Резьбовое соединение обсадной трубы

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, а именно для крепления как вертикальных, так наклонных и горизонтальных скважин при их строительстве. Технический результат – повышение прочности обсадной трубы. Резьбовое соединение обсадной трубы включает тело трубы с низкопрофильной конической трапецеидальной резьбой на концах, муфту с ответно выполненной резьбой на концах, в средней внутренней части муфты с возможностью взаимодействия с торцами тела трубы выполнен бурт. При этом расстояния от основной плоскости резьбы муфты до бурта и от основной плоскости резьбы тела трубы до его торца равны и выполнены с одинаковыми отрицательным и положительным допусками соответственно, величина указанного допуска составляет 1,10-1,15 величины отклонения шага резьбы на всей длины резьбы с полным профилем. 4 ил.

 

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, а именно для крепления как вертикальных, так наклонных и горизонтальных скважин при их строительстве.

Известно резьбовое соединение обсадной трубы, включающее тело трубы с наружной резьбой на концах, муфты с ответно выполненными внутренней резьбой (см. кн.: Баграмов Р.А. Буровые машины и комплексы. - М.: Недра, 1988, с. 90-93).

Недостатком известного устройства является недостаточная прочность резьбового соединения вследствие возможности касания витков резьбы тела трубы и муфты по упорной и передней поверхности. При приложении осевой нагрузки или изгибе обсадной трубы, например, при опускании в наклонную или горизонтальную скважину, это может привести к неравномерному нагружению витков.

Известно резьбовое соединение обсадной трубы, включающее тонкостенную трубу с наружной низкопрофильной резьбой на концах, муфты с ответно выполненными внутренней резьбой (см. ГОСТ 632-80. Трубы обсадные и муфты к ним, с. 33-37, черт. 8-11), которое принято за прототип.

Выполнение резьбы низкопрофильной, например, трапецеидальной, обеспечивает высокую прочность резьбы при ее нарезке на трубу с тонкой стенкой.

Недостатком известного устройства является недостаточная прочность трубы вследствие невозможности равномерного нагружения витков резьбы. Это связано с тем, что соединении тела трубы с муфтой не всегда гарантируется касание упорных поверхностей всех витков.

Целью предлагаемого технического решения является повышение прочности резьбового соединения обсадной трубы.

Указанная цель достигается тем, что в резьбовом соединении обсадной трубы, включающем тело трубы с низкопрофильной конической трапецеидальной резьбой на концах, муфту с ответно выполненными резьбой на концах и буртом между ними, при этом расстояния от основной плоскости резьбы муфты до бурта и от основной плоскости резьбы тела трубы до его торца равны и выполнены с одинаковым отрицательным и положительным допуском соответственно, величина указанного допуска составляет 1,1-1,15 величины отклонения шага резьбы на всей длины резьбы с полным профилем.

Предлагаемое устройство поясняется чертежом.

На фиг. 1 изображена предлагаемое резьбовое соединение обсадной трубы с муфтой, продольный разрез;

На фиг. 2 - общий вид соединения витков резьбы;

На фиг. 3 - резьбовое соединение обсадной трубы (начальный момент свинчивания);

На фиг. 4 - резьбовое соединение при полной затяжке резьбы.

Резьбовое соединение обсадной трубы содержит тело 1 (фиг. 1) из тонкостенной трубы, на концах которого выполнены, например, низкопрофильные трапецеидальные резьбы 2 (фиг. 2), муфту 3 с ответно выполненными внутренней резьбой 4. В средней внутренней части муфты 3 выполнен бурт 5 с возможностью взаимодействия с торцом 6 тела 1 трубы. Размеры обсадной трубы и резьбы следующие: наружный диаметр «D» и толщина стенки «S» тела 1 трубы, средний диаметр резьбы в основной плоскости «D0», угол профиля «ϕ» и шаг «t» резьбы, а также углы наклона упорной поверхности 7 «α1» и передней поверхности 8 «α2» профиля резьбы относительно нормали к оси резьбы. При этом, как правило, с целью снижения момента свинчивания резьбового соединения угол «α2» принимается больше угла трения, составляющего 9-10°. Угол наклона упорной поверхности 7 «α1», с целью предотвращения скольжения упорных поверхностей витков принимается минимальным, составляющим 3-4°.

