DE3131904A1 - Hoch gasdichte schraubverbvindung fuer oel- und gasbohrungsrohre - Google Patents
Hoch gasdichte schraubverbvindung fuer oel- und gasbohrungsrohreInfo
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Description
* β β· ββ
β * ο · · ο β· «ο
Hoch, gasdielite Schraubverbindung
für öl- und Gasbohrungsrohre
Seit einigen Jahren werden Gasbohrungen in immer größere
Tiefen vorgetrieben, in denen immer höhere Gasdrücke herrschen, so daß ein Bedarf an einer Schraubverbindung
für Bohrungsrohre besteht, welche eine höhere Zugfestigkeit, eine höhere Gasdichtigkeit sowie eine höhere Widerstandsfähigkeit
gegen Korrosion und Erosion aufweist als ein herkömmliches API-Bund- oder Trapeζgewinde. Unter den
von einer solchen Schraubverbindung geforderten Eigenschaften
spielt die Gasdichtigkeit eine besonders wichtige
Rolle, da der Austritt von brennbaren Gasen brand oder Explosion verursachen kann und der Austritt von
giftigen Gasen, z.B. Schwefelwasserstoff, zu schweren
Unfällen führen kann.
Zur Erzielung einer gasdichten Schraubverbindung ist es
bekannt, das Spiel des Gewindes durch Einhaltung engster Toleranzen bei der Fertigung möglichst -klein zu halten,
das Gewinde mit einem plastisch verformbaren, weichen Metall, z.B. Zinn, zu beschichten und/oder das Gewinde
mit einem Verbund-Schmierstoff zu versehen,· z.B. mit einem mit Kalziumstearat oder Lithiumstearat angedickten
und mit einem feinen· Metallpulver versetzten Mineralöl.
Von Wichtigkeit ist darüber hinaus die Einhaltung eines bestimmten Drehmoments bei einer gegebenen Anzahl
von Umdrehungen beim Anziehen der Schraubverbindung. Selbst bei Anwendung dieser Vorkehrungen läßt sich der
Austritt von Gasen bei den derzeit in Gas- und Ölbohrungen angetroffenen hohen Temperaturen und Drücken
nicht vollständig verhindern. Aus diesem Grund werden zur Verbesserung der Gasdichtigkeit besonders entwickelte
3Ί319-04
Arten von Schraubverbindungen verwendet. Bei einer solchen Art einer Schraubverbindung erfolgt die Abdichtung
durch Metall-zu-Metallkontakt zwischen einem Hippelteil
z.B. eines Stahlrohrs und einem Fassungsteil, z.B. einer Muffe. Bei einer anderen Art von Schraubverbindungen
ist ein Ring aus Polytetrafluoräthylen in eine
Ringnut eingelegt.
Von der vorstehend zuerst genannten Art sind verschiedene Ausführungsformen bekannt. In einer derartigen, in der
japanischen veröffentlichten Patentanmeldung 18096/70 beschriebenen Ausführung ist am inneren Endbereich des
Fassungsteils eine konvexe konische Innenfläche mit einer in ümfangsrichtung verlaufenden Schulter geformt,
von welcher sich eine nicht mit Gewinde versehene Innenfläche zum Ende des Gewindebereichs erstreckt, und das
Endstück des Hippelteils hat eine konkave konische Innenfläche
sowie eine sich vom Ende des Gewindes zum Ende des Nippelteils erstreckende, kein Gewinde aufweisende Außenfläche.
Bei dieser Schraubverbindung erfolgt die Abdichtung dadurch, daß die konkave konische Fläche des Außengewindes
in Metall-zu-Metallkontakt mit der konvexen
konischen Fläche des Innengewindes kommt.
Die offengelegte japanische Patentanmeldung 17125/73
beschreibt eine ähnliche Schraubverbindung,,, bei welcher eine konvexe konische Innenfläche im inneren Endbereich
des Fassungsteils sowie eine sich vom inneren Ende' des Gewindes des Fassungsteils einwärts erstreckende Schrägfläche
geformt sind, während das Hippelteil eine derjenigen des Fassungsteils komplementäre Form hat. Bei
dieser Schraubverbindung ist ein erster Dichtungsbereich wie in der vorstehend beschriebenen Ausführung zwischen
den konkaven und konvexen Schulterflächen gebildet. Ein
zweiter Dichtungsbereich ist durch Metall-zu-Metallkontakt
zwischen der verlängerten Schrägfläche des Fassungsteils und derjenigen des Kippelteils gebildet.
