UA73983C2 - Threaded tubular element and threaded tubular joint - Google Patents

Threaded tubular element and threaded tubular joint Download PDF

Info

Publication number
UA73983C2
UA73983C2 UA2002108637A UA2002108637A UA73983C2 UA 73983 C2 UA73983 C2 UA 73983C2 UA 2002108637 A UA2002108637 A UA 2002108637A UA 2002108637 A UA2002108637 A UA 2002108637A UA 73983 C2 UA73983 C2 UA 73983C2
Authority
UA
Ukraine
Prior art keywords
threaded element
turns
thread
pipe
threaded
Prior art date
Application number
UA2002108637A
Other languages
English (en)
Original Assignee
Vallourec Mannesmann Oil & Gas
Sumitomo Metal Ind
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Vallourec Mannesmann Oil & Gas, Sumitomo Metal Ind filed Critical Vallourec Mannesmann Oil & Gas
Publication of UA73983C2 publication Critical patent/UA73983C2/uk

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16LPIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L15/00Screw-threaded joints; Forms of screw-threads for such joints
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B17/00Drilling rods or pipes; Flexible drill strings; Kellies; Drill collars; Sucker rods; Cables; Casings; Tubings
    • E21B17/02Couplings; joints
    • E21B17/04Couplings; joints between rod or the like and bit or between rod and rod or the like
    • E21B17/042Threaded

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Non-Disconnectible Joints And Screw-Threaded Joints (AREA)
  • Earth Drilling (AREA)
  • Mutual Connection Of Rods And Tubes (AREA)

