Система резьбового соединения для металлических труб и способ выполнения резьбового соединения для металлических труб
Использование: система резьбового соединения для металлических труб касается обеспечения герметичной связи между металлическими трубами, используемыми для создания трубопроводов добычи нефти или для формирования колонн обсадных труб нефтяных скважин. Сущность изобретения: эта система резьбового соединения содержит соединительную муфту 10, снабженную двумя резьбовыми отверстиями, в которые могут завинчиваться охватываемые концы соединяемых в данном случае двух труб. Фронтальные стенки этих труб упираются друг в друга внутри упомянутой соединительной муфты. Выпуклая кольцевая коническая зона, располагающаяся рядом с фронтальной стенкой каждой из соединяемых в данном случае труб, входит в герметичный упор с вогнутой кольцевой конической зоной упомянутой соединительной муфты и при этом стопорные заплечики обеспечивают центрирование в продольной плоскости каждого охватывающего элемента соединяемых труб. 2 с. и 17 з.п. ф-лы, 6 ил.
Настоящее изобретение относится к области нефтяной и газовой промышленности, а более точно к системе резьбового соединения, которые используются в индустрии для образования трубопроводов добычи жидкотекучих полезных ископаемых или производственных трубопроводов, а также для формирования колонн обсадных труб, используемых при разработке или эксплуатации месторождений нефти или природного газа. Данное изобретение касается также труб для любого другого применения, где могут возникнуть проблемы того же типа, например, решение геометрических задач или построение паропроводов.
При создании трубопроводов упомянутых выше типов возникают многочисленные трудности, связанные с необходимостью обеспечения герметичности соединений между концами отдельных труб, причем эти трубы обычно являются металлическими. Наиболее широко используемые системы соединения металлических труд содержат обычно конические резьбовые участки на концах этих труб, которые дают возможность при очень небольшом числе оборотов в процессе навинчивания обеспечить стабильное сжатие соединяемых труб и характеризуются при этом превосходными механическими характеристиками без всякого риска саморазвинчивания сформированного соединения. В то же время подобные резьбовые соединения оказываются практически не способными обеспечить герметичность формируемого соединения, поскольку нефть или газ, циркулирующие по данному трубопроводу под высоким давлением, легко приникают вдоль витков соединительной резьбы через имеющиеся в них зазоры. Использование густых смазочных материалов, заправленных наполнителем, представляющим собой порошок весьма тонкого помола, состоящий из твердых частиц различной природы, существенно снижает эти утечки, но не может исключить их полностью. Известны способы обеспечения герметичности подобных соединений благодаря использованию кольцевых упорных и опорных зон, выполненных при помощи механической обработки на каждом из соединяемых элементов. Упомянутые кольцевые зоны позволяют обеспечить при помощи сжатия, сопровождаемого достаточной упругой деформацией, реализацию вполне герметичного контакта метала с металлом. В настоящее время известны различные способы соединений резьбовых элементов с наружной и внутренней резьбой, позволяющие обеспечить вполне герметичные связи металла с металлом с достаточно высокими характеристиками. Такой, например, является система соединения, описанная в европейском патенте EP 0488912 А3. Конический резьбовой охватываемый элемент содержит упорную зону, образованную вогнутой конической поверхность, причем эта зона упирается во внутреннюю выпуклую коническую поверхность. Выпуклая опорная коническая поверхность, примыкающая к упомянутому охватываемому упору, одновременно входит в контакт с внутренней вогнутой конической поверхностью сопрягаемого элемента. В соответствии с европейским патентом EP 488912 в аналогичной системе соединения предусмотрена направляющая поверхность, позволяющая исключить весьма распространенную опасность повреждения упомянутой наружной или охватываемой опорной поверхности в результате случайного зацепления этой поверхности за внутреннюю резьбу в процессе введения охватываемого элемента данного соединения внутрь охватывающего элемента. Реализованные подобным образом системы соединения, хотя они и характеризуются хорошей герметичностью стыков, обладают существенным недостатком, который состоит в необходимости выполнения в зоне соединения значительных утолщений. Были предложены и другие варианты технического решения упомянутой проблемы, однако и они могут быть признаны вполне удовлетворительными. Так, в европейском патенте EP 0027771 А1 описывается система