32с вершини та поверхонь 32а западини. 0028) У варіанті здійснення частини із різьбою, схематично показаному на фіг. 5, повністю сформовані виступи 32 у проміжній ділянці 38, а також вкорочені виступи 34 обох поздовжніх кінцевих ділянок Зба та 36р, можуть містити поверхню 32с вершини та поверхню 32а западини, які паралельні поздовжній осі Х. Як показано на фіг. 5, поздовжні кінцеві ділянки Зба, 36р можуть займати відрізки частини із різьбою, які відрізняються за довжиною, унаслідок чого одна поздовжня кінцева ділянка містить більшу кількість вкорочених виступів, ніж інша поздовжня кінцева ділянка. У з'єднаному стані поверхні 32с вершини знаходяться на відстані від поверхонь 324 западини, щоб залишався карман 31 у формі спірального каналу для мастила (фіг. 3). 0029) Окрім того, хоча виступи 32 охоплюваної частини 18 та виступи 32 охоплювальної частини 16 можуть мати відповідну форму, для того щоб щільно прилягати один до одного, форма виступів охоплюваної частини 18 та форма виступів охоплювальної частини 16 може бути такою, щоб утворювалися один або декілька карманів. Наприклад, у варіанті здійснення, зображеному на фіг. 4, кут між опорною стороною 320 та поверхнею 32с вершини охоплюваної частини 18 може містити скошену область 42, яка забезпечує деякий простір між виступом 32 охоплюваної частини 18 та виступом 32 охоплювальної частини 16 на цій першій ділянці. Також, кут між закладною стороною 32а та поверхнею 324 западини може містити скошену область 44, яка створює карман між виступом 32 охоплюваної частини 18 та виступом 32 охоплювальної частини 16 на цій другій ділянці, як показано на фіг. 4. У такому кармані може збиратися мастило, що наноситься на охоплювальну частину 16 та охоплювану частину 18, або ж він може бути передбаченим, щоб сприяти різьбовому з'єднанню між трубними компонентами 12, 14.

Такий карман також покращує характеристики ковзання та згвинчування охоплюваної частини 18 та охоплювальної частини 16. 00301 Окрім того, як обговорювалося вище, охоплювана частина 18 може містити торець 20 на своїй зовнішній кінцевій частині 18е, а внутрішня кінцева частина 1бе охоплювальної частини 16 може містити кінцевий заплічок 30, форма якого дозволяє розміщувати торець 20 охоплюваної частини 18, як показано на фіг. 6. Хоча внутрішня кінцева частина 16бе виконана із можливістю розміщення на ній зовнішньої кінцевої частини 18е, внутрішня кінцева частина 1бе та зовнішня кінцева частина 18е можуть контактувати одна з однією лише в обмеженій області.

В одному варіанті здійснення поверхня 52 внутрішньої кінцевої частини 1бе може бути пристосована до того, щоб контактувати із поверхнею 50 зовнішньої кінцевої частини 18е. Одна із поверхні 50 та поверхні 52 може мати куполоподібну конфігурацію із відносно великим радіусом кривини, а інша із поверхні 50 та поверхні 52 може мати конічну конфігурацію, унаслідок чого уздовж цих поверхонь 50, 52 може утворюватися непроникне для текучого середовища ущільнення. Також можливо, що поверхня 50 або 52 з куполоподібною конфігурацією матиме більше одного радіуса кривини. Поверхні 50, 52 можуть містити конічну частину. Поверхня 48 кінцевого заплічка 30 може бути орієнтована так, щоб знаходитися під бо кутом до радіальних напрямків трубного компонента 12, 14. Однак торець 20 та кінець 30 можуть мати таку конфігурацію, що знаходяться на такій відстані один від одного, що зовнішня кінцева частина 18е та внутрішня кінцева частина 1бе контактують лише на поверхнях 50, 52.

Разом із тим, форма частини кінцевого заплічка 30 може відрізнятися від форми торця 20 так, щоб утворювались кармани 40, 46 відповідного розміру, як показано на фіг. 6. Карман 46 може використовуватися для збирання мастила або для забезпечення простору, що сприяє збору.

