Труба для технологической колонны геологоразведочной бурильной установки (варианты)

Авторы патента:

F16L15 - Винтовые соединения (соединения обсадных труб, применяемые в глубоком бурении E21B 17/08; уплотнения, обеспечиваемые не за счет нарезки, см. в соответствующих группах, к которым отнесены уплотнения); формы винтовой резьбы для соединения труб

E21B17 - Буровые штанги или трубы; гибкие колонны штанг; буровые трубы с подводом горючего и кислорода; насосные штанги; обсадные трубы; эксплуатационные трубы; рабочие трубы (соединение валов вообще F16D; трубы и соединения труб вообще F16L)

B25G3/10 - с упругой, конической или какой-либо другой самозахватывающей муфтой или хвостовиком (B25G 3/12 имеет преимущество)

Труба включает: расположенный на одном конце трубы конический наконечник-ниппель (НН) 1 с резьбовой частью (РЧ), аксиально направленным выступом 2 с уплотняющей поверхностью (УП) 3, конструктивно являющейся продолжением РЧ и сформированной в пределах диаметра впадин со стороны меньшего диаметра резьбы, а также с наклонным упорным уплотняющим буртиком 4, радиально выступающим в сторону периферии относительно РЧ со стороны ее большего диаметра и аксиально удаленным относительно РЧ на величину аксиально направленного участка 6 с УП 7, являющейся продолжением РЧ и сформированной в пределах диаметра выступов упомянутой резьбы в этой зоне; расположенную на другом конце трубы замковую муфту 8, конструктивно организованную с возможностью ввинчивания в нее ответного конического НН 1 смежной трубы с образованием резьбового замкового соединения в центральной области ее внутренней конической поверхности, которая (со стороны резьбы муфты с меньшим диаметром) трансформирована в аксиально направленный участок 9 с УП 10, сформированной в пределах диаметра выступов резьбы в этой зоне, который ограничен радиально направленным в сторону оси 11 буртиком 12, а со стороны резьбы с большим диаметром упомянутая резьбовая поверхность муфты 8 трансформирована в аксиально направленный участок 13 с УП 14, сформированной в пределах диаметра впадин резьбы в этой зоне и ограниченной наклонной упорной торцовой поверхностью 15 муфты 8, предназначенной для сопряжения с ответной поверхностью 5 буртика 4 ответного НН 1 смежной трубы под углом к оси 11 трубы с образованием конусной поверхности 17 сопряжения с вершиной 16, обращенной аксиально противоположно направлению 18 бурения; геометрические параметры УП 3 и 7 НН 1 и муфты 8 (УП 10 и 13) выбраны из условия обеспечения в сопряжениях межметаллического уплотняющего взаимодействия в процессе затяжки соединения; профили резьбы представляют собой подобные фигуры в форме неравнобедренных трапеций, причем контакт в эксплуатационном состоянии соединения осуществляется по боковым опорным поверхностям 20 и 22 резьбы, ориентированным под отрицательным углом относительно перпендикуляра к оси 11, закладные поверхности 21 и 23 пространственно размещены с относительным зазором 24; а высота профильных элементов (т.е., выступов и впадин) НН 1 превышает высоту ответных им профильных элементов резьбы муфты 8. В теле участка 6 НН 1, а также в теле участка 9 муфты 8, выполнены кольцевые канавки 25 и 26, соответственно, функционально являющиеся средствами изменения направленности нагрузки на резьбу. Предусмотрены варианты. 4 н.п. и 14 з.п. ф-лы, 16 ил.

Полезная модель относится к области осуществления геологоразведочных работ, а именно - к герметичным коническим резьбовым соединениям трубных структур (секций) в конструкциях бурильных и/или обсадных колонн, применяемых для бурения геологоразведочных скважин с целью исследования недр земной коры на предмет наличия полезных ископаемых.

Более конкретно, варианты полезных моделей относятся к бурильным или обсадным трубам (используемым в конических резьбовых соединениях), содержащим средства изменения направленности нагрузки на резьбу, а также несколько независимых чувствительных к внешнему воздействию (давлению) уплотнений, смещенных в осевом направлении относительно уплотнения, формируемого непосредственно взаимным зацеплением структурных профильных элементов резьбы, с целью изоляции резьбы от воздействия текучей среды как находящейся внутри трубного канала, так и со стороны наружной поверхности соединяемых трубных структур.

Задача герметизации конических резьбовых соединений в общем плане сводится, по существу, к их уплотнению тем или иным способом, т.е., состоит в том, чтобы перекрыть по сечению в любой области резьбового соединения отверстия четырех каналов утечки, а именно:

- канала между спиралью вершин муфтовой резьбы и спиралью впадин трубной (ниппельной) резьбы;

- канала между спиралью впадин муфтовой резьбы и спиралью вершин трубной (ниппельной) резьбы;

- канала между спиралями боковых фронтальных поверхностей резьбы муфтовой и трубной (ниппельной);

- канала между спиралями боковых тыльных поверхностей резьб муфтовой и трубной (ниппельной).

Из уровня техники известна труба для технологической колонны геологоразведочной бурильной установки, оснащенная расположенными на ее противоположных концах герметичными соединительными средствами для присоединения смежных труб колонны, буровой или обсадной, с ответными соединительными средствами, при этом герметичные соединительные средства включают:

- расположенный на одном конце трубы конический наконечник-ниппель с резьбовой частью, расположенной в центральной области его наружной конической поверхности, аксиально направленным выступом с гладкой уплотняющей наружной поверхностью, конструктивно являющейся продолжением резьбовой части и сформированной в пределах диаметра впадин со стороны меньшего диаметра резьбы, а также с наклонным упорным уплотняющим буртиком, радиально выступающим в сторону периферии относительно резьбовой части со стороны ее большего диаметра и аксиально удаленным относительно резьбовой части на величину аксиально направленного участка с гладкой уплотняющей наружной поверхностью, конструктивно являющейся продолжением резьбовой части и сформированной в пределах диаметра выступов упомянутой резьбы в этой зоне;

- расположенную на другом конце трубы замковую муфту, конструктивно организованную с возможностью ввинчивания в нее ответного конического наконечника-ниппеля смежной трубы с образованием конического резьбового замкового соединения в центральной области ее внутренней конической поверхности, которая со стороны резьбы муфты с меньшим диаметром трансформирована в аксиально направленный участок с гладкой уплотняющей внутренней поверхностью, сформированной в пределах диаметра выступов резьбы в этой зоне, который ограничен радиально направленным в сторону оси трубы буртиком, а со стороны резьбы с большим диаметром упомянутая коническая поверхность трансформирована в аксиально направленный участок с гладкой уплотняющей внутренней поверхностью, сформированной в пределах диаметра впадин резьбы в этой зоне и ограниченной наклонной упорной торцовой поверхностью муфты, предназначенной для сопряжения с ответной поверхностью наклонного упорного буртика ответного конического наконечника-ниппеля смежной трубы под углом к оси соединения с образованием конусной поверхности сопряжения с вершиной, обращенной аксиально противоположно направлению бурения;

- геометрические параметры уплотняющих поверхностей конического наконечника-ниппеля и замковой муфты выбраны из условия обеспечения в сопряжениях с ответными уплотняющими поверхностями замковой муфты и конического наконечника-ниппеля, соответственно, смежных присоединяемых труб колонны межметаллического уплотняющего взаимодействия в процессе затяжки соединения;

- профили конической резьбы на соответствующих участках конического наконечника-ниппеля и замковой муфты представляют собой подобные фигуры в форме неравнобедренных трапеций, преимущественно, со скругленными вершинами, причем контакт в эксплуатационном состоянии соединения осуществляется по относительно крутым боковым опорным поверхностям резьбы, ориентированным под отрицательным углом относительно перпендикуляра к оси трубы, пологие боковые закладные поверхности пространственно размещены с зазором относительно аналогичных ответных поверхностей смежных присоединяемых труб колонны;

- а высота, по меньшей мере, части профильных элементов резьбы, т.е., выступов и впадин, конического наконечника-ниппеля превышает высоту ответных им, в эксплуатационном состоянии соединения труб, профильных элементов резьбы замковой муфты смежной трубы (US, 5,788,401, 1998 г.).

