Резьбовое соединение нефтяных труб
Патент 993829
Авторы
Резьбовое соединение нефтяных труб
Иллюстрации
Реферат
О П И С А Н И Е (,„993829
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
Союз Советских
Сощиааистнческнх республик
К Л АТЕНЕУМ (61) Дополнительный к натенту (51) М. Кл.
3 (22) Заявлено 18-, 04. 77 (21) 2470310/22-03 (23) Приоритет - (З2) 14. 09. 76 (31)Р 26417674.. (33)ФРГ
Е 21 В 17/042
F 16 L 1. /00
Ьаудврстхеикый камятет
CCCP ве дехзм хзевретеккй а втхрыткй (53) УДК 622. 24. 0 (088.8) Опубликовано 30. 01. 83. Бюллетень,iщ 4
Дата опубликования онисаиия 30.01.83 —. Иностранцы
Вольфганг Хелльмунд, Герхард Круг
Герхард Ииссайре, Курт Ретер и Пауль Шаттон (ФР-)
Иностранная фирма
"Ианнесманн А. Г. " (ФРГ) (72) Авторы изобретеия» (71) Заявитель (4) РЕЗЬБОВОЕ СОЕДИНЕНИЕ НЕФТЯНЫХ ТРУБ
Изобретение относится к резьбовым соединениям нефтяных труб технологического назначения, применяемых при эксплуатации нефтяных и газовых месторождений.
Известно резьбовое соединение неф-тяных - труб, включающее муфтовый элемент с резьбовым участком и упорными торцами, расположенными за резьбовым участком, ниппельный элемент. с резьбовым участком и уп6рными торцами, расположенными за резьбовым участком, причем средний диаметр резьбового участка муфты больше среднего диаметра резьбового участка ниппеля, а в свинченном состоянии расстояние между упорными торцами муфты больще,чем расстояние между упорными торца ми ниппеля 51 3.
Однако укаэанное соединение характеризуется недостаточной герметичностью из-за контактирования муфты и— ниппеля по одному упоРу.
Наиболее близким к предлагаемому является реэьбовое соединение, вклю. чающее раструбный соединительный эле" мент с внутренним коническим резьбовым участком и ниппельный соединительный элемент .с наружным коническим реэьбовым участком, имеющие уплотни" тельные контактные поясни и упорные конические поверхности по концам резьбовых участков, причем средний диаметр резьбы раструбного соединительного элемента больше среднего диаметра резьбы ниппельного соединительного элемента 12 1.
При свинчивании известного соединения существует опасность, что при приложении повышенного момента свийчивания соединение будет обладать герметичностью, но возможность многократного свинчивания будет исключена из-за повреждения резьбы, т.е. соединение не обеспечивает достаточную возможность равномерного нагружения витков резьбового участка соединения и регламентирования момента при свинчивании, 993829
Цель изобретения - повышение эксплуатационной надежности и долговечности соединения за счет предотвращения перегрузок в витках резьбы.
Поставленная цель достигается тем, что расстояние между упорными поверхностями соединительного эелемента с конической упорной поверхностью на свободном конце больше соответствующего расстояния другого соединительно-!О го элемента на 0,5-2,54, причем вторая упорная поверхность соединительных элементов расположена в плоскости перпендикулярной к оси соединения.
На фиг. 1 показано реэьбовое сое- ts динение нефтяных труб в свинченном состоянии при расположении конической упорной поверхности на свободном торце раструбного соединительного элемента; на фиг. 2 — то же, на свободном торце ниппельного соединительного элемента; на фиг. 3 — 5 — виды
11 и 111 на фиг. 2, Резьбовое соединение нефтяных труб состоит из ниппельного элемента 1 и раструбного элемента 2, свинченных друг с другом с помощью конической резьбы 3, 4. Оба элемента 1 и 2 имеют упорные поверхности смежные с концами резьбы. На фиг. 1 лежащие снаружи соединения упорные поверхности 5 и 6 имеют коническую форму, а упорные поверхности 7 и 8, лежащие внутри соединения, расположены в плоскости перпендикулярной к.оси соединения.
На фиг. 2 конические упорные поверхности 5 и 6 расположены внутри соединения, а упорные поверхности 7 и 8 " снаружи.
Коническая упорная поверхность в
40 соединении располагается на внутренней стороне трубы, если ожидают преобладание внутреннего давления, .и на наружной стороне трубы, если уплотняют преимущественно против .наружного давления.
