Способ изготовления стальных бурильных труб для проходки термальных скважин с уплотнителями

 

Использование: металлургия, нефтяная промышленность. Сущность изобретения: уплотнители из алюминиевых сплавов в виде тонкостей ной конической оболочки с выдавленной резьбой деформируют при температуре, равной 0,2-0,65 температуры плавления материала уплотнения, напряжении 17 кг/мм , охлаждают в воде, соединяют с одним из элементов замка, нагревают до температуры, при которой осуществляли деформирование. Уплотнитель для ниппеля раздают в радиальном направлении при 200°С, охлаждают со скоростью 1,5°С/с. Уплотнитель для муфты обжимают в радиальном направлении при 200°С, охлаждают со скоростью 1,5°С/с. 1 н.э.п., 3 з.п.ф-лы,

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 5 В 23 P 11/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4908302/27 (22) 23,10.90 (46) 30,09.92. Бюл. № 36 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт разработки и эксплуатации нефтепромысловых труб (72) В.И,Горелов и С.С.Субботин (56) Заявка ПНР ¹ 257979, Е 21 В, опубл. 1988. (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СТАЛЬНЫХ

БУРИЛЬНЫХ ТРУБ ДЛЯ ПРОХОДКИ ТЕРМАЛЬНЫХ СКВАЖИН С УПЛОТНИТЕЛЯМИ (57) Использование: металлургия, нефтяная п ромы шлен ность. Сущность изобретения:

Изобретение относится к способам термомеханической обработки металлов и может найти применение в металлургии и нефтяной промышленности.

Известен способ изготовления стальных бурильных труб для проходки термальных скважин с уплотнителями, включающий изготовление трубы, изготовление замков с упорными стыками на замковой резьбе, соединение замков с трубой (В,А.Ткаченко и др. Трубы для нефтяной промышленности.

М,; Маталлургия, 1986, с.77, 193, рис.22), Недостатком труб, изготовленных по известному способу, является то, что при использовании их в термальных скважинах герметизирующие упорные стыки раскрываются и бурильная колонна теряет герметичность, Наиболее близким к предлагаемому способу по технической сущности и дости Ы,, 1764923 Al уплотнители из алюминиевых сплавов в виде тонкостенной конической оболочки с выдавленной резьбой деформируют при температуре, равной 0,2 — 0,65 температуры плавления материала уплотнения, напряжении 17 кг/мм2, охлаждают в воде, соединяют с одним из элементов замка, нагревают до температуры, при которой осуществляли деформирование, Уплотнитель для ниппеля раздают в радиальном направлении при

200 С, охлаждают со скоростью 1,5 С/с. Уплотнитель для муфты обжимают в радиальном направлении при 200 С, охлаждают со скоростью 1,5 С/с, 1 н.з.п., 3 з.п,ф-лы, гаемому результату является способ изготовления стальных бурильных труб для и проходки термальных скважин с уплотнителями, включающий изготовление трубы, изготовление замков в виде муфты и ! РЪ,. ниппеля, изготовление уплотнителей в виде Д тонкостенной конической оболочки с выдав- Ч ) ленной резьбой, соединение уплотнителя с одним из элементов замка, соединение зам- () ка с трубой — заявка ПНР N 257979, кл. Е 21

В, 1988.

Недостатком известного способа является то, что не предусмотрено использование уплотнителей в термальных условиях, Кроме того, в известном способе соединение уплотнителя с замковой резьбой выполнено за счет адгезии материала уплотнителя, что плохо согласуется с вибрационными и ударными нагрузками, которым подвергается бурильная колонна. Для лю1764923

10 ных труб для проходки термальных сква- 15

50 бых адгезионных материалов вибрационные и ударные нагрузки, действующие на бурильную колонну в условиях повышенной температуры черезмерны. B итоге все это снижает надежность бурильных труб при проходке термальных скважин, Цель изобретения — повышение надежности труб за счет фиксации уплотнителя на одном из элементов резьбы путем использования ползучести и самопроизвольного уплотнения в процессе бурения термальных скважин.

Поставленная цель достигается тем, что в способе изготовления стальных бурильжин с уплотнителями, включающем изготовление трубы, изготовление замков в виде муфты и ниппеля, изготовление уплотнителей в виде тонкостенной конической оболочки с выдавленной резьбой, соединение уплотнителя с одним из элементов замка, соединение замков с трубой, — в отличие от прототипа, в качестве материала уплотнителя используют алюминиевые сплавы, перед соединением уплотнителя с одним из элементов замка осуществляют его деформирование при температуре, равной 0,2—

0,65 температуры плавления материала уплотнителя напряжением 17 кг/мм с пог следующим охлаждением в воде, а после соединения ведут нагрев до температуры, при которой осуществляли деформирование.

