Резьбовое соединение бурильных труб
Патент 1583583
Авторы
Классы МПК
Резьбовое соединение бурильных труб
Иллюстрации
Реферат
Изобретение относится к буровой технике. Цель - повышение надежности соединения путем обеспечения равнопрочности его деталей. Соединение содержит ниппель 1 и муфту 2, выполненные из различных материалов и соединяемые цилиндрической резьбой с упорным стыком 3. Равнопрочность деталей соединений сопротивлению усталости достигают при отношении изгибающих моментов опасных сечений ниппеля и муфты 0,38...0,5. Средний диаметр резьбы определяют из математического соотношения с учетом среднего диаметра и глубины резьбы, наружного и внутреннего диаметров соединения и с учетом предела текучести материалов охватываемой и охватывающей деталей. Оптимальное соотношение предельных изгибающих моментов опасных сечений ниппеля 1 и муфты 2 определяют испытанием на усталость различных размеров резьбовых соединений. 1 ил., 1 табл.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
583
09) (И) .
А1 (51)5 Е 21 В 17/042
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСНОМУ СВИДЕЧ ЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И (ЛКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР (21) 4349861/23-03 .(22) 25.12 ° 87 (46) 07.08.90. Бюл. Р 29 (7 1) Специальное конструкторское бюро Всесоюзного промышленного объединения "Союзгеотехника" (72) Л.А.Лачинян (53) 622,24.053(088.8) (56) Трубы ЛБТН-54. ТУ 41-01-363-79, (54) РЕЗЬБОВОЕ СОЕДИНЕНИЕ БУРИЛЬНЫХ
ТРУБ (») Изобретение относится к буровой технике. 11ель — повышение надежности соединения путем обеспечения равнопрочности его деталей. Соединение содержит ниппель 1 и муфту 2, выполненные из различных материалов и
2 соединяемые цилиндрической резьбой с упорным стыком 3. Равнопрочность деталей соединений сопротивлению усталости достигают при отношении изгибающих моментов опасных сечений . ниппеля и муфты 0,38-0,5. Средний диаметр резьбы определяют из математического соотношения с учетом сред-. него диаметра и глубины резьбы, на.ружного и внутреннего диаметров соединения и с учетом предела текучести материалов охватываемой и охватывающей деталей. Оптимальное соотношение предельных изгибающих моментов опасных сечений ниппеля 1 и муфты 2 определяют испытанием на усталость разлйчных размеров резьбовых соединений. 1 ил., 1 табл.
1583583
И Им н он 1?м и> где d >
Ри»?
Изобретение относится.к буровой технике и касается соединения бурильных труб с цилиндрической резьбой, применяемых при высокооборотном алмазном бурении, Цель изобретения — повышение надежности соединения путем обеспечения равнопрочности его деталей.
На чертеже изображена схема реэьбового соединения трубы с цилиндрической резьбой.
Реэьбовое соединение бурильных труб содержит охватываемую деталь (ниппель) 1 и охватывающую деталь (муфту) 2, соединяемые цилиндрической резьбой с упорным стыком 3 и выполненные из разных материалов.
Опасные с точки зрения прочности сечения ниппеля и муфты обозначены @ соответственно 4 и 5. и
Равнопрочность деталей соедине-! ний сопротивлению усталости достигается при отношении изгибающих моментов опасных сечений ниппеля и муф - 25 ты 0,38-0,5, а средний диаметр резьбы определяют из соотношения» (? Š— t) — ? 1- Ь
И t.) QD - (d + )+Я ср
ЗО
= 0,38-0,5, (1) где d — средний диаметр резьср бы, м;
D u d — соответственно наружный и внутренний диаметры соединения,м;
t — глубина резьбы,м; — пределы теку че с ти ма териалов охватываемой и охв атыв ающей деталей, Па.
Отношение изгибающих моментов .Г опасных сечений ниппеля и муфты определяется равенством где М, ?1., — предельные изгибающие
Н моменты опасных сечений ниппеля и муфты,Нм;
V„;, И„, — осевые моменты сопротивления изгибу опасных сечений ниппеля и муфты, м
Оптимальное отношение Mt,!M с точS5 ки зрения равнопрочности ниппеля и
4 муфты сопротивлению усталости определяе тся испытан иям и н а устало сть различных размеров реэьбовых соединений при неизменных D u d и изменяющемся размере наружного диаметра резьбы dy.
В таблице приведены результаты расчета отношений изгибающих моментов опасных сечений деталей, выполненных из разного материала (например, сплав Д16Т и сталь 40ХН) при бж н 1 и м н дартных метрических резьб, а также результаты натурных испытаний на усталость соединений с различными размерами резьб при энакопеременном изгибе.
Как видно из результатов, приве денных в таблице,равнопрочность деталей достигается при одном и том же условии, когда отношение ИН/М, согласно экспериментальным данным, находится в пределах 0,38 0,5.
Подставив полученное значение в выражение (2) и раскрывая значения
И„ и И„„, получим выражение (1).
Формула из обре т ения
Реэьбовое соединение бурильных ,труб, включающее ниппель и муфту, выполненные из разных материалов и соединяемые цилиндрической резьбой с упорным стыком, о т л и ч а ю щ е— е с я тем, что, с целью повышения надежности соединения путем обеспечения равнопрочности его деталей сопротивлению усталости, отношение изгибающих моментов опасных сечений ниппеля и муфты принимают 0,38-0,5, а средний диаметр резьбы определяют иэ соотношения
D((dc2 — t) — d 3 йн (й — с) fD4 — (d + с)»)Ь
= 0,38-0 5 среди ий ди аме тр ре э ь бы, м; соответственно наружный и внутренний диаметры соединения, м; глубина резьбы, м; пределы текучести материалов охватываемой и охватывающей деталей, Па.
1583583
Отношение изгибающих моментов опасного сечения ниплеля и муфты (М /И„) при различных соотношеяиях пределов текучести материала муфты и нилпеля (6ц/6 ) M 1 кгм
6 29
83 м 83 — — -2,86
29 м 77 2,2
П р и м е ч а н и е. Глубина резьбы t 2,0 ìì äëÿ d ä 33 мм и с 2,5 мм для резьб остальных диаметров: D 54 мм, d 22 мм (при / 6z <1) и d 28 мм (при 6 /6„) 1).
Составитель В.Родина
Техред Л.Сердюкова Корректор М.Пожо
Редактор С.Пекарь
Заказ 2238 Тираж 468 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óæãîðîä, ул. Гагарина,101
Наружный ди яме тр резьбы, 1„,мм
33
36
39
42
0,343
0,501
0,805
1,265
0,119
0,208
0,385
0 35 — — 0 40
6м .32
1 80
0,301
0,440
0,706
1,110 м 80
2,50
6я 32
0,136
0,238
0,440
3й м 35
- 0,45 (,„77
0,265
0,385
О, 619
0,974
0,156
0,271
0,501
Предельный -. изгибающий момент, 70
88