К недостаткам данного известного из уровня техники решения следует отнести недостаточную герметичность формируемого смежными трубами соединения в связи с выполнением уплотняющих кольцевых структур (гладких уплотняющих поверхностей) цилиндрической формы с межметаллическим контактом непосредственно по металлу соединяемых (смежных) трубных элементов, что (при осуществлении неоднократной сборке-разборке соединения с плотной посадкой, т.е., посадкой с натягом, с использованием известных труб) ведет к появлению задиров на сопрягаемых уплотняющих поверхностях смежных труб и, как следствие, нарушению герметичности и проникновению текучей среды в зону резьбового зацепления, а это снижает срок службы резьбового соединения в целом (вследствие возникновения прогрессирующей коррозии), а также его надежность в части восприятия рабочих нагрузок.

Еще одним недостатком рассматриваемого известного из уровня техники решения является относительно неравномерное распределение нагрузки между структурными профильными элементами резьбы в эксплуатационном состоянии трубы при относительных перекосах смежных труб в процессе эксплуатации, ввиду отсутствия специальных конструктивных средств в области соединения (резьбы), обеспечивающих (в определенных условиях эксплуатации, т.е., при возникновении перекосов и изгибающих моментов в зоне резьбы) перераспределение нагрузки между витками резьбы. Это также снижает надежность и срок службы соединения в целом.

В основу заявленного технического решения была положена задача повышения срока службы трубы в ее эксплуатационном состоянии и надежности соединения смежных труб при обеспечении оптимальных условий многократного осуществления сборки-разборки без нарушения целостности (качества) сопрягаемых уплотняющих поверхностей смежных труб в эксплуатационном состоянии.

Таким образом, техническим результатом является повышение герметичности конического резьбового соединения с использованием заявленной трубы и обеспечение равномерного распределения нагрузки между всеми витками резьбы в процессе эксплуатации с целью повышения срока службы и надежности технологической сборной системы в целом.

Поставленный технический результат (согласно первому варианту полезной модели) достигается посредством того, что в трубе для технологической колонны геологоразведочной бурильной установки, оснащенной расположенными на ее противоположных концах герметичными резьбовыми соединительными средствами для присоединения смежных труб колонны, буровой или обсадной, с ответными соединительными средствами, при этом герметичные соединительные средства включают:

- расположенную на другом конце трубы замковую муфту, конструктивно организованную с возможностью ввинчивания в нее ответного конического наконечника-ниппеля смежной трубы с образованием конического резьбового замкового соединения в центральной области ее внутренней конической поверхности, которая со стороны резьбы муфты с меньшим диаметром трансформирована в аксиально направленный участок с гладкой уплотняющей внутренней поверхностью, сформированной в пределах диаметра выступов резьбы в этой зоне, который ограничен радиально направленным в сторону оси трубы буртиком, а со стороны резьбы с большим диаметром упомянутая коническая поверхность трансформирована в аксиально направленный участок с гладкой уплотняющей внутренней поверхностью, сформированной а пределах диаметра впадин резьбы в этой зоне и ограниченной наклонной упорной торцовой поверхностью муфты, предназначенной для сопряжения с ответной поверхностью наклонного упорного буртика ответного конического наконечника-ниппеля смежной трубы под углом к оси соединения с образованием конусной поверхности сопряжения с вершиной, обращенной аксиально противоположно направлению бурения;

при этом:

согласно полезной модели:

- в теле аксиально направленного участка с гладкой уплотняющей наружной поверхностью, расположенного со стороны резьбы большего диаметра конического наконечника-ниппеля, а также в теле аксиально направленного участка с гладкой уплотняющей внутренней поверхностью, расположенного со стороны резьбы меньшего диаметра замковой муфты, выполнены кольцевые профильные канавки, функционально являющиеся средствами изменения направленности нагрузки на соответствующую резьбу, причем максимальная глубина упомянутых канавок, преимущественно, превышает высоту профиля соответствующей резьбы.

Разумно, чтобы, по меньшей мере, часть площади уплотняющих поверхностей конического наконечника-ниппеля и замковой муфты была сформирована в виде элементов конической формы, преимущественно, с различной конусностью.

Допустимо, чтобы уплотняющие поверхности конического наконечника-ниппеля и замковой муфты были выполнены цилиндрической формы.

Целесообразно, чтобы уплотняющие поверхности конического наконечника-ниппеля и/или замковой муфты были выполнены с антифрикционным и/или коррозионностойким покрытием из материала с величиной модуля упругости не превышающей, преимущественно, меньшей величины модуля упругости материала трубы.

Поставленный технический результат (согласно второму варианту полезной модели) достигается посредством того, что в трубе для технологической колонны геологоразведочной бурильной установки, оснащенной расположенными на ее противоположных концах герметичными резьбовыми соединительными средствами для присоединения смежных труб колонны, буровой или обсадной, с ответными соединительными средствами, при этом герметичные соединительные средства включают:

- расположенный на одном конце трубы конический наконечник-ниппель с резьбовой частью, расположенной в центральной области его наружной конической поверхности, аксиально направленным выступом с гладкой уплотняющей наружной поверхностью, конструктивно являющейся продолжением резьбовой части и сформированной в пределах диаметра впадин со стороны меньшего диаметра резьбы, а также с наклонным упорным уплотняющим буртиком, радиально выступающим в сторону периферии относительно резьбовой части со стороны ее большего диаметра и аксиально удаленным относительно резьбовой части на величину аксиально направленного участка с гладкой уплотняющей наружной поверхностью, конструктивно являющегося продолжением резьбовой части и сформированной в пределах диаметра выступов упомянутой резьбы в этой зоне;

при этом:

- профили конической резьбы на соответствующих участках конического наконечника-ниппеля и замковой муфты представляют собой подобные фигуры в форме неравнобедренных трапеций, преимущественно, со скругленными вершинами, причем контакт в эксплуатационном состоянии соединения труб осуществляется по относительно крутым боковым опорным поверхностям резьбы, ориентированным под отрицательным углом относительно перпендикуляра к оси трубы, а пологие боковые закладные поверхности пространственно размещены с зазором относительно аналогичных ответных поверхностей смежных присоединяемых труб колонны;

согласно полезной модели:

высота, по меньшей мере, части профильных элементов, т.е., выступов и впадин, резьбы замковой муфты превышает высоту ответных им, в эксплуатационном состоянии соединения, профильных элементов резьбы конического наконечника-ниппеля смежной трубы.

Оптимально в теле аксиально направленного участка с гладкой уплотняющей наружной поверхностью, расположенного со стороны резьбы большего диаметра конического наконечника-ниппеля, а также в теле аксиально направленного участка с гладкой уплотняющей внутренней поверхностью, расположенного со стороны резьбы меньшего диаметра замковой муфты, выполнять кольцевые профильные канавки, функционально являющиеся средствами изменения направленности нагрузки на соответствующую резьбу, причем максимальная глубина упомянутых канавок, преимущественно, должна превышать высоту профиля соответствующей резьбы.

Целесообразно, чтобы уплотняющие поверхности конического наконечника-ниппеля и/или замковой муфты были выполнены с антифрикционным и/или коррозионностойким покрытием из материала с величиной модуля упругости не превышающей, преимущественно, меньшей, величины модуля упругости материала трубы.

