EA010562B1 - Непроницаемое для газа и жидкости резьбовое трубчатое соединение - Google Patents

Непроницаемое для газа и жидкости резьбовое трубчатое соединение Download PDF

Info

Publication number
EA010562B1
EA010562B1 EA200800557A EA200800557A EA010562B1 EA 010562 B1 EA010562 B1 EA 010562B1 EA 200800557 A EA200800557 A EA 200800557A EA 200800557 A EA200800557 A EA 200800557A EA 010562 B1 EA010562 B1 EA 010562B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
axial
contact
threaded tubular
protrusion
sealing
Prior art date
Application number
EA200800557A
Other languages
English (en)
Other versions
EA200800557A1 (ru
Inventor
Жан-Франсуа Шарве-Кемэн
Жан-Пьер Эмери
Такахиро Хамамото
Масааки Сугино
Original Assignee
Валлурек Маннесманн Ойл Энд Гэс Франс
Сумитомо Метал Индастриз, Лтд.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=36220374&utm_source=***_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=EA010562(B1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Валлурек Маннесманн Ойл Энд Гэс Франс, Сумитомо Метал Индастриз, Лтд. filed Critical Валлурек Маннесманн Ойл Энд Гэс Франс
Publication of EA200800557A1 publication Critical patent/EA200800557A1/ru
Publication of EA010562B1 publication Critical patent/EA010562B1/ru

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16LPIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L15/00Screw-threaded joints; Forms of screw-threads for such joints
    • F16L15/001Screw-threaded joints; Forms of screw-threads for such joints with conical threads
    • F16L15/004Screw-threaded joints; Forms of screw-threads for such joints with conical threads with axial sealings having at least one plastically deformable sealing surface
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B17/00Drilling rods or pipes; Flexible drill strings; Kellies; Drill collars; Sucker rods; Cables; Casings; Tubings
    • E21B17/02Couplings; joints
    • E21B17/04Couplings; joints between rod or the like and bit or between rod and rod or the like
    • E21B17/042Threaded

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Non-Disconnectible Joints And Screw-Threaded Joints (AREA)
  • Gasket Seals (AREA)
  • Earth Drilling (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
  • Joints With Pressure Members (AREA)

Abstract

Первая поверхность (6) осевого контакта, выполненная на свободном конце кольцевого выступа (5) резьбового охватываемого элемента (1), и вторая поверхность (7) осевого контакта, выполненная в конце гнезда (7) резьбового охватывающего элемента (2), имеют одинаковые осевые полупрофили (S), наклон которых при перемещении по радиусу постепенно меняется. Такая конфигурация поверхностей осевого контакта позволяет оптимизировать радиальную нагрузку, действующую на конец выступа, в зависимости от его толщины, чтобы получить улучшенный радиальный натяг между соответствующими уплотнительными поверхностями (10, 12) обоих элементов. Область применения изобретения - углеводородные скважины.