Номинальное расстояние от основной плоскости 9 резьбы 2 тела 1 трубы до торца 6 и расстояние от основной плоскости 10 резьбы 4 муфты 3 до бурта 5 выполняется одинаковым и равным «L» (фиг. 3 и 4). Размер L может быть выполнен с определенным допуском «δ» для тела 1 трубы и муфты 3. С целью обеспечения гарантированного взаимодействия торца 6 тела 1 трубы с буртом 5 допуск размера «L» для тела 1 принимается положительным, а для муфты 3 - отрицательным. Пусть число витков резьбы обсадной трубы с полным профилем равно «n». При этом суммарный допуск на шаг «t» на всю длину резьбы обозначим как «Δ», т.е. n⋅t±Δ.

Свинчивание резьбового соединения обсадной трубы осуществляется следующим образом.

При свинчивании тела 1 трубы с муфтой 3 (фиг. 3) расстояние между торцом 6 тела 1 трубы и буртом 5 уменьшается до нуля (фиг. 3). Так как допуск «δ» на размер «L» тела 1 трубы положительный, в момент касания торца 6 с буртом 5, основная плоскость 9 резьбы 2 не совпадает с основной плоскостью 10 резьбы 4 муфты 3. При дальнейшем свинчивании резьбы длина резьбовой части «L» тела 1 снижается, а муфты 3 - увеличивается. Происходит также увеличение длины элементов резьбы: выступов и впадин (на фиг. не указаны) муфты 3. С целью обеспечения контакта упорной поверхности 7 резьбы 2 тела 1 и резьбы 4 муфты 3 величина допуска «δ» размер «L» не должен быть меньше отклонения «Δ» шага резьбы на всей длине резьбы с полным профилем. Для исключения чрезмерного натяга величина допуска «δ» на размер «L» должен составит 1,10-1,15 отклонения «Δ» шага резьбы на всей длине резьбы с полным профилем, т.е. δ=(1,10-1,15)⋅Δ.

Работа резьбового соединения обсадной трубы.

Тело обсадной трубы и резьбовое соединение испытывают осевую нагрузку, крутящий момент и изгиб вследствие искривления скважины. Натяг резьбового соединения на величину, превышающую отклонение шага резьбы на всей длине резьбы с полным профилем, обеспечивает контакт упорной поверхности резьбы.

При приложении на обсадную трубу осевой растягивающей нагрузки снижается контактное напряжение между торцом 6 и буртом 5. Вследствие восприятия части усилия затяжки торцом 6 и буртом 5, контактное напряжение на передней поверхности 8 незначительное. При действии на обсадную трубу изгибающего момента не происходит отрыв упорных поверхностей 7 витков резьбы тела 1 и муфты 3.

Таким образом, достаточным натягом резьбы с обеспечением гарантированного контакта упорных поверхностей витков резьбы тела трубы и муфты предотвращается срыв и смятие передних поверхностей резьбы.

Резьбовое соединение обсадной трубы, включающее тело трубы с низкопрофильной конической трапецеидальной резьбой на концах, муфту с ответно выполненной резьбой на концах, отличающееся тем, что в средней внутренней части муфты с возможностью взаимодействия с торцами тела трубы выполнен бурт, при этом расстояния от основной плоскости резьбы муфты до бурта и от основной плоскости резьбы тела трубы до его торца равны и выполнены с одинаковыми отрицательным и положительным допусками соответственно, величина указанного допуска составляет 1,10-1,15 величины отклонения шага резьбы на всей длины резьбы с полным профилем.



 

Похожие патенты:

Группа изобретений относится к резьбовым трубам и муфтам для таких труб. Технический результат – создание уплотнения с точкой максимального контактного напряжения, расположенной достаточно далеко от конца ниппельной части, ограничивая при этом величину зазора.

Группа изобретений относится к нефтепромысловым трубам с резьбовыми соединениями, предназначенным для крепления стенки ствола пробуренной скважины. Резьбовое соединение обсадных и насосно-компрессорных труб имеет резьбовую часть, а также конструкцию герметизирующего узла типа «металл-металл», которая представляет собой комбинацию уплотнительных элементов, обеспечивающих 100% эффективность работы соединения на сжатие и растяжение, в том числе при воздействии внутреннего и внешнего давления среды, что обеспечивается выполнением требований по соотношению размеров уплотнения типа «сфера-конус», в котором радиальная уплотнительная поверхность выполнена с двумя последовательно расположенными тороидальными поверхностями, которые при осевом контакте заплечиков образуют с ответной уплотнительной поверхностью охватывающего элемента два уплотнения, сохраняющие герметичность при любом сочетании нагрузок.

Изобретение относится к резьбовым соединениям для стальных труб, применяемых в нефтедобывающей отрасли. Резьбовое соединение с сухим смазочным покрытием состоит из сопрягаемых элементов с наружной и внутренней резьбой, имеющих общий контур поверхности.

