Полезная модель рф 90159

Авторы патента:


 

Резьбовое соединение содержит охватываемый ниппель 1, имеющий два последовательно расположенные вдоль оси участка 2, 3 с мелкой наружной резьбой разного диаметра и охватывающую муфту 4, имеющую два последовательно расположенные вдоль оси участка 5, 6 с мелкой внутренней резьбой разного диаметра, ответной резьбе соответствующих участков ниппеля. Соответствующие резьбовые участки 2, 5 и 3, 6 на ниппеле 1 и в муфте 4 выполнены с цилиндрической упорной резьбой. Между резьбовыми участками 2, 3 и 5, 6 на ниппеле 1 и в муфте 4 выполнены цилиндрические пояски 7, 8, соответственно, с длиной не менее шага резьбы. Последовательно расположенные участки 2, 3 и 5, 6 на ниппеле 1 и в муфте 4 имеют одинаковый шаг и одинаковый упорный профиль резьбы с углом наклона профиля от вертикали навстречу сопрягаемым виткам ответной резьбы в муфте 4 и на ниппеле 1, большим встречного угла (т.е. отсчитываемого в противоположном направлении от вертикали навстречу отсчета угла ) наклона с другой стороны. В частности, упорный профиль резьбы выполнен с углом наклона профиля от вертикали навстречу сопрягаемым виткам ответной резьбы, равным =20°, и равным 1,=5° с другой стороны. Профиль резьбы участков 2, 3 и 5, 6 выполнен со округлением R при вершине навстречу сопрягаемым виткам ответной резьбы. На свободном краю ниппеля 1 и на свободном краю муфты 4 выполнен цилиндрический поясок 9, 10, соответственно, с фаской (не обозначена). В конце резьбового участка 3 большего диаметра ниппеля 1 выполнен цилиндрический поясок 11 и в конце резьбового участка 5 большего диаметра муфты 4 выполнен цилиндрический поясок 12. Цилиндрические пояски 7, 8 между резьбовыми участками 2, 3 и 5, 6 на ниппеле 1 и в муфте 4 выполнены с одинаковым диаметром. Резьбовые участки 2, 3 и 5, 6 на ниппеле 1 и в муфте 4 выполнены с радиальным зазором между наружной поверхностью винтовой линии ниппеля и впадиной винтовой линии муфты. Контакт происходит по сторонам (граням) профиля резьбы с углом в 5°, а по торцам в стыках А и Б происходит упор. При этом повышены передаваемый крутящий момент и надежность резьбового соединения, повышена прочность на растяжение, упрощена его конструкция.

Полезная модель относится к резьбовым соединениям обсадных и насосно-компрессорных труб и может найти применение в нефтяной и газовой промышленности.

Известны резьбовые соединения SU 383945, 993829, 1810472; RU 47943, 76099, 78854, 2066416, 2074304, 2220272, 2205320, 2256767, 2294476, 2297512, 2300692, 2306474, 2310058, 2324857, 2335686, 2335687, 2336544, 2349825, 2355926; US 5687999, 5829797, 6206436, 6481760, 6811189, 6848724, 6990719, 7014223, 7478842, 7527304.

Известно резьбовое соединение, содержащее ниппель с гладкой конусной и резьбовой частями, расположенный внутри рукава и соединенный по резьбовой части с муфтой, охватывающей рукав внутренней резьбовой частью с противоположным направлением резьбы и большим шагом, на ниппеле выполнены гладкая и резьбовая части, переходящие одна в другую путем постепенного увеличения профиля резьбы, образуя его конусную часть, а охватывающая рукав резьбовая часть муфты выполнена с цилиндрической и конусной частями, из которых конусная часть образована уменьшением высоты профиля резьбы с одновременным увеличением площади вершин профиля и имеет в конце кольцевую проточку, причем угол конусной части резьбы муфты выполнен меньше конусной части ниппеля. Их недостатком является большая затрата времени на свинчивание и, как следствие на спуск трубных колонн в скважину (RU «2066416).

Известно коническое трубное резьбовое соединение, содержащее охватывающий элемент, имеющий внутреннюю коническую резьбу, и трубу, имеющую на конце соответственную наружную коническую резьбу и последовательно расположенный за ней индикатор относительного положения наружной и внутренней резьб при их свинчивании, имеющий фиксированную осевую координату, индикатор выполнен в виде сопряженной с впадиной последнего витка резьбы и являющейся ее продолжением зарезьбовой кольцевой канавки, дно которой расположено на образующей впадин резьбы, а примыкающие к дну боковые поверхности идентичны соответствующим боковым поверхностям профиля впадин резьбы (RU 2205320).

Наиболее близким является резьбовое соединение, содержащее охватываемый элемент, имеющий на конце две последовательно расположенные вдоль оси независимые наружные резьбы с одинаковым осевым шагом, и сопрягающийся с ним охватывающий элемент, имеющий две ответные независимые внутренние резьбы, при этом, по крайней мере, наружная резьба охватываемого элемента, расположенная у его конца, и соответственная ей внутренняя резьба охватывающего элемента, расположенная со стороны его корпуса, выполнены коническими с возможностью сопряжения с натягом при свинчивании и имеют треугольный профиль с закругленными вершинами и впадинами (RU 2220272, прототип).

