Резьбовое соединение бурильных труб

 

Союз Советскнк

Социалистнческнн

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (i j1 002507 (61) Дополнительное к авт. саид-ву— (22) Заявлено 131181 (21) 3354978/22-03 с присоединением заявки ¹

ls

Государственный комитет

СССР но делам изобретений н открытий (23) Приоритет(53) УДК622.245. .13(088.8) Опубликовано 070383., Бюллетень № 9

Дата опубликования описания 070383

У

Н.Д. 63ербюк, A.È. Барышников и Ю.И. Ра анчак."::

Ф

/ с

Ъ ь

Всесоюзный ордена Трудового Красного ни,-. "- .. :,.,-:."/ научно-исследовательский институт буровой йиржи,.

/ (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) РЕЗЬБОВОЕ СОЕДИНЕНИЕ БУРИЛЬНЫХ

ТРУБ

Изобретение относится к буровой технике, а именно к замковым реэьбовым соединениям бурильных труб, имеющим средства контроля их усталостного повреждения.

Известно резьбовое соединение бурильных труб, включающее ниппель с муфтой, сопрягаемых по конической резьбе, и индикатор усталостных повреждений, состоящий иэ тензодатчиков, размещенных в канавках, выполненных вдоль образующей резьбы f1).

Недостатком этого соединения является то, что витки резьбы ослаблены прорезанными по образующей резьбы канавками, н передача сигнала с тензодатчиков требует сложной аппаратуры. Кроме того, усталостные повреждения резьбового соединения определяются косвенно посредством измерения тензодатчиками динамической составляющей нагрузки на резьбовое соединение, что не обеспечивает необходимой точности контроля за

его состоянием.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является резьбовое соединение бурильных труб, включающее ниппель с муфтой, сопря гаемие пo конической резьбе, и индикатор усталостнйх повреждений, выполненный в виде тонкостенного ци-. линдра, жестко соединенного с внут5 ренней поверхностью ниппеля и имеющего на наружной поверхности концентратор напряжений в виде кольцевого. надреза или наведенной трещины P2).

Однако это резьбовое соединение

10 имеет недостаточную точность контроля усталостных повреждений, так как динамические нагрузки, действующие на резьбовую часть соединения и на индикатор, различные, что вызывает неодинаковое разрушение ниппеля и индикатора, по которому определяют степень повреждения резьбового соединения. При этом осуществляется контроль только ниппельной части

20 резьбового соединения

Цель изобретения — повышечие точности и упрощение контроля за состоянием резьбового соединения бурильных труб.

Поставленная цель достйгается тем, что в резьбовом соединении бурильных труб, включающем ниппель с муфтой, сопрягаемые по конической резьбе, и индикатор усталостных повреждений с концентратором напряжений

1002507 в виде надрезов, последние выполнены во впадинах первых рабочих витков резьбы муфты и ниппеля соответственно со стороны упорного торца муфты и свободного конца ниппеля.

На чертеже изображено резьбовое соединение бурильных труб.

Pезьбовое соединение включает ниппель 1 с муфтой 2, сопряженные конической резьбой, и индикатор усталостных повреждений, состоящий из двух концентраторов напряжений 3 и

4, выполненных во впадинах первых рабочих витков резьбы муфты и нип пеля соответственно со стороны упорного торца муфты и свободного конца 15 ниппеля. Концентраторы напряжений выполнены, например,. в виде острого надреза.

8 процессе работы резьбовое соединение бурильных труб воспринимает как динамические, так и статические нагрузки. При этом на индикатор усталостных повреждений действуют те же нагрузки. Под действием дйнамических нагрузок в резьбовом соединении возникают циклические переменные напряжения, приводящие к образованию и развитию усталостных трещин в ниппеле и муфте соединения.

Наибольшие циклические напряжения gg .под действием динамических нагрузок возникают в первых и последних рабочих витках ниппеля и муфты, т.е. в районе упорного торца муфты и свободного конца ниппеля..При этом муф- 35 та в плоскости первого рабочегр витка относительно ее упорного торца находится в сжатом состоянии от предварительной затяжки соединения, а ниппель в этой плоскости - в растянутом состоянии, что вызывает бо- 40 лее интенсивное развитие усталостных трещин в ниппеле. Наличие концентратора напряжений заданных размеров в муфте в этом сечении способствует одновременному или более быстрому 45 развитию в ией усталостной трещины относительно развития усталостной трещины в ниппеле, являющимся здесь несущим элементом соединения.