Description

Опис винаходу
Даний винахід стосується обхоплюваного або обхоплюючого трубного нарізного елемента нарізного трубного 2 з'єднання, здатного протистояти впливу як статичних, так і механічних напружень, що циклічно змінюються.
Даний винахід стосується також нарізного трубного з'єднання, пристосованого для протистояння як статичним, так і механічним напруженням, що циклічно змінюються.
Нарізні трубні з'єднання містять обхоплюваний нарізний елемент, розташований на кінці першої труби, і обхоплюючий нарізний елемент, розташований на кінці другої труби, яка може являти собою трубу великої 70 довжини або трубну муфту. Такі нарізні з'єднання використовуються, зокрема, для формування колони обсадних труб, або колони експлуатаційних труб, або колони бурильних труб, що використовується для свердловин, призначених для видобутку вуглеводневої сировини, або для аналогічних свердловин іншого типу, таких, наприклад, як свердловини геотермічного призначення.
Американський Інститут Нафти (АРІ) визначає у своїй специфікації АРІ 5В характеристики нарізних з'єднань 12 між обсадними трубами або між експлуатаційними трубами з використанням, зокрема, конічної різі із закругленими трикутними або з трапецієподібними профілями витків різі.
Відомі також і інші типи нарізних трубних з'єднань, в яких використовується, наприклад, двоступенева різь циліндричного або конічного профілю (дивися, наприклад, патенти США Мо4521042, 5687999).
Донедавна обсадні або експлуатаційні труби головним чином повинні були бути здатні протистояти різним сполученнями статичних механічних впливів (таких, наприклад, як зусилля розтягування, зусилля осьового стиснення, зусилля, що викликають плоский вигин, а також внутрішній або зовнішній тиск), незважаючи на їх обмежену товщину, що є причиною необхідності їх використання у глибоких свердловинах, де доводиться вставляти одна в одну різні колони труб з різними діаметрами.
Навпаки, бурильні труби, які використовуються тільки для буріння свердловин, зазнають значних механічних с впливів, що циклічно змінюються (тобто динамічних), але не зазнають обмежень, що стосуються їх габаритних (3 розмірів, оскільки тільки одна колона труб заданого діаметра опускається у свердловину на даний момент часу.
Механічні впливи циклічного характеру, якщо вони не обмежені строго, призводять при експлуатації до руйнування від утомленості, яке виникає у кореневій частині профілю витків різі, звичайно з боку робочих бокових поверхонь профілю різі, які в експлуатації знаходяться під навантаженням, особливо на рівні останніх о витків різі, що знаходяться у зачепленні, кожного з нарізних елементів з'єднань бурильних труб. с
У подальшому описі першими витками різі будуть називатися ті витки різі, які, на вигляді у подовжньому розрізі по площині, що проходить через вісь даного нарізного елемента, розташовані з боку вільного кінця о цього нарізного елемента. При цьому останніми витками різі, отже, будуть називатися ті витки різі, які со розташовані на іншому кінці цього нарізного елемента. 3о Під витком різі, що знаходиться у зачепленні, у цьому випадку потрібно розуміти передусім витки трубного в нарізного з'єднання, які забезпечують передачу навантаження від одного трубного нарізного елемента до іншого сполученого з ним трубного нарізного елемента.
У тому випадку, коли дане нарізне з'єднання зазнає впливу зовнішніх розтяжних зусиль, витками різі, що « знаходяться у зачепленні, є ті витки, робочі бокові поверхні яких знаходяться у контакті одна з одною і З 70 забезпечують передачу навантаження від одного нарізного елемента до іншого сполученого з ним нарізного с елемента.
Із» У більш широкому значенні під витками різі, що знаходяться у зачепленні, одного трубного нарізного елемента потрібно розуміти витки, призначені для передачі навантаження на відповідні витки різі сполученого з ним трубного нарізного елемента у тому випадку, коли два цих трубних нарізних елемента будуть з'єднані один з одним для формування трубного нарізного з'єднання. і Положення витків різі, що знаходяться у зачепленні, трубного нарізного елемента відоме з креслення даного оз трубного нарізного елемента. Ці теоретичні дані визначаються номінальними розмірами нарізних елементів, які повинні бути з'єднані між собою. о Положення останніх або перших витків різі, що знаходяться у зачепленні, таким чином, може бути точно о 20 визначене на трубному нарізному елементі, призначеному для використання у трубному нарізному з'єднанні.
Однак, проблема стійкості від утомленості у цей час ставиться не тільки для колон бурильних труб, але с» також і для колон експлуатаційних труб, що використовуються у деяких свердловинах, призначених для видобутку вуглеводневої сировини.
При цьому трубні нарізні з'єднання, що забезпечують можливість формування таких колон, повинні бути 29 здатні витримувати одночасно як високі статичні механічні напруження, так і механічні напруження, що циклічно
ГФ) змінюються.
У цей час зустрічаються такі самі вимоги до стійкості по відношенню до зовнішніх механічних впливів у о колонах труб, що використовуються під водою, і, які зв'язують дно моря з плавучими платформами, що забезпечують видобуток вуглеводневої сировини у морі. 60 Такі колони труб, названі фахівцями у даній області техніки англійським терміном "гізегв", дійсно зазнають впливу механічних напружень, що циклічно змінюються, які виникають, зокрема, внаслідок наявності морських течій, які спричиняють вібрації колони труб, внаслідок хвилювання моря, припливів та відливів, а також внаслідок можливого переміщення самих цих платформ, і будь-яких зовнішніх впливів, які спричиняють головним чином напруження вигину і/або розтягування або стиснення, що циклічно змінюються. бо Такі вимоги до стійкості по відношенню до зовнішніх механічних впливів зустрічаються також у наземних свердловинах, зокрема, у процесі опускання колони труб з обертанням для цементації свердловин у випадках, що часто зустрічаються, свердловин, які відхиляються від вертикалі і які представляють вигини, причому у процесі цього опускання з обертанням виникають напруження обертального вигину.
Саме тому були зроблені спроби удосконалити трубні нарізні з'єднання для обсадних труб, експлуатаційних труб або для трубних колон типу "гізегв", таким чином, щоб підвищити їх стійкість від утомленості.
Існуючий рівень техніки нарізних з'єднань, як трубних, так і тих, що не є трубними (наприклад, нарізних з'єднань типу гвинт-гайка), пропонує засоби для підвищення стійкості від утомленості нарізних з'єднань, що зазнають впливу осьових розтяжних навантажень, які можуть змінюватися циклічно. 70 У міжнародній публікації УУО00/06936 описаний обхоплюючий нарізний елемент, призначений для трубного нарізного з'єднання, периферійна зовнішня поверхня якого є конічною, причому діаметр цієї поверхні зменшується по мірі наближення до обхоплюючого вільного кінця таким чином, щоб товщина матеріалу під різзю була зменшеною на рівні перших витків різі. Результатом цього є також висока чутливість до ударів цього вільного обхоплюючого кінця, який є дуже тонким.
У численних патентних документах, серед яких можна згадати патент США Мо5779416 та патентні заявки
Японії 04.157.280 та 04.157.283, використовується кільцева канавка МО-подібної форми, розташована за останніми обхоплюваними витками, що знаходяться у зачепленні, у частині, яка не містить різі, при розтягуванні обхоплюваного нарізного елемента. Така кільцева канавка зменшує критичний перетин нарізного з'єднання, який являє собою перетин найбільш навантаженої розтягуванням в осьовому напрямку стінки, і,
Відповідно, погіршує статичні характеристики даного нарізного з'єднання при розтяжних зовнішніх впливах.
У патенті США Мо3933074 описана гайка, призначена для болтового з'єднання, внутрішня різь якої уривається на рівні перших витків різі що знаходяться у зачепленні, за допомогою декількох порожнистих осьових канавок, рівномірно розподілених на периферійній частині різі таким чином, щоб змістити зону максимальної передачі осьового розтяжного напруження між гвинтом та гайкою у напрямку від першого с обхоплюючого витка різі, що знаходиться у зачепленні, у сторону середини осьової довжини даної гайки.
Ці канавки, довжина яких може досягати половини довжини нарізної частини даного нарізного елемента і і) глибина яких може досягати 8095 від висоти витка різі, збільшують гнучкість перших витків різі, що знаходяться у зачепленні, але приблизно на 2095 зменшують робочу бокову поверхню цих витків різі у зоні, де ці канавки виконані, що являє собою певний недолік у тому випадку, коли необхідно забезпечити підвищену стійкість до со зр статичних механічних впливів і одержати трубне нарізне з'єднання, що забезпечує герметичність між внутрішнім та зовнішнім простором з'єднаних таким чином труб. со
Крім того, технічні рішення, призначені для болтових з'єднань, в яких гайки знаходяться у стані упора з Ге! боку перших витків різі поруч з головкою гвинта (тобто з боку останніх витків різі гвинта), не можуть бути застосовані безпосередньо до трубних нарізних з'єднань. о
У патенті Франції Мо1317815 описана кільцева канавка, що має профіль відносно неглибокої ванночки і М виконана на зовнішній периферійній поверхні обхоплюючого нарізного елемента бурильної труби.
Як можна бачити на наведених у цьому патентному документі фігурах, така кільцева канавка розташована у середній частині різі і не торкається стінки на рівні перших або останніх витків цієї різі. Ця канавка дозволяє розосередити місця концентрації механічних напружень на всій сукупності обхоплюваної різі, « Підвищуючи при цьому рівень механічних напружень на рівні витків різі, розташованих під канавкою у напрямку Ше) с середини нарізної ділянки.
Й Однак, у цьому патентному документі нічого не сказано про те, яким механічним впливам відповідають поля и?» напружень, проілюстровані на цих фігурах (крутіння, розтягування, стиснення, вигин). Представляється, що йдеться про напруження, що просто є наслідком стану згвинчування з певним моментом нарізних елементів бурильних труб. -І Тут також потрібно зазначити, що на основі наведених у цьому патентному документі фігур, канавка містить плоску донну частину, паралельну осі даного нарізного з'єднання, і прямовисні бокові поверхні, розташовані по о суті перпендикулярно до донної частини цієї канавки і зовнішньої периферійної поверхні різі. со У патентній заявці Японії 58-187684 та Європейській заявці 0032265 описаний обхоплюваний нарізний 5р елемент, забезпечений кільцевою канавкою з профілем у вигляді ванночки, яка виконана на внутрішній со периферійній поверхні даного нарізного елемента на рівні кромки, що не містить різі, на вільному кінці або 4) яка виконана в основному на рівні цієї кромки.
Кромка, передбачена у цих двох документах, призначена для поліпшення інших характеристик трубного нарізного з'єднання, які відмінні від стійкості від утомленості (наприклад, для підвищення стійкості до ов Заїдання різі, до корозії нарізного з'єднання при наявності механічного напруження, до блокування нарізних елементів у заданому положенні), і у цих документах ніде не вказано на те, що канавка, яка виконана під