Изобретение относится к области бурения скважин различного назначения, а именно к конструкции соединений труб с коническими замковыми резьбами. Технический результат - повышение эксплуатационной стойкости замкового соединения, повышение устойчивости замка к изгибу.

Группа изобретений относится к устройству и способу соединения участков трубы, соединенных для образования обсадных колонн для нефтегазовых скважин. Технический результат – отвод напряжения, действующего на колонну труб, уменьшение потери герметичности и/или прочности конструкции.

Группа изобретений относится к области бурения, а именно к скважинным трубным колоннам с соединителями для передачи крутящего момента. Технический результат – увеличение показателя у трубного соединителя несущей способности по крутящему моменту.

Группа изобретений относится к ударно-поворотному бурению для создания ствола скважины большой глубины. Технический результат - минимизация концентрации напряжения в замке.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к соединению насосно-компрессорных труб (НКТ), и может быть использовано при монтаже колонны НКТ в нефтяных и газовых скважинах.

Настоящее изобретение относится к резьбовым соединениям для бурения и/или эксплуатации углеводородных скважин. Узел для образования резьбового соединения, содержащий первый и второй трубные компоненты с осью вращения, причем каждый из них соответственно снабжен на одном из своих концов по меньшей мере первой и второй непрерывными резьбовыми зонами, соответственно выполненными на наружной или внутренней периферийной поверхности компонента в зависимости от того, является резьбовой конец охватываемого или охватывающего типа, в виде первой и второй винтовых линий, каждая из которых снабжена первой и второй образующими конуса.

ТРУБЧАТОЕ СОЕДИНЕНИЕ СО СПИРАЛЬНО ПРОХОДЯЩИМ ВЫСТУПОМ ПЕРЕДАЧИ МОМЕНТА. .

Изобретение относится к скважинной эксплуатационной обсадной колонне, предназначенной для введения в ствол скважины в пласте. Технический результат – улучшение обсадной колонны.

Изобретение относится к насосно-компрессорной трубе. Насосно-компрессорная труба содержит трубу с калиброванными концами и присоединенными к ней патрубками.

Группа изобретений относится к области нефтедобычи. Технический результат – обеспечение легким и функциональным манипулированием компоновкой КНБК в процессе бурения.

Группа изобретений относится к оборудованию, используемому в сочетании с операциями, осуществляемыми в подземных скважинах. Технический результат – высокая устойчивость к износу разъема обсадной колонны.

Изобретение относится к области нефте- и газодобычи, к муфтовым резьбовым соединениям обсадных труб, и может быть использовано для соединения элементов колонн обсадных труб.
Изобретение относится к области строительства и ремонта нефтегазобывающих скважин и, в частности, к области восстановления герметичности эксплуатационной колонны скважины.

Группа изобретений относится к скважинным системам для выполнения окна в обсадной колонне, установленной в стволе скважины, и к указанной обсадной колонне. Технический результат заключается в увеличении срока службы обсадной колонны.

Изобретение относится к способам герметизации обсадных колонн в нефтяной и газовой промышленности. Техническим результатом является сохранение герметичности обсадных колонн в течение всего срока службы.

Изобретение относится к резьбовым соединениям обсадных труб. Техническим результатом является газогерметичность соединения при действии разнонаправленных нагрузок, улучшение характеристик свинчиваемости соединения и увеличении его износостойкости.

Изобретение относится к способам герметизации резьбовых соединений обсадных труб, применяемых в нефтяной и газовой промышленности. Способ герметизации обсадных труб с прокладкой с памятью включает использование упругих и упругопластических деформаций элементов резьбовых соединений.

Группа изобретений относится к резьбовым трубам и муфтам для таких труб. Технический результат – создание уплотнения с точкой максимального контактного напряжения, расположенной достаточно далеко от конца ниппельной части, ограничивая при этом величину зазора.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, а именно для крепления как вертикальных, так наклонных и горизонтальных скважин при их строительстве. Технический результат – повышение прочности обсадной трубы. Резьбовое соединение обсадной трубы включает тело трубы с низкопрофильной конической трапецеидальной резьбой на концах, муфту с ответно выполненной резьбой на концах, в средней внутренней части муфты с возможностью взаимодействия с торцами тела трубы выполнен бурт. При этом расстояния от основной плоскости резьбы муфты до бурта и от основной плоскости резьбы тела трубы до его торца равны и выполнены с одинаковыми отрицательным и положительным допусками соответственно, величина указанного допуска составляет 1,10-1,15 величины отклонения шага резьбы на всей длины резьбы с полным профилем. 4 ил.

Наверх