Соединение стальных труб Советский патент 1990 года по МПК F16L15/00 

ФигЛ

ы

Изобретение относится к соединениям стальных труб и, з частности, труб, предназначенных для нефтяной промьаиленности.5

Цель изобретения - повышение надежности соединения за счет обеспечения герметичности соединения при высоких давлениях без заедания соединяемых элементов.. Ш

На фиг . 1 показано соединение труб в начальный момент соединения, разрез; на фиг. 2 - соединение труб, при котором зона герметичности вы- полнена на конце охватываемого раструбного элемента, разрез; на фиг.. 3 - узел I .на фиг. 2; на фиг. 4 - соединение труб, при котором зона герметичности выполнена на конце охватываю- щего ниппельного элемента, разрез; на фиг,- 5 - узел II на фиг. 4; на фиг. 6 - соединение труб с двойной цилиндрической резьбой, разрез; на фиг. 7 - узел III на фиг. 6; на / фиг. 8 - вариант соединения труб с конической резьбой, осевой разрез; на фиг. 9, - узел IV на фиг. 8; на фиг, 10 -: соединение труб с конической резьбой и двумя парами гермети- зиругощих поверхностей, осевой разрез; на фиг. 11 - узел V на фиг. Ю; на фиг. 12 - узел VI на фиг. 10.

Соединение стальных труб (фиг.1) содержит охватываемый раструбный эле мент 1 и охватьгоакиций ниппельный элемент 2 с резьбовыми участками 3, при этом на конце охватываемого раструбного элемента 1 выполнена коническая .герметизирующая поверхность 4, а на конце охватывающего ниппельного элемента 2 коническая герметизирующая поверхность 5. Первьм контакт содинения охватываемого раструбного 1 и охватывающего ниппельного 2 эле- ментов между коническими герметизи- рукищми поверхностями 5 и 4 осутцеств ляется по одной кольцевой линии 6. Охватываемьй раструбный элемент. 1 имеет ограничительный упор 7, исклю- чаю1 1ий чрезмерное завинчивание соединения. Конусность герметизирующей поверхности 5 -охватывающего ниппельного элемента 2 меньше конусности герметизирующей поверхности 4 охва- тываемого раструбного элемента 1 на угол, соответствующий наклону порядка 0,5-2%, предпочтительно 0,75-1% (фиг. 3, 5, 7, 9 и 11) при этом oi,

угол между образующей конической герметизирующей поверхности 4 охват ьша- емого раструбного элемента 1 и осью трубного соединения, ч угол меткду образующей конической герметизирующей поверхности 5 охватьгоающего ниппельного элемента 2.

Соединение стальных труб осуществляют следую1ссим образом.

В соединении труб (фиг. 2 и.З) угол (X-i герметизирующей поверхности 4 меньще угла dig. герметизирующей поверхности 5, в результате чего в момент первого контакта по линии 6 между двумя герметизирующими поверхностями 4 и 5 образуется угол /3 , равный разности углов о Р дальнейшем завинчивании, когда конец охватывающего ниппельного элемента 2 вступает в контакт с упором 7, эта угловая разность { ) уменьшается до нуля, а герметизирующая поверхность 4 охватываемого раструбного элемента 1 полностью прижимается к герметизирующей поверхности 5 охватывающего ниппельного элемента 2 с контактным давлением, достаточным для обеспечения необходимой герметичности и исключающим заедание.

Возможно соединение труб (фиг. 4 и-5) 5 в котором угол с.г Р г зирую щей поверхности 3 меньше угла oi гер метизируюр;ей поверхности 4, в резуль тате чего между двумя герметизирующими поверхностями 4 и. 5 образуется .угол 3 , равный разности углов о - -с(,, при этом, когда соединение затянуто и конец охватьгоающего ниппельного элемента 2 упирается в упор 7, герметизирующее поверхности 4 и 5 находятся в контакте одна с другой по всей своей длине, а возникающее контактное давление достаточно для обеспечения герметичности даже при больших давлениях.

Соединение труб (фиг. 6 и 7) содержит два резьбовых участка 3 и выполнено из стальных т.руб с внешним диаметром 180 мм, 9 мм, содержащих .20% хрома, при этом наклон герметизирующей поверхности 5 ох- ватЕ шающего ниппельного элемента 2 - уголс 2 равен 4,25%, наклон герметизирующей поверхности 4 охватываемого раструбного элемента 1 - угол (X, равен 5%, а разносить между этими накло- нат-ш - (у1 составляет 0,75%.

Соединение труб (фиг. 8 и 9) может содержать резьбовой участок 3 с конической резьбой, при эТом наклон герметизирующей поверхности 4 охватываемого раструбного элемента 1 угол равен 24%, наклон герметизирующей поверхности 5 охватывающего ниппельного элемента 2 - угол ос Ра- вен 25%5 а разность между этими наклонами 0/2. - о/, составляет 1%.

Соединение труб (фиг. Юн 11) может иметь две зоны герметичности, расположенные на конце охватыващего ниппельного элемента 2 и на конце охватываемого раструбного элемента 1, при. этом наклоны герметизируюпщх поверхностей 4 и охватываемого раструбного элемента 1, обозначенные углами (У и o/j , равны соответственно 24% (или 13,5) и 6% (или 3,5°), наклоны герметизирующих поверхностей 5 охватывающего ниппельного элемента 2, обозначенные угламио/ и с/,равны соот- ветственно 25% (или и ,5,25% (или 3°), а разности между этими накло1

-

602403

нами

- «( и (у:; - с/

10

. I, равны соответственно 1 и 0,75%.

Формула изобретения Соединение стальных труб, содержащее охватываемый и охватьгеающий элементы с резьбовыми участками и по меньшей мере один ограничительный упор и одну пару конических гермети- зирую цих поверхностей, одна из которых расположена на конце охватываемого элемента или охватывающего элемента, причем герметизирующая поверхность, размещенная на конце охва- тьтаемого элемента, вьтолнена контактирующей по одной кольцевой линии с герметизирующей поверхностью другого элемента, отличающееся тем, что, с целью повьшения надёжности, конусность герметизирующей поверхности, расположенной на конце- . одного из элементов, меньше конусности герметизируклцей поверхности, расположенной на другом элементе, на 25 угол, соответствующий наклону поря д- ка 0,5-2%.

15

20

Изобретение позволяет повысить надежность соединения стальных труб за счет обеспечения герметичности при высоких давлениях без заедания соединяемых элементов. Охватываемый и охватывающий элементы (Э) 1, 2 имеют резьбовые участки 3. На конце Э 1 выполнена коническая герметизирующая поверхность 4, на конце Э 2 - такая же поверхность 5. Первый контакт соединения Э 1 и Э 2 между поверхностями 4, 5 осуществляют по одной кольцевой линии 6. Э 1 имеет ограничительный упор 7, исключающий чрезмерное завинчивание соединения. Конусность поверхности 5 меньше конусности поверхности 4 на угол, соответствующий наклону порядка 0,5-2%. 12 ил.

г

Ф 1/3.2

Фиа.З

Фиг.5

ФигЛ JL в

Фиг.9

Фие.8

ФигЛО

т,

ж

Фиг.11