Радиальная протяженность контактной поверхности 9 (фиг. 3) упорных поверхностей 5 и б,расположенных в плоскости, перпендикулярной к оси соединения, больше, чем радиальная про- 0 тяженность контактной поверхности 10 (фиг. 4) конических упорных поверхностей 7 и 8.
В соединении уплотнение создают не только упорные поверхности, но и уплотнительные конические 11 и 12 и бочкообразные 13 и 14 контактные пояски.
Соединительный элемент с конической упорной поверхностью на свободном торце (элемент 1 на фиг. 2 или элемент 2 на фиг. 1), имеет расстояние между упорными торцами 5 и 7 больше расстояния между упорными торцами
6 и 8 на размер 15 (фиг. 3), равный
0,5-2,5/ расстояния между упорными торцами 6 и 8.
Средний диаметр 16 резьбы раструбного соединительного элемента 2 больше, чем средний диаметр 17 резьбы ниппельного соединительного элемента 1.
Резьбовое соединение нефтяных труб при свинчивании работает за счет повышения расстояния между упорными поверхностями соединительного элемента с конической упорной поверхностью на свободном конце над соответствующим расстоянием другого соединительного элемента на размер 15 (фиг. 3). При этом в начальный момент свинчивания прежде всего встречают друг друга конические упорные поверхности 5 и 6.
При дальнейшем свинчивании раструбный соединительный элемент через силовое основание в резьбе подвергается осевому напряжению растяжения и тем самым упругому удлинению, конические упорные поверхности 5 и 6 подвергаются контактным напряжениям, а свободные от резьбы цапфы подвергаются радиальному упругому сжатию. Благодаря упругой деформации происходит выравнивание зазоров между упорными поверхностями на обоих трубных элементах 1 и 2 и упорные поверхности и 8 встречаются друг с другом при достижении минимального момента свинчивания.
Выбор размера 15 величиной 0,52,53 расстояния между упорными поверхностями 6 и 8 оказались наиболее выгодными, так как при свинчивании элементов последние не нагружаются сверх соответствующих границ растяжения материала, т.е. не возникает повреждений соединительных элементов и обеспечивается многократное использование соединения.
При дальнейшем повышении момента свинчивания также появляются повышенные контактные напряжения на упорных поверхностях 7 и 8, что препятствует дальнейшему подъему осевого растяжения в раструбном соединительном элементе 2.
9938 формула изобретения
5 б
Кроме того, уменьшается проникно. вение ниппельного соединительного элемента 1 в раструбный соединительный элемент 2, препятствуя возникновению тангенциального растяжения раструбного соединительного элемента 2 посредством зубьев резьбы 3, (фиг. 5) .
Предотвращение возникновения тангенциального напряжения в раструбном 10 соединительном элементе также обеспечивается вследствие перекрытия зубьев резьбы 3, 4, для чего средний диаметр резьбы раструбного соединитель:ного элемента выполнен больше, чем средний диаметр резьбы ниппельного соединительного элемента.
Технико-экономическая эффективность заключается в повышении срока эксплуатации соединения путем предот- о вращения их разрушения при повышенных моментах свинчивания соединения.
Резьбовое соединение нефтяных труб, включающее раструбный и ниппельный соединительные элементы с резьбовым ко29 б ническим участком, уплотнительными контактными поясками и упорными поверхностями по концам резьбового участка, одна из упорных поверхностей выполнена конической, а средний диаметр резьбы раструбного соединительного элемента больше среднего диаметра резьбы ниппельного соединительного элемента, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения эксплуатационной надежности и долговечности соединения за счет предотвращения перегрузок в витках резьбы, расстояние между упорными поверхностями соединительного элемента с конической упорной поверхностью на свободном конце больше соответствующего расстояния другого соединительного элемента на
0,5-2,53, причем вторая упорная поверхность соединительных элементов расположена в плоскости, перпендикулярной к оси соединения.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Патент США Р 2062407, кл. 285-334, опублик. 1936.
2. Патент США N 3359013, кл. 285-334, опублик. 1968.
993829
Составитель В. Родина
ТехредЖ.Кастелевич Корректор B. Бутяга
Редактор H. Стащишина
Тираж 601 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, N-35, Раушская наб., д. 4/5
Заказ 527/79
Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4