Поставленный технический результат (согласно третьему варианту полезной модели) достигается посредством того, что в трубе для технологической колонны геологоразведочной бурильной установки, оснащенной расположенными на ее противоположных концах герметичными резьбовыми соединительными средствами для присоединения смежных труб колонны, буровой или обсадной, с ответными соединительными средствами, при этом герметичные соединительные средства включают:

- расположенный на одном конце трубы конический наконечник-ниппель с резьбовой частью, расположенной в центральной области его наружной конической поверхности, аксиально направленным выступом с упорным торцом и с гладкой уплотняющей наружной поверхностью, конструктивно являющейся продолжением резьбовой части и сформированной в пределах диаметра впадин со стороны меньшего диаметра резьбы, а также с буртиком, радиально выступающим в сторону периферии относительно резьбовой части со стороны ее большего диаметра и аксиально удаленным относительно резьбовой части на величину аксиально направленного участка с гладкой уплотняющей наружной поверхностью, конструктивно являющейся продолжением резьбовой части и сформированной в пределах диаметра выступов упомянутой резьбы в этой зоне;

- расположенную на другом конце трубы замковую муфту, конструктивно организованную с возможностью ввинчивания в нее ответного конического наконечника-ниппеля смежной трубы с образованием конического резьбового замкового соединения в центральной области ее внутренней конической поверхности, которая со стороны резьбы муфты с меньшим диаметром трансформирована в аксиально направленный участок с гладкой уплотняющей внутренней поверхностью, сформированной в пределах диаметра выступов резьбы в этой зоне, который ограничен радиально направленным в сторону оси трубы упорным буртиком, а со стороны резьбы с большим диаметром упомянутая коническая поверхность трансформирована в аксиально направленный участок с гладкой уплотняющей внутренней поверхностью, сформированной в пределах диаметра впадин резьбы в этой зоне, ограниченной торцовой поверхностью, пространственно разделенной в эксплуатационном состоянии с оппозитной ей поверхностью буртика ответного конического наконечника-ниппеля смежной трубы посредством зазора;

при этом:

- профили конической резьбы на соответствующих участках конического наконечника-ниппеля и замковой муфты представляют собой подобные фигуры в форме неравнобедренных трапеций, преимущественно, со скругленными вершинами, причем контакт в эксплуатационном состоянии соединения осуществляется по относительно крутым боковым опорным поверхностям резьбы, ориентированным под отрицательным углом относительно перпендикуляра к оси трубы, а пологие боковые закладные поверхности пространственно размещены с возможностью образования зазора относительно аналогичных ответных поверхностей смежных присоединяемых труб колонны;

- высота, по меньшей мере, части профильных элементов резьбы, т.е., выступов и впадин, конического наконечника-ниппеля превышает высоту ответных им, в эксплуатационном состоянии соединения, профильных элементов резьбы замковой муфты смежной трубы;

согласно полезной модели:

- при этом поверхности упорного буртика муфты и упорного торца конического наконечника-ниппеля, функционально являющиеся уплотняющими поверхностями в сочетании с ответными поверхностями соответствующих соединительных элементов смежных труб колонны, пространственно ориентированы под углом к оси упомянутых труб с образованием конусной поверхности сопряжения с вершиной, обращенной аксиально противоположно направлению бурения скважины.

Оптимально, чтобы, по меньшей мере, часть площади уплотняющих поверхностей конического наконечника-ниппеля и замковой муфты была сформирована в виде элементов конической формы.

Целесообразно, чтобы уплотняющие поверхности конического наконечника-ниппеля и/или замковой муфты были выполнены с антифрикционным и/или коррозионно стойким покрытием из материала с величиной модуля упругости не превышающей, преимущественно, меньшей величины модуля упругости материала трубы.

Поставленный технический результат (согласно четвертому варианту полезной модели) достигается посредством того, что в трубе для технологической колонны геологоразведочной бурильной установки, оснащенной расположенными на ее противоположных концах герметичными резьбовыми соединительными средствами для присоединения смежных труб колонны, буровой или обсадной, с ответными соединительными средствами, при этом герметичные соединительные средства включают:

- расположенный на одном конце трубы конический наконечник-ниппель с резьбовой частью, расположенной в центральной области его наружной конической поверхности, аксиально направленным выступом с упорным торцом и с гладкой уплотняющей наружной поверхностью, конструктивно являющейся продолжением резьбовой части и сформированной в пределах диаметра впадин со стороны меньшего диаметра резьбы, а также с буртиком, радиально выступающим в сторону периферии относительно резьбовой части со стороны ее большего диаметра и аксиально удаленным относительно резьбовой части на величину аксиально направленного участка с гладкой уплотняющей наружной поверхностью, конструктивно являющейся продолжением резьбовой части и сформированной в пределах диаметра выступов упомянутой резьбы в этой зоне;

- расположенную на другом конце трубы замковую муфту, конструктивно организованную с возможностью ввинчивания в нее ответного конического наконечника-ниппеля смежной трубы с образованием конического резьбового замкового соединения в центральной области ее внутренней конической поверхности, которая, со стороны резьбы муфты с меньшим диаметром, трансформирована в аксиально направленный участок с гладкой уплотняющей внутренней поверхностью, сформированной в пределах диаметра выступов резьбы в этой зоне, который ограничен радиально направленным в сторону оси соединения упорным буртиком, а со стороны резьбы с большим диаметром упомянутая коническая поверхность трансформирована в аксиально направленный участок с гладкой уплотняющей внутренней поверхностью, сформированной в пределах диаметра впадин резьбы в этой зоне, ограниченный торцовой поверхностью, пространственно разделенной в эксплуатационном состоянии с оппозитной ей поверхностью буртика ответного конического наконечника-ниппеля смежной трубы посредством зазора;

при этом:

- геометрические параметры уплотняющих поверхностей конического наконечника-ниппеля и замковой муфты выбраны из условия обеспечения в сопряжениях с ответными уплотняющими поверхностями замковой муфты и конического наконечника-ниппеля, соответственно, смежных присоединяемых труб колонны, межметаллического уплотняющего взаимодействия в процессе затяжки соединения;

- профили конической резьбы на соответствующих участках конического наконечника-ниппеля и замковой муфты представляют собой подобные фигуры в форме неравнобедренных трапеций, преимущественно, со скругленными вершинами, причем контакт, в эксплуатационном состоянии соединения труб, осуществляется по относительно крутым боковым опорным поверхностям резьбы, ориентированным под отрицательным углом относительно перпендикуляра к оси трубы, а пологие боковые закладные поверхности пространственно размещены с зазором относительно аналогичных ответных поверхностей смежных присоединяемых труб колонны;

согласно полезной модели:

- высота, по меньшей мере, части профильных элементов, т.е., выступов и впадин, резьбы замковой муфты превышает высоту ответных им, в эксплуатационном состоянии соединения труб, профильных элементов резьбы ответного конического наконечника-ниппеля смежной трубы;

- при этом поверхности упорного буртика муфты и упорного торца конического наконечника-ниппеля, функционально являющиеся уплотняющими поверхностями в сочетании с ответными поверхностями соответствующих соединительных элементов смежных труб колонны, пространственно ориентированы под углом к оси соединения с образованием конусной поверхности сопряжения с вершиной, обращенной аксиально противоположно направлению бурения скважины.

Оптимально, чтобы в теле аксиально направленного участка с гладкой уплотняющей наружной поверхностью, расположенного со стороны резьбы большего диаметра конического наконечника-ниппеля, а также в теле аксиально направленного участка с гладкой уплотняющей внутренней поверхностью, расположенного со стороны резьбы меньшего диаметра замковой муфты, были выполнены кольцевые профильные канавки, функционально являющиеся средствами изменения направленности нагрузки на соответствующую резьбу, причем максимальная глубина упомянутых канавок, преимущественно, превышает высоту профиля этой резьбы.

Целесообразно, чтобы, по меньшей мере, часть площади уплотняющих поверхностей конического наконечника-ниппеля и замковой муфты была сформирована в виде элементов конической формы.