Недостатком этих соединений является недостаточная герметичность сопряжения, обусловленная наличием разнонаправленных зазоров в сопряжениях выступов и впадин профилей резьб. Использование двух разных профилей резьбы существенно усложняет конструкцию и удорожает производство. Другим недостатком является возникновение монтажных осевых растягивающих напряжений, ограничивающих несущую способность соединения при действии растягивающих нагрузок.

Указанные недостатки, с одной стороны, усложняют конструкцию, увеличивают габариты (в частности, необходимую длину и диаметр высаженной части), снижают технологичность и повышают трудоемкость изготовления резьбовых соединений, а с другой - усложняют их эксплуатацию и ограничивают возможные области изготовления и применения.

Технической задачей является создание эффективного резьбового соединения и расширение арсенала резьбовых соединений.

Технический результат, обеспечивающий решение поставленной задачи, состоит в том, что повышена надежность резьбового соединения, повышена прочность на растяжение, передаваемый крутящий момент, упрощена его конструкция.

Сущность полезной модели состоит в том, что резьбовое соединение содержит охватываемый ниппель, имеющий два последовательно расположенные вдоль оси участка с наружной резьбой разного диаметра и охватывающую муфту, имеющую два последовательно расположенные вдоль оси участка с внутренней резьбой разного диаметра, ответной резьбе соответствующих участков ниппеля, выполненные с возможностью сопряжения с натягом при свинчивании, а соответствующие резьбовые участки на ниппеле и в муфте выполнены с цилиндрической трапецеидальной резьбой, причем между резьбовыми участками на ниппеле и в муфте выполнены цилиндрические пояски с длиной не менее шага резьбы, при этом последовательно расположенные участки на ниппеле и в муфте имеют одинаковый шаг и одинаковый профиль резьбы с углом наклона профиля от вертикали навстречу сопрягаемым виткам ответной резьбы, большим встречного угла наклона с другой стороны.

Предпочтительно, резьба выполнена упорной, при этом профиль резьбы выполнен со округлением при вершине навстречу сопрягаемым виткам ответной детали, профиль резьбы выполнен с углом наклона профиля от вертикали навстречу сопрягаемым виткам ответной резьбы, равным 20°, и равным 5° с другой стороны, на свободном краю ниппеля и на свободном краю муфты выполнен цилиндрический поясок с фаской, в конце резьбового участка большего диаметра ниппеля и в конце резьбового участка большего диаметра муфты выполнен цилиндрический поясок, цилиндрические пояски между резьбовыми участками на ниппеле и в муфте выполнены с одинаковым диаметром, резьбовые участки на ниппеле и в муфте выполнены с радиальным зазором между наружной поверхностью винтовой линии ниппеля и впадиной винтовой линии муфты.

На чертеже фиг.1 представлен продольный разрез резьбового соединения в собранном состоянии, на фиг.1 - разрез ниппеля, на фиг.2 - вид А по фиг.1, на фиг.3 - разрез муфты, на фиг.4 - вид А по фиг.3, на фиг.5 - муфта и ниппель в сборе.

Резьбовое соединение содержит охватываемый ниппель 1, имеющий два последовательно расположенные вдоль оси участка 2, 3 с мелкой наружной упорной резьбой разного диаметра и охватывающую муфту 4, имеющую два последовательно расположенные вдоль оси участка 5, 6 с мелкой внутренней упорной резьбой разного диаметра, ответной резьбе соответствующих участков ниппеля. Соответствующие резьбовые участки 2, 5 и 3, 6 на ниппеле 1 и в муфте 4 выполнены с цилиндрической упорной резьбой. Между резьбовыми участками 2, 3 и 5, 6 на ниппеле 1 и в муфте 4 выполнены цилиндрические пояски 7, 8, соответственно, с длиной не менее шага резьбы. Последовательно расположенные участки 2, 3 и 5, 6 на ниппеле 1 и в муфте 4 имеют одинаковый шаг и одинаковый упорный профиль резьбы с углом наклона профиля от вертикали навстречу сопрягаемым виткам ответной резьбы в муфте 4 и на ниппеле 1, большим встречного угла (т.е. отсчитываемого в противоположном направлении от вертикали навстречу отсчета угла ) наклона с другой стороны. В частности, упорный профиль резьбы выполнен с углом наклона профиля от вертикали навстречу сопрягаемым виткам ответной резьбы, равным =20°, и равным =5° с другой стороны. Трапецеидальный профиль резьбы участков 2, 3 и 5, 6 выполнен со округлением R при вершине навстречу сопрягаемым виткам ответной резьбы.

На свободном краю (у торца) ниппеля 1 и на свободном краю (у торца) муфты 4 выполнен цилиндрический поясок 9, 10, соответственно, с фаской (не обозначена).

В конце резьбового участка 3 большего диаметра ниппеля 1 выполнен цилиндрический поясок 11 и в конце резьбового участка 5 большего диаметра муфты 4 выполнен цилиндрический поясок 12.