соединения труб при помощи муфты, внутри которой фронтальные кромки двух охватываемых элементов концов соединяемых между собой труб упираются друг в друга. Кроме того, упомянутым фронтальным кромкам соединяемых концов труб придается вогнутый конический профиль, который способствует раздутию или распиранию концов упомянутых охватываемых концов труб, которые вследствие этого упираются во внутреннюю стенку упомянутой муфты, имеющую в средней зоне этой муфты цилиндрическую форму. В этом патенте описываются различные специальные профили, которые позволяют в еще большей степени усовершенствовать, с одной стороны, герметичность контакта соединяемых элементов, реализуемого в зоне расположения упомянутых фронтальных кромок, а с другой стороны, герметичность контакта между внутренней цилиндрической стенкой соединительной муфты и располагающимися против этой стенки боковыми поверхностями охватываемых данной муфтой элементов, примыкающими к упомянутым фронтальным кромкам. Такой тип трубного соединения дает возможность эффективно уменьшить толщину соединительной муфты и упростить механическую обработку ее внутренней поверхности. Однако описанная система соединения обладает по меньшей мере двумя существенными недостатками. Во-первых, упорные поверхности, которые в предпочтительном варианте реализации являются коническими, пластически деформируются на своих боковых кромках в процессе сжатия стыка, и многочисленные операции свинчивания и развинчивания соединения такого типа усугубляют эти деформации вплоть до нарушения герметичности упора соединяемых элементов друг в друга, а также нарушения герметичности боковых поверхностей этих элементов, опирающихся на внутреннюю поверхность соединительной муфты. И во-вторых, в том случае, когда формируется длинная вертикально расположенная колонна соединяемых таким образом труб, осевое усилие растяжения, связанное с весом этой колонны, может достигать таких величин, под действием которых упорный контакт в стыке ослабляется или исчезает совсем, причем одновременно то же самое происходит и с боковыми поверхностями опоры на внутреннюю поверхность соединительной муфты, для которых радиальное давление, оказываемое концевой зоной данного охватываемого элемента, прекращается, когда исчезает эффект упора. В заявке на патент Великобритании GB 2146085 A, F 16 L 15/04, 1985, описывается резьбовая система соединения для труб, применяемых, в частности, для паропроводов, газопроводов или нефтепроводов, работающих под высоким давлением. В этой заявке воспроизведены основные характеристики, использованные в уже упоминавшейся выше заявке EP 27771. Аналогичным образом здесь фронтальные кромки двух охватываемых элементов вследствие их вогнутой конической формы упираются своим наружным краем во внутреннюю поверхность соединительной муфты. По мере сжатия такого стыка с достаточно большим усилием воронкообразное раскрытие, которым обладают эти кромки в направлении изнутри, снова закрывается одновременно с расширением и упирается во внутреннюю стенку соединительной муфты в ее средней зоне. Зоны упора фронтальных кромок двух соединяемых элементов друг в друга образует, как и в случае упомянутой заявки EP 27771, первую зону герметизации, а радиальный контакт соединяемых элементов с внутренней стенкой муфты, возникающий в результате обжатия упомянутого выше упора, образует вторую зону герметизации. Специальные заплечики позволяют ограничить осевое перемещение каждого из охватываемых элементов внутри соединительной муфты. Система соединения труб в соответствии с упомянутой заявкой на патент Великобритании характеризуется практически теми же преимуществами и теми же недостатками, что и процитированная ранее заявка на европейский патент EP. Имея в виду описанный выше тип соединения труб, следует отметить, что в этом случае практически невозможно исключить явления заедания или заклинивания стыка, а также избежать пластической деформации фронтальных кромок охватываемых элементов соединяемых между собой труб в процессе их свинчивания даже в том случае, если заменить вогнутые конические кромки на кромки закругленной формы. Кроме того, представляется весьма трудным делом обеспечить достаточное по величине и воспроизводимое перемещение стенок соединяемых элементов в радиальном направлении для того, чтобы заполнить кольцевое пространство, существующее между внутренней стенкой соединительной муфты и располагающимися против нее стенками охватываемых элементов соединяемых труб, примыкающими к упомянутым фронтальным кромкам. Характерной особенностью данной системы соединения труб также является то, что в случае, когда растягивающее усилие от длинной колонны соединяемых таким образом труб становится слишком большим, как первая, так