Разумно, чтобы уплотняющие поверхности конического наконечника-ниппеля и/или замковой муфты были выполнены с антифрикционным и/или коррозионно стойким покрытием из материала с величиной модуля упругости не превышающей, преимущественно, меньшей величины модуля упругости материала трубы.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленной полезной модели, позволил установить, что не обнаружены аналоги, характеризующиеся признаками и связями между ними, идентичными всем существенным признакам заявленного технического решения, а выбранный из выявленных аналогов прототип, как наиболее близкий по совокупности признаков аналог, позволил выявить совокупность существенных (по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату) отличительных признаков в заявленном объекте изобретения, изложенных в формуле изобретения.

Следовательно, заявленное техническое решение соответствует условию патентоспособности «новизна» по действующему законодательству.

Полезная модель иллюстрируется графическими материалами.

Фиг.1 - общий вид заявленного технического решения по варианту 1 в эксплуатационном состоянии.

Фиг.2 - выноска I по фигуре 1 (узлы радиального и торцового уплотнения, а также средство изменения направленности нагрузки на резьбу в виде кольцевой профильной канавки на верхнем участке соединения).

Фиг.3 - выноска II по фигуре 1 (узел радиального уплотнения и средство изменения направленности нагрузки на резьбу в виде кольцевой профильной канавки на нижнем участке соединения).

Фиг.4 - выноска III по фигуре 1 (геометрия профиля резьбового соединения в эксплуатационном состоянии труб).

Фиг.5 - общий вид заявленного технического решения по варианту 2 в эксплуатационном состоянии.

Фиг.6 - выноска IV no фигуре 5 (узлы радиального и торцового уплотнения, а также средство изменения направленности нагрузки на резьбу в виде кольцевой профильной канавки на верхнем участке соединения).

Фиг.7 - выноска V по фигуре 5 (узел радиального уплотнения и средство изменения направленности нагрузки на резьбу в виде кольцевой профильной канавки на нижнем участке соединения).

Фиг.8 - выноска VI по фигуре 5 (геометрия профиля резьбового соединения в эксплуатационном состоянии труб).

Фиг.9 - общий вид заявленного технического решения по варианту 3 в эксплуатационном состоянии.

Фиг.10 - выноска VII по фигуре 9 (узлы радиального и торцового уплотнения, а также средство изменения направленности нагрузки на резьбу в виде кольцевой профильной канавки на нижнем участке соединения).

Фиг.11 - выноска VIII по фигуре 9 (узел радиального уплотнения и средство изменения направленности нагрузки на резьбу в виде кольцевой профильной канавки на верхнем участке соединения).

Фиг.12 - выноска IХ по фигуре 9 (геометрия профиля резьбового соединения в эксплуатационном состоянии труб).

Фиг.13 - общий вид заявленного технического решения по варианту 4 в эксплуатационном состоянии.

Фиг.14 - выноска Х по фигуре 13 (узлы радиального и торцового уплотнения, а также средство изменения направленности нагрузки на резьбу в виде кольцевой профильной канавки на нижнем участке соединения).

Фиг.15 - выноска XI по фигуре 13 (узел радиального уплотнения и средство изменения направленности нагрузки на резьбу в виде кольцевой профильной канавки на верхнем участке соединения).

Фиг.16 - выноска ХII по фигуре 13 (геометрия профиля резьбового соединения в эксплуатационном состоянии труб).

В графических материалах соответствующие конструктивные элементы и структуры обозначены следующими позициями.

1 - наконечник-ниппель (конический с центральной резьбовой частью на наружной поверхности).

2 - выступ (наконечника-ниппеля 1 аксиально направленный с гладкой уплотняющей наружной поверхностью 3).

3 - поверхность (уплотняющая на выступе 2).

4 - буртик (наконечника-ниппеля 1).

5 - поверхность (торцовая буртика 4).

6 - участок (наконечника-ниппеля 1 с гладкой уплотняющей наружной поверхностью 7).

7 - поверхность (уплотняющая участка 6).

8 - муфта (замковая с внутренней резьбовой конической поверхностью в центральной части).

9 - участок (внутренней поверхности муфты 8 с гладкой уплотняющей внутренней поверхностью 10).

10 - поверхность (внутренняя уплотняющая муфты 8 на участке 9).

11 - ось (продольная конического резьбового соединения или трубы).

12 - буртик (муфты 8 замковой со стороны резьбы с меньшим диаметром).

13 - участок (с гладкой уплотняющей поверхностью 14 внутренней поверхности муфты 8 со стороны ее резьбы с большим диаметром).

14 - поверхность (гладкая уплотняющая муфты 8 на участке 13).

15 - поверхность (торцовая муфты 8 на участке 13).

16 - вершина (конусной поверхности 17 сопряжения упорных торцовых поверхностей наконечника-ниппеля 1 и замковой муфты 8).

17 - поверхность (сопряжения конусная упорных торцовых поверхностей наконечника-ниппеля 1 и замковой муфты 8).

18 - направление (бурения, обозначено стрелкой).

19 - зазор (между взаимно обращенными торцовыми поверхностями наконечника-ниппеля 1 и замковой муфты 8).

20 - поверхность (крутая боковая опорная с отрицательным углом наклона резьбы наконечника-ниппеля 1).

21 - поверхность (боковая пологая закладная наконечника-ниппеля 1).

22 - поверхность (крутая боковая опорная с отрицательным углом наклона резьбы замковой муфты 8)

23 - поверхность (боковая пологая закладная замковой муфты 8).

24 - зазор (между боковыми пологими закладными поверхностями 21 и 23 резьбы наконечника-ниппеля 1 и замковой муфты 8, соответственно).

25 - канавка (кольцевая профильная, выполненная в теле наконечника-ниппеля 1, функционально являющаяся средством изменения направленности нагрузки на резьбу).

26 - канавка (кольцевая профильная, выполненная в теле замковой муфты, функционально являющаяся средством изменения направленности нагрузки на резьбу).

27 - покрытие (антифрикционное и/или коррозионно стойкое).

Особенности структурно-конструктивного исполнения заявленного технического решения согласно первому независимому варианту полезной модели (п.1-п.4 формулы) заключаются в следующем.

Целесообразно отметить, что раскрытие заявленной полезной модели по любому из вариантов исполнения для простоты понимания сущности рассматриваемого технического решения оптимально осуществлять в совокупности с ответными соединительными средствами соответствующей смежной трубы технологической колонны. Объясняется это тем, что расположенный на одном конце заявленной трубы конический ниппель-наконечник конструктивно идентичен ниппелю-наконечнику смежной трубы, а расположенная на другом конце заявленной трубы замковая муфта идентична замковой муфте соответствующей смежной трубы технологической колонны. Причем ряд конструктивных особенностей заявленного технического решения (трубы) оптимально характеризовать в совокупности с соответствующими конструктивными особенностями смежной трубы, т.е., в эксплуатационном состоянии соединения труб, что не противоречат патентно-правовому понятию «единство полезной модели.

Следует также отметить, что на фиг.1, 5, 9 и 13 графических материалов заявленная труба (расположенная в центре упомянутых фигур) показана в эксплуатационном состоянии, т.е. в сборе со смежными (присоединяемыми) трубами технологической колонны. Причем, ниппельный конец смежной (присоединяемой) трубы колонны показан в верхней части упомянутых фигур, а муфтовый конец противоположной смежной (присоединяемой) трубы колонны показан в нижней части этих фигур.