• »· Οβ »Ι »β φ
)> O β O C
Bei den beschriebenen Schraubverbindungen ist durch den
Metall-zu-Metallkontakt eine gute Abdichtung erzielbar,
wobei jedoch noch gewisse Schwierigkeiten auftreten:
In der zuerst beschriebenen Ausführung bildet das Ende des Hippelteils die einzige Abdichtung. Um einen sicher
abdichtenden Metall-zu-Metallkontakt zu erzielen, ist
daher beim Festziehen der Verbindung ein hohes Drehmoment notwendig, damit das durch Ungleichmäßigkeiten
der Bearbeitung hervorgerufene Gewindespiel beseitigt wird. Durch das Festziehen der Verbindung mit sehr hohem
Drehmoment kann, jedoch eine ungleichmäßige plastische
Verformung im Eontaktbereich entstehen. Bei wiederholtem Festziehen und Lösen der Verbindung kann, daher die
ursprünglich vorhandene Dichtwirkung verloren gehen, und durch Fressen des Gewindes kann es· zur Rißbildung kommen.
Dies stellt einen schwerwiegenden Mangel dar, da die Schraubverbindungen bei Futterrohren bis zu dreimal und
bei Bohrgestängen bis zu zehnmal angezogen und gelöst werden müssen, wobei keine Eisse auftreten dürfen und
eine, sichere Dichtwirkung erhalten bleiben muß.
Unter den bei einer Bohrung auftretenden Arbeitsbedingungen spielt die Aufrechterhaltung der Diohtwirkung unter
Einfluß von Zug-, Schub- und Biegekräften eine
erhebliche Rolle. Unter dem Einflß von hohem Innendruck
und starken Zugkräften kann sich der "die komplementären Metallflächen zur Abdichtung in gegenseitiger
Anlage haltende Druck soweit verringern, daß ein gewisses Spiel zwischen den Dichtungsflächen entsteht. Da
ferner die äußerst genau bearbeitete Dichtfläche am Ende des Nippelteils ungeschützt freiliegt, kann sie
selbst bei Anwendung äußerster Sorgfalt im Betrieb verletzt werden, wodurch dann die Abdichtung durch
Anlage der Metallflächen aneinander in Frage gestellt ist.
Bei der vorstehend an zweiter Stelle beschriebenen
Schraubverbindung ergibt sich zwar im Bereich der nicht
mit Gewinde versehenen Schrägflächen ein höherer Anlagedruck zwischen dem Fassungsteil und dem Hippelteil, so
daß beim Festziehen der Verbindung eine vergleichbare Dichtwirkung mit einem erheblich kleineren Drehmoment
erzielbar ist als in der vorstehend beschriebenen Ausführung, der Kontaktbereich zwischen den abgeschrägten
Metallflächen verläuft jedoch nahezu linear, was eine äußerst genaue Bearbeitung des Kontaktbereichs erforderlich
macht. Die Dichtwirkung wird bereits durch das geringste Spiel an irgend einem Teil des Umfangs beeinträchtigt.
Darüber hinaus kommt es unter hoher Belastung zu einer Verschiebung des Kontaktbereichs, wodurch
sich der Kontaktdruck verringert und die Dichtwirkung beeinträchtigt wird.
Die Erfindung schafft eine Schraubverbindung für Gas-
und Ölbohrungsrohre, welche eine hervorragende Gasdichtigkeit aufweist und frei von den Mangeln bekannter
Schraubverbindungen mit Metall~zu-Metällkontakt ist.
