Резьбовое соединение бурильных труб Советский патент 1981 года по МПК E21B17/42 

(54) РЕЗЬБСеОЕ СОЕДИНЕНИЕ БУРИЛЬНЫХ ТРУБ

I

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

Известны резьбовые соединения труб включающие муфту и ниппель с резьбовыми коническими участками и коническими уплотните льны ми поверхностями с той же конусностью fl. и .

Однако на резьбовые соединения бурильных труб в процессе эксплуатации действуют значительные статические и динамические нагрузки, такие как осевая нагрузка, изгибающий и крутящий моменты. В данных конических резьбовых соединениях витки резьбы в осевом направлении нагружены неравномерно, прчем расположенйые на наружных краях соединения витки резьбы воспринимают значительное осевое усилие. Это приводит к заклиниванию витков резьбы, в результате чего Возникает статическое. или усталостное разрушение в основании резьбьи

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

Указанная цель достигается тем, что одна из сопрягаюишхся резьбовых поверхностей смещена внутрь тела детали по нормали к оси соединения на величину Ь t S4U где S - гарантированный радиальный зазор между средними линиями резьб муфты и ниппеля при затянутом соединении, мм , U - радиальное смещение одной КЗ сопрягающихся резьбовых поверхностей соединения, определяемое из условия прочности, мм.

На фиг. 1 схематически показано резьбовое соединение бурильных труб, гфодольное сечение, на фиг. 2 - соединение в исходном (незатянутом) состоянии, на фиг, 3 - схема распределения зазоров в резьбе при затянутом соединении.

Резьбовое соединение бурильных труб содержит муфту 1 и ниппель 2, имею щие конические уилотнительные поверхности 3 и 4 на муфте и 5 и 6 на ниппеле и свилчшзаемые между собой по коническим резьбам 7 и 8. Обе сопрягаемые резьбы изготавлива ются с одним углом конусности 1% . При этом, по крайней мере, для одной из сопрягающихся резьб конусная поверхность на участке нагрузки резьбы утоплена внутрь детали в радиальном направлении на величину Ь, являющей ся суммой радиального смещен чя U резь бового участка соединения, определяемог из условия прочности и гарантированного радиального зазора S между средними линиями резьб муфты и ниппеля при плот ном соединении. Это равноценно смещению среднего конуса резьбы вдоль оси конуса на величину а (фиг, 2) dtnt-ctcf PI. При наворачившпш муфты на ниппель в момент соприкосновения onopiibix конических поверхностей Зи5и4и6в резьбе имеется радиальное смещение средних линий на величину t). Дальнейшая затяжка соединения приводит к относительному перемещению сопрягаемых дета лей вдоль оси на величину 0, (i,-S)ciGg p. Первоначальный зазор в в средней части резьбы при доворачивании резьбового Joeдинeния после соприкосновения конических сопрягающихся поверхностей уменьшается на величину Us S , и станет равным гарантированному радиаль ному зазору . Так как первоначальный зазор при доворачивании резьбового соединения выб рается лшдь частично, заклинивания-резь бы не произойдет. Вблизи же коннов резь бы за счгет радиальных нагрузок на конических поверхностях (фиг. З) возникнут радиальные деформации, приводящие к образованию дополнительной разности средних , диаметров сопрягаемых резьб, что приведет к более равномэрному распределению нагрузки по длине резьбы. Таким образом, данное резьбовое , соединение бурильных труб, освобождая частично резьбу от нагрузок, связанных с обеспечением плотности к передачей крутящего и изгибающего моментов, позволяет одновременно обеспечить более рациональное распределение нагрузок по виткам резьбы. Формула изобретения Резьбовое соединение бурильных труб, содержащее муфту и ниппель, свинчивае мыв по конической резьбе и имеющие конические уплотнлтельные поверхности с той же конусностью, отличающееся тем, что с целью повыщения прочности соединения с обеспечением герметичности за счет разгрузки витков резьбы на ко{щевых участках, одна из сопрягающихся резьбовых поверхностей смещена внутрь тела детали по нормали к оси соединения на величину , где S - гарантированный радиальный зазор между средними линиями резьб муфты и ниппеля при затянутом соединении, мм, U - радиальное смещение одной из сопрягающихCSL резьбовых поверхностей соединения, определяемое из условия прочности, мм. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Патент ФРГ № 8129О5, кл. 5 а, 17/02, опублик, 1951. 2. Патент ФРГ № 812935, кл. 5 а,-. 17/02, опублик. 1952.

/