Резьбовое соединение бурильных труб

 

Изобретение относится к буровой технике. Цель - повышение надежности соединения путем обеспечения равнопрочности его деталей. Соединение содержит ниппель 1 и муфту 2, выполненные из различных материалов и соединяемые цилиндрической резьбой с упорным стыком 3. Равнопрочность деталей соединений сопротивлению усталости достигают при отношении изгибающих моментов опасных сечений ниппеля и муфты 0,38...0,5. Средний диаметр резьбы определяют из математического соотношения с учетом среднего диаметра и глубины резьбы, наружного и внутреннего диаметров соединения и с учетом предела текучести материалов охватываемой и охватывающей деталей. Оптимальное соотношение предельных изгибающих моментов опасных сечений ниппеля 1 и муфты 2 определяют испытанием на усталость различных размеров резьбовых соединений. 1 ил., 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

583

09) (И) .

А1 (51)5 Е 21 В 17/042

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСНОМУ СВИДЕЧ ЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И (ЛКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4349861/23-03 .(22) 25.12 ° 87 (46) 07.08.90. Бюл. Р 29 (7 1) Специальное конструкторское бюро Всесоюзного промышленного объединения "Союзгеотехника" (72) Л.А.Лачинян (53) 622,24.053(088.8) (56) Трубы ЛБТН-54. ТУ 41-01-363-79, (54) РЕЗЬБОВОЕ СОЕДИНЕНИЕ БУРИЛЬНЫХ

ТРУБ (») Изобретение относится к буровой технике. 11ель — повышение надежности соединения путем обеспечения равнопрочности его деталей. Соединение содержит ниппель 1 и муфту 2, выполненные из различных материалов и

2 соединяемые цилиндрической резьбой с упорным стыком 3. Равнопрочность деталей соединений сопротивлению усталости достигают при отношении изгибающих моментов опасных сечений . ниппеля и муфты 0,38-0,5. Средний диаметр резьбы определяют из математического соотношения с учетом сред-. него диаметра и глубины резьбы, на.ружного и внутреннего диаметров соединения и с учетом предела текучести материалов охватываемой и охватывающей деталей. Оптимальное соотношение предельных изгибающих моментов опасных сечений ниппеля 1 и муфты 2 определяют испытанием на усталость разлйчных размеров резьбовых соединений. 1 ил., 1 табл.

1583583

И Им н он 1?м и> где d >

Ри»?

Изобретение относится.к буровой технике и касается соединения бурильных труб с цилиндрической резьбой, применяемых при высокооборотном алмазном бурении, Цель изобретения — повышение надежности соединения путем обеспечения равнопрочности его деталей.

На чертеже изображена схема реэьбового соединения трубы с цилиндрической резьбой.

Реэьбовое соединение бурильных труб содержит охватываемую деталь (ниппель) 1 и охватывающую деталь (муфту) 2, соединяемые цилиндрической резьбой с упорным стыком 3 и выполненные из разных материалов.

Опасные с точки зрения прочности сечения ниппеля и муфты обозначены @ соответственно 4 и 5. и

Равнопрочность деталей соедине-! ний сопротивлению усталости достигается при отношении изгибающих моментов опасных сечений ниппеля и муф - 25 ты 0,38-0,5, а средний диаметр резьбы определяют из соотношения» (? Š— t) — ? 1- Ь

И t.) QD - (d + )+Я ср

ЗО

= 0,38-0,5, (1) где d — средний диаметр резьср бы, м;

D u d — соответственно наружный и внутренний диаметры соединения,м;

t — глубина резьбы,м; — пределы теку че с ти ма териалов охватываемой и охв атыв ающей деталей, Па.

Отношение изгибающих моментов .Г опасных сечений ниппеля и муфты определяется равенством где М, ?1., — предельные изгибающие

Н моменты опасных сечений ниппеля и муфты,Нм;

V„;, И„, — осевые моменты сопротивления изгибу опасных сечений ниппеля и муфты, м

Оптимальное отношение Mt,!M с точS5 ки зрения равнопрочности ниппеля и

4 муфты сопротивлению усталости определяе тся испытан иям и н а устало сть различных размеров реэьбовых соединений при неизменных D u d и изменяющемся размере наружного диаметра резьбы dy.

В таблице приведены результаты расчета отношений изгибающих моментов опасных сечений деталей, выполненных из разного материала (например, сплав Д16Т и сталь 40ХН) при бж н 1 и м н дартных метрических резьб, а также результаты натурных испытаний на усталость соединений с различными размерами резьб при энакопеременном изгибе.

Как видно из результатов, приве денных в таблице,равнопрочность деталей достигается при одном и том же условии, когда отношение ИН/М, согласно экспериментальным данным, находится в пределах 0,38 0,5.

Подставив полученное значение в выражение (2) и раскрывая значения

И„ и И„„, получим выражение (1).

Формула из обре т ения

Реэьбовое соединение бурильных ,труб, включающее ниппель и муфту, выполненные из разных материалов и соединяемые цилиндрической резьбой с упорным стыком, о т л и ч а ю щ е— е с я тем, что, с целью повышения надежности соединения путем обеспечения равнопрочности его деталей сопротивлению усталости, отношение изгибающих моментов опасных сечений ниппеля и муфты принимают 0,38-0,5, а средний диаметр резьбы определяют иэ соотношения

D((dc2 — t) — d 3 йн (й — с) fD4 — (d + с)»)Ь

= 0,38-0 5 среди ий ди аме тр ре э ь бы, м; соответственно наружный и внутренний диаметры соединения, м; глубина резьбы, м; пределы текучести материалов охватываемой и охватывающей деталей, Па.

1583583

Отношение изгибающих моментов опасного сечения ниплеля и муфты (М /И„) при различных соотношеяиях пределов текучести материала муфты и нилпеля (6ц/6 ) M 1 кгм

6 29

83 м 83 — — -2,86

29 м 77 2,2

П р и м е ч а н и е. Глубина резьбы t 2,0 ìì äëÿ d ä 33 мм и с 2,5 мм для резьб остальных диаметров: D 54 мм, d 22 мм (при / 6z <1) и d 28 мм (при 6 /6„) 1).

Составитель В.Родина

Техред Л.Сердюкова Корректор М.Пожо

Редактор С.Пекарь

Заказ 2238 Тираж 468 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óæãîðîä, ул. Гагарина,101

Наружный ди яме тр резьбы, 1„,мм

33

36

39

42

0,343

0,501

0,805

1,265

0,119

0,208

0,385

0 35 — — 0 40

6м .32

1 80

0,301

0,440

0,706

1,110 м 80

2,50

6я 32

0,136

0,238

0,440

3й м 35

- 0,45 (,„77

0,265

0,385

О, 619

0,974

0,156

0,271

0,501

Предельный -. изгибающий момент, 70

88