І0ОО31) Далі, зовнішня кінцева частина 1ба охоплювальної частини 16 та внутрішня кінцева частина 18а охоплюваної частини 18 можуть містити поверхню 56 та поверхню 54 відповідно, які контактують, утворюючи непроникне для текучого середовища ущільнення, як показано на фіг. 1 та 2. Одна із поверхонь 56, 54 може мати куполоподібну конфігурацію, а інша із поверхонь 56, 54 може мати конічну конфігурацію для досягнення ефекту ущільнення. 0032) Окрім того, поверхня охоплювальної частини 16 та поверхня охоплюваної частини 18 можуть бути оброблені для забезпечення кращого ущільнення між трубними компонентами 12, 14. Наприклад, на зовнішню кінцеву частину 18е охоплюваної частини 18 та внутрішню кінцеву частину 1бе охоплювальної частини, які виконані із можливістю контактувати одна з однією, може бути нанесене металеве покриття. Ділянки із покриттям зовнішньої кінцевої частини 18е охоплюваної частини 18 та внутрішньої кінцевої частини 1бе охоплювальної частини можуть контактувати одна з однією, коли охоплювана частина 18 вставлена в охоплювальну частину 16 з утворенням ущільнення та запобіганням протіканню текучого середовища, яке переміщається по внутрішньому каналу трубних компонентів 12, 14, через стики між охоплювальною частиною 16 та охопленою частиною 18. Таке саме покриття може бути нанесене на все з'єднання.

Ї0ОЗ3З3| Обговорюване у даному документі трубне з'єднання має розміри, які дозволяють отримати покращені характеристики стосовно опору осьовому навантаженню. Зокрема, конусність частин із різьбою дозволяє частинам 16бс та 18с із заплічками займати більшу частину товщини стінок 22, 24 трубних компонентів 12, 14. Якщо зменшити внутрішні діаметри трубних компонентів 12, 14, то прохідний діаметр, визначений для всієї бурильної колони, або іншої обсадної колони, або насосно-компресорної колони, або допоміжних інструментів, буде зменшений. Також, якщо збільшити зовнішні діаметри трубних компонентів 12, 14, то трубна конструкція надалі не може бути придатною для стовбура свердловини, пробуреного із метою розміщення раніше використовуваної трубної конструкції, або трубна конструкція може

Зо заважати іншим застосуванням у стовбурі свердловини. Однак оскільки товщина стінок 22, 24 не збільшується та на внутрішні й зовнішні діаметри трубних компонентів 12, 14 не здійснюється істотного впливу, то з'являється можливість підвищити опірність осьовим стискувальним навантаженням, не погіршуючи здатності трубної конструкції до транспортування текучого середовища та зберігаючи сумісність зі стовбуром свердловини, а також із іншими використовуваними застосуваннями. 0034) Дане розкриття застосовуване до декількох розмірів зовнішніх діаметрів у діапазоні від 7 дюймів (177,8 мм) до 16 дюймів (406,4 мм), навіть до 20 дюймів (508 мм), та, в інших прикладах, до розмірів у діапазоні від 9 7/8 дюйма (250,8 мм) до 14 дюймів (355,6 мм). Труба може бути виконана зі сталі та, в одному прикладі, з вуглецевої мартенситної нержавіючої сталі із показниками границі плинності у діапазоні від 80 тисяч фунтів на кв. дюйм до 140 тисяч фунтів на кв. дюйм. Номінальна товщина стінки стінок 22, 24 може знаходитися у діапазоні від 0,453 дюйма (11,5 мм) до 0,820 дюйма (20,82 мм). Прохідний діаметр може складати від 6 дюймів (152,4 мм) до 14,750 дюйма (374,65 мм) та, в інших прикладах, від 8,5 дюйма (215,9 мм) до 12,250 дюйма (311,15 мм). 0035) З огляду на вищевикладені ідеї очевидно, що можливі багаточисельні модифікації та зміни даного винаходу. Тому варто розуміти, що в межах обсягу доданої формули винаходу винахід може бути здійснений інакше, аніж конкретно описано в даному документі.

Claims (13)

ФОРМУЛА ВИНАХОДУ

1. Різьбове трубне з'єднання, яке містить: перший трубний компонент, що містить охоплювальну частину, утворену на внутрішній поверхні першого трубного компонента, причому охоплювальна частина містить частину із внутрішньою різьбою та частину із зовнішньою різьбою, які радіально зміщені відносно поздовжньої осі першого трубного компонента за рахунок першого заплічка; та другий трубний компонент, що містить охоплювану частину, утворену на зовнішній поверхні другого трубного компонента, причому охоплювана частина призначена для вставлення в охоплювальну частину, причому охоплювана частина містить частину із внутрішньою різьбою та частину із зовнішньою різьбою, які радіально зміщені відносно поздовжньої осі другого трубного компонента за рахунок другого заплічка, причому другий заплічок упирається у перший заплічок, коли охоплювана частина з'єднана із охоплювальною частиною, причому частина із внутрішньою різьбою та частина із зовнішньою різьбою охоплювальної частини та частина із внутрішньою різьбою та частина із зовнішньою різьбою охоплюваної частини характеризуються конусністю, взятою по осі конусності, що складає 6 95 або менше, та перший трубний компонент утворений першою стінкою та другий трубний компонент утворений другою стінкою, причому співвідношення площі спряженого контакту першого заплічка та площі номінального поперечного перерізу першого трубного компонента складає більше 15 95 та менше 25 95, та співвідношення площі спряженого контакту другого заплічка та площі номінального поперечного перерізу другого трубного компонента складає більше 15 95 та менше 25 95.