и вторая зоны герметизации полностью утрачивают свою герметичность. С учетом приведенной выше информации были предприняты поиски возможностей сохранения преимуществ, которыми обладает соединительная муфта относительно небольшой толщины типа той соединительной муфты, которая описана в двух последних описанных выше документах. Действительно, эти преимущества являются следствием ликвидации утолщенных наконечников, в которых механически протачивались упоры и опорные поверхности, описанные в документах типа заявки на европейский патент EP 488912, процитированной выше. В этой связи были предприняты поиски главным образом возможностей практической реализации достаточно экономичных трубных соединений, содержащих две ступени герметизации, обеспечиваемые взаимным упором друг в друга соединяемых элементов, с одной стороны, и опорой на некоторый третий элемент системы соединения, с другой стороны. При этом речь должна идти о системах соединения труб, в которых разжатие взаимного упора состыкованных элементов, вызванное, например, слишком большим весом объединенной колонны труб, не будет иметь непосредственного влияния на уровень герметичности упомянутой выше опорной поверхности. Были также предприняты попытки найти возможность устранения опасности быстрого нарушения качества контакта металла с металлом, реализуемого между упомянутыми выше фронтальными кромками охватываемых муфтой стыкуемых между собой элементов в процессе осуществления повторяющихся циклов свинчивания и развинчивания этих охватываемых элементов стыка. Были также осуществлены попытки сформировать вторую зону герметизации ограниченной в осевом направлении длины для того, чтобы упростить требуемую механическую обработку элементов стыка. При этом ставилась задача, чтобы данная система соединения труб не требовала существенного увеличения толщины соединительной муфты и степень герметичности, получая в этой второй зоне обеспечения общей герметичности данного стыка, не изменялась существенным образом в случае возможного разжатия первоначально созданного упорного контакта между фронтальными кромками охватываемых муфтой концов соединяемых в данном случае труб. И еще были предприняты попытки разрешить определенным и воспроизводимым образом проблему осуществления точного и воспроизводимого осевого замыкания или заклинивания двух упомянутых выше охватываемых элементов, упирающихся друг в друга своими фронтальными кромками внутри соединительной муфты, исключая при этом опасность недостаточно плотного или, наоборот, слишком плотного свинчивания стыка между упомянутыми охватываемыми элементами. Система резьбового соединения для труб в соответствии с предлагаемым изобретением содержит соединительную муфту, оба конца которой снабжены гнездами или отверстиями с внутренней резьбой. В эти гнезда или отверстия могут быть ввинчены охватываемые концы двух труб с наружной резьбой, о соединении которых идет речь в данном случае. Конец каждой из этих соединяемых труб содержит фронтальную кромку или стенку, внутренняя сторона которой в случае необходимости содержит закругление определенного радиуса или скошенный угол. Длина конца каждой трубы, снабженного наружной резьбой, в осевом направлении определяется таким образом, чтобы в процессе завинчивания этих элементов стыкуемых труб в соответствующие отверстия или гнезда соединительной муфты, снабженные внутренней резьбой, фронтальные кромки или стенки этих концов плотно упирались друг в друга. Обжатый соответствующим образом механический контакт между двумя этими упорными поверхностями или кромками образует в предпочтительном варианте герметичный контакт металла с металлом. Установлению этого герметичного контакта предшествует установление другого и также герметичного контакта металла с металлом, реализуемого между кольцевым участком периферийной стенки упомянутого охватываемого конца соединяемых между собой труб, в предпочтительном варианте практической реализации прилегающим к упомянутой фронтальной поверхности или фронтальной кромке, и соответствующей кольцевой зоной внутренней стенки соединительной муфты. Две этих кольцевых зоны охватываемых концов соединяемых между собой труб и соединительной муфты имеют конические поверхности, образующие которых наклонены определенным образом по отношению к продольной оси упомянутой соединительной муфты. В предпочтительном варианте реализации образующие этих конических поверхностей составляют с продольной осью данного стыка угол, величина которого может изменяться в пределах от 5 до 25o, причем в предпочтительном варианте эти образующие являются параллельными друг другу в их средней зоне. Однако на своих концах упомянутые конические поверхности могут содержать искривления, предназначенные для