Ф) обхоплюваною кромкою (і, у разі необхідності, яка трохи виступає під два перших витки обхоплюваної різі, як ка це можливе у випадку патентної заявки Японії), здатна внаслідок її реалізації підвищити стійкість від утомленості даного нарізного з'єднання. 60 Відповідно до даного винаходу була зроблена спроба створити обхоплюваний або обхоплюючий трубний нарізний елемент, призначений для трубного нарізного з'єднання, який був би одночасно особливо стійким по відношенню: а) до статичних зовнішніх впливів, зокрема, до розтягування в осьовому напрямку, до стиснення в осьовому напрямку, до вигину, крутіння, до впливу внутрішнього або зовнішнього тиску і до роз'єднання у процесі 65 Згвинчування, які діють окремо або у різних сполученнях (наприклад, розтягування в осьовому напрямку плюс внутрішній тиск);
р) до механічних зовнішніх впливів циклічного характеру, зокрема вигину і розтягування та стиснення.
Такий трубний нарізний елемент у подальшому описі буде називатися елементом, що має протиутомний профіль різі.
Були також зроблені зусилля, направлені на те, щоб нарізний трубний елемент відповідно до даного винаходу міг бути реалізований з використанням різі будь-якого типу, наприклад, конічної, циліндричної або комбінованої циліндро-конічної різі, що має одну або декілька рівнів, що містить витки трапецієподібного або трикутного профілю, взаємодіючих або не взаємодіючих між собою у радіальному напрямку. Такі не взаємодіючі між собою у радіальному напрямку різі можуть бути, наприклад, того типу, який описаний в Європейській 70 патентній заявці 454147, з одночасним контактом двох бокових поверхонь профілю витка різі з боковими поверхнями профілів витків сполученої різі (ще названої "пшддей (пгеай"), різі з осьовим стягуванням, наприклад, типу різі, описаного у міжнародній публікації УУО00/14441, або ж різі клиноподібного типу із змінною шириною профілю, як це описано, наприклад, у патентному документі США Ке 30647.
Крім того, були зроблені зусилля, направлені на те, щоб запропонований нарізний елемент можна було легко /5 Виготовляти і легко контролювати.
Нарізний елемент відповідно до даного винаходу повинен бути придатний для використання з метою формування трубних нарізних з'єднань, призначених для утворення колон труб, що застосовуються для видобутку вуглеводневої сировини, колон обсадних труб для свердловин або колон труб, що використовуються для морського видобутку вуглеводневої сировини (тобто колон труб типу "гізегв") або колон труб, призначених для аналогічного використання.
Крім того, була зроблена спроба реалізувати герметичні трубні нарізні з'єднання, зокрема, непроникні для газу, навіть при впливові механічних впливів, що циклічно змінюються.
Нарізний елемент відповідно до даного винаходу повинен, як варіант реалізації, підходити для використання з метою формування колон бурильних труб. с
Була також поставлена задача створити трубне нарізне з'єднання, в якому тільки один нарізний елемент, наприклад, обхоплюючий нарізний елемент, був би модифікований для того, щоб забезпечити протидію (8) механічним впливам циклічного характеру, але який при цьому був би сумісний зі сполученим з ним нарізним елементом, що не пройшов модифікацію.
Як варіант реалізації була також поставлена задача створити трубне нарізне з'єднання, в якому були б с зо модифіковані обидва взаємодіючих нарізних елемента для забезпечення протидії по відношенню до механічних впливів циклічного характеру. со
Трубний нарізний елемент з так званим протиутомним профілем різі, обхоплюваного або обхоплюючого типу, (зу встановлюється на кінці труби і містить обхоплювану різь на зовнішній периферійній поверхні цієї труби або обхоплюючу різь на внутрішній периферійній поверхні труби, в залежності від чого даний трубний нарізний ме) з5 елемент називається обхоплюваним або обхоплюючим. ча
Цей трубний нарізний елемент призначений для з'єднання шляхом згвинчування з іншим трубним нарізним елементом сполученого типу (тобто обхоплюючим нарізним елементом, якщо нарізний елемент, що розглядається, є обхоплюваним, і навпаки) з тим, щоб утворити трубне нарізне з'єднання, здатне протистояти як статичним, так і механічним впливам, що циклічно змінюються. «
Цей трубний нарізний елемент містить засіб, який підвищує гнучкість перших витків різі, що знаходяться у в с зачепленні, і який внаслідок цього забезпечує зменшення ступеня передачі навантаження між першими витками різі одного трубного нарізного елемента, що знаходяться у зачепленні, і останніми витками сполученої різі ;» іншого трубного нарізного елемента, що знаходяться у зачепленні, в тому випадку, коли два ці трубних нарізних елемента утворюють трубне нарізне з'єднання, що зазнає впливу осьових розтяжних зусиль.
Цей засіб являє собою видалення матеріалу даного трубного нарізного елемента, виконане у формі кільцевої -І виїмки стінки цього нарізного елемента на його периферійній поверхні, протилежній тій його поверхні, на якій виконана різь. Ця кільцева виїмка не зачіпає геометрії витків різі, оскільки вона виконується між лінією, що о огинає донні частини западин профілю різі, ії периферійною поверхнею, що є протилежною тій поверхні цього со елемента, на якій розташована різь.
Згадана вище кільцева виїмка виконана безпосередньо над різзю. бо Відповідно до даного винаходу ця кільцева виїмка виконана таким чином, щоб на рівні перших витків різі, 4) що знаходяться у зачепленні, товщина цієї стінки під різзю, тобто товщина цієї стінки, виміряна від донної частини западини профілю витків різі, зменшувалася внаслідок виконання цієї кільцевої виїмки.
Функція цієї кільцевої виїмки полягає у тому, щоб зменшити жорсткість стінки під різзю на рівні перших ов Витків різі, що знаходяться у зачепленні, причому ця жорсткість стінки змінюється в залежності від товщини стінки під різзю.
Ф) Таке зменшення жорсткості стінки знижує жорсткість перших витків різі, що знаходяться у зачепленні, або ка збільшує їх гнучкість і, отже, їх рівень передачі розтяжного навантаження, звідки виходить зменшення піка механічних напружень на рівні останніх витків різі що знаходяться у зачепленні, з нарізним елементом, бо сполученим з нарізним елементом, що розглядається, і згвинчування з цим елементом до заданого положення для утворення трубного нарізного з'єднання.
При ідентичних розмірних параметрах кільцевої виїмки було встановлено, що розташування цієї кільцевої виїмки відповідно до даного винаходу дозволяє оптимізувати і гарантувати як статичні, так і динамічні (тобто утомні) характеристики функціонування трубного нарізного елемента, що розглядається, загвинченого до 65 Заданого положення у сполучений трубний нарізний елемент при реалізації трубного нарізного з'єднання.
Переважно, кільцева виїмка починається під першим витком різі, що знаходиться у зачепленні.
Також переважно, щоб ця кільцева виїмка закінчувалася в осьовому інтервалі, що знаходиться між середнім перетином різі та перетином, розташованим на рівні останніх витків різі, що знаходяться у зачепленні.
Переважно, кільцева виїмка відповідно до даного винаходу має форму тіла обертання по відношенню до осі даного трубного нарізного елемента у тому самому поперечному перетині. Внаслідок цього дана кільцева виїмка аналогічним окружним чином зменшує жорсткість навколо трубного нарізного елемента, що розглядається.
Також переважно, що кільцева виїмка відповідно до даного винаходу зменшує безпосередньо під собою жорсткість стінки, яка утримує витки різі змінним і поступово змінним чином вздовж осьового напрямку даного трубного нарізного елемента. 70 Таке розташування виключає утворення локальної концентрації механічних напружень, здатних зруйнувати сприятливий ефект зменшення жорсткості конструкції по відношенню до передачі навантажень і навіть створити осередки руйнування від утомленості.
На рівні кільцевої виїмки відповідно до даного винаходу товщина стінки під різзю є мінімальною у поперечній площині, переважно розташованій в інтервалі між першим та шостим витками різі, що знаходяться у /5 Зачепленні.
Особливо переважно, коли ця мінімальна товщина стінки під різзю перевищує або дорівнює висоті профілю витка різі і по суті у два рази перевищує цю висоту профілю витка різі.
Їдея виконання такої глибокої кільцевої виїмки не співпадає із загальною думкою, відповідно до якої потрібно намагатися досягти підвищення жорсткості нарізних елементів, беручи до уваги їх використання у го важких умовах на бурових майданчиках і ті механічні впливи, які ці нарізні елементи повинні витримувати в експлуатації, незважаючи на їх обмежену товщину.
Також переважно, щоб товщина стінки під різзю на рівні цієї кільцевої виїмки була мінімальною і постійною на деякій відстані, яка відповідає осьовій протяжності, відмінній від нуля.
Також переважно, внаслідок наявності цієї кільцевої виїмки, щоб товщина стінки під різзю мала величину у сч діапазоні від 10095 до 12095 від мінімальної товщини стінки під різзю у так званій "зоні малої жорсткості".
Ця зона малої жорсткості розташована навколо поперечної площини на рівні мінімальної товщини стінки під і) різзю і проходить на осьовій протяжності, що перевищує або дорівнює трьом крокам витків даної різі.
Це дозволяє забезпечити по суті максимальне зниження жорсткості на інтервалі, достатньому для того, Щоб застрахуватися від змін реального розташування перших витків, що знаходяться у зачепленні, по відношенню до се зо теоретичного креслення внаслідок наявності допусків на виготовлення даного трубного нарізного елемента.
Переважно, профіль даної кільцевої виїмки виконаний таким, що критичний перетин нарізного елемента для со осьових зусиль, зокрема, зусиль розтягування, розташований за межами зони видалення матеріалу з даного б елемента, і також переважно, внаслідок наявності цієї кільцевої виїмки, товщина стінки під різзю на рівні трьох останніх витків різі, що знаходяться у зачепленні, має величину, що міститься у діапазоні від 8095 до і 10095 від товщини стінки у тій зоні, де не було зроблене видалення матеріалу даного елемента. Дійсно, ї- сукупність розтяжних навантажень повинна бути поглинена критичним перетином стінки, розташованим на рівні останнього витка різі.
Переважно, ця кільцева виїмка у нарізному елементі містить бокові поверхні, нахил яких по відношенню до осі даного трубного нарізного елемента має величину, яка менше або дорівнює 459. «
Переважно, бокова поверхня цієї кільцевої виїмки, розташована з боку вільного кінця нарізного елемента, шщ с має загалом трохи більший нахил, ніж інша бокова поверхня цієї кільцевої виїмки, по відношенню до осі даного й нарізного елемента. «» Також переважно, щоб профіль цієї кільцевої виїмки являв собою криву, утворену послідовністю дуг кіл, що мають кінцевий або нескінченний радіус і з'єднаних одна з одною тангенціально або дотично, причому дуги кіл нескінченного радіуса відповідають відрізкам прямої лінії. -і Також переважно, щоб ця кільцева виїмка була з'єднана із звичайною, не поглибленою частиною периферійної поверхні, на якій ця виїмка виконана, за допомогою тангенціальної з'єднувальної зони, що має о тороїдальну форму.
Те) Як варіант реалізації, ця кільцева виїмка може бути частково або цілююом заповнена матеріалом, модуль 5р пружності якого менше, ніж модуль пружності матеріалу, з якого виготовлений даний трубний нарізний елемент. бо Також переважно, щоб при будь-якому способі реалізації кільцевої виїмки відповідно до даного винаходу, се» витки різі мали профіль трапецієподібної форми.