2. Різьбове трубне з'єднання за п. 1, яке відрізняється тим, що частина із внутрішньою різьбою та частина із зовнішньою різьбою охоплювальної частини та частина із внутрішньою різьбою та частина із зовнішньою різьбою охоплюваної частини містять виступи із поверхнею вершини та поверхнею западини, причому поверхня вершини та поверхня западини є циліндричними, унаслідок чого поверхня вершини та поверхня западини є плоскими та паралельними поздовжній осі відповідного трубного компонента у поперечному перерізі, виконаному уздовж поздовжньої осі.

3. Різьбове трубне з'єднання за п. 1, яке відрізняється тим, що частина із внутрішньою різьбою та частина із зовнішньою різьбою охоплювальної частини та частина із внутрішньою різьбою та частина із зовнішньою різьбою охоплюваної частини характеризуються конусністю зі значенням у діапазоні від 5,26 до 6 95.

4. Різьбове трубне з'єднання за п. 1, яке відрізняється тим, що частина із внутрішньою різьбою та частина із зовнішньою різьбою охоплювальної частини та частина із внутрішньою різьбою та частина із зовнішньою різьбою охоплюваної частини містять трапецеїдальні виступи.

5. Різьбове трубне з'єднання за п. 4, яке відрізняється тим, що частина із внутрішньою різьбою та частина із зовнішньою різьбою охоплювальної частини та частина із внутрішньою різьбою та частина із зовнішньою різьбою охоплюваної частини містять декілька укорочених виступів на кожному поздовжньому кінці. Зо

6. Різьбове трубне з'єднання за п. 5, яке відрізняється тим, що виступи містять поверхню вершини та поверхню западини, причому як поверхня вершини, так і поверхня западини паралельні поздовжній осі трубного компонента.

7. Різьбове трубне з'єднання за п. 6, яке відрізняється тим, що кожен із трапецеїдальних виступів містить закладну сторону та опорну сторону.

8. Різьбове трубне з'єднання за п. 7, яке відрізняється тим, що щонайменше один із трапецеїдальних виступів охоплюваної частини скошений у куті між опорною стороною та поверхнею вершини із утворенням кармана.

9. Різьбове трубне з'єднання за п. 1, яке відрізняється тим, що внутрішня кінцева частина охоплювальної частини та зовнішня кінцева частина охоплюваної частини контактують із утворенням непроникного для текучого середовища ущільнення, коли охоплювана частина з'єднана із охоплювальною частиною.

10. Різьбове трубне з'єднання за п. 9, яке відрізняється тим, що одна із внутрішньої кінцевої частини охоплювальної частини та зовнішньої кінцевої частини охоплюваної частини містить куполоподібну секцію, а інша із внутрішньої кінцевої частини охоплювальної частини та зовнішньої кінцевої частини охоплюваної частини містить конічну секцію.

11. Різьбове трубне з'єднання за п. 9, яке відрізняється тим, що зовнішня кінцева частина охоплюваної частини містить торець, а внутрішня кінцева частина охоплювальної частини містить кінцевий заплічок для розташування відповідно до торця, причому торець та кінцевий заплічок знаходяться на деякій відстані один від одного нижче за потоком від непроникного для текучого середовища ущільнення.

12. Різьбове трубне з'єднання за п. 1, яке відрізняється тим, що охоплювана частина та охоплювальна частина мають таку форму, щоб утворювати щонайменше один карман поблизу торця охоплюваної частини, коли охоплювана частина з'єднана із охоплювальною частиною.

13. Різьбове трубне з'єднання за п. 1, яке відрізняється тим, що частина із зовнішньою різьбою охоплюваної частини та частина із внутрішньою різьбою охоплювальної частини мають таку форму, щоб утворювати карман у формі спірального каналу, коли охоплювана частина з'єднана із оХОплЛюВвальною частиною.