Замковое соединение бурильных труб Советский патент 1980 года по МПК E21B17/42 F16L15/00 

Изобретение относится к области бурения скважин на нефть, газ, воду и другие полезные ископаемые, в частности к конструкции резьбовых соединений бурильной колонны.

Известны резьбовые соединения, в которых герметичность достигается заполнением впадин резьбы слоем мягкого металла . .

Недостатком этих соединений является сохранение свойств герметичности только при однократном свинчивании ввиду пластических деформаций герметизирующих поверхностей.

Известно замковое устройство бурильных труб, включающее муфту и ниппель с резьбовыми и нерезьбовыми участками, имеющее уплотнительное эластичное кольцо, размещенное в кольцевой канавке на безрезьбовых участках ниппеля 2.

Недостатком этого соединения является возможность повреждения уплотняющего эластичного элемента ввиду нревыщения наружным диаметром уплотняющего элемента наружного диаметра охватывающей детали, что приводит к потери герметичности резьбового соединения.

Цель изобретения - повыщение герметичности соединения труб.

Цель достигается тем, что основание

кольцевой канавки имеет угол наклона больще угла конусности резьбы на величину, не превышающую угол трения контактирующих пар.

На фиг. 1 показано замковое соединение бурильных труб в разрезе; на фиг. 2 - узел I на фиг. 1.

Замковое соединение бурильных труб включает ниппель I и муфту 2 с резьбовыми 3 и безрезьбовыми 4 участками. На безрезьбовом участке ниппеля, в кольцевой канавке 5, размещено эластичное уплотнительное кольцо 6. Кольцевая канавка 5 имеет стенки 7, выполненные перпендикулярными к оси соединения, и основание 8, выполненное с наклона ai больше угла конусности «2 резьбы 3 на величину, не нревышающую угол трения контактирующих нар.

В резьбовом соединении уплотняющий эластичный элемент находнтся в сечении, соответствующем наименьщему диаметру канавки (см. фиг. 2, пунктир). Наружный диаметр уплотняющего элемента при этом

незначительно выступает за наружный диаметр Ниппеля в coOTBeTCTBj-ющем сечении, обеспечивая контакт с конической безрезьбовой поверхностью муфты, что способствует его сколь кению или перекатыванию и

предупреждает его от повреждения при

вводе в муфтовую часть и последующем свинчивании. Когда резьбовое соединение находится под внутренним давлением, под действием силы давления среды уплотняющий элемент смещается вдоль оси соединения в направлении отрицательного градиента давления, т. е. в направлении сужения кольцевой канавки. При этом возрастает давление на поверхностях контакта уплотняющего элемента с дном канавки (ниппель) и с конической расточкой (муфтой), что повышает герметичность и надежность уплотнения.

При снятии внутреннего давления упругий элемент возвращается в исходное положение, что предохраняет его от повреждения при разборке соединения.

Использование соединения позволит уменьшить вероятность аварий с бурильным инструментом по резьбовой части ввиду частых коррозионно-усталостных поломок, уменьшится объем спуско-подъемных операций для замены промытого инструмента, удлиняется срок службы соединения бурильной трубы.

Формула изобретения

Замковое соединение бурильных труб, включающее муфту и ниппель с резьбовыми и безрезьбовыми коническими участками и уплотнительное эластичное кольцо, размещенное в кольцевой канавке на безрезьбовом участке ниппеля, отличающееся тем, что, с целью повыщения герметичности соединения, основание кольцевой канавки имеет угол наклона больше угла конусности резьбы на величину, не превышаюшую угол трения контактирующих пар.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 177809, кл. Е 21В 17/08, 22.07.61.

2.Патент США № 2150221, кл. 285- 332.3, опублик. 14.03.39 (прототип).