Даний винахід стосується також трубного нарізного з'єднання з підвищеною стійкістю до статичних та механічних впливів, що циклічно змінюються, який містить обхоплюваний трубний нарізний елемент, виконаний на кінці першої труби і з'єднаний за допомогою згвинчування з обхоплюючим трубним нарізним елементом, виконаним на кінці другої труби, за допомогою обхоплюваної різі виконаної на обхоплюваному трубному іФ) нарізному елементі, і обхоплюючої різі, виконаної на обхоплюючому трубному нарізному елементі. ко Під трубою у цьому випадку потрібно розуміти як трубу досить великої довжини, так і трубу відносно малої довжини, наприклад, трубний елемент типу муфти. во Переважно, щоб, щонайменше тільки один з двох трубних нарізних елементів, обхоплюваний або обхоплюючий, являв собою трубний нарізний елемент з видаленням частини його матеріалу відповідно до даного винаходу.
Переважно, з точки зору характеристик стійкості по відношенню до механічних впливів циклічного характеру, обидва трубних нарізних елемента, обхоплюваний та обхоплючий, являли собою трубні нарізні елементи з 65 видаленням частини їх матеріалу відповідно до винаходу, що пропонується.
Інші характеристики і переваги даного винаходу будуть краще зрозумілі з наведеного нижче його докладного опису і супроводжуючих креслень. При цьому докладний опис і креслення можуть служити не тільки для більш повного розуміння даного винаходу, але також можуть робити, у разі необхідності, суттєвий внесок у визначення об'єктів цього винаходу.
Супроводжуючі креслення ілюструють не обмежувальним чином спосіб реалізації та використання трубних нарізних елементів і трубного нарізного з'єднання відповідно до даного винаходу.
На фіг.1-7 зображені схематичні вигляди у половинному подовжньому розрізі, виконаному по площині, що проходить через вісь нарізного елемента або трубного нарізного з'єднання, що розглядаються. При цьому:
На фіг.1 зображений вигляд обхоплюючого трубного нарізного елемента відповідно до даного винаходу, 70 На фіг.2 зображений вигляд обхоплюваного трубного нарізного елемента відповідно до існуючого рівня техніки у даній області,
На фіг.3 зображений вигляд трубного нарізного з'єднання відповідно до даного винаходу, одержаного шляхом з'єднання нарізних елементів, показаних на фіг.1 та 2,
На фіг.4 зображений вигляд обхоплюваного трубного нарізного елемента відповідно до даного винаходу,
На фіг.5 зображений вигляд іншого варіанту трубного нарізного з'єднання відповідно до даного винаходу, одержаного шляхом з'єднання трубних нарізних елементів, показаних на фіг.1 та 4,
На фіг.б6 зображений вигляд муфтового трубного нарізного з'єднання, яке містить два трубних нарізних з'єднання типу з'єднання, показаного на фіг.3,
На фіг.7 зображений вигляд іншого варіанту реалізації обхоплюючого трубного нарізного елемента відповідно до даного винаходу, показаного на фіг.1.
На фіг.2 зображений схематичний вигляд у подовжньому розрізі обхоплюваного трубного нарізного елемента 1 відповідно до існуючого рівня техніки у даній області.
Цей обхоплюваний трубний нарізний елемент 1 виконаний на кінці труби 101.
Цей нарізний елемент містить обхоплювану різь 3, утворену конічною нарізною частиною, що має сч довжину Гм і виконану шляхом механічної обробки на зовнішній периферійній поверхні 105 труби 101.
Витки 11 різі З мають профіль трапецієподібної форми. Ці витки містять, з боку, протилежного вільному і) кінцю 7 цього нарізного елемента 1, робочу бокову поверхню 13, яка забезпечує передачу навантаження від нарізного елемента З до сполученого нарізного елемента 4 у тому випадку, коли два цих нарізних елемента з'єднані між собою для утворення трубного нарізного з'єднання і зазнають впливу осьового розтяжного зусилля. со зо Першим витком 21 є той виток різі, який першим розташований з боку вільного кінця 1 даного нарізного елемента 1. со
Виток 23 являє собою останній виток різі і є зникаючим витком, тобто витком, вершина якого зрізана Ге! зовнішньою периферійною поверхнею 105 труби 101.
Ці витки 21 та 23 являють собою відповідно перший та останній витки, призначені для входження у і)
Зв Зачеплення з відповідними витками різі обхоплюючого трубного нарізного елемента у зібраному стані нарізного ї- з'єднання (див. фіг.З3).
Внутрішня периферійна поверхня 103 нарізного елемента 1, яка являє собою поверхню, протилежну поверхні 104, на якій реалізована різь, проходить від корпусу труби 101 до вільного кінця 1 нарізного елемента, що розглядається. «
На фіг.2 також зображена виготовлена за вибором кромка, яка не містить різі і яка розташована міжпершим пе) с витком різі 21 і вільним кінцем нарізного елемента 7. Ця кромка представляє на своїй периферійній зовнішній поверхні опорну поверхню 5. ;» Стінка під різзю утворена матеріалом стінки труби, розташованим між донною частиною западини профілю різі 19 і внутрішньою периферійною поверхнею 103.
Ця стінка не є нескінченно жорсткою, але має жорсткість, зокрема, жорсткість в осьовому напрямку, яка -І пропорційна товщині цієї стінки під різзю.
Ця жорсткість трохи змінюється від одного кінця різі, що розглядається, до іншого її кінця внаслідок о конусності даної різі але ця зміна є обмеженою, оскільки конусність даної різі є досить малою (вона
Ге) становить 6,2595 у випадку різі типу "Вингезз" у відповідності зі специфікацією АРІ 58).
На фіг.1 зображений схематичний вигляд у подовжньому розрізі обхоплюючого трубного нарізного елемента бо 2, виконаного відповідно до даного винаходу. сю Цей обхоплюючий трубний нарізний елемент 2 виконаний на кінці труби 102.
Цей нарізний елемент містить обхоплюючу різь 4, утворену конічною нарізною частиною, що має довжину І гг і виконаною за допомогою механічної обробки на внутрішній периферійній поверхні труби 102.
Ця обхоплююча різь 4 є сполученою з обхоплюваною різзю З обхоплюваного нарізного елемента 1. Це означає, що нарізні елементи мають один і той самий крок різі, одну і ту саму конусність, один і той самий
Ф) опорний діаметр твірного конуса і одну і ту саму форму профілю витків різі. ка Витки 12 обхоплюючої різі 4 також мають профіль трапецієподібної форми. Кожний з цих витків містить робочу бокову поверхню 14 сполучену з робочою боковою поверхнею 13 витків обхоплюваної різі 3. во Перший виток являє собою виток 22, розташований першим з боку вільного кінця 10 нарізного елемента 2, і останній виток являє собою виток 24, розташований на іншому кінці цього нарізного елемента. Ці витки також є першим і останнім витками, що знаходяться у зачепленні, про що більш детально буде сказано у подальшому описбі.
Зовнішня периферійна поверхня 104 являє собою поверхню, протилежну тій поверхні, на якій виконана різь б5 4.
На цій поверхні виконана виїмка або видалення частини матеріалу проти різі 4 шляхом виконання кільцевої виїмки 30 з дуже мало нахиленими боковими поверхнями: бокова поверхня 36, розташована з боку вільного кінця даного нарізного елемента, нахилена під кутом 159 і бокова поверхня 38 нахилена під кутом 99 по відношенню до осі ХХ нарізного елемента 2. Таким чином, бокова поверхня 36 загалом нахилена більше, ніж бокова поверхня 38, по відношенню до цієї осі.
Кільцева виїмка ЗО по суті зменшує товщину матеріалу труби під різзю і, отже, жорсткість стінки, розташованої під цією різзю.
Зменшення товщини, пов'язане з наявністю цієї кільцевої виїмки, забезпечує у представленому тут випадку виконання більше 8095 від товщини стінки під різзю, виміряною у точці В у зоні, де не робили виїмку матеріалу. 70 Ця кільцева виїмка починається у точці А, розташованій на рівні першого витка різі 22, що знаходиться у зачепленні.
Внаслідок положення цієї кільцевої виїмки жорсткість стінки на рівні перших витків різі, що знаходяться у зачепленні, (тобто на рівні витка 22 і трьох витків праворуч від нього на фіг.1) зменшується, що збільшує, отже, гнучкість цих перших витків різі, що знаходяться у зачепленні.
Кільцева виїмка, яка буде починатися за межами різі з боку вільного кінця 10, у цьому випадку не буде мати ефективність або буде мати зовсім малу ефективність відносно стійкості від утомленості і буде зменшувати жорсткість вільного кінця 10.
Кільцева виїмка, яка буде починатися далі, вже під різзю, може зробити критичним для статичних розтяжних впливів в осьовому напрямку перетин стінки під різзю на рівні донної частини кільцевої виїмки ОО або трохи далі від неї, тоді як нормальним критичним перетином є перетин під останнім витком різі. Наслідком цього може виявитися погіршення статичних характеристик нарізного з'єднання, зокрема, відносно напружень осьового розтягування.
Кільцева виїмка 30 має форму тіла обертання навколо осі даного трубного нарізного елемента 12.
Профіль кільцевої виїмки ЗО у подовжньому розрізі утворений сукупністю дуг кіл або відрізків прямих с
Ліній, дотичних одна по відношенню до одної, таким чином, щоб жорсткість даної конструкції змінювалася поступово вздовж осьового напрямку. о
Профіль донної частини цієї кільцевої виїмки утворений, зокрема, дугами кола досить великого радіуса, який навіть може бути нескінченним, що відповідає відрізкам прямих ліній, паралельних, наприклад, лінії конічної форми даної різі. со
Товщина стінки під різзю є мінімальною (едіп) У точці О, яка розташована між четвертим та п'ятим витками різі, що знаходяться у зачепленні. Внаслідок цього у точці О та у поперечній площині перетину 40 жорсткість со стінки під різзю виявляється мінімальною. Ф
Переважно, донна частина цієї кільцевої виїмки може бути розташована на деякій невеликій осьовій протяжності, що має величину порядку двох кроків витків даної різі, по прямій лінії, нахил якої ідентичний і.
Зв Лінії конічної форми різі таким чином, що товщина стінки під різзю і, відповідно, жорсткість цієї стінки є зр мінімальною і постійною на цій осьовій протяжності.
Товщина едіпо», виміряна перпендикулярно по відношенню до огинаючої лінії конічної форми різі, дорівнює висоті Р; профілю витка даної різі.
Жорсткість стінки під різзю є по суті мінімальною у зоні малої жорсткості, розташованій між точками Е та « 40. Е, де товщина цієї стінки лише трохи перевищує мінімальну товщину етпіпо: тут товщина стінки має величину, с яка знаходиться, наприклад, у діапазоні від 10095 до 12095 від мінімальної товщини цієї стінки. У цій зоні й жорсткість даної стінки змінюється у тій самій пропорції по відношенню до мінімальної величини цієї жорсткості. и? Відстань в осьовому напрямку між точками Е та Е має величину, яка знаходиться у діапазоні від трьох до чотирьох кроків витків різі, причому точки Е та Е обхоплюють точку ЮО у площині 40, де товщина і жорсткість стінки є мінімальними. -і Кільцева виїмка 30 закінчується у точці 32 з боку, протилежного вільному кінцю 10 даного нарізного елемента, на рівні останніх витків різі, що знаходяться у зачепленні. У точці В, відразу за останнім витком о цієї різі, що знаходиться у зачепленні, кільцевої виїмки більше немає.
Те) Жорсткість стінки під різзю на рівні трьох останніх витків різі що знаходяться у зачепленні, по суті не 5о зменшується по відношенню до жорсткості стінки, що не містить виїмки, оскільки товщина стінки під різзю на со рівні останніх витків різі, що знаходяться у зачепленні, має величину у діапазоні від 8095 до 10095 від товщини се» стінки під різзю ет» в зоні, де вже немає часткової виїмки матеріалу (наприклад, в точці В). З цього виходить, що критичний перетин нарізного елемента 2 для осьових розтяжних впливів являє собою перетин у точці В, який не зменшений по відношенню до перетину подібного нарізного елемента, але який не містить кільцевої виїмки.