Bei einer erfindungsgemäßen Schraubverbindung mit einem ·
ein Innengewinde aufweisenden Fassungsteil "und einem mit diesem verschraubbaren, ein Außengewinde aufweisenden
STippelteil weist ein nicht mit Gewinde versehenes Endstück
des Hippelteüs zwei Schultern und einen sich
dazwischen erstreckenden konischen Abschnitt auf, und das Fassungsteil hat zwei Schultern und einen sich
dazwischen erstreckenden konischen Abschnitt von den Schultern bzw. dem konischen Abschnitt des Mippelteils
komplementärer Form. Beim Festziehen der Verbindung bilden die konischen Abschnitte durch Metall-zu-Metallkontakt
einen ersten Dichtungsbereich. Anschließend kommt dann die näher dem Außengewinde des Nippelteils
geformte Schulter in Anlage an der komplementären Schulter
des Fassungsteils, wodurch der Endzustand beim Festzi hen der Verbindung bestimmt und ein zweiter Dichtungs-
* β β«
bereich gebildet ist. Das nicht mit Gewinde versehene äußerste Endstück des Nippels und die innere Schulter
des Fassungsteils üben dagegen keine Dichtwirkung aus. Bei der erfindungsgemäßen Schraubverbindung sind also
eine konische Fläche für eine erste Abdichtung und eine Schulter zum Ergänzen der Abdichtung· und zum
Begrenzen der Verschraubung nahe beeinander derart ausgebildet, daß eine sichere Abdichtung erzielbar ist.
Im folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Teil-Schnittansicht einer Schraubverbindung
zur Erläuterung des Prinzips der Erfindung,
Fig. 2a eine grafische Darstellung der beim Festziehen
der erfindungsgemäßen Schraubverbindung an der Innenseite des nicht mit Gewinde versehenen Endstücks
des Hippelteils und an der Außenseite des Fassungsteils auftretenden Spannungen,
Fig. 2b eine schematisierte Darstellung eines Prüfverfahrens für die Erstellung der Grafik" nach Fig. 2a,
Fig. 3 eine grafische Darstellung der Beziehungen zwischen
• dem Anzugsdrehmoment und' der Anzahl der Umdrehungen beim Festziehen der Verbindung, *
Fig. 4- bis 7 Teil-Schnittansichten von gasdicht η Schraubverbindungen
in verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung. ;
In Fig. 1 erkennt man das Endstück eines Rohrs 1 mit einem konischen Außengewinde 3j zwei rechtwinklig zur
Achse des Rohrs geformten Schultern 6, 7 und- einem sich
zwischen den beiden Schultern erstreckenden konischen
Abschnitt 8. Ein Fassungsteil 2 hat ein dem Außengewinde
3 komplementäres Innengewinde 3' und zwei Schultern 6',
7' zwischen denen sich ein konischer Abschnitt 8' erstreckt.
Die einander paarweise komplementären Schultern sind so ausgebildet und angeordnet, daß die Schultern 7 und 7'
beim Festziehen der Sehraubverbindung in gegenseitige
Anlage kommen und eine Abdichtung bilden, während die beiden anderen Schultern 6 und 6" durch einen kleinen
Abstand c voneinander getrennt bleiben oder nur in leichte Berührung miteinander kommen, ohne eine wesentliche
Abdichtung zu bilden. Die konischen Abschnitte 8, 8' des Rohrs 1 und des Fassungsteils 2 werden dabei
durch Metall-zu-Metallkontakt als Dichtungsflächen gleicher Neigung wirksam.
Beim Festziehen der Schraubverbindung kommen zunächst
die konischen Abschnitte 8, 8' des Rohrendes Λ und des
Fassungsteils 2 in gegenseitige Anlage und bilden einen ersten Dichtungsbereich. Beim weiteren Festziehen der
Verbindung' ergibt sich zwischen den konischen Abschnitten eine Keilwirkung, durch welche die Dichtwirkung
noch gesteigert wird. Zur Erzielung der bestmöglichen Gasdichtigkeit ohne plastische Verformung des nicht mit
Gewinde versehenen Endstücks des Rohrs ist "die radiale Kompression desselben dadurch begrenzt, daß' die Stufen
7 und 7' in gegenseitige Anlage kommen und beim weiteren
Festziehen der Schraubverbindung einen zweiten Dichtungsbereich bilden. In diesem Zustand verbleibt zwischen den
beiden anderen Schultern 6 und6' ein gewisser Abstand. Es ist nicht von ausschlaggebender Bedeutung, ob die
Schultern am nicht mit Gewindeversehenen Endstück des
Rohrs im rechten Winkel oder in einem anderen Winkel zur Achse des Rohrs geformt sind, da dieser Winkel keinen
Einfluß auf die Gasdichtigkeit hat.
no
4 ί
Die vorstehend beschriebene Schraubverbindung weist im
Hinblick auf die Gasdichtigkeit die folgenden Merkmale
auf:
1.) Durch die Ausbildung des ersten und des zweiten Dichtungsbereichs erhöhen sich die Flächendrücke und
damit die Dichtwirkung.