соединения с прилегающими к ним поверхностям соответствующих стенок. Упомянутые конические поверхности ориентированы таким образом, чтобы их диаметры уменьшались по мере приближения к средней части соединительной муфты. Эти конические поверхности размещаются и их размерные параметры определяются таким образом, чтобы упомянутая коническая поверхность каждого охватываемого конца соединяемых в данном случае труб входила в контакт с соответствующей внутренней поверхностью муфты в процессе ввинчивания данного элемента в отверстие муфты и чтобы взаимодействие между двумя этими поверхностями приводило к созданию конической опорной поверхности обеспечения герметичности контакта металла с металлом. Длина образующей этих конических опорных поверхностей герметизации в предпочтительном варианте реализации имеет величину в диапазоне от 0,5 мм до 5 мм. Характеристики герметичности упомянутых конических опорных поверхностей зависят от достигаемого уровня механических напряжений, состояния входящих в контакт поверхностей и от характеристик используемых в данном случае покрытий и/или смазочных материалов. Упомянутые покрытия и/или смазочные материалы в предлагаемой системе соединения труб играют особенно важную роль в тех случаях, когда выполняемые соединения в процессе эксплуатации будут подвергаться многочисленным циклам свинчивания и развинчивания по тем или иным причинам. Использование таких конических опорных поверхностей, характеризующихся очень короткими образующими, облегчается путем точного расположения в осевом направлении каждого охватываемого элемента участвующей в соединении трубы внутри соединительной муфты с тем, чтобы плоскость упора друг в друга фронтальных кромок двух соединяемых труб находилась строго в том самом месте, где геометрия данного стыка обеспечивает максимум его эффективности, то есть в зоне со строго определенными допусками по отношению к средней плоскости соединительной муфты, причем такое позиционирование должно быть воспроизводимым в процессе свинчивания данного соединения. Для достижения этой цели на соединительной муфте и на соединяемых между собой трубах используется система стопорных заплечиков или выступов, которая располагается на соединительной муфте в предпочтительном варианте реализации в окрестности внутренних поверхностей обеспечения герметизации. На соединительной муфте располагаются предпочтительно два таких выступа или заплечика, расположенных на одинаковых расстояниях от средней плоскости данной муфты. Однако предлагаемая резьбовая система соединения может содержать только один заплечик или выступ, располагающийся с одной стороны муфты и соответствующий вставлению и расположению при помощи ввинчивания только одного охватываемого конца трубы. Каждый из этих выступов или заплечиков снабжен кольцевой стопорной поверхностью, ориентированной таким образом, чтобы она противостояла поступательному движению вперед соответствующего охватываемого конца трубы в процессе его ввинчивания в соединительную муфту. Со своей стороны, каждый охватываемый конец трубы содержит один заплечик или выступ, снабженный кольцевой стопорной поверхностью, соответствующей кольцевой стопорной поверхности муфты таким образом, чтобы продвижение вперед этого охватываемого элемента в процессе его ввинчивания в отверстие муфты было заблокировано соответствующим выступом или заплечиком этой муфты. В том случае, когда на данной соединительной муфте имеются два стопорных выступа, осевое расстояние между кольцевыми стопорными поверхностями охватываемых элементов, когда эти элементы находятся в положении упора друг в друга, определяется с учетом допусков на механическую обработку таким образом, чтобы оно немного превышало расстояние между кольцевыми стопорными поверхностями выступов или заплечиков, жестко связанных с муфтой. Это необходимо для того, чтобы при нормальном функционировании данной системы соединения между этими стопорными поверхностями существовал определенный зазор в положении, когда фронтальные кромки охватываемых элементов упираются друг в друга. Таким образом, описанные выше выступы или заплечики не могут помешать двум охватываемым элементам, ввинчиваемым в соединительную муфту, упереться друг в друга. Способ соединения двух труб в соответствии с предлагаемым изобретением состоит в ввинчивании первого охватываемого конца первой из соединяемых труб в отверстие соединительной муфты до достижения взаимодействия между двумя коническими поверхностями герметизации и последующей блокировки дальнейшего поступательного движения вперед охватываемого конца трубы при помощи первой пары соответствующих стопорных выступов или заплечиков. В этот момент фронтальная стенка этого первого охватываемого конца оказывается