Таким образом, заявленная труба для технологической колонны геологоразведочной бурильной установки, оснащена расположенными на ее противоположных концах герметичными резьбовыми соединительными средствами для присоединения смежных труб колонны, буровой или обсадной, с ответными соединительными средствами, при этом герметичные соединительные средства заявленной трубы включают:

- расположенный на одном конце трубы конический наконечник-ниппель 1 с резьбовой частью, расположенной в центральной области его наружной конической поверхности, аксиально направленным выступом 2 с гладкой уплотняющей наружной поверхностью 3, конструктивно являющейся продолжением резьбовой части и сформированной в пределах диаметра впадин со стороны меньшего диаметра резьбы, а также с наклонным упорным уплотняющим буртиком 4 (имеющим уплотняющую поверхность 5), радиально выступающим в сторону периферии относительно резьбовой части со стороны ее большего диаметра и аксиально удаленным относительно резьбовой части на величину аксиально направленного участка 6 с гладкой уплотняющей наружной поверхностью 7, конструктивно являющейся продолжением резьбовой части и сформированной в пределах диаметра выступов упомянутой резьбы в этой зоне;

- расположенную на другом конце трубы замковую муфту 8, конструктивно организованную с возможностью ввинчивания в нее ответного конического наконечника-ниппеля смежной трубы с образованием конического резьбового замкового соединения в центральной области ее внутренней конической поверхности, которая со стороны резьбы муфты с меньшим диаметром трансформирована в аксиально направленный участок 9 с гладкой уплотняющей внутренней поверхностью 10, сформированной в пределах диаметра выступов резьбы в этой зоне, который (т.е., участок 9) ограничен радиально направленным в сторону оси 11 трубы (или соединения труб, т.е., колонны в целом) буртиком 12, а со стороны резьбы с большим диаметром упомянутая коническая резьбовая поверхность центральной области муфты 8 трансформирована в аксиально направленный участок 13 с гладкой уплотняющей внутренней поверхностью 14, сформированной в пределах диаметра впадин резьбы в этой зоне и ограниченной наклонной упорной торцозой поверхностью 15 муфты 8, предназначенной для сопряжения с ответной поверхностью наклонного упорного буртика ответного конического наконечника-ниппеля смежной трубы под углом к оси 11 трубы (или соединения труб) с образованием конусной поверхности 17 сопряжения с вершиной 16, обращенной аксиально противоположно направлению 18 бурения (на фигурах графических материалов направление 18 обозначено стрелкой);

при этом:

- упомянутые торцовая поверхность аксиально направленного выступа 2 конического наконечника-ниппеля 1 заявленной трубы и оппозитная ей поверхность радиально направленного в сторону оси 11 буртика замковой муфты смежной присоединяемой трубы (в эксплуатационном состоянии) пространственно разделены аксиальным зазором 19;

- геометрические параметры оппозитно расположенных сопрягаемых уплотняющих поверхностей 3 и 7 конического наконечника-ниппеля 1 и замковой муфты 8 (поверхности 10 и 13) выбраны из условия обеспечения в сопряжениях с ответными уплотняющими поверхностями замковой муфты и конического наконечника-ниппеля, соответственно, смежных присоединяемых труб колонны межметаллического уплотняющего взаимодействия в процессе затяжки (сборки) соответствующего соединения;

- профили конической резьбы на соответствующих участках конического наконечника-ниппеля и замковой муфты представляют собой подобные фигуры в форме неравнобедренных трапеций, преимущественно, со скругленными вершинами, причем контакт в эксплуатационном состоянии соединения (колонны) осуществляется по относительно крутым боковым опорным поверхностям 20 и 22 резьбы, ориентированным под отрицательным углом относительно перпендикуляра к оси 11 трубы, пологие боковые закладные поверхности 21 и 23 пространственно размещены с зазором 24 относительно аналогичных ответных поверхностей смежных присоединяемых труб колонны;

- а высота, по меньшей мере, части профильных элементов резьбы, т.е., выступов и впадин, конического наконечника-ниппеля 1 превышает высоту ответных им (в эксплуатационном состоянии соединения труб) профильных элементов резьбы замковой муфты смежной трубы.

При этом, согласно полезной модели:

- в теле аксиально направленного участка 6 с гладкой уплотняющей наружной поверхностью 7, расположенного со стороны резьбы большего диаметра конического наконечника-ниппеля 1, а также в теле аксиально направленного участка 9 с гладкой уплотняющей внутренней поверхностью 10, расположенного со стороны резьбы меньшего диаметра замковой муфты 8, выполнены кольцевые профильные канавки 25 и 26, соответственно, функционально являющиеся средствами изменения направленности нагрузки на соответствующую резьбу, причем максимальная глубина упомянутых канавок 25 и 26, преимущественно, превышает высоту профиля соответствующей резьбы.

Оптимально, чтобы, по меньшей мере, часть площади уплотняющих поверхностей 3 и 7 конического наконечника-ниппеля 1 и замковой муфты 8 (уплотняющие поверхности 10 и 14, соответственно) была сформирована в виде элементов конической формы.

Допустимо уплотняющие поверхности 3 и 7 конического наконечника-ниппеля 1 и замковой муфты 8 (уплотняющие поверхности 10 и 14, соответственно) выполнять цилиндрической формы.

Наиболее разумно сопрягаемые уплотняющие поверхности 3 и 7 конического наконечника-ниппеля 1 и/или замковой муфты 8 (уплотняющие поверхности 10 и 14, соответственно) выполнить с антифрикционным и/или коррозионностойким покрытием 27 из материала с величиной модуля упругости не превышающей, преимущественно, меньшей величины модуля упругости материала трубы.

Особенности структурно-конструктивного исполнения заявленного технического решения согласно второму независимому варианту полезной модели (п.5-п.9 формулы) в основном идентичны конструктивным особенностям по первому, вышеописанному варианту.

Отличительные особенности заключаются лишь в том, что высота, по меньшей мере, части профильных элементов (т.е., выступов и впадин) резьбы замковой муфты 8 превышает высоту ответных им (в эксплуатационном состоянии соединения) профильных элементов резьбы конического наконечника-ниппеля смежной присоединяемой трубы.

Особенности структурно-конструктивного исполнения заявленного технического решения согласно третьему независимому варианту полезной модели (п.10-п.13 формулы) в основном идентичны конструктивным особенностям по первому, вышеописанному варианту.

Отличительные особенности заключаются лишь в том, что:

- торцовая поверхность 15 замковой муфты 8, ограничивающая ее аксиально направленный участок 13 с гладкой уплотняющей внутренней поверхностью 14 (расположенной со стороны резьбы с большим диаметром) в эксплуатационном состоянии пространственно разделена с оппозитной ей поверхностью буртика ответного конического наконечника-ниппеля смежной трубы посредством зазора 19, который пространственно ориентирован, преимущественно, под прямым углом к оси 11 трубы;

- при этом поверхности упорного буртика 12 муфты 8 и упорного торца конического наконечника-ниппеля 1 (функционально являющиеся уплотняющими поверхностями в сочетании с ответными поверхностями соответствующих соединительных элементов смежных труб колонны) пространственно ориентированы под углом к оси 11 трубы с образованием конусной поверхности 17 сопряжения с вершиной 16, обращенной аксиально противоположно направлению 18 бурения скважины.

Особенности структурно-конструктивного исполнения заявленного технического решения согласно четвертому независимому варианту полезной модели (п.14-п.18 формулы) в основном идентичны конструктивным особенностям по первому, вышеописанному варианту.

Отличительные особенности заключаются лишь в том, что:

- торцовая поверхность 15 замковой муфты 8, ограничивающая ее аксиально направленный участок 13 с гладкой уплотняющей внутренней поверхностью 14 (расположенной со стороны резьбы с большим диаметром) пространственно разделена в эксплуатационном состоянии с оппозитной ей поверхностью буртика ответного ей конического наконечника-ниппеля смежной трубы посредством зазора 19, который пространственно ориентирован, преимущественно, под прямым углом коси 11 соединения;

- поверхности упорного буртика 12 муфты 8 и упорного торца конического наконечника-ниппеля 1 (функционально являющиеся уплотняющими поверхностями в сочетании с ответными поверхностями соответствующих соединительных элементов смежных труб колонны) пространственно ориентированы под углом к оси 11 трубы с образованием конусной поверхности 17 сопряжения с вершиной 16, обращенной аксиально противоположно направлению 18 бурения скважины.