2.) Durch die Festlegung des Endzustands beim Festziehen
der Verbindung ist der plastischen Verformung und einem
Fressen im ersten Dichtungsbereich und an den Gewinden vorgebeugt. Die Verbindung kann daher ohne Verlust der
ursprünglich vorhandenen Dichtwirkung mehrfach gelöst und festgezogen werden.
3.) Durch die Ausbildung des Rohrendes mit der konischen
Diehtungsfläche 8 und den diese an beiden Enden begrenzenden Stufen 6 und 7 ergeben sich zwei Dichtungsbereiche
am Rohrende. Die Schulter 7 bildet zusammen mit dem konischen Abschnitt 8 eine Unterschneidung, bei welcher
die Gefahr einer Beschädigung verringert ist. Unter gleichzeitiger Einwirkung von hohem Innendruck und
starken Zugkräften auf die Schraubverbindung kann zwar der Flächendruck im zweiten Dichtungsbereich durch die
Zugkräfte verringert werden, aufgrund des beim Festziehen der Schraubverbindung erzielten hohen Radialdrucks
im ersten Dichtungsbereich üben die" Zugkräfte jedoch keinen abträglichen Einfluß auf die Abdichtung
in diesem Bereich aus. Dadurch bleibt die Abdichtung
gegenüber hohem Innendruck erhalten. 4-.) Um Erosion und Korrosion vorzubeugen, bleibt nach
dem Festziehen der Verbindung ein kleiner Abstand c zwischen der Endschulter 6 des Rohrendes und der Schulter
6' des Fassungsteils vorhanden. Durch diesen Abstand ist auch einer übermäßigen Verformung vorgebeugt, falls
beispielsweise die Endschulter 6 des Rohrendes auf der Schulter 6' des Fassungsteils aufsetzt, so daß die
Dichtwirkung nicht beeinträchtigt ist, selbst wenn das äußerste Ende des Rohrs durch Stoß oder Schlag
verformt sein sollte.
5·) der konische Abschnitt des nicht mit Gewinde versehenen
Endstücks des Rohrs oder Mppelteils ist relativ dünnwandig, so daß seine "Verformung, wie man in
Pig. 2a erkennt, etwa das Vierfache der Verformung des Fassungsteils beträgt. Dadurch ist im ersten Dichtungsbereich
ein ausreichender Anlagedruck mit einem geringeren Drehmoment erzielbar als bei bekannten
Schraubverbindungen.
Fig. 2b zeigt eine schematisierte Darstellung des Prüf- -'
Verfahrens zum Erstellen der Daten für Fig. 2a. In Fig. 2b erkennt man einen Dehnungsmeßstreifen P für das Rohrende
bzw. Nippelteil, einen Dehnungsmeßstreifen B für das Fassungsteil und einen konischen Abschnitt T
(7"O.D. χ 321bs/ft.L8O).
Fig. 3 zeigt eine grafische Darstellung der Beziehung zwischen dem Anzugsdrehmoment und der Anzahl der Umdrehungen
beim Festziehen der erfindungsgemäßen Schraubverbindung. Bei einer Schraubverbindung mit konischem
Gewinde steigt das Anzugsdrehmoment stetig an, wie durch die Linie OA in Fig. 3 angedeutet. An dem mit A bezeichneten Punkt kommen-die Oberflächen der konischen Abschnitte
8, 81 des Fippelteils bzw. des Fassungsteils
in gegenseitige Anlage. Durch weiteres Anziehen der Verbindung entsprechend dem Abschnitt A-B wird der
für die Gasdichtigkeit notwendige Flächendrück im . ersten Dichtungsbereich zwischen den konischen Abschnitten
8 und 8' erzielt. An dem mit B bezeichneten Punkt kommt die vordere Stufe 7 des ÜTippelteils in Anlage an
der komplementären Schulter 71 des Fassungsteils, um
den zweiten Dichtungsbereich zu bilden. Von diesem Punkt an steigt das Drehmoment steil bis zu einem Punkt C an,
wodurch der für die Abdichtung notwendige Flächendruck zwischen den Schultern 7 und 7' erzielt wird. Der Abstand
zwischen den Punkten B und G ist hier größer als
bei einer bekannten Schraubverbindung, so daß die Begrenzung
des Drehmoments auf einfache Weise bewerkstelligbar ist. ■
Zusammengenommen stellen die vorstehend beschriebenen Einzelwirkungen
eine beträchtliche Verbesserung gegenüber dem Bekannten dar.