расположенной немного дальше места нахождения средней плоскости данной соединительной муфты, пройдя это место. После этого осуществляется ввинчивание второго охватываемого конца трубы второй из двух соединяемых в данном случае труб, во второе отверстие соединительной муфты до достижения механического взаимодействия между двумя коническими поверхностями герметизации, после чего две концевые фронтальные стенки двух соединяемых труб упираются друг в друга. Если продолжать ввинчивание второго охватываемого конца в отверстие муфты и дальше, то происходит небольшой упругий отход назад первого охватываемого конца без нежелательных последствий с точки зрения герметичности, обеспечиваемой коническими поверхностями, а затем, в случае необходимости, блокировка дальнейшего продвижения при помощи второй пары стопорных выступов или заплечиков. Описанный выше образ действий при осуществлении соединения труб гарантирует свинчивание стыка в оптимальных условиях при обеспечении определенной степени герметичности на уровне упирающихся друг в друга фронтальных стенок двух труб и особенно - превосходной герметичности на уровне конических поверхностей герметизации. Для получения наилучших результатов в смысле характеристик, требуемых от системы соединения труб упомянутого выше назначения, и без всякого риска чрезмерного сжатия упирающихся друг в друга поверхностей достаточно с большой тщательностью отрегулировать расположение системы стопорных выступов или заплечиков, задача которой состоит не в том, чтобы обеспечить создание дополнительной герметизации, но в том, чтобы обеспечить возможность точного центрирования предлагаемой системы соединения труб. Вообще геометрия данной системы соединения рассчитывается таким образом, чтобы с учетом производственных допусков не доводить дело до блокировки дальнейшего перемещения в осевом направлении второго охватываемого конца трубы на второй паре стопорных выступов или заплечиков при сборке данного стыка в нормальных условиях, то есть в условиях, когда практически используются только кольцевые стопорные поверхности, которые находятся на одной стороне данной соединительной муфты. Таким образом, с точки зрения практичности можно использовать соединительные муфты, имеющие стопорный выступ или заплечик только с одной стороны. Хотя следует отметить, что в этом случае только тот охватываемый конец трубы, который предназначен для завинчивания в резьбовое отверстие соединительной муфты с той ее стороны, которая оснащена стопорным выступом или заплечиком, должен быть снабжен соответствующим ответным стопорным выступом или заплечиком, будут приняты меры в предпочтительном варианте реализации предлагаемой системы соединения для того, чтобы получить такую геометрию соединительной муфты со стороны ее, которая лишена стопорного выступа или заплечика, чтобы обеспечить возможность завинчивания с этой ее стороны любого охватываемого конца трубы независимо от того, снабжен этот элемент стопорным выступом или нет. В этом случае можно предусмотреть наличие упомянутого стопорного выступа или заплечика на всех концевых охватываемых концах соединяемых между собой труб, хотя данная соединительная муфта будет оснащена соответствующим стопорным выступом или заплечиком только с одной стороны. В соответствии с предпочтительным вариантом реализации способа в том случае, когда данная соединительная муфта содержит упомянутый выше выступ или заплечик стопорения только с одной стороны, резьбовое соединение труб в соответствии с предлагаемым изобретением будет реализовано или практически осуществлено путем точного расположения соответствующего охватываемого конца одной из соединяемых в данном случае труб в соединительной муфте с той ее стороны, которая снабжена в данном случае упомянутым стопорным выступом или заплечиком, в заводских условиях или в условиях специально оборудованной мастерской, причем другой охватываемый конец второй из соединяемых в данном случае труб завинчивается и располагается соответствующим образом для осуществления полноценного соединения, обладающего заданными характеристиками, непосредственно на той производственной площадке, где осуществляется использование данных труб. Однако из соображений практического характера предпочтительный вариант технического решения данной проблемы состоит в том, чтобы использовать соединительную муфту, содержащую с обеих сторон два симметрично расположенных стопорных выступы или заплечика, причем такая соединительная муфта может быть использована с любой из двух своих сторон при том, что осевые расстояния между соответствующими выступами или заплечиками будут соответствующим образом рассчитаны так, как было описано выше. Фронтальная стенка или фронтальная кромка, располагающаяся