Цилиндрические пояски 7, 8 между резьбовыми участками 2, 3 и 5, 6 на ниппеле 1 и в муфте 4 выполнены с одинаковым диаметром.

Резьбовые участки 2, 3 и 5, 6 на ниппеле 1 и в муфте 4 выполнены с радиальным зазором между наружной поверхностью винтовой линии ниппеля и впадиной винтовой линии муфты.

Резьбовое соединение эксплуатируется следующим образом.

Изготовление двух последовательных наружных участков 2, 3 резьбы на ниппеле 1 и двух последовательных внутренних участков 5, 6 резьбы на муфте 4 выполняется на универсальном или специализированном металлорежущем оборудовании с максимальной производительностью и минимальными временными и энергетическими затратами. Для соединения необходимо свинтить (закрутить) ниппель 1 и муфту 4, имеющие ответные резьбы с подходящими друг к другу параметрами. При свинчивании ниппеля 1 и муфты 4 участки 2, 5 и 3, 6, соответственно, сопрягаются. Свинчивание происходит до контакта по торцам свободного края ниппеля 1 и свободного края муфты 4 в стыках А и Б (фиг.5), а также выбираются зазоры по сторонам (граням) профиля резьбы с углом 5°. То есть контакт и уплотнение (герметизация) происходит по сторонам (граням) профиля резьбы с углом в 5°, а по торцам в стыках А и Б происходит упор. В результате достигается наибольшая прочность соединения при растяжении и передаче крутящего момента. При этом профили резьбы ниппеля 1 и муфты 4 взаимно перемещаются также вдоль сторон, имеющих наклон от вертикали 20 и округление при вершине. В тоже время сопрягаются соответствующие цилиндрические участки 7, 8; 9, 10; и 11, 12. Свинчивание происходит с упором последнего витка участка 3 в последний виток участка 5, за счет этого также увеличивается прочность соединения на растяжение. Одновременно полностью выбираются зазоры в осевых сопряжениях выступов и впадин трапецеидального профиля резьбы участков 2, 5 и 3, 6, и сохраняются минимальные кольцевые зазоры, необходимые для обеспечения монтажеспособности цилиндрических резьб.

Одновременно по обе стороны участков 2, 5 и 3, 6, образуются направляющие пары по сопрягаемым цилиндрическим участкам 7, 8; 9, 10; и 11, 12, что исключает возможность перекоса деталей и их резьбы при свинчивании и стабилизирует условия работы витков при длительной эксплуатации, что также направлено на повышение надежности герметичного резьбового соединения. Для рассоединения (разьема) свинченных ниппеля 1 и муфты 4 необходимо произвести действия в обратном порядке.

Таким образом, создано эффективное резьбовое соединение и расширен арсенал резьбовых соединений.

При этом повышены передаваемый крутящий момент и надежность резьбового соединения, повышена прочность на растяжение, упрощена его конструкция.

1. Резьбовое соединение, содержащее охватываемый ниппель, имеющий два последовательно расположенные вдоль оси участка с наружной резьбой разного диаметра и охватывающую муфту, имеющую два последовательно расположенные вдоль оси участка с внутренней резьбой разного диаметра, ответной резьбе соответствующих участков ниппеля, выполненные с возможностью сопряжения с натягом при свинчивании, отличающееся тем, что соответствующие резьбовые участки на ниппеле и в муфте выполнены с цилиндрической трапецеидальной резьбой, причем между резьбовыми участками на ниппеле и в муфте выполнены цилиндрические пояски с длиной не менее шага резьбы, при этом последовательно расположенные участки на ниппеле и в муфте имеют одинаковый шаг и одинаковый профиль резьбы с углом наклона профиля от вертикали навстречу сопрягаемым виткам ответной резьбы, большим встречного угла наклона с другой стороны.

2. Соединение по п.1, отличающееся тем, что резьба выполнена упорной, при этом профиль резьбы выполнен со округлением при вершине навстречу сопрягаемым виткам ответной детали.

3. Соединение по любому из пп.1 и 2, отличающееся тем, что профиль резьбы выполнен с углом наклона профиля от вертикали навстречу сопрягаемым виткам ответной резьбы, равным 20°, и равным 5° с другой стороны.

4. Соединение по любому из пп.1 и 2, отличающееся тем, что на свободном краю ниппеля и на свободном краю муфты выполнен цилиндрический поясок с фаской.

5. Соединение по любому из пп.1 и 2, отличающееся тем, что в конце резьбового участка большего диаметра ниппеля и в конце резьбового участка большего диаметра муфты выполнен цилиндрический поясок.

6. Соединение по любому из пп.1 и 2, отличающееся тем, что цилиндрические пояски между резьбовыми участками на ниппеле и в муфте выполнены с одинаковым диаметром.

7. Соединение по любому из пп.1 и 2, отличающееся тем, что резьбовые участки на ниппеле и в муфте выполнены с радиальным зазором между наружной поверхностью винтовой линии ниппеля и впадиной винтовой линии муфты.



 

Похожие патенты:
Наверх