Während im Vorstehenden das Funktionsprinzip der erfindungsgemäßen
Schraubverbindung erläutert wurde, seien nachstehend einige praktische Ausführungsbeispiele
beschrieben.
S1Ig.■ 4 zeigt eine Ausführungsform mit zwei Rohrenden
oderMppelteilen 42 und einer Muffe 43. Die eingekreisten
Bereiche 41 an den Enden der Nippelteile 42
stellen jeweils eine hoch gasdichte Schraubverbindung mit zweifach abgestuften Schultern gemäß der Erfindung
dar.
In Fig. 5 erkennt man eine Schraubverbindung mit einem
Nippelteil 52 und. einem verstärkten Fassungsteil 53'·
Der eingekreiste Bereich 51 am Ende des Nippelteils 52
stellt einen zweistufigen Dichtungsabschnitt gemäß der Erfindung dar, mittels dessen eine hohe Gasdichtigkeit
gegenüber hohen Innendrücken erzielbar ist.
Fig. 6 zeigt eine mit den anschließenden Rohren einstückige
Schraubverbindung, bei welcher sowohl das Nippelteil 62 als auch das Fassungsteil 63 verstärkt
sind. In dieser Ausführungsform ist an den auslaufenden
Enden sowohl des Nippelteils 62 als auch des Fassungsteils
63 ein innerer bzw. ein äußerer, jeweils zweistufiger Dichtungsabschnitt 61 bzw. 61' gemäß der
Erfindung geformt. Diese Schraubverbindung weist daher eine hohe Gasdichtigkeit sowohl gegenüber Innen- als
auch gegenüber Außendrücken auf und hat glatt durch-
gehende Innen- und Außenflächen, welche ihr eine hohe Korrosionsbeständigkeit verleihen.
Pig. 7 zeigt eine mit den jeweiligen Rohren einstückige
Schraubverbindung mit einem Nxppelteil 72 und einem
Fassungsteil 73? bei welchem das Nippelteil 72 in einem geringeren Maße verstärkt ist und an seinem inneren
Ende ein zweistufiger Dichtungsabschnitt 71 gebildet
ist. An der Außenseite der Verbindung ist ein weiterer Dichtungsabschnitt 71' ^i^ in Metall-zu-Metallkontakt
befindlichen konischen Flächen nach Art einer Hydril-Dreifachabdichtung
geformt. Diese Schraubverbindung verbindet eine hohe Gasdichtigkeit gegenüber inneren
und äußeren Drücken von Gas oder Öl mit einer hohen Festigkeit.
Für eine praktische Untersuchung der erfindungsgemäßen
Schraubverbindung wurde eine Muffenverbindung' der in
Fig. 4- gezeigten Art gefertigt. An einem API 5-A-, L80-Stahlrohr
mit einem Außendurchmesser von 177?6 mm bei "
einer Wandstärke von 11,51 ram und einem API 5B-Trapezgewinde
wurde ein von Gewinde freies Endstück mit einer Endschulter 6 mit einer Höhe h^ von 2,5 n^r einer vorderen
Schulter 7 mit einer Höhe hp von 555 ™n und einem
konischen Abschnitt 8 mit einer Länge 1 von 6 mm geformt. Die Verbindung wurde mehrere Male angezogen" und gelöst
und anschließend einem Innengasdruck von 637 kp/cm (gleich 80% der Innendruckfestigkeit) und einer Zugbelastung
von 338 to (gleich 80% der Zugfestigkeit) unterworfen. In diesem Zustand wurde die Verbindung
einhundert Erwärmungszyklen zwischen 163 0C und 67°C
'unterworfen. Dabei wurde kein Verlust der Gasdichtigkeit
der Verbindung festgestellt und somit erwiesen,
daß die Verbindung im praktischen Gebrauch eine ausgezeichnete Gasdichtigkeit aufweist.·
Claims (3)
1. Hoch gasdichte Schraubverbindung für öl- und
Gasbohrungsrohre, dadurch g e k e η n.z eic h η e t,
daß sie ein 3?as.sungsteil (2) mit einetn Innengewinde ; (5'.·
und ein im Gebrauch damit verschraubbares Mppelteil:'.,
(1) mit einem Außengewinde (J) aufweist,- daßein nicht
mit Gewinde versehenes Endstück (4) des ITippelteils "..