В плоскости последних рабочих витков резьбы относительно упорного торца муфты монолитность муфты и ниппеля частично нарушена, поэтому основная часть динамических нагрузок, приложенных к соединению, действует на муфту, что обусловливает преимущественно развитие усталостных трещин в этом сечении муфты. Наличие концентратора напряжений заданных размеров в ниппеле в этом сечении способствует одновременному или более® быстрому развитию в нем усталостных трещин относительно развития усталостных трещин в муфте, являющейся в этом сечении несущим элементом резьбового соединения. 65

Размеры концентраторов напряжений, например глубина, острота и их протяженность, определяются расчетным или экспериментальным путем, исходя из условия обеспечения одновременного или более раннего усталостного разрушения индикатора относительно несущих элементов резьбового соединения.

Таким образом, выполнение индикатора усталостных повреждений согласно описываемому не уменьшает в целом долговечность резьбового соединения.

Повышение точности контроля за состоянием резьбового соединения обеспечено за счег непосредственного воздействия фактических динамических нагрузок на индикатор усталост ных повреждений, так и на резьбовую часть соединения.

Усталостное разрушение упорного торца муфты и свободного конца ниппеля по концентраторам напряжений не приводит к внезапной потере работоспособности всего резьбового соединения, поскольку эти элементы соединения не являются несущими.

Контроль за состоянием резьбового соединения осуществляется визуальным осмотром внешней поверхности муфты вблизи ее упорного торца и свободного конца ниппеля на наличие усталостных повреждений. Контроль ниппеля осуществляют без развинчивания резьбового соединения Ilo наличию усталостной трещины на муфте вблизи ее упорного торца, а контроль муфты - после развинчивания соединения по усталостному повреждению свободного конца ниппеля, В связи с тем, что замковые резьбовые соединения бурильной колонны разрушаются по ниппельной части, контрсль их осуществляется без развинчивания бурильных труб, а разрушение УБТ большого диаметра (свыше

178 мм) может происходить как по ниппелю, так и по муфте, и их контроль осуществляется с развинчиванием всех резьбовых соединений °

Усталостное разрушение муфты вблизи ее упорного торца или свободного конца ниппеля по концентраторам напряжений индикатора усталостных повреждений свидетельствует о том, что ресурс работоспособности контролируемой детали исчерпан, благодаря чему предотвращается аварийная ситуация в скважине.

Технико-экономическая эффективность заключается в увеличении скорости проводки скважины за счет сни-: жения аварий, связанных с поломкой резьбовых соединений бурильных труб от усталостных напряжений.

Формула изобретения

Резьбовое соединение бурильных эруб, .включающее ниппель с муфтой, 1002507

Составитель В. Жаров

Редактор Е. Лазуренко Техред 1С,йыцьо корректор С. Шекмар

Заказ 1484/3 Тираж 601 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, М-35, Рауюская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 сопрягаете по конической резьбе, и индикатор усталостных повреждений с концентратором напряжений в виде надрезов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и упрощения контроля за состоянием реэьбового соединения, надрезы вы- полнены во впадинах первых рабочих витков резьбы муфты и ниппеля соответственно со стороны упорного торца муфты и свободного конца ниппеля. 10

Источники информацин, принятые во внимание прн экспертизе

1. Щербюк H.Ä. н Якубовский H..Â.

Резьбовые соединения труб нефтяного сортамента.и забойных двигателей. М., "Недра", 1974, с. 70.

2. Авторское свидетельство СССР

9 655810, кл. Е 21 В 17/04, 1977 (прототип).

Резьбовое соединение бурильных труб Резьбовое соединение бурильных труб Резьбовое соединение бурильных труб 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области разработки нефтяных и газовых месторождений, в частности к соединениям вертикальных труб подводной водоотделяющей колонны, и представляет собой резьбовое трубное соединение для транспортировки находящихся под высоким давлением корродирующих или загрязняющих текучих сред в трубопроводе или вертикальной колонне, окруженной массой воды и подвергающейся высоким статистическим или динамическим напряжением и изгибающим усилиям
Изобретение относится к области нефтегазовой промышленности и горного дела, а именно бурению скважин, преимущественно глубоких

Изобретение относится к области бурения, в частности к резьбовым соединениям бурильной колонны для ударного бурения
Изобретение относится к соединению конструктивных элементов и может быть использовано при подготовке к эксплуатации и ремонте труб и другого нефтепромыслового оборудования с коническими резьбовыми соединениями

Изобретение относится к прокладкам с высокими антифрикционными свойствами, а именно к прокладкам для контактирующих поверхностей замковых соединений бурильных труб

Изобретение относится к соединительному узлу для труб, применяемых в качестве обсадной трубы скважины, выполненному за одно целое с трубами

Изобретение относится к резьбовому соединению труб, в частности, в нефтяной и газовой промышленности

Изобретение относится к созданию резьбовых соединений, имеющих охватываемый и охватывающий участки, а также к созданию способа изготовления изделия, имеющего резьбу
Наверх