Кільцева виїмка 30 з'єднується у точці 32 із зовнішньою поверхнею 104, що не містить виїмок, труби 102 за допомогою тороїдальної поверхні, профіль якої у подовжньому розрізі являє собою дугу кола. іФ) Ця кільцева виїмка також з'єднується у точці 34, з боку вільного кінця нарізного елемента, за допомогою ко тороїдальної поверхні з циліндричною поверхнею 106, діаметр якої менше діаметра поверхні 104 таким чином, щоб товщина стінки у точці А виявилася зменшеною у порівнянні з товщиною стінки у точці В. во Потрібно зазначити виконання за вибором поперечної поверхні 8 упора і опорної поверхні 6, розташованої за різзю 4 у напрямку корпусу труби.
На фіг.3 схематично представлене з'єднання нарізних елементів, показаних на фіг.1 та 2, для формування трубного нарізного з'єднання 100. У цьому нарізному з'єднанні 100 охоплювана та обхоплююча різь 3, 4 нарізних елементів 1 та 2 згвинчені, наприклад, до того моменту, коли виконані за вибором поперечні поверхні 7 та 8 65 Нарізних елементів 1 та 2 будуть упиратися одна в одну.
Ці виконані за вибором опорні поверхні 5 та б знаходяться у контакті одна з одною при наявності контактного тиску і утворюють пару опорних поверхонь герметизації у контакті металу з металом.
Трубне нарізне з'єднання 100 зазнає впливу розтяжних зусиль в осьовому напрямку внаслідок, наприклад, власної ваги труб, розташованих вертикально у вигляді колони труб у свердловині.
Крім того, нарізне з'єднання 100 у випадку, представленому на фіг.3, зазнає впливу осьових розтяжних зусиль, виникаючих внаслідок реакції поперечних поверхонь 7, 8, що упираються одна в одну під дією моменту згвинчування, що досягає декількох КН.м, яка призводить до розтягування робочих бокових поверхонь 13, 14.
Оскільки критичний перетин нарізного елемента 2 для розтяжних впливів в осьовому напрямку по суті не зменшується у порівнянні з аналогічним критичним перетином подібного нарізного елемента, але того, що не 7/0 Містить такої кільцевої виїмки, статичні характеристики нарізного з'єднання 100 для розтяжних впливів в осьовому напрямку виявляються незмінними по відношенню до статичних характеристик нарізного з'єднання відповідно до існуючого рівня техніки у даній області.
На ці статичні впливи можуть також накладатися механічні впливи, що циклічно змінюються.
Кожний виток різі повинен забезпечувати передачу на відповідні витки сполученої з нею різі певної частини 7/5 Діючого розтяжного навантаження.
Ця частина навантажень, що передаються, не є постійною від одного витка до іншого для однієї і тієї самої різі ії функція кільцевої виїмки ЗО на обхоплюючому нарізному елементі полягає у зрівноважуванні передачі навантаження між різними витками, щонайменше з боку перших витків обхоплюючої різі, що знаходяться у зачепленні, і останніх витків охоплюваної різі, що знаходяться у зачепленні, у випадку, показаному на фіг.3.
Без цієї кільцевої виїмки передача навантаження буде значно більш істотною саме на рівні згаданих вище витків різі. При цьому останні витки обхоплюваної різі будуть зазнавати впливу високих механічних напружень, що ще більше посилюються внаслідок геометричного ефекту концентрації напружень в основі западин цих витків в зоні з'єднання між робочою боковою поверхнею і донною частиною западини профілю витка різі. При цьому ці зони з'єднання будуть внаслідок комбінованої сукупності передачі надмірного навантаження і концентрації сч ов напружень місцем виникнення тріщин від утомленості для нарізних з'єднань, що зазнають впливу циклічних о навантажень, тоді як такі самі надмірні напруження у випадку впливу тільки статичних навантажень не здатні призвести до руйнування.
Зрівноважування передачі навантажень, що забезпечується відповідно до даного винаходу шляхом зменшення жорсткості стінки під першими витками обхоплюючої різі, а також відомий сам по собі вибір досить с зо Великих радіусів закруглення у зонах з'єднання між робочими боковими поверхнями 13, 14 і донними частинами западин витків різі 19, 18, дозволяють зменшити механічні напруження в критичних зонах у достатній мірі для со того, щоб виключити небезпеку руйнування від утомленості при експлуатації на рівні останніх витків Ге! обхоплюваної різі, що знаходяться у зачепленні, відповідних першим виткам обхоплюючої різі, що знаходяться у зачепленні. о
Тут потрібно зазначити, що при відсутності такої кільцевої виїмки на обхоплюваному нарізному елементі ї- передача навантажень залишається розбалансованою на рівні перших витків обхоплюваної різі, що знаходяться у зачепленні, і останніх витків обхоплюючої різі, що знаходяться у зачепленні, але не так часто виявляються тріщини від утомленості, які виникають у цих зонах, як на нарізних з'єднаннях, виконаних відповідно до існуючого рівня техніки у даній області. «
Ї нарешті, потрібно зазначити, що вибір витків різі, що мають профіль трапецієподібної форми, виявляється з с переважним для усунення небезпеки радіального здуття обхоплюючого нарізного елемента на рівні зони ЕР малої жорсткості на кінцевому етапі процесу згвинчування даного нарізного з'єднання. Таке здуття може бути ;» наслідком катастрофічного роз'єднання нарізних елементів 1, 2 і падіннями колони у свердловину.
На фіг.5 представлений варіант 200 реалізації трубного нарізного з'єднання відповідно до винаходу, що пропонується, в якому кожний з двох нарізних елементів, обхоплюваний та обхоплюючий, забезпечений -І кільцевою виїмкою.
Обхоплюючий нарізний елемент 2 при цьому ідентичний нарізному елементу, показаному на фіг.1. о Обхоплюваний нарізний елемент 51 схематично представлений на фіг.4. со Обхоплюваний нарізний елемент 51, показаний на цій фігурі 4, виконаний на основі обхоплюваного нарізного 5р елемента 1, показаного на фіг.2, але з формуванням на ньому кільцевої виїмки 31, виконаної на внутрішній со периферійній поверхні 103 цього нарізного елемента, причому ця периферійна поверхня 103 даного нарізного сю елемента являє собою поверхню, протилежну тій поверхні цього нарізного елемента, на якій реалізована обхоплювана різь 3.
Кільцева виїмка 31 починається під першим витком різі 21, який являє собою перший виток, що знаходиться у ов Зачепленні, (див. фіг.5), і завершується приблизно у середині даної різі.
Ця кільцева виїмка зменшує жорсткість стінки під різзю на рівні перших витків обхоплюваної різі.
Ф) Це зменшення жорсткості є максимальним у точці б, розташованій між другим та третім витками ка обхоплюваної різі, що знаходяться у зачепленні, у площині 41, де товщина стінки під різзю є мінімальною. Ця мінімальна товщина едіпо» приблизно дорівнює подвоєній висоті профілю витка різі. во Зменшення жорсткості стінки виявляється по суті максимальним у зоні малої жорсткості, розташованій між точками Н та І, причому осьова відстань між двома цими точками трохи перевищує три кроки витків різі.
Бокові поверхні 37 та 39 кільцевої виїмки 31 мають дуже малий нахил. Ці бокові поверхні з'єднані з внутрішньою периферійною поверхнею 103 обхоплюваного нарізного елемента 51 за допомогою тороїдальних з'єднувальних поверхонь у точках 33 та 35. 65 Сама ця кільцева виїмка 31 має профіль, утворений послідовністю декількох дуг кола, дотичних одна по відношенню до одної. Радіуси цих дуг кола є досить великими, зокрема, у донній частині кільцевої виїмки, що розглядається.
Беручи до уваги профіль і розташування даної кільцевої виїмки 31, критичний перетин нарізного елемента 51 для розтяжних впливів в осьовому напрямку являє собою перетин, розташований на рівні останнього витка різі 23, що знаходиться у зачепленні, причому цей критичний перетин не є зменшеним у порівнянні з критичним перетином подібного нарізного елемента, але такого, що не містить такої кільцевої виїмки.
Нарізне з'єднання 200, показане на фіг.5, після загвинчування до заданого положення обхоплюваного нарізного елемента 51 в обхоплюючому нарізному елементі 2, дозволяє ще більше поліпшити утомні характеристики у порівнянні з утомними характеристиками нарізного з'єднання 100, показаного на фіг.3, /о оскільки кільцева виїмка у цьому випадку була виконана на кожному з нарізних елементів і передача навантаження була збалансована на обох кінцях кожного з цих нарізних елементів.
Статичні характеристики цього нарізного з'єднання для розтяжних зусиль в осьовому напрямку виявляються незмінними по відношенню до статичних характеристик нарізних з'єднань відповідно до існуючого рівня техніки у даній області, причому критичний перетин нарізних елементів 2 і 51 не зменшується у порівнянні з критичним /5 перетином подібних нарізних елементів, що не містять такої кільцевої виїмки.
На фіг.6 схематично представлене муфтове трубне нарізне з'єднання, утворене двома трубними нарізними з'єднаннями 100 та 100".
Тут обхоплювані нарізні елементи 1 та 1 виконані на кінцях труб великої довжини.
Обхоплюючі нарізні елементи 2 та 2 виконані у вигляді валета або назустріч один одному на трубній муфті 202, яка може бути виконана у вигляді короткої труби.
Кожне з цих нарізних з'єднань 100 та 100 є ідентичним нарізному з'єднанню, показаному на фіг.3.
Цей відомий тип нарізного з'єднання не вимагає додаткових коментарів.
Функція кільцевих виїмок ЗО та 30, виконаних на трубній муфті 202, ідентична тим функціям, які виконує описана вище кільцева виїмка ЗО обхоплюючого нарізного елемента 2, показаного на фіг.1 та 3. сч
Була зроблена спроба оцінити виграш у фактичній величині максимального механічного напруження сах У зоні з'єднання між робочою боковою поверхнею 13 і донною частиною западини витка 19 різі для найбільш і) навантажених останніх витків обхоплюваної різі трубного нарізного з'єднання, що знаходяться у зачепленні, типу того з'єднання, яке показане на фіг.3, у порівнянні з такими самими витками нарізного з'єднання, виконаного відповідно до існуючого рівня техніки у даній області і без виконання подібної кільцевої виїмки. со
Беручи до уваги результати, що стосуються стійкості від утомленості, вважається, що виграш у механічному напруженні сах; ЗВ'язаний з наявністю кільцевої виїмки, має величину порядку 2095 на цих витках різі, що со забезпечує істотне збільшення терміну служби даного нарізного з'єднання з точки зору напруження від Ге»! утомленості.
Даний винахід відноситься також до способів виконання, що дозволяють зменшити жорсткість стінки під різзю о
Зз5 на рівні перших витків різі, що знаходяться у зачепленні, за допомогою засобів, еквівалентних по відношенню ч- до виконання детально описаної вище кільцевої виїмки.
Даний винахід відноситься також до способів виконання, відповідно до яких засіб зменшення жорсткості стінки під різзю на рівні перших витків, що знаходяться у зачепленні, утворений не тільки кільцевою виїмкою. «
Кільцева виїмка 30 також може бути, наприклад, як це показано на фіг.7, частково або цілком заповненою матеріалом 50, що має модуль пружності, менший, ніж модуль пружності матеріалу, з якого виготовлений даний /-- с трубний нарізний елемент 62. Цей матеріал 50 може бути, зокрема, приклеєний до поверхні кільцевої виїмки і ц може являти собою, наприклад той або інший синтетичний матеріал. "» Даний винахід відноситься також до способів виконання нарізного елемента, в якому різь містить декілька різних нарізних частин.
У цьому випадку відповідні пункти формули даного винаходу повинні бути інтерпретовані у тому значенні, що -І дана кільцева виїмка виконана щонайменше під тією нарізною частиною, де гнучкість перших витків різі буде зменшеною найбільше у відсутність кільцевої виїмки і призведе до небезпеки виникнення тріщин від утомленості. о Як варіант такого виконання дана кільцева виїмка може бути виконана під кожною нарізною частиною таким (Се) чином, щоб збільшити гнучкість перших витків кожної нарізної частини, що знаходяться у зачепленні. о 50 со