на каждом из концевых охватываемых элементов соединяемых в данном случае труб, может быть плоской или не быть таковой. В том случае, когда эта фронтальная плоскость или кромка является плоской, она располагается перпендикулярно по отношению к оси данной трубы. Эта кромка может также характеризоваться небольшой конусностью, составляющей несколько градусов, или доли градуса по отношению к плоскости, перпендикулярной по отношению к оси данной трубы, или же иметь другую форму. В предпочтительном варианте выполнение изобретения общая упорная поверхность двух фронтальных кромок охватываемых концов труб в окончательно свинчиваемом положении данного соединения труб является плоской и перпендикулярной продольной оси данной соединительной муфты. Именно такая общая упорная плоская поверхность, перпендикулярная продольной оси создаваемого соединения, может быть получена исходя из первоначального наличия плоских фронтальных кромок или стенок, являющихся перпендикулярными по отношению к продольной оси, на каждом концевом охватываемом элементе, или же путем упругой деформации имеющих коническую форму фронтальных стенок или кромок, имеющих относительно небольшой угол наклона по отношению к плоскости, перпендикулярной к упомянутой выше оси, которая под действием упомянутого контактного давления, скомбинированного с деформацией концевой части упомянутого охватываемого конца трубы, порождает возникновение общей упорной поверхности в положении, предполагаемым плоским и перпендикулярным продольной оси данной соединительной муфты. Нарезание резьбы может быть коническим и в этом случае может характеризоваться в соединительном состоянии взаимодействием позитивного, негативного или нейтрального типа. Упомянутая выше резьба может быть также цилиндрической. В предпочтительном варианте реализации в том случае, когда упомянутая выше резьба является конической, может быть использовано резьбовое соединение с положительным или позитивным взаимодействием, причем это соединение обеспечивает в свинченном состоянии надлежащую радиальную связь между наружной и внутренней резьбами стыкуемых элементов. В том, что касается стопорных выступов или заплечиков, как это будет видно из описываемых ниже примеров практической реализации предлагаемого изображения, многие места их расположения являются принципиально возможными. И хотя наиболее приближенные положения имели определенное предпочтение, можно также рассматривать определенное удаление упомянутых выступов или заплечиков, располагая их, например, на половине длины резьбовых частей охватываемой и охватывающей частей данного резьбового соединения, выполненных, например, цилиндрическими, могущими иметь различные диаметры и разделенными кольцевой поверхностью, образующей стопорный выступ или заплечик. Наиболее предпочтительный вариант практической реализации резьбового соединения труб в соответствии с предлагаемым изобретением позволяет удерживать герметичность контакта металла с металлом, реализованного между выпуклыми коническими поверхностями охватываемых элементов, принадлежащих соединяемым в данном случае трубам, и соответствующими вогнутыми поверхностями конической формы, принадлежащими соединительной муфте, несмотря на весьма тяжелые условия эксплуатации таких трубных стыков и выполнение многочисленных циклов развинчивания и последующего свинчивания в процессе эксплуатации таких резьбовых соединений. В соответствии с этим вариантом практической реализации предлагаемого изобретения каждая выпуклая коническая поверхность соединена своим концом большого диаметра с предпочтительно цилиндрической поверхностью, которая обеспечивает связь со стопорным выступом или заплечиком посредством соединительной тороидальной кольцевой поверхности. В этом случае образующая выпуклой конической поверхности предпочтительно имеет длину в диапазоне от 1 до 5 мм, а в наиболее выгодном варианте - величину 2![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/177.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/945.gif)
Формула изобретения
