Способ изготовления стальных бурильных труб для проходки термальных скважин с уплотнителями Советский патент 1992 года по МПК B23P11/02 

(Л

С

Использование: металлургия, нефтяная промышленность. Сущность изобретения: уплотнители из алюминиевых сплавов в виде тонкостей ной конической оболочки с выдавленной резьбой деформируют при температуре, равной 0,2-0,65 температуры плавления материала уплотнения, напряжении 17 кг/мм , охлаждают в воде, соединяют с одним из элементов замка, нагревают до температуры, при которой осуществляли деформирование. Уплотнитель для ниппеля раздают в радиальном направлении при 200°С, охлаждают со скоростью 1,5°С/с. Уплотнитель для муфты обжимают в радиальном направлении при 200°С, охлаждают со скоростью 1,5°С/с. 1 н.э.п., 3 з.п.ф-лы,

Изобретение относится к способам термомеханической обработки металлов и может найти применение в металлургии и нефтяной промышленности.

Известен способ изготовления стальных бурильных труб для проходки термальных скважин с уплотнителями, включающий изготовление трубы, изготовление замков с упорными стыками на замковой резьбе, соединение замков с трубой (В.А.Ткаченко и др. Трубы для нефтяной промышленности. М.: Металлургия, 1986, с.77, 193, рис.22).

Недостатком труб, изготовленных по известному способу, является то, что при использовании их в термальных скважинах герметизирующие упорные стыки раскрываются и бурильная колонна теряет герметичность.

Наиболее близким к предлагаемому способу по технической сущности и достигаемому результату является способ изготовления стальных бурильных труб для проходки термальных скважин с уплотнителями, включающий изготовление трубы, изготовление замков в виде муфты и ниппеля, изготовление уплотнителей в виде тонкостенной конической оболочки с выдавленной резьбой, соединение уплотнителя с одним из элементов замка, соединение замка с трубой-заявка ПНР № 257979, кл. Е21 В,1988.

Недостатком известного способа является то, что не предусмотрено использование уплотнителей в термальных условиях. Кроме того, в известном способе соединение уплотнителя с замковой резьбой выполнено за счет адгезии материала уплотнителя, что плохо согласуется с вибрационными и ударными нагрузками, которым подвергается бурильная колонна. Для лю

|0s

|Јь О Ю СО

бых адгезионных материалов вибрационные и ударные нагрузки, действующие на бурильную колонну в условиях повышенной температуры чрезмерны. В итоге все это снижает надежность бурильных труб при проходке термальных скважин.

Цель изобретения - повышение надежности труб за счет фиксации уплотнителя на одном из элементов резьбы путем использования ползучести и самопроизвольного уплотнения в процессе бурения термальных скважин.

Поставленная цель достигается тем, что в способе изготовления стальных бурильных труб для проходки термальных сква жин с уплотнителями, включающем изготовление трубы, изготовление замков в виде муфты и ниппеля, изготовление уплотнителей в виде тонкостенной конической оболочки с выдавленной резьбой, соедине- ние уплотнителя с одним из элементов замка, соединение замков с трубой, - в отличие от прототипа, в качестве материала уплотнителя используют алюминиевые сплавы, перед соединением уплотнителя с одним из элементов замка осуществляют его деформирование при температуре, равной 0,2- 0,65 температуры плавления материала уплотнителя напряжением 17 кг/мм с последующим охлаждением в воде, а после соединения ведут нагрев до температуры, при которой осуществляли деформирование.

Наилучший результат при соединении уплотнителя с ниппелем получен, когда пе- ред соединением уплотнитель деформируют путем раздачи в радиальном направлении при температуре 200°С, охлаждение ведут со скоростью 1,5°С/с.

Наилучший результат при соединении уплотнителя с муфтой получен, когда перед соединением уплотнитель деформируют путем обжима в радиальном направлении при температуре 200°С, а охлаждение ведут со скоростью 1,5°С/с.

Наилучший результат для закаливаемых алюминиевых сплавов получен при деформировании и нагреве до температуры закалки, а после соединения уплотнителя с одним из элементов замка - при нагреве до 200°С.

Наличие указанных выше признаков свидетельствует о соответствии технического решения критерию новизна.

Аналогичных технических решений, в которых остаточная деформация фиксировалась в процессе проведения пластической деформации в условиях ползучести, а последующий нагрев проводился с проведением обратной ползучести, авторами не обнаружено. На основании этого можно сделать вывод о соответствии предлагаемого технического решения критерию существенные отличия.

Предлагаемый способ позволяет повысить надежность закрепления уплотнителя на резьбовом элементе бурильной трубы за счет обратной ползучести. Кроме того, способ позволяет повысить герметичность резьбового соединения в замковой резьбе за счет того, что уплотнитель выполнен из алюминиевого сплава и вследствие того, что коэффициент линейного расширения алюминиевых сплавов больше коэффициента линейного расширения стали (23 10 и 11х х10 6соответственно) при бурении термальных скважин уплотнитель будет самоуплотняться и повышать герметичность резьбового соединения. Следовательно, заявляемое техническое решение обеспечивает получение положительного эффекта.

Пример. Брали трубу В-114Х9-Д ГОСТ 631+75 с ниппелем и муфтой замка ЗШ-178 по ГОСТ 631-75. Изготавливали взрывным штампованием под замковую резьбу 3-147 замка ЗШ-178 уплотнитель в виде тонкой (толщиной 0,3 мм) конической оболочки с выдавленной резьбой из сплава Д16, который после штампования обжигали, т.е. в итоге имели материал уплотнителя Д16М. Проводили деформирование уплотнителя радиальным распором на конечный размер резьбы ЗШ-178 в условиях ползучести при 200°С и напряжении 17 кг/мм с последующими разгрузкой и охлаждением в воде. После наворачивания и затяжки уплотнителя на ниппель уплотнитель вновь нагревали до 200°С.

Формул а изо бретени я

жение 17 кг/мм2 с последующим охлажде-радиальном направлении при 200°С, а охнием в воде, а после соединения ведут на-лаждение ведут со скоростью 1,5°С/с. грев до температуры, при которой

осуществляли деформирование.4. Способ по пп.1-3, отличающий2.Способ по п.1,отличающийся5 ся тем, что, с целью расширения техноло- тем, что перед соединением уплотнителя сгических возможностей за счет использова- ниппелем его деформируют путем раздачиния в касчестве материала уплотнителя в радиальном направлении при 200 С, а ох-закаливаемых алюминиевых сплавов при лаждение ведут со скоростью 1,5°С/с.деформировании, уплотнитель дополни3.Способ по п. 1,отличающийся10 тельно нагревают до температуры закалки, тем, что перед соединением уплотнителя са после соединения уплотнителя с одним из муфтой его деформируют путем обжима вэлементов замка нагрев ведут до 200°С.