eine vordere Schulter (7) und eine dieser gegenüber. ;
stufenartig versetzte Endschulter (6) sowie einen sich
Bankkonten: Hypo-Bank Manchen 4410122 850
(BLZ 70020011) SwiU Code: HYPO DE MM Bayer Vereinsbank München 453100 (BLZ 70020270)
Postscheck München 65343-808(BLZ 70010080)
von der vorderen Schulter zur Endschulter verjüngenden konischen Abschnitt (8) hat und daß ein dem nicht mit
Gewinde versehenen Endstück des Nippelteils entsprechender, nicht mit Gewinde versehener Bereich (5) des
Fassungsteils zwei der vorderen bzw. der Endschulter des Nippelteils entsprechende Schultern (7' bzw. 6')
sowie einen dem konischen Abschnitt des Hippelteils
entsprechenden konischen Abschnitt (8') aufweist, wobei beim Verschrauben des Kippeis mit dem !Fassungsteil
ein erster Dichtungsbereich durch direkten Metallzu-Metallkontakt
zwischen den konischen Abschnitten und in der Endphase der Verschraubung ein zweiter Dichtungsbereich
durch Anlage der vorderen Schulter des Nippelteils an der entsprechenden Schulter des Fassungsteils
herstellbar ist, während die Endschulter des Mppelteils und die entsprechende Schulter des Fassungsteils bei Fertigstellung der Verschraubung im wesentlichen
keinen Dichtungsbereich bilden.
2. Hoch gasdichte Schraubverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es sich um
eine Muffen-Schraubverbindung (4-1 bis 4-3) handelt.
3. Hoch gasdichte Schraubverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es sich um
eine mit den Rohren einstückige Schraubverbindung (51 bis 53, 61 bis 63, 71 bis 73) handelt. ·,-"".
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US (1) | US4377302A (de) |
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IT (1) | IT1171458B (de) |
Families Citing this family (39)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4513995A (en) * | 1982-12-02 | 1985-04-30 | Mannesmann Aktiengesellschaft | Method for electrolytically tin plating articles |
US4538840A (en) * | 1983-01-03 | 1985-09-03 | Delange Richard W | Connector means for use on oil and gas well tubing or the like |
US4568113A (en) * | 1983-04-04 | 1986-02-04 | Awb, Inc. | Pipe connection |
GB8323508D0 (en) * | 1983-09-01 | 1983-10-05 | Hunting Oilfield Services Ltd | Pipe connectors |
US4624488A (en) * | 1983-12-16 | 1986-11-25 | Hydril Company | Tubular connection |
JPS60132196A (ja) * | 1983-12-20 | 1985-07-15 | 新日本製鐵株式会社 | 管継手 |
US4688832A (en) * | 1984-08-13 | 1987-08-25 | Hydril Company | Well pipe joint |
US4988127A (en) * | 1985-04-24 | 1991-01-29 | Cartensen Kenneth J | Threaded tubing and casing joint |
US4619472A (en) * | 1985-05-02 | 1986-10-28 | Nippon Steel Corporation | Pipe coupling |
JPH0756131B2 (ja) * | 1985-09-24 | 1995-06-14 | 新日本製鐵株式会社 | 海洋構造物係留用鋼管レグ材継手 |
JPS62171583A (ja) * | 1986-01-24 | 1987-07-28 | 新日本製鐵株式会社 | 高気密性油井管用ネジ継手 |
US5154452A (en) * | 1991-09-18 | 1992-10-13 | Frederick William Johnson | Tubular connection with S-thread form for clamping center seal |
FR2724484B1 (fr) * | 1994-09-09 | 1996-12-13 | Framatome Sa | Dispositif d'etancheite pour une colonne d'instrumentation traversant le couvercle de la cuve d'un reacteur nucleaire a l'interieur d'un adaptateur |