Claims (20)

Формула винаходу
1. Трубний нарізний елемент, обхоплюваний або обхоплюючий (2, 51, 62), який має протиутомний профіль в різі трубного нарізного з'єднання (100, 200), який виконаний на кінці труби (101, 102, 202) і містить обхоплювану різь (3) на своїй зовнішній периферійній поверхні або обхоплюючу різь (4) на своїй внутрішній Ф) периферійній поверхні, так що даний нарізний елемент є обхоплюваним або обхоплюючим, причому цей трубний ко нарізний елемент містить виріз, виконаний у формі кільцевої виїмки (30, 31) тіла обертання у стінці нарізного елемента, який розташований проти різі (3, 4) на периферійній поверхні (103, 104) трубного нарізного бо елемента, яка протилежна тій його поверхні, де виконана різь, і який не впливає на геометрію витків (11, 12) різі, який відрізняється тим, що товщина стінки, виміряна від донної частини западини профілю витків різі, зменшена за допомогою кільцевої виїмки (30, 31) щонайменше на рівні перших витків різі, що знаходяться в зачепленні, які включають перший виток, що знаходиться у зачепленні, і наступні витки, причому на рівні кільцевої виїмки товщина стінки, виміряна від донної частини западини профілю витків різі, є мінімальною в б5 поперечній площині (40, 41), яка називається поперечною площиною мінімальної товщини перегородки, і розміщеною в інтервалі між першим витком різі (21, 22) і шостим витком різі (28, 29), що знаходяться у зачепленні.
2. Трубний нарізний елемент за п. 1, який відрізняється тим, що на рівні кільцевої виїмки поперечна площина з мінімальною товщиною стінки (40, 41) розміщена в інтервалі між другим і шостим витками різі, що Знаходяться у зачепленні.
3. Трубний нарізний елемент за пп. 1 або 2, який відрізняється тим, що кільцева виїмка починається під першим витком (21, 22) різі, що знаходиться в зачепленні.
4. Трубний нарізний елемент за пп.1 або 2, який відрізняється тим, що кільцева виїмка закінчується в осьовому інтервалі, який знаходиться між середнім перерізом різі і перерізом, розташованим на рівні останніх 7/о витків різі, що знаходяться у зачепленні.
5. Трубний нарізний елемент за будь-яким з пп. 1-4, який відрізняється тим, що на рівні кільцевої виїмки мінімальна товщина стінки, виміряна від донної частини западини профілю витків різі (е діпі, етіп»). перевищує або дорівнює висоті профілю витка різі (п).
6. Трубний нарізний елемент за будь-яким з пп. 1-4, який відрізняється тим, що мінімальна товщина стінки, /5 Виміряна від донної частини западини профіля витків різі (е гіпі; Єтіпг), по суті дорівнює подвоєній висоті профілю витка різі (5).
7. Трубний нарізний елемент за будь-яким з пп. 1- б, який відрізняється тим, що товщина стінки, виміряна від донної частини западини профілю витків різі, є мінімальною і постійною на деякій осьовій відстані, відмінній від нуля.
8. Трубний нарізний елемент за п. 7, який відрізняється тим, що донна частина кільцевої виїмки розміщена на деякій невеликій осьовій протяжності, що має величину близько двох кроків різі, по прямій лінії, нахил якої ідентичний лінії форми різі таким чином, що товщина стінки на вказаній осьовій протяжності є мінімальною.
9. Трубний нарізний елемент за будь-яким з пп. 1-8, який відрізняється тим, що внаслідок наявності кільцевої виїмки товщина стінки, виміряна від донної частини западини профілю витків різі, має величину у сч діапазоні від 100 Фо до 120 90 від мінімальної товщини стінки (едіпі; етіп2) У зоні (ЕЕ, НІ), або так званій зоні малої жорсткості, розташованій навколо поперечної площини мінімальної товщини стінки (40, 41), причому ця і) зона малої жорсткості проходить на осьовій довжині, що перевищує або дорівнює трьом крокам витків різі.
10. Трубний нарізний елемент за будь-яким з пп. 1-9, який відрізняється тим, що профіль кільцевої виїмки виконаний таким, що критичний переріз нарізного елемента для розтяжних зусиль розташований за межами зони (су зо видалення матеріалу у виїмці.
11. Трубний нарізний елемент за будь-яким з пп. 1-10, який відрізняється тим, що внаслідок наявності со кільцевої виїмки товщина стінки, виміряна від донної частини западини профілю витків різі на рівні трьох Ге! останніх витків, що знаходяться у зачепленні, має величину, яка знаходиться у діапазоні від 80 бо до 100 95 від товщини стінки, виміряної від донної частини западини профілю витків різі за межами зони видалення матеріалу ме) у виїмці. ї-
12. Трубний нарізний елемент за будь-яким з пп. 1-11, який відрізняється тим, що кільцева виїмка містить бокові поверхні (36, 37, 38, 39), кут нахилу яких по відношенню до осі даного трубного нарізного елемента має величину, яка менша або дорівнює 459.
13. Трубний нарізний елемент за п. 12, який відрізняється тим, що бокова поверхня (36, 37) кільцевої « Виїмки, розташована з боку вільного кінця трубного нарізного елемента, нахилена по відношенню до осі (ХХ) шщ с вказаного трубного нарізного елемента. й
14. Трубний нарізний елемент за будь-яким з пп. 12 або 13, який відрізняється тим, що бокова поверхня (36, «» 37) кільцевої виїмки, розташована з боку вільного кінця нарізного елемента, має в основному більш крутий нахил по відношенню до осі цього нарізного елемента, ніж бокова поверхня (38, 39) цієї кільцевої виїмки, розташована з протилежної сторони нарізного елемента. -і
15. Трубний нарізний елемент за будь-яким з пп. 1-14, який відрізняється тим, що профіль кільцевої виїмки являє собою регулярну криву, утворену послідовністю дуг кіл, що мають кінцеві або нескінченні радіуси та о тангенціально з'єднані одна з одною. Ге)
16. Трубний нарізний елемент за будь-яким з пп. 1-15, який відрізняється тим, що кільцева виїмка 5р з'єднується із звичайною, яка не містить зони видалення матеріалу, частиною периферійної поверхні труби, в со якій виконана кільцева виїмка, за допомогою тангенціальної зони з'єднання (32, 33, 35), що має тороїдальну с» форму.
17. Трубний нарізний елемент за будь-яким з пп. 1-16, який відрізняється тим, що кільцева виїмка частково або цілком заповнена матеріалом (50), модуль пружності якого менший модуля пружності матеріалу, з якого ВИиГОТОВлений трубний нарізний елемент.
18. Трубний нарізний елемент за будь-яким з пп. 1-17, який відрізняється тим, що різь являє собою різь з іФ) витками трапецієподібної форми (11, 12). км
19. Трубне нарізне з'єднання (100, 200), яке містить обхоплюваний трубний нарізний елемент, розташований на кінці першої труби (101) і з'єднаний за допомогою згвинчування з обхоплюючим трубним нарізним елементом, бо розташованим на кінці другої труби (102, 202), і являє собою обхоплювану різь (3), виконану на обхоплюваному трубному нарізному елементі, і обхоплюючу різь (4), виконану на обхоплюючому трубному нарізному елементі, яке відрізняється тим, що щонайменше один з трубних нарізних елементів, охоплюваний або обхоплюючий, являє собою трубний нарізний елемент типу елемента (2, 51, 62) відповідно до будь-якого з пп. 1-18.
20. Трубне нарізне з'єднання (100, 200) за п. 19, яке відрізняється тим, що обидва трубні нарізні елементи, 65 охоплюваний і охоплюючий, являють собою трубні нарізні елементи типу елементів (2, 51, 62) відповідно до будь-якого з пп. 1-18.
UA2002108637A 2000-03-31 2001-03-26 Threaded tubular element and threaded tubular joint UA73983C2 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0004137A FR2807095B1 (fr) 2000-03-31 2000-03-31 Element filete tubulaire delarde pour joint filete tubulaire resistant a la fatigue et joint filete tubulaire resultant
PCT/FR2001/000913 WO2001075345A1 (fr) 2000-03-31 2001-03-26 Element filete tubulaire delarde resistant a la fatigue