- высота, по меньшей мере, части профильных элементов, т.е., выступов и впадин, резьбы замковой муфты 8 превышает высоту ответных им (в эксплуатационном состоянии соединения труб) профильных элементов резьбы ответного конического наконечника-ниппеля смежной трубы.

Указанные в независимых пунктах формулы признаки являются существенными и взаимосвязаны между собой с образованием устойчивой совокупности необходимых признаков, достаточной для получения требуемого технического результата.

Свойства регламентированные в заявленном техническом решении отдельными признаками широко известны из уровня техники и не требуют дополнительных пояснений (см., например, RU, 2117133 С1, RU 2297512 С1, RU 2310058 С1, RU 2338866 С1, US 4892337 и другие).

Однако, следует отметить, что заявленная совокупность существенных признаков обеспечивает в заявленном техническом решении синергетический (сверхсуммарный результат).

Заявленное устройство в эксплуатационном состоянии (колонна в сборе) работает следующим образом.

При относительном осевом перемещении наконечника-ниппеля 1 и замковой муфты смежной присоединяемой трубы в начале осуществления процесса свинчивания первоначально осуществляется взаимодействие охватываемого и охватывающего элементов соединения посредством конической резьбы, например, по конструкции аналогичной резьбе типа «Баттресс». В процессе свинчивания происходит встречное продвижение уплотняющих поверхностей (как направленных вдоль оси соединения, так и поперек под заданными углами) наконечника-ниппеля 1 и замковой муфты смежной трубы до осуществления их сопряжения. В результате этого в области соединения формируется четыре уплотнительных узла «металл-металл», одним из которых является непосредственно резьбовое зацепление. То есть, осуществляется силовое контактирование соответствующих поверхностей в формируемом соединении труб с возникновением контактных напряжений, величина которых должна находиться в области упругих деформаций. Уровень контактных напряжений, при прочих равных условиях, регламентируется величиной контактных площадей сопрягаемых уплотняющих поверхностей. Конические торцовые уплотняющие (упорные) поверхности наконечника-ниппеля 1 и замковой муфты 2 выполнены таким образом, что при действии на них осевого усилия, возникающего при свинчивании резьб, поперечная составляющая этого усилия направлена в сторону оси 11 соединения. Это, во-первых, исключает так называемое явление «разворачивания», т.е., поперечную деформацию с увеличением диаметра соединяемых элементов в области упорных торцов, что делает соединение менее критичным к превышению допустимого крутящего момента свинчивания и увеличивает его эксплуатационную надежность, а во-вторых, обеспечивается дополнительное поджатие сопрягаемых уплотняющих поверхностей, формирующих радиальные узлы герметизации соединения. Таким образом, заявленная конструкция соединения обеспечивает формирование условий получения оптимального натяга по элементам радиального уплотнения и оптимальной величины напряжений в уплотнительных упорных элементах, включая резьбовое зацепление, благодаря определенной геометрии его сопрягаемых профильных структур.

Элементы конструкции герметичного конического резьбового соединения (сформированного на базе заявленного технического решения) могут быть изготовлены промышленным способом с использованием современных материалов и технологий на предприятиях, выпускающих комплектующие узлы технологических колонн (как бурильных, так и обсадных) для геологоразведочных бурильных установок.

Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного технического решения следующей совокупности условий:

- объект, воплощающий заявленное техническое решение, при его осуществлении предназначен для геологоразведочных работ и может быть реализован в качестве герметичного конического резьбового соединения трубчатых структур (секций) в конструкциях бурильных и обсадных колонн, применяемых в процессе исследования недр земной коры на предмет наличия полезных ископаемых (более конкретно, варианты полезных моделей относятся к коническому резьбовому соединению с использованием заявленной трубы, содержащему несколько независимых чувствительных к внешнему воздействию (давлению) уплотнений, смещенных в осевом направлении относительно уплотнения, формируемого непосредственно взаимным зацеплением профильных элементов резьбы, с целью ее изоляции от воздействия текучей среды как внутри трубного канала, так и снаружи соединяемых трубных структур);

- для заявленного объекта в том виде, как он охарактеризован в независимых пунктах нижеизложенной формулы полезной модели, подтверждена возможность его осуществления с помощью вышеописанных в заявке или известных из уровня техники на дату приоритета заявленного технического решения средств и методов;

- объект, воплощающий заявленное техническое решение способен обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата.

Следовательно, заявленный объект соответствуют требованию условия патентоспособности «промышленная применимость» по действующему законодательству.

1. Труба для технологической колонны геологоразведочной бурильной установки, оснащенная расположенными на ее противоположных концах герметичными резьбовыми соединительными средствами для присоединения смежных труб колонны, буровой или обсадной, с ответными соединительными средствами, при этом герметичные соединительные средства включают расположенный на одном конце трубы конический наконечник-ниппель с резьбовой частью, расположенной в центральной области его наружной конической поверхности, аксиально направленным выступом с гладкой уплотняющей наружной поверхностью, конструктивно являющейся продолжением резьбовой части и сформированной в пределах диаметра впадин со стороны меньшего диаметра резьбы, а также с наклонным упорным уплотняющим буртиком, радиально выступающим в сторону периферии относительно резьбовой части со стороны ее большего диаметра и аксиально удаленным относительно резьбовой части на величину аксиально направленного участка с гладкой уплотняющей наружной поверхностью, конструктивно являющейся продолжением резьбовой части и сформированной в пределах диаметра выступов упомянутой резьбы в этой зоне; расположенную на другом конце трубы замковую муфту, конструктивно организованную с возможностью ввинчивания в нее ответного конического наконечника-ниппеля смежной трубы с образованием конического резьбового замкового соединения в центральной области ее внутренней конической поверхности, которая со стороны резьбы муфты с меньшим диаметром трансформирована в аксиально направленный участок с гладкой уплотняющей внутренней поверхностью, сформированной в пределах диаметра выступов резьбы в этой зоне, который ограничен радиально направленным в сторону оси трубы буртиком, а со стороны резьбы с большим диаметром упомянутая коническая поверхность трансформирована в аксиально направленный участок с гладкой уплотняющей внутренней поверхностью, сформированной в пределах диаметра впадин резьбы в этой зоне и ограниченной наклонной упорной торцовой поверхностью муфты, предназначенной для сопряжения с ответной поверхностью наклонного упорного буртика ответного конического наконечника-ниппеля смежной трубы под углом к оси соединения с образованием конусной поверхности сопряжения с вершиной, обращенной аксиально противоположно направлению бурения; геометрические параметры уплотняющих поверхностей конического наконечника-ниппеля и замковой муфты выбраны из условия обеспечения в сопряжениях с ответными уплотняющими поверхностями замковой муфты и конического наконечника-ниппеля, соответственно, смежных присоединяемых труб колонны межметаллического уплотняющего взаимодействия в процессе затяжки соединения; профили конической резьбы на соответствующих участках конического наконечника-ниппеля и замковой муфты представляют собой подобные фигуры в форме неравнобедренных трапеций, преимущественно, со скругленными вершинами, причем контакт в эксплуатационном состоянии соединения осуществляется по относительно крутым боковым опорным поверхностям резьбы, ориентированным под отрицательным углом относительно перпендикуляра к оси трубы, пологие боковые закладные поверхности пространственно размещены с зазором относительно аналогичных ответных поверхностей смежных присоединяемых труб колонны; а высота, по меньшей мере, части профильных элементов резьбы, т.е. выступов и впадин, конического наконечника-ниппеля превышает высоту ответных им в эксплуатационном состоянии соединения труб профильных элементов резьбы замковой муфты смежной трубы, отличающаяся тем, что в теле аксиально направленного участка с гладкой уплотняющей наружной поверхностью, расположенного со стороны резьбы большего диаметра конического наконечника-ниппеля, а также в теле аксиально направленного участка с гладкой уплотняющей внутренней поверхностью, расположенного со стороны резьбы меньшего диаметра замковой муфты, выполнены кольцевые профильные канавки, функционально являющиеся средствами изменения направленности нагрузки на соответствующую резьбу, причем максимальная глубина упомянутых канавок, преимущественно, превышает высоту профиля соответствующей резьбы.