US6047997A (en) * | 1996-05-15 | 2000-04-11 | Iberia Threading, Inc. | Threaded connection with radiused surfaces |
US6485063B1 (en) | 1996-05-15 | 2002-11-26 | Huey P. Olivier | Connection |
AR020495A1 (es) * | 1999-09-21 | 2002-05-15 | Siderca Sa Ind & Com | Union roscada de alta resistencia al sobretorque y compresion |
US6991267B2 (en) * | 1999-12-03 | 2006-01-31 | Siderca S.A.I.C. | Assembly of hollow torque transmitting sucker rods and sealing nipple with improved seal and fluid flow |
US6764108B2 (en) | 1999-12-03 | 2004-07-20 | Siderca S.A.I.C. | Assembly of hollow torque transmitting sucker rods |
GB2358228B (en) * | 2000-01-13 | 2002-11-06 | Ian Harold Hignett | Improvements to pipe joints |
BR0111807B1 (pt) | 2000-06-20 | 2009-05-05 | junta rosqueada tubular com batente reforçado. | |
IT1319028B1 (it) * | 2000-10-26 | 2003-09-19 | Dalmine Spa | Giunzione filettata per tubi di tipo manicottato |
US20030025327A1 (en) | 2001-08-03 | 2003-02-06 | Mannella Gene J. | Threaded pipe connection with improved seal |
US6669205B2 (en) | 2001-03-28 | 2003-12-30 | Parker-Hannifin Corporation | Retainer gasket with pressure relief vents |
FR2833335B1 (fr) † | 2001-12-07 | 2007-05-18 | Vallourec Mannesmann Oil & Gas | Joint filete tubulaire superieur contenant au moins un element filete avec levre d'extremite |
ITRM20020234A1 (it) * | 2002-04-30 | 2003-10-30 | Tenaris Connections Bv | Giunzione filettata per tubi. |
GB0227603D0 (en) * | 2002-11-27 | 2002-12-31 | Hsc S A L | Improved casino joints |
FR2855236A1 (fr) * | 2003-05-22 | 2004-11-26 | Siderca Sa Ind & Com | Assemblage a haute resistance a la fatigue applicable par exemple aux tiges de pompage |
UA82694C2 (uk) * | 2003-06-06 | 2008-05-12 | Sumitomo Metal Ind | Нарізне з'єднання для сталевих труб |
US7431347B2 (en) * | 2003-09-24 | 2008-10-07 | Siderca S.A.I.C. | Hollow sucker rod connection with second torque shoulder |
CA2481609A1 (en) * | 2004-09-28 | 2006-03-28 | Argus Machine Co. Ltd. | Threaded connection for drill pipes |
US7549682B2 (en) * | 2005-09-19 | 2009-06-23 | Vetco Gray Inc. | Threaded pipe connector |
FR2923283B1 (fr) * | 2007-11-07 | 2012-10-05 | Vallourec Mannesmann Oil & Gas | Joint filete comprenant au moins un element filete avec levre d'extremite pour tube metallique. |
CN101824969A (zh) * | 2010-04-09 | 2010-09-08 | 衡阳华菱连轧管有限公司 | 双台肩双密封面螺纹接头及采用该螺纹接头的无接箍式油井管 |
CN102704864B (zh) * | 2012-06-25 | 2015-10-28 | 西安三环科技开发总公司 | 页岩气开发用螺纹接头 |
CN104533310B (zh) | 2014-12-05 | 2017-02-01 | 中国石油天然气集团公司 | 铝合金钻杆管体与接头的连接结构 |
CN104481423B (zh) * | 2014-12-25 | 2017-02-22 | 华东理工大学 | 一种抗拉弯双向气密封钻杆接头 |
US10006569B2 (en) | 2015-02-19 | 2018-06-26 | Arcelormittal Tubular Products Luxembourg S.A. | Threaded connection for pipes, such as oil and gas pipes |
US20180252343A1 (en) | 2017-03-03 | 2018-09-06 | Arcelormittal Tubular Products Luxembourg S.A. | Torque shoulder of a premium connection |
PL4092304T3 (pl) | 2020-01-17 | 2024-06-10 | Nippon Steel Corporation | Połączenie gwintowe do rur |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2107716A (en) * | 1937-04-16 | 1938-02-08 | Ivy Cunniff | Well casing setting and backing-off coupling |