Наилучший результат при соединении уплогнителя с ниппелем получен, когда пе- - ---=.- - ред соединением уплотнитель деформируют путем раздачи в радиал ьном направлении при температуре 200 С, охлаждение ведут со скоростью 1,5 С/с.

Наилучший результат при соединении уплотнйтеля с муфтой получен, когда перед соединением уплотнитель деформируют путем обжима в радиальном направлении при температуре 200 С, а охлаждение ведут со скоростью 1,5 С/с, Наилучший результат для закаливаемых алюминиевых сплавов получен при деформировании и нагреве до температуры закалки, а после соединения уплотнителя с одним из элементов замка — при нагреве до

200 С.

Наличие указанных выше признаков свидетельствует о соответствии технического решения критерию "новизна".

Аналогичных технических решений, в которых остаточная деформация фиксировалась в процессе проведения пластической деформации в условиях ползучести, а последующий нагрев проводился с проведением обратной ползучести, авторами не об25

45 наружено. На основании этого можно сделать вывод о соответствии предлагаемого технического решения критерию "существенные отличия".

Предлагаемый способ позволяет повысить надежность закрепления уплотнителя на резьбовом элементе бурильной трубы за счет обратной ползучести, Кроме того, способ позволяет повысить герметичность резьбового соединения в замковой резьбе за счет того, что уплотнитель выполнен из алюминиевого сплава и вследствие того, что коэффициент линейного расширения алюминиевых сплавов больше коэффицбиента линейного расширения стали (23 10 и 11х х10 соответственно) при бурении термальных скважин уплотнитель будет самоуплотняться и повышать герметичность резьбового соединения. Следовательно, заявляемое техническое решение обеспечивает получение положительного эффекта, Пример, Брали трубу В-114Х9-Д ГОСТ

631+75 с ниппелем и муфтой замка ЗШ-178 по, ГОСТ 631-75. Изготавливали взрывным штампованием под замковую резьбу 3-147 замка ЗШ-178 уплотнитель в виде тонкой (толщиной 0,3 мм) конической оболочки с выдавленной резьбой из сплава Д16, который после штампования обжигали, т.е, в итоге имели материал уплотнителя Д16М.

Проводили деформирование уплотнителя радиальным распором на конечный размер резьбы ЗШ-178 в условиях ползучести при

200 С и напряжении 17 кг/мм с последующими разгрузкой и охлаждением в воде. После наворачивания и затяжки уплотнителя на ниппель уплотнитель вновь нагревали до

2000С, Формула изобретения

1. Способ изготовления стальных бурильных труб для проходки термальных скважин с уплотнителями, включающий изготовление трубы, изготовление замков в виде муфты и ниппеля, изготовление уплотнителей в виде тонкостенной конической оболочки с выдавленной резьбой, соединение уплотнителя с одним из элементов замка, соединение замков с трубой, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения надежности труб за счет фиксации уплотнителя на одном из элементов резьбы путем использования обратной ползучести и самопроизвольного уплотнения в процессе бурения терминальных скважин, в качестве материалов уплотнителя используют алюминиевые сплавы, перед соединением уплотнителя с одним из элементов замка осуществляют его деформирование при температуре, равной 0,2 — 0,65 температуры плавления материала уплотнителя, напря1764923 радиальном направлении при 200 С, а охлаждение ведут со скоростью 1,5 С/с.

Составитель С, Субботин

Редактор Т. Орловская Техред М.Моргентал Корректор Н. Милюкова

Заказ 3340 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 жение 17 кг/мм с последуюшим охлаждением в воде, а после соединения ведут нагрев до температуры, при которой осуществляли деформирование.

2. Способпоп1,отличающийся тем, что перед соединением уплотнителя с ниппелем его деформируют путем раздачи в радиальном направлении при 200 С, а охлаждение ведут со скоростью 1,5 C/c.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что перед соединением уплотнителя с муфтой его деформируют путем обжима в

4. Способ по пп.1 — 3, о тл и ч а ю щ и й5 с я тем, что. с целью расширения технологических возможностей за счет использования в касчестве материала уплотнителя закаливаемых алюминиевых сплавов при деформировании, уплотнитель дополни10 тельно нагревают до температуры закалки, а после соединения уплотнителя с одним из элементов замка нагрев ведут до 200 С,