1. Система резьбового соединения для металлических труб, содержащая соединительную муфту, выполненную с двумя охватывающими резьбовыми отверстиями, в которые завинчиваются охватываемые элементы двух металлических труб, имеющих резьбу, причем каждый из этих охватываемых резьбовых элементов содержит на своем конце упорную зону, свободную от резьбы и завершающуюся фронтальной стенкой, при этом упомянутые фронтальные стенки охватываемых элементов упираются друг в друга в свинченном положении данного резьбового соединения, а стопорные заплечики, располагающиеся на охватываемых элементах и в охватывающих отверстиях соединительной муфты, обеспечивают возможность точного позиционирования в осевом направлении охватываемых элементов в охватывающем отверстии, отличающаяся тем, что свободная от резьбы периферийная часть упорной зоны каждого охватывающего элемента выполнена в виде конической поверхности, ось которой совпадает с осью упомянутой соединительной муфты, в каждом из охватывающих отверстий которой выполнена соответствующая коническая поверхность, причем коническая поверхность упорной зоны, перед упором друг в друга упомянутых фронтальных стенок, расположена с возможностью контакта в конце процесса свинчивания данного резьбового соединения с соответствующей конической поверхностью охватывающего отверстия с позитивным взаимодействием, создающим герметизирующую опорную поверхность контакта металла с металлом, при этом фронтальные стенки в свинченном положении входят в упор по поверхности контакта металла с металлом, располагающейся в плоскости, перпендикулярной продольной оси соединяемых труб. 2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что фронтальная стенка каждого охватываемого элемента является плоской и располагается в плоскости, перпендикулярной к продольной оси охватываемого элемента перед свинченным положением резьбового соединения. 3. Система по пп.1 и 2, отличающаяся тем, что стопорные заплечики выполнены с двух сторон соединительной муфты внутри каждого охватывающего отверстия в виде кольцевых стопорных поверхностей, ориентированных таким образом, чтобы они располагались навстречу поступательному продвижению соответствующего охватываемого элемента, причем каждый охватывающий элемент содержит соответствующую кольцевую поверхность, способную взаимодействовать со стопорной кольцевой поверхностью, располагающейся в охватывающем отверстии. 4. Система по пп.1 и 2, отличающаяся тем, что стопорные заплечики выполнены только с одной стороны соединительной муфты внутри соответствующего охватывающего отверстия в виде кольцевой стопорной поверхности, ориентированной таким образом, чтобы она располагалась навстречу поступательному движению соответствующего охватываемого элемента в процессе свинчивания данного резьбового соединения, причем по меньшей мере каждый охватываемый элемент, предназначенный для завинчивания в охватывающее отверстие соединительной муфты, снабженной стопорным заплечиком, имеющим стопорную кольцевую поверхность, содержит соответствующую кольцевую поверхность, способную взаимодействовать со стопорной кольцевой поверхностью упомянутого охватывающего отверстия соединительной муфты. 5. Система по п.4, отличающаяся тем, что каждый охватывающий элемент содержит кольцевую поверхность, которая может служить стопорным заплечиком, и может быть завинчен в охватывающее резьбовое отверстие, содержащее стопорную кольцевую поверхность или не содержащее такой поверхности. 6. Система по пп.3 - 5, отличающаяся тем, что стопорные заплечики содержат внутри охватывающих отверстий соединительной муфты кольцевую поверхность, расположенную в плоскости, перпендикулярной продольной оси соединительной муфты, между конической поверхностю охватывающего отверстия муфты и концом резьбы на этой охватывающей поверхности, причем кольцевая поверхность может входить в упор в соответствующую кольцевую поверхность, выполненную на стенке соответствующего охватываемого элемента между упомянутой конической поверхностью этого охватываемого элемента и концом резьбовой части, выполненной на этом охватываемом элементе. 7. Система по пп.3 - 5, отличающаяся тем, что стопорные заплечики охватывающего отверстия располагаются между коническими поверхностями герметизации охватывающего отверстия и средней зоной соединительной муфты, причем стопорные заплечики охватываемого элемента располагаются между фронтальной стенкой и конической поверхностью герметизации охватываемого элемента. 8. Система по пп.3, 6 и 7, отличающаяся тем, что расстояние между стопорными заплечиками, располагающимися с обеих сторон данной соединительной муфты, определяется таким образом, чтобы в свинченном положении данного резьбового соединения, когда упомянутые фронтальные стенки двух охватываемых элементов с усилием упираются друг в друга, имел место небольшой зазор на уровне по меньшей мере одной из двух пар упомянутых стопорных заплечиков. 9. Система по пп.1-8, отличающаяся тем, что коническая поверхность охватываемого элемента соединена со стороны своего конца большого диаметра с соединительной поверхностью при помощи связующей кольцевой поверхности тороидальной формы. 10. Система по п.9, отличающаяся тем, что коническая поверхность, сформированная на внутренней стенке соединительной муфты, которая взаимодействует с соответствующей конической поверхностью охватываемого элемента, имеет большой диаметр, превышающий на входном конце наибольший диаметр этой охватываемой конической поверхности, и образующую, параллельную образующей этой охватываемой конической поверхности и превышающую своей длиной образующую этой охватываемой конической поверхности. 