Резьбовое соединение труб
Изобретение относится к буровой технике. Цель - повышение надежности работы за счет уменьшения напряжений во впадинах резьбы. Соединение содержит ниппель и муфту. На витках резьбы ниппеля с нерабочей стороны профиля выполнена по винтовой линии резьбы выемка, имеющая постоянную ширину и переменную высоту, увеличивающуюся от наименее нагруженного витка в сторону упорного уступа ниппеля. При этом рабочая сторона витка контактирует с ответной деталью по всей длине резьбы. При сборке соединения с винтовой выемкой по резьбе ниппеля распределение нагрузки по виткам существенно изменяется. Первый у упорного стыка виток имеет уменьшенную жесткость, т.е. податлив, в результате чего значительная часть нагрузки передается на второй и последующие витки. Это приводит к более равномерному нагружению всех витков. Благодаря этому общая нагрузка, которую воспринимает соединение, существенно увеличивается. Выполнение резьбы с винтовой выемкой повышает предельный момент затяжки и позволяет эксплуатировать бурильные колонны при более высоких нагрузках. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (g))5 Е 21 В 17/042
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
:,гР"fi<;.1:.п,1 с;
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ (К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (54) РЕЗЬБОВОЕ СОЕДИНЕНИЕ ТРУЬ (57) Изобретение относится к буровой технике. Цель — повьппение надежности работы sa счет уменьшения напряжения во впадинах резьбы. Соединение содержит ниппель и муфту. На витках резьбы ниппеля с нерабочей стороны профиля выполнена по винтовой линии резьбы выемка, имеющая постоянную (21) 4342940/23-03
I (22) 14. 12.87 (46) 15.03.90. Бюл. и 10 (71) Специальное конструкторское бюро
Всесоюзного промьппленного объединения "Союзгеотехника" (72) Л.А. Лачинян и В.Д, Тютюнов (53) 622.24.05 (088.8). (56) Решетов Д.Н. Детали машин. М.:
Машиностроение, 1985, с. 130, 131, 148.
Патент США Ф 4629223, кл, Р 16 Ь 15/00, опублик. 1986.
Изобретение относится к буровой технике и касается устройства резьбового соединения бурильных труб с упорным стыком.
Цель изобретения — повышение надежности работы за счет исключения напряжений во впадинах резьбы.
На фиг.1 показано резьбовое соединение труб; на фиг.2 — резьбовой участок соединения прямоугольного профиля с винтовой выемкой на ниппеле; на фиг.3 — эпюра распределения осе.вой силы от затяжки по виткам резьбы на фиг.2; на фиг.4 — резьбовой учас„„SU„„1550078 Д 1
2 ширину и переменную высоту, увеличивающуюся от наименее нагруженного витка в сторону упорного уступа ниппеля. При этом рабочая сторона витка контактирует с ответной деталью по всей длине резьбы. При сборке соединения с винтовой выемкой по резьбе ниппеля распределение нагрузки по виткам существенно изменяется ° Первый у упорного стыка виток имеет уменьшенную жесткость, т.е. податлив, в результате чего значительная часть нагрузки передается на второй и последующие витки. Это приводит к более равномерному нагружению всех витков.
Благодаря этому общая нагрузка, которую воспринимает соединение, существенно увеличивается. Выполнение резьбы с винтовой выемкой повьпнает предельный момент затяжки и позволяет эксплуатировать бурильные колонны
-при более высоких нагрузках. 1 з.п. ф-лы, 5 иле ток соединения треугольного профиля 4 с винтовой выемкой на ниппеле; на фиг.5 — резьбовой участок соединения Q(} прямоугольного профиля с винтовой выемкой на ниппеле и муфте.
Резьбовое соединение (фиг.1) — два соединительных элемента — содержит ниппель 1 с наружной резьбой 2 и муфту 3 с внутренней резьбой 4, сопрягае- Ь мые друг с другом по указанным резьбам и в упорном стыке 5, образованном упорным уступом ниппеля и упорным торцом муфты. На витках резьбы ниппеля 1 (фиг.2) с наружной резьбой с
1550078 нерабочей стороны профиля 6 выполнена по винтовой линии резьбы выемка 7.
Винтовая выемка 7 имеет постоянную ширину а равную, например, полови1
5 не ширины профиля витка, и переменную высоту h увеличивающуюся от наименее нагруженного витка 8 в сторону упорного уступа нипееля. При этом рабочая сторона 9 витка контактирует с ответной деталью по всей длине резьбы. Винтовая выемка 7 может быть выполнена и на обоих соединяемых элементах (фиг.5).
Резьбовое соединение работает следующим образом.
При сборке резьбового соединения с винтовой выемкой по резьбе ниппеля распределение нагрузки по виткам су:щественно изменяется (фиг.2 и 3), так как первый у упорного стыка виток имеет уменьшенную жесткость, т.е. податлив, в результате чего значительная часть нагрузки передается на второй виток. Аналогичное перераспределе- ние нагрузок происходит на последующих витках, что приводит к более равномерному нагружению всех витков, благодаря этому общая нагрузка, которую может воспринимать соединение, существенно увеличивается. Выполнение
30 резьбы с винтовой выемкой постоянной ширины и переменной высоты с нерабочей стороны повышает предельный момент затяжки, что позволяет эксплуатировать бурильные колонны при более высоких нагрузках на породораэрушающий инструмент. Выполнение винтовой выемки с постоянной шириной по длине резьбы и с переменной высотой не изменяет заданный профиль впадин резьбы, т.е. не создает концентраторов напряжений в виде надрезов во впадинах профиля резьбы по ее длине, что повышает надежность работы соединения.
Формула изобретения
1. Резьбовое соединение труб, преимущественно бурильных, включающее два соединительных элемента— ниппель с наружной резьбой и упорным уступом и муфту с внутренней резьбой и упорным торцом и выполненную на одном из соединительных элементов с нерабочей стороны профиля по винтовой линии резьбы выемку, увеличивающуюся в сторону упорного торца, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности работы за счет уменьшения напряжений во впадинах резьбы, винтовая выемка выполнена с постоянной шириной и с переменной высотой.
2 ° Соединение труб по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что винтовая выемка с постоянной шириной и с переменной высотой выполнена и на втором соединительном элементе.
1550078 а,б
5> 40
I 1
20 шпка
Фиг.5
Составитель Б. Родина
Те1хред Л.Сердюкова Корректор C. шекмаР
Редактор М. Келемеш
Заказ 252 Тираж 466 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская,наб., д. 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101