2. Труба по п.1, отличающаяся тем, что, по меньшей мере, часть площади уплотняющих поверхностей конического наконечника-ниппеля и замковой муфты сформирована в виде элементов конической формы, преимущественно, с различной конусностью.

3. Труба по п.1, отличающаяся тем, что уплотняющие поверхности конического наконечника-ниппеля и замковой муфты выполнены цилиндрической формы.

4. Труба по п.1, отличающаяся тем, что уплотняющие поверхности конического наконечника-ниппеля и/или замковой муфты выполнены с антифрикционным и/или коррозионно-стойким покрытием из материала с величиной модуля упругости, не превышающей, преимущественно, меньшей величины модуля упругости материала трубы.

5. Труба для технологической колонны геологоразведочной бурильной установки, оснащенная расположенными на ее противоположных концах герметичными резьбовыми соединительными средствами для присоединения смежных труб колонны, буровой или обсадной, с ответными соединительными средствами, при этом герметичные соединительные средства включают расположенный на одном конце трубы конический наконечник-ниппель с резьбовой частью, расположенной в центральной области его наружной конической поверхности, аксиально направленным выступом с гладкой уплотняющей наружной поверхностью, конструктивно являющейся продолжением резьбовой части и сформированной в пределах диаметра впадин со стороны меньшего диаметра резьбы, а также с наклонным упорным уплотняющим буртиком, радиально выступающим в сторону периферии относительно резьбовой части со стороны ее большего диаметра и аксиально удаленным относительно резьбовой части на величину аксиально направленного участка с гладкой уплотняющей наружной поверхностью, конструктивно являющейся продолжением резьбовой части и сформированной в пределах диаметра выступов упомянутой резьбы в этой зоне; расположенную на другом конце трубы замковую муфту, конструктивно организованную с возможностью ввинчивания в нее ответного конического наконечника-ниппеля смежной трубы с образованием конического резьбового замкового соединения в центральной области ее внутренней конической поверхности, которая со стороны резьбы муфты с меньшим диаметром трансформирована в аксиально направленный участок с гладкой уплотняющей внутренней поверхностью, сформированной в пределах диаметра выступов резьбы в этой зоне, который ограничен радиально направленным в сторону оси трубы буртиком, а со стороны резьбы с большим диаметром упомянутая коническая поверхность трансформирована в аксиально направленный участок с гладкой уплотняющей внутренней поверхностью, сформированной в пределах диаметра впадин резьбы в этой зоне и ограниченной наклонной упорной торцовой поверхностью муфты, предназначенной для сопряжения с ответной поверхностью наклонного упорного буртика ответного конического наконечника-ниппеля смежной трубы под углом к оси соединения с образованием конусной поверхности сопряжения с вершиной, обращенной аксиально противоположно направлению бурения; геометрические параметры уплотняющих поверхностей конического наконечника-ниппеля и замковой муфты выбраны из условия обеспечения в сопряжениях с ответными уплотняющими поверхностями замковой муфты и конического наконечника-ниппеля, соответственно, смежных присоединяемых труб колонны межметаллического уплотняющего взаимодействия в процессе затяжки соединения; профили конической резьбы на соответствующих участках конического наконечника-ниппеля и замковой муфты представляют собой подобные фигуры в форме неравнобедренных трапеций, преимущественно, со скругленными вершинами, причем контакт в эксплуатационном состоянии соединения труб осуществляется по относительно крутым боковым опорным поверхностям резьбы, ориентированным под отрицательным углом относительно перпендикуляра к оси трубы, а пологие боковые закладные поверхности пространственно размещены с зазором относительно аналогичных ответных поверхностей смежных присоединяемых труб колонны, отличающаяся тем, что высота, по меньшей мере, части профильных элементов, т.е. выступов и впадин, резьбы замковой муфты превышает высоту ответных им в эксплуатационном состоянии соединения профильных элементов резьбы конического наконечника-ниппеля смежной трубы.

6. Труба по п.5, отличающаяся тем, что в теле аксиально направленного участка с гладкой уплотняющей наружной поверхностью, расположенного со стороны резьбы большего диаметра конического наконечника-ниппеля, а также в теле аксиально направленного участка с гладкой уплотняющей внутренней поверхностью, расположенного со стороны резьбы меньшего диаметра замковой муфты, выполнены кольцевые профильные канавки, функционально являющиеся средствами изменения направленности нагрузки на соответствующую резьбу, причем максимальная глубина упомянутых канавок, преимущественно, превышает высоту профиля соответствующей резьбы.

7. Труба по п.5, отличающаяся тем, что, по меньшей мере, часть площади уплотняющих поверхностей конического наконечника-ниппеля и замковой муфты сформирована в виде элементов конической формы.

8. Труба по п.5, отличающаяся тем, что уплотняющие поверхности конического наконечника-ниппеля и замковой муфты выполнены цилиндрической формы.

9. Труба по п.5, отличающаяся тем, что уплотняющие поверхности конического наконечника-ниппеля и/или замковой муфты выполнены с антифрикционным и/или коррозионно-стойким покрытием из материала с величиной модуля упругости, не превышающей, преимущественно, меньшей величины модуля упругости материала трубы.