11. Система по пп.1-10, отличающаяся тем, что образующая конической поверхности на охватываемом элементе имеет длину в диапазоне от 0,5 до 5 мм и наклон по отношению к продольной оси охватываемого элемента, имеющий величину в диапазоне от 5 до 25o. 12. Система по пп.1-6, отличающаяся тем, что коническая поверхность со стороны ее конца малого диаметра связана с фронтальной стенкой тороидальной соединительной поверхностью, радиус закругления которой имеет величину в диапазоне от 0,2 до 1,5 мм. 13. Система по пп.1-12, отличающаяся тем, что внутри соединительной муфты в зоне, свободной от резьбы, в каждом охватывающем отверстии располагается кольцевое пространство, примыкающее к началу участка конической резьбы и выполненное для обеспечения возможности механической обработки этой резьбы. 14. Система по пп.1-13, отличающаяся тем, что резьбовые участки охватываемых элементов из двух охватывающих отверстий являются коническими с позитивным взаимодействием. 15. Система по пп.1-13, отличающаяся тем, что резьбовые участки охватываемых элементов и двух охватывающих отверстий являются цилиндрическими. 16. Система по пп.1-13, отличающаяся тем, что резьбовые участки охватываемых элементов и двух охватывающих отверстий содержат двухступенчатую резьбу. 17. Система по п.16, отличающаяся тем, что стопорные заплечики охватывающих отверстий соединительной муфты располагаются в зоне, обеспечивающей связь между двумя ступенями резьбы, причем оба стопорных заплечика охватываемых элементов располагаются в соответствующих зонах резьбы, выполненной на охватываемых элементах данного резьбового соединения. 18. Система по пп.1-17, отличающаяся тем, что резьбовые участки охватываемых элементов и двух охватывающих отверстий представляют резьбу упорного типа с нагруженными профилями с положительными или отрицательными углами. 19. Способ выполнения резьбового соединения для металлических труб, содержащего соединительную муфту, снабженную двумя охватывающими резьбовыми отверстиями, в которые завинчиваются охватываемые резьбовые элементы двух соединяемых металлических труб, причем каждый из этих охватываемых резьбовых элементов содержит на своем конце свободную от резьбы упорную зону, завершающуюся фронтальной стенкой, и эти фронтальные стенки охватываемых элементов могут упираться друг в друга в свинченном положении данного резьбового соединения труб, а стопорные заплечики, расположенные на каждом из охватываемых элементов и в каждом из охватывающих отверстий соединительной муфты, позволяют обеспечить точное позиционирование в осевом направлении этих охватываемых элементов в охватывающем отверстии, в котором свободная от резьбы периферийная зона каждого охватываемого элемента в окрестности соответствующей фронтальной стенки содержит коническую поверхность, ось которой совпадает с продольной осью данного охватываемого элемента, причем эта коническая поверхность может входить в механический контакт в конце операции завинчивания, но до упора друг в друга упомянутых фронтальных стенок, с соответствующей конической поверхностью охватывающего отверстия с позитивным взаимодействием, создающим герметизирующую контактную поверхность металла с металлом, причем упомянутые фронтальные стенки в свинченном положении данного резьбового соединения упираются друг в друга по поверхности контакта металла с металлом, расположенной в плоскости, перпендикулярной оси соединяемых между собой труб, и позиционированной в зоне строго определенного допуска по отношению к средней плоскости соединительной муфты, отличающийся тем, что сначала осуществляют завинчивание первого охватывающего элемента в охватывающее отверстие соединительной муфты вплоть до появления резкого увеличения момента затяжки, сочетающегося с блокировкой дальнейшего поступательного перемещения охватываемого элемента, связанной с вхождением во взаимный механический контакт двух соответствующих стопорных заплечиков на этом первом охватываемом элементе и в его охватывающем отверстии, после чего осуществляют завинчивание второго охватываемого элемента в его охватывающее отверстие вплоть до упора друга в друга фронтальных стенок двух охватываемых элементов и приложения к завинчиваемому охватывающему элементу наперед заданного момента затяжки, причем в конце операции свинчивания данного резьбового соединения между двумя стопорными заплечиками, соответствующими второму охватываемому элементу и его охватыввающему отверстию, имеет место зазор.РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6