US2636753A (en) * | 1948-04-19 | 1953-04-28 | Claude L Griffin | Tool joint-pipe connection |
DE1218378B (de) * | 1963-12-20 | 1966-06-08 | Reed Roller Bit Co | Gewindeverbindung, insbesondere fuer Schwerstangen |
DE1243605B (de) * | 1965-08-05 | 1967-07-06 | Mannesmann Ag | Futterrohrverbindung |
US3336054A (en) * | 1965-01-15 | 1967-08-15 | Mobil Oil Corp | Liner-carrying well pipe and joint |
DE1247985B (de) * | 1961-10-13 | 1967-08-24 | Reynolds Metals Co | Bohrgestaengeverbindung |
DE2446783B2 (de) * | 1974-09-27 | 1977-04-14 | Mannesmannröhren-Werke AG, 4000 Düsseldorf | Gewindeverbindung fuer oelfeldrohre |
DE2717795A1 (de) * | 1976-04-22 | 1977-11-03 | Hydril Co | Schwalbenschwanzverbindung fuer steck- und fassungsrohrelemente |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2062407A (en) * | 1935-02-19 | 1936-12-01 | Spang Chalfant & Company Inc | Joint |
US2893759A (en) * | 1957-05-06 | 1959-07-07 | Smith Corp A O | Conically tapered screw-type casing joint with metal-to-metal seal |
US3307860A (en) * | 1965-01-15 | 1967-03-07 | Mobil Oil Corp | Joint for liner-carrying well pipe |
JPS5211765B2 (de) * | 1972-03-31 | 1977-04-02 |
-
1981
- 1981-05-14 JP JP56071406A patent/JPS5944552B2/ja not_active Expired
- 1981-08-11 US US06/292,027 patent/US4377302A/en not_active Expired - Lifetime
- 1981-08-11 CA CA000383624A patent/CA1161883A/en not_active Expired
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- 1981-08-12 GB GB8124628A patent/GB2098689B/en not_active Expired
- 1981-08-12 IT IT49098/81A patent/IT1171458B/it active
- 1981-08-12 DE DE3131904A patent/DE3131904C2/de not_active Expired
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2107716A (en) * | 1937-04-16 | 1938-02-08 | Ivy Cunniff | Well casing setting and backing-off coupling |
US2636753A (en) * | 1948-04-19 | 1953-04-28 | Claude L Griffin | Tool joint-pipe connection |
DE1247985B (de) * | 1961-10-13 | 1967-08-24 | Reynolds Metals Co | Bohrgestaengeverbindung |
DE1218378B (de) * | 1963-12-20 | 1966-06-08 | Reed Roller Bit Co | Gewindeverbindung, insbesondere fuer Schwerstangen |
US3336054A (en) * | 1965-01-15 | 1967-08-15 | Mobil Oil Corp | Liner-carrying well pipe and joint |
DE1243605B (de) * | 1965-08-05 | 1967-07-06 | Mannesmann Ag | Futterrohrverbindung |
DE2446783B2 (de) * | 1974-09-27 | 1977-04-14 | Mannesmannröhren-Werke AG, 4000 Düsseldorf | Gewindeverbindung fuer oelfeldrohre |
DE2717795A1 (de) * | 1976-04-22 | 1977-11-03 | Hydril Co | Schwalbenschwanzverbindung fuer steck- und fassungsrohrelemente |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
US-Katalog: Hydril Oil Field Equipment 1960-61, S.2796 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
IT8149098A0 (it) | 1981-08-12 |
JPS57186690A (en) | 1982-11-17 |
DE3131904C2 (de) | 1984-05-10 |
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JPS5944552B2 (ja) | 1984-10-30 |
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FR2505975B1 (de) | 1984-01-13 |
GB2098689A (en) | 1982-11-24 |
IT1171458B (it) | 1987-06-10 |
US4377302A (en) | 1983-03-22 |
FR2505975A1 (fr) | 1982-11-19 |
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