Резьбовое соединение бурильных труб

Гасударственный кемнтет

СССР пю делам изобретений н отнритнй (23) Приоритет (53) У.Й К622.245.

Опубликовано 15.03.81. Бюллетень Ж 10

Дата опубликования описания 2p р3 81

° 13(088.8) Г. Ф. Лепин, В. Ф. Горнинич, С. И. Будаев, С.

В. Ф. Кузнецов и Г. М. Файн (72) Авторы изобретения

Далог я г

° мУ

Я т," :;.. " I Т.",Гъ. 1

Ъ р»

Всесоюзный научно-исследовательский институ раэработкк и эксплуагации нефтепромысловых труб и Тол яттиЩщй политехнический институт (71 ) Зая вител и (54) РЕЗЪБОВОЕ СОЕДИНЕНИЕ БУРИЛЪНЫХ ТРУБ

Изооретение относится к реэьбовым соединениям бурильных труб и может найти применение в нефтяной и газовой промышленности.

Известны резьбовые соединения труб, 5 включающие муфту и ниппель с реэьбовыми коническими участками и коническими уплотнительными поверхностями с той же конусностью fl) и (21.

Однако на резьбовые соединения бурильных труб в процессе эксплуатации действуют значительные статические и динамические нагрузки, такие как осевая нагрузка, изгибающий и крутяший г моменты. В данных конических реэьбовых соединениях витки резьбы в осевом направлении нагружены неравномерно, причем расположениые на наружных краях соединения витки резьбы воспринимают значительное осевое усилие. Это при- Е водит к заклиниванию витков резьбы, в результате чего возникает статическое. тяти усталостное разрушение в основании резьбы.

Цель изобретения — повышение прочности соединения с обеспечением герметичности за счет разгрузки витков резьбы на концевых участках.

Указанная цель достигается тем, что одна из сопрягающихся реэьбовых поверхностей смешена внутрь тела детали по нормали к оси соединения на величину

Ь а S4U где 8 - гарантированный радиальный зазор между средними линиями резьб муфты и ниппеля при затянутом соединении, мм, Q - радиальное смешение одной из сопрягаюшихся резьбовых поверхностей соединения, определяемое из условия прочности, мм.

На фиг. 1 схематически показано реэьбовое соединение бурильных труб, продольное сечение, на фиг. 2 — соединение в исходном (неэатянутом) состоянии, на фиг. 3 — схема распределения зазоров в резьбе при затянутом соединении.

Реэьбовое соединение бурильных труб содержит муфту 1 и ниппель 2, имею щие конические уплотнительные поверхности 3 и 4 на муфте и 5 и 6 на ниплеле и свинчиваемые между собой по коническим резьбам 7 и 8.

Обе сопрягаемые резьбы изготавливаются с одним углом конусности P . При этом, по крайней мере, для одной из сопрягающихся резьб конусная поверхность на участке нагрузки резьбы утоплена внутрь тела детали в радиальном направлении на величину b, являющейся суммой радиального смещения U резьбового участка соединения, определяемого иэ условия прочности и гарантированного радиального зазора 5 между средними линиями резьб муфты и ниппеля при плотном соединении. Это равноценно смещению среднего конуса резьбы вдоль оси конуса на величину а (фиг. 2)

При паворачивации муфты на ниппель в момент соприкосновения опорных конических поверхностей 3 и 5 и 4 и 6 в резьбе имеется радиальное смещение

25 средних линий на величину ф. Дальнейшая затяжка соединения приводит к относительному перемещению сопрягаемых деталей вдоль оси на величину

g„=(y-5)cia р.

Первоначальный зазор в в средней части резьбы при довсрачивании резьбового оединения после соприкосновения конических сопрягающихся поверхностей уменьшается на величину Уй ф-3, и станет равным гарантированному радиальному зазору

Так как первоначальный зазор при доворачивании резьбового соединения выби-„ рается лишь частично, заклинивания-резьбы не произойдет. Вблизи же концов резьбы эа счет радиальных нагрузок на конических поверхностях (фиг. 3) возникнут радиальные деформации, приводящие к образованию дополнительной разности средйих . диаметров сопрягаемых резьб

Г что приведет к более равномерному распределению нагрузки по длине резьбы.

Таким образом, данное резьбовое, соединение бурильных труб, освобождая частично резьбу от нагрузок, связанных с обеспечением плотности и передачей крутящего и изгибающего моментов, позволяет одновременно обеспечить более рациональное распределение нагрузок по виткам резьбы.

Фор мула изобретения

Реэьбовое соединение бурильных труб, содержащее муфту и ниппель, свинчиваемые по конической резьбе и имеющие конические уилотнительные поверхности с той жеконусностью, отлича юшеес ятем,что с целью повышения прочности соединения с обеспечением герметичности за счет разгрузки витков резьбы па концевых участках, одна иэ сопрягающихся резьбовых поверхностей смещена внутрь тела детали по нормали к оси соединения на величину «ga 0, где Я вЂ” гарантированный радиальный зазор между средними линиями резьб муфты и ниппеля при затянутом соединении, мм, 0 — радиальное смещение одной из сопрягающихcs резьбовых поверхностей соединения, определяемое иэ условия прочности, мм.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент ФРГ № 812905, кл. 5 а, 17/02, опублик, 1951е

2. Патент ФРГ № 812935, кл. 5 а, 17/02, опублик. 1952.

Составитель В. Родина

Редактор М. Недолуженко Техред A. Ач Корректср 10. Макаренко

Заказ 715/35 Тираж 627 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектнаи, 4