Publications (1)

Publication Number Publication Date
UA73983C2 true UA73983C2 (en) 2005-10-17

Family

ID=8848732

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
UA2002108637A UA73983C2 (en) 2000-03-31 2001-03-26 Threaded tubular element and threaded tubular joint

Country Status (19)

Country Link
US (1) US6752436B1 (uk)
EP (1) EP1269059B1 (uk)
JP (1) JP4746246B2 (uk)
CN (1) CN1215277C (uk)
AR (1) AR027665A1 (uk)
AT (1) ATE289397T1 (uk)
AU (1) AU4664301A (uk)
BR (1) BR0109604B1 (uk)
CA (1) CA2400820C (uk)
CZ (1) CZ301599B6 (uk)
DE (1) DE60108949T2 (uk)
DZ (1) DZ3270A1 (uk)
EA (1) EA004342B1 (uk)
ES (1) ES2236207T3 (uk)
FR (1) FR2807095B1 (uk)
MX (1) MXPA02009388A (uk)
PL (1) PL197968B1 (uk)
UA (1) UA73983C2 (uk)
WO (1) WO2001075345A1 (uk)

Families Citing this family (40)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2844331B1 (fr) * 2002-01-03 2004-11-26 Vallourec Mannesmann Oil & Gas Procede de realisation d'un joint tubulaire etanche avec expansion plastique
US8220842B2 (en) * 2003-05-30 2012-07-17 Vallourec Mannesmann Oil & Gas France Threaded tubular connection which is resistant to bending stresses
FR2868146B1 (fr) * 2004-03-26 2009-01-23 Vallourec Mannesmann Oil Gas F Joint filete tubulaire resistant aux contraintes de flexion
FR2863033B1 (fr) * 2003-11-28 2007-05-11 Vallourec Mannesmann Oil & Gas Realisation, par expansion plastique, d'un joint tubulaire etanche avec surface(s) de butee inclinee(s)
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)
FR2874988B1 (fr) * 2004-09-09 2008-05-02 Vallourec Mannesmann Oil & Gas Element male pour un joint filete tubulaire etanche apres expansion diametrale
AT8404U1 (de) * 2005-05-27 2006-07-15 Techmo Entw & Vertriebs Gmbh Rohrverbindung
US7798536B2 (en) * 2005-08-11 2010-09-21 Weatherford/Lamb, Inc. Reverse sliding seal for expandable tubular connections
US8251224B2 (en) * 2006-05-25 2012-08-28 Mattel, Inc. Product packaging with expanding structures
US8869900B2 (en) * 2007-04-27 2014-10-28 Alcoa Inc. Method and apparatus for connecting drilling riser strings and compositions thereof
EP2006589B1 (en) * 2007-06-22 2011-08-31 Tenaris Connections Aktiengesellschaft Threaded joint with energizable seal
DE602007011046D1 (de) * 2007-06-27 2011-01-20 Tenaris Connections Ag Gewindeverbindung mit unter Druck setzbarer Dichtung
EP2017507B1 (en) * 2007-07-16 2016-06-01 Tenaris Connections Limited Threaded joint with resilient seal ring
EP2028403B1 (en) 2007-08-24 2011-04-13 Tenaris Connections Aktiengesellschaft Threaded joint with high radial loads and differentially treated surfaces
DE602007008890D1 (de) * 2007-08-24 2010-10-14 Tenaris Connections Ag Verfahren zur Erhöhung der Ermüdungsbeständigkeit einer Schraubverbindung
FR2925946B1 (fr) * 2007-12-28 2009-12-11 Vallourec Mannesmann Oil & Gas Joint filete tubulaire etanche et resistant a des sollicitations successives de pressions
DE602008001552D1 (de) * 2008-02-29 2010-07-29 Tenaris Connections Ag Gewindeverbindungsstück mit verbesserten elastischen Dichtungsringen
US7909368B2 (en) * 2008-05-30 2011-03-22 Robroy Industries, Inc. Pipe coupling assembly and method for lined and unlined pipe
FR2937077B1 (fr) 2008-10-15 2010-10-22 Vallourec Mannesmann Oil & Gas Composant pour le forage et l'exploitation des puits d'hydrocarbures
EP2243920A1 (en) 2009-04-22 2010-10-27 Tenaris Connections Aktiengesellschaft Threaded joint for tubes, pipes and the like
WO2011040262A1 (ja) * 2009-09-29 2011-04-07 住友金属工業株式会社 鋼管用ねじ継手
EP2325435B2 (en) 2009-11-24 2020-09-30 Tenaris Connections B.V. Threaded joint sealed to [ultra high] internal and external pressures
FR2954453B1 (fr) * 2009-12-23 2012-03-09 Vallourec Mannesmann Oil & Gas Ensemble pour la realisation d'un joint filete, procede de vissage et de devissage d'un tel joint et utilisation d'un tel joint dans une colonne montante sous-marine
EP2372211B1 (en) 2010-03-26 2015-06-03 Tenaris Connections Ltd. Thin-walled pipe joint and method to couple a first pipe to a second pipe
FR2961576B1 (fr) * 2010-06-17 2012-08-03 Vallourec Mannesmann Oil & Gas Joint filete et procede de realisation
CN103228865A (zh) 2010-10-12 2013-07-31 Bp北美公司 海洋海底组件
US9163296B2 (en) 2011-01-25 2015-10-20 Tenaris Coiled Tubes, Llc Coiled tube with varying mechanical properties for superior performance and methods to produce the same by a continuous heat treatment
JP2014013052A (ja) * 2012-07-04 2014-01-23 Jfe Steel Corp 管のねじ継手
US8684419B2 (en) 2012-08-24 2014-04-01 Vetco Gray Inc. Tubular connector having a secondary shoulder
US8967675B2 (en) 2012-08-24 2015-03-03 Vetco Gray Inc. Elliptical undercut shoulder for specialty pipe connections
US9970242B2 (en) 2013-01-11 2018-05-15 Tenaris Connections B.V. Galling resistant drill pipe tool joint and corresponding drill pipe
US9803256B2 (en) 2013-03-14 2017-10-31 Tenaris Coiled Tubes, Llc High performance material for coiled tubing applications and the method of producing the same
EP2789701A1 (en) 2013-04-08 2014-10-15 DALMINE S.p.A. High strength medium wall quenched and tempered seamless steel pipes and related method for manufacturing said steel pipes
EP2789700A1 (en) 2013-04-08 2014-10-15 DALMINE S.p.A. Heavy wall quenched and tempered seamless steel pipes and related method for manufacturing said steel pipes
KR102197204B1 (ko) 2013-06-25 2021-01-04 테나리스 커넥션즈 비.브이. 고크롬 내열철강
US11124852B2 (en) 2016-08-12 2021-09-21 Tenaris Coiled Tubes, Llc Method and system for manufacturing coiled tubing
US10434554B2 (en) 2017-01-17 2019-10-08 Forum Us, Inc. Method of manufacturing a coiled tubing string
CA2984826A1 (en) 2017-11-07 2019-05-07 Complete Group Technologies Ltd. Multiple tapered threaded connection
DE102019004539A1 (de) * 2019-07-01 2021-01-07 KSB SE & Co. KGaA Pumpenwelle für eine mehrstufige Pumpe
FR3098878B1 (fr) * 2019-07-19 2021-07-30 Vallourec Oil & Gas France Joint fileté pour colonne de cuvelage de puits de pétrole