10. Труба для технологической колонны геологоразведочной бурильной установки, оснащенная расположенными на ее противоположных концах герметичными резьбовыми соединительными средствами для присоединения смежных труб колонны, буровой или обсадной, с ответными соединительными средствами, при этом герметичные соединительные средства включают расположенный на одном конце трубы конический наконечник-ниппель с резьбовой частью, расположенной в центральной области его наружной конической поверхности, аксиально направленным выступом с упорным торцом и с гладкой уплотняющей наружной поверхностью, конструктивно являющейся продолжением резьбовой части и сформированной в пределах диаметра впадин со стороны меньшего диаметра резьбы, а также с буртиком, радиально выступающим в сторону периферии относительно резьбовой части со стороны ее большего диаметра и аксиально удаленным относительно резьбовой части на величину аксиально направленного участка с гладкой уплотняющей наружной поверхностью, конструктивно являющейся продолжением резьбовой части и сформированной в пределах диаметра выступов упомянутой резьбы в этой зоне; расположенную на другом конце трубы замковую муфту, конструктивно организованную с возможностью ввинчивания в нее ответного конического наконечника-ниппеля смежной трубы с образованием конического резьбового замкового соединения в центральной области ее внутренней конической поверхности, которая со стороны резьбы муфты с меньшим диаметром трансформирована в аксиально направленный участок с гладкой уплотняющей внутренней поверхностью, сформированной в пределах диаметра выступов резьбы в этой зоне, который ограничен радиально направленным в сторону оси трубы упорным буртиком, а со стороны резьбы с большим диаметром упомянутая коническая поверхность трансформирована в аксиально направленный участок с гладкой уплотняющей внутренней поверхностью, сформированной в пределах диаметра впадин резьбы в этой зоне, ограниченной торцовой поверхностью, пространственно разделенной в эксплуатационном состоянии с оппозитной ей поверхностью буртика ответного конического наконечника-ниппеля смежной трубы посредством зазора; геометрические параметры уплотняющих поверхностей конического наконечника-ниппеля и замковой муфты выбраны из условия обеспечения в сопряжениях с ответными уплотняющими поверхностями замковой муфты и конического наконечника-ниппеля, соответственно, смежных присоединяемых труб колонны межметаллического уплотняющего взаимодействия в процессе затяжки соединения; профили конической резьбы на соответствующих участках конического наконечника-ниппеля и замковой муфты представляют собой подобные фигуры в форме неравнобедренных трапеций, преимущественно, со скругленными вершинами, причем контакт в эксплуатационном состоянии соединения осуществляется по относительно крутым боковым опорным поверхностям резьбы, ориентированным под отрицательным углом относительно перпендикуляра к оси трубы, а пологие боковые закладные поверхности пространственно размещены с возможностью образования зазора относительно аналогичных ответных поверхностей смежных присоединяемых труб колонны; при этом высота, по меньшей мере, части профильных элементов резьбы, т.е. выступов и впадин, конического наконечника-ниппеля превышает высоту ответных им в эксплуатационном состоянии соединения профильных элементов резьбы замковой муфты смежной трубы; отличающаяся тем, что в теле аксиально направленного участка с гладкой уплотняющей наружной поверхностью, расположенного со стороны резьбы большего диаметра конического наконечника-ниппеля, а также в теле аксиально направленного участка с гладкой уплотняющей внутренней поверхностью, расположенного со стороны резьбы меньшего диаметра замковой муфты, выполнены кольцевые профильные канавки, функционально являющиеся средствами изменения направленности нагрузки на соответствующую резьбу, причем максимальная глубина упомянутых канавок, преимущественно, превышает высоту профиля соответствующей резьбы; при этом поверхности упорного буртика муфты и упорного торца конического наконечника-ниппеля, функционально являющиеся уплотняющими поверхностями в сочетании с ответными поверхностями соответствующих соединительных элементов смежных труб колонны, пространственно ориентированы под углом к оси упомянутых труб с образованием конусной поверхности сопряжения с вершиной, обращенной аксиально противоположно направлению бурения скважины.

11. Труба по п.10, отличающаяся тем, что, по меньшей мере, часть площади уплотняющих поверхностей конического наконечника-ниппеля и замковой муфты сформирована в виде элементов конической формы.

12. Труба по п.10, отличающаяся тем, что уплотняющие поверхности конического наконечника-ниппеля и замковой муфты выполнены цилиндрической формы.

13. Труба по п.10, отличающаяся тем, что уплотняющие поверхности конического наконечника-ниппеля и/или замковой муфты выполнены с антифрикционным и/или коррозионно-стойким покрытием из материала с величиной модуля упругости, не превышающей, преимущественно, меньшей величины модуля упругости материала трубы.

14. Труба для технологической колонны геологоразведочной бурильной установки, оснащенная расположенными на ее противоположных концах герметичными резьбовыми соединительными средствами для присоединения смежных труб колонны, буровой или обсадной, с ответными соединительными средствами, при этом герметичные соединительные средства включают расположенный на одном конце трубы конический наконечник-ниппель с резьбовой частью, расположенной в центральной области его наружной конической поверхности, аксиально направленным выступом с упорным торцом и с гладкой уплотняющей наружной поверхностью, конструктивно являющейся продолжением резьбовой части и сформированной в пределах диаметра впадин со стороны меньшего диаметра резьбы, а также с буртиком, радиально выступающим в сторону периферии относительно резьбовой части со стороны ее большего диаметра и аксиально удаленным относительно резьбовой части на величину аксиально направленного участка с гладкой уплотняющей наружной поверхностью, конструктивно являющейся продолжением резьбовой части и сформированной в пределах диаметра выступов упомянутой резьбы в этой зоне; расположенную на другом конце трубы замковую муфту, конструктивно организованную с возможностью ввинчивания в нее ответного конического наконечника-ниппеля смежной трубы с образованием конического резьбового замкового соединения в центральной области ее внутренней конической поверхности, которая со стороны резьбы муфты с меньшим диаметром трансформирована в аксиально направленный участок с гладкой уплотняющей внутренней поверхностью, сформированной в пределах диаметра выступов резьбы в этой зоне, который ограничен радиально направленным в сторону оси соединения упорным буртиком, а со стороны резьбы с большим диаметром упомянутая коническая поверхность трансформирована в аксиально направленный участок с гладкой уплотняющей внутренней поверхностью, сформированной в пределах диаметра впадин резьбы в этой зоне, ограниченный торцовой поверхностью, пространственно разделенной в эксплуатационном состоянии с оппозитной ей поверхностью буртика ответного конического наконечника-ниппеля смежной трубы посредством зазора; геометрические параметры уплотняющих поверхностей конического наконечника-ниппеля и замковой муфты выбраны из условия обеспечения в сопряжениях с ответными уплотняющими поверхностями замковой муфты и конического наконечника-ниппеля, соответственно, смежных присоединяемых труб колонны межметаллического уплотняющего взаимодействия в процессе затяжки соединения; профили конической резьбы на соответствующих участках конического наконечника-ниппеля и замковой муфты представляют собой подобные фигуры в форме неравнобедренных трапеций, преимущественно, со скругленными вершинами, причем контакт в эксплуатационном состоянии соединения труб осуществляется по относительно крутым боковым опорным поверхностям резьбы, ориентированным под отрицательным углом относительно перпендикуляра к оси трубы, а пологие боковые закладные поверхности пространственно размещены с зазором относительно аналогичных ответных поверхностей смежных присоединяемых труб колонны, отличающаяся тем, что высота, по меньшей мере, части профильных элементов, т.е. выступов и впадин, резьбы замковой муфты превышает высоту ответных им в эксплуатационном состоянии соединения труб профильных элементов резьбы ответного конического наконечника-ниппеля смежной трубы; при этом поверхности упорного буртика муфты и упорного торца конического наконечника-ниппеля, функционально являющиеся уплотняющими поверхностями в сочетании с ответными поверхностями соответствующих соединительных элементов смежных труб колонны, пространственно ориентированы под углом к оси соединения с образованием конусной поверхности сопряжения с вершиной, обращенной аксиально противоположно направлению бурения скважины.

15. Труба по п.14, отличающаяся тем, что в теле аксиально направленного участка с гладкой уплотняющей наружной поверхностью, расположенного со стороны резьбы большего диаметра конического наконечника-ниппеля, а также в теле аксиально направленного участка с гладкой уплотняющей внутренней поверхностью, расположенного со стороны резьбы меньшего диаметра замковой муфты, выполнены кольцевые профильные канавки, функционально являющиеся средствами изменения направленности нагрузки на соответствующую резьбу, причем максимальная глубина упомянутых канавок, преимущественно, превышает высоту профиля этой резьбы.

16. Труба по п.14, отличающаяся тем, что, по меньшей мере, часть площади уплотняющих поверхностей конического наконечника-ниппеля и замковой муфты сформирована в виде элементов конической формы.

17. Труба по п.14, отличающаяся тем, что уплотняющие поверхности конического наконечника-ниппеля и замковой муфты выполнены цилиндрической формы.

18. Труба по п.14, отличающаяся тем, что уплотняющие поверхности конического наконечника-ниппеля и/или замковой муфты выполнены с антифрикционным и/или коррозионно-стойким покрытием из материала с величиной модуля упругости, не превышающей, преимущественно, меньшей величины модуля упругости материала трубы.

Полотенцесушитель и элемент для отвода воздуха // 62501

Профиль наклонно направленной скважины // 93447

Изобретение относится к области бурения наклонно направленных нефтяных и газовых скважин, профиль которых включает прямолинейные и искривленные участки

Герметичное резьбовое соединение бурильных или обсадных труб в технологической колонне для бурения геологоразведочных скважин (варианты) // 92376

Гидростанок для изготовления изогнутых трубчатых изделий // 98953