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1317815A (uk) * 1963-05-08
US3100657A (en) * 1959-10-28 1963-08-13 Jersey Prod Res Co Pipe coupling having holding means responsive to high internal fluid pressure
US2992613A (en) * 1960-08-30 1961-07-18 Albert G Bodine Sonic well pump tubing string
US3497246A (en) * 1967-12-26 1970-02-24 Exxon Production Research Co High pressure,low stress tubular connection
US3933074A (en) 1974-12-09 1976-01-20 Kaynar Manufacturing Co., Inc. Fatigue improvement nut
USRE30647E (en) 1975-04-23 1981-06-16 Hydril Company Tubular connection
CA1148193A (en) * 1980-01-11 1983-06-14 Kornelis N. Zijlstra Coupling for interconnecting pipe sections and pipe section for well drilling operations
JPS58187684A (ja) * 1982-04-27 1983-11-01 新日本製鐵株式会社 油井用鋼管継手
US4549754A (en) 1983-06-20 1985-10-29 Reed Tubular Products Company Tool joint
US4521042A (en) 1983-07-05 1985-06-04 Hydril Company Threaded connection
US4688828A (en) * 1986-04-02 1987-08-25 Shaffer Donald U Tubing joint for corrosion protection
GB8617827D0 (en) * 1986-07-22 1986-08-28 British Steel Corp Joints for tubular members
US4846508A (en) * 1987-12-16 1989-07-11 Vetco Gray Inc. Tubular connector system
US5092635A (en) 1990-04-27 1992-03-03 Baker Hughes Incorporated Buttress thread form
JPH04157280A (ja) 1990-10-19 1992-05-29 Nippon Steel Corp 疲労特性およびねじり特性の優れた石油掘削管用ねじ継手
JPH04157283A (ja) 1990-10-19 1992-05-29 Nippon Steel Corp 疲労特性の優れた石油掘削管用ねじ継手
US5355968A (en) * 1993-05-20 1994-10-18 Grant Tfw, Inc. Tool joint stress relief groove
JP2874615B2 (ja) * 1995-10-25 1999-03-24 住友金属工業株式会社 管接続用ねじ継手
US5779416A (en) 1996-10-30 1998-07-14 General Electric Co. Bolt/stud and nut for enhanced high-cycle fatigue capability
EP0949441A4 (en) * 1997-10-08 2006-09-06 Sumitomo Metal Ind SCREW CONNECTION FOR OIL PIPES AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF
US6609735B1 (en) * 1998-07-29 2003-08-26 Grant Prideco, L.P. Threaded and coupled connection for improved fatigue resistance
UA71575C2 (uk) 1998-09-07 2004-12-15 Валлурек Маннесманн Ойл Енд Гес Франс Різьбове з'єднання двох металевих труб з великим моментом загвинчування
US6494499B1 (en) * 2000-10-31 2002-12-17 The Technologies Alliance, Inc. Threaded connector for pipe

Also Published As

Publication number Publication date
JP2003529733A (ja) 2003-10-07
US6752436B1 (en) 2004-06-22
ATE289397T1 (de) 2005-03-15
CN1215277C (zh) 2005-08-17
DZ3270A1 (fr) 2001-10-11
MXPA02009388A (es) 2003-10-06
DE60108949T2 (de) 2005-12-29
AR027665A1 (es) 2003-04-09
PL197968B1 (pl) 2008-05-30
EA200201043A1 (ru) 2003-02-27
EP1269059A1 (fr) 2003-01-02
BR0109604B1 (pt) 2010-12-28
CN1420974A (zh) 2003-05-28
FR2807095B1 (fr) 2002-08-30
WO2001075345A1 (fr) 2001-10-11
CZ20023598A3 (cs) 2003-02-12
CZ301599B6 (cs) 2010-04-28
BR0109604A (pt) 2003-02-04
PL357948A1 (en) 2004-08-09
ES2236207T3 (es) 2005-07-16
EA004342B1 (ru) 2004-04-29
EP1269059B1 (fr) 2005-02-16
DE60108949D1 (de) 2005-03-24
FR2807095A1 (fr) 2001-10-05
AU4664301A (en) 2001-10-15
CA2400820C (fr) 2008-01-08
JP4746246B2 (ja) 2011-08-10
CA2400820A1 (fr) 2001-10-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
UA73983C2 (en) Threaded tubular element and threaded tubular joint
EA003718B1 (ru) Трубный резьбовой элемент и трубное резьбовое соединение, выполненное на основе резьбового элемента
RU2261395C2 (ru) Резьбовой элемент для трубного резьбового соединения с высоким пределом выносливости
EP1101056B1 (en) Threaded and coupled connection for improved fatigue resistance
RU2341716C2 (ru) Способ улучшения сопротивления усталости резьбового трубчатого соединения
RU2277665C2 (ru) Трубное резьбовое соединение с трапециевидной резьбой и с выпуклой поверхностью витка
RU2713548C2 (ru) Бурильная штанга или переходник с упрочненным соединительным элементом в виде втулки
US6848724B2 (en) Thread design for uniform distribution of makeup forces
US7455329B2 (en) Fast make-up fatigue resistant rotary shouldered connection
UA77473C2 (en) Super-sealed tubular threaded joint comprising at least one threaded element with end edge
WO2007035308A2 (en) Threaded pipe connector
SE520729C2 (sv) Tunnväggig borrstångs- foderrörsförbindning
EA039821B1 (ru) Резьбовое соединение, находящееся частично в самоблокирующемся зацеплении
RU2661917C1 (ru) Трубное резьбовое соединение
RU2714405C2 (ru) Резьбовой соединительный конец для компонента бурильной колонны
EP3080383A1 (en) Assembly for producing a threaded connection for drilling and operating hydrocarbon wells, and resulting threaded connection
RU2248438C1 (ru) Буровая штанга
US20080289879A1 (en) Connection Assembly For Drill Collars or Heavy Drill Pipes
RU2744965C1 (ru) Двухупорное резьбовое соединение бурильных труб
RU208444U1 (ru) Труба бурильная
RU2508491C1 (ru) Резьбовое соединение бурильных труб
JPH04157283A (ja) 疲労特性の優れた石油掘削管用ねじ継手
WO2013033684A1 (en) Drill-pipe tool-joint