Description

Изобретение относится к резьбовому трубчатому соединению, содержащему охватываемый трубчатый элемент с наружной резьбой (профилем резьбы) и охватывающий трубчатый элемент с внутренней резьбой, которая может взаимодействовать с наружной резьбой при свинчивании, причем указанный трубчатый элемент имеет первую кольцевую поверхность осевого контакта и первую кольцевую уплотнительную поверхность, расположенную на радиально наружной поверхности охватываемого трубчатого элемента, а охватывающий трубчатый элемент имеет вторую кольцевую поверхность осевого контакта и вторую кольцевую уплотнительную поверхность, расположенную на радиально внутренней поверхности охватывающего трубчатого элемента, причем первая и вторая поверхности осевого контакта входят в контакт друг с другом в конце свинчивания, тогда как первая и вторая уплотнительные поверхности входят в контактное уплотнение с радиальным натягом, при этом одна из первой и второй поверхностей контакта, называемая дистальной поверхностью контакта, образована на свободном конце первого из указанных трубчатых элементов, снабженного выступом, проходящим по оси между резьбой и дистальной контактной поверхностью, а одна из первой и второй уплотнительных поверхностей, называемая уплотнительной поверхностью выступа, расположена на выступе на осевом расстоянии от дистальной поверхности контакта, не равном нулю.
Трубчатые резьбовые соединения такого типа предназначены для производства колонн труб для углеводородных скважин и т. п.
Заявители установили, что в таком резьбовом соединении, когда поверхности осевого контакта расположены на расстоянии от уплотнительных поверхностей и имеют коническую форму, называемую инвертированной или формой с отрицательным углом при вершине, - такую, что когда они входят в контакт друг с другом, то имеют тенденцией воздействовать на выступ усилием, направленным к поверхности, обращенной ко второму трубчатому элементу, и в некоторых случаях это приводит к повышению контактного давления между уплотнительными поверхностями, улучшая уплотнение соединения и его непроницаемость для жидкостей и газов; однако, в других случаях этого улучшения не происходит или даже, наоборот, контактное давление может ухудшиться.
Исследования, проведенные заявителем с целью объяснения данного явления, показали, что для заданного угла наклона поверхностей осевого контакта поведение выступа зависит от радиальной толщины его участка между поверхностью осевого контакта и уплотнительной поверхностью. Если эта толщина относительно высока, то жесткость выступа достаточна, чтобы радиальное усилие, прилагаемое со стороны второй поверхности осевого контакта к первой поверхности осевого контакта, передавалось первой уплотнительной поверхности. Если, напротив, толщина меньше, то выступ недостаточно жесток и сгибается, возможно, необратимо, не передавая усилия уплотнительной поверхности.
Толщина выступов трубчатых элементов может различаться для одного и того же номинального диаметра. Кроме того, в зависимости от технических требований, охватываемые элементы с разной толщиной выступов могут быть соединены с одним и тем же охватывающим элементом и наоборот. Таким образом, проблема состоит в определении общего профиля для поверхностей осевого контакта, позволяющего оптимизировать контакт между уплотнительными поверхностями независимо от толщины охватываемого и охватывающего выступов.
Технической задачей изобретения является решение данной проблемы.
В ЕР 0488912 описаны поверхности осевого контакта, примыкающие к уплотнительным поверхностям.
В патенте США 3870351 описаны вогнутые поверхности осевого контакта, наклон которых к оси меняет направление по радиусу таким образом, что, когда они упираются друг в друга, это позволяет точно позиционировать конец выступа, но при этом на всей периферии выступа отсутствует радиальная нагрузка.
В патенте США 4611838 описаны поверхности осевого контакта, продолжающиеся в плоскости, перпендикулярной оси соединения, или имеющие зубчатый профиль, позволяющий им взаимно зацепляться.
\νϋ 03/048623 описывает поверхности осевого контакта, продолжающиеся в плоскости, перпендикулярной оси соединения, или имеющие постоянный наклон к оси соединения, и уплотнительную поверхность на выступе, расположенную на расстоянии от поверхностей осевого контакта в осевом направлении.
Документ νθ 2004/109173 эквивалентен предыдущему.
Изобретение обеспечивает соединение вышеописанного типа, а также обеспечивает, чтобы отрезок, образующий, по меньшей мере, участок осевых полупрофилей каждой из первой и второй поверхностей осевого контакта, был расположен под наклоном относительно радиального направления, с возрастающим наклоном аксиально приближаясь к резьбе в осевом направлении, таким образом, чтобы при перемещении от радиально наружной или внутренней поверхности указанные осевые полупрофили не меняли направления наклона.
Необязательные, дополнительные и заместительные признаки изобретения перечислены ниже: первый трубчатый элемент является охватываемым элементом;
охватываемый трубчатый элемент дополнительно содержит третью кольцевую поверхность осевого контакта и третью кольцевую уплотнительную поверхность, расположенную на радиально наружной
- 1 010562 уплотнительной поверхности охватываемого трубчатого элемента; тогда как охватывающий трубчатый элемент дополнительно содержит четвертую кольцевую поверхность осевого контакта и четвертую кольцевую уплотнительную поверхность, расположенную на радиально внутренней поверхности охватывающего трубчатого элемента;
третья и четвертая поверхности осевого контакта в конце свинчивания упираются друг в друга, тогда как третья и четвертая уплотнительные поверхности плотно и герметично контактируют по посадке с радиальным натягом;
четвертая поверхность осевого контакта, также называемая дистальной поверхностью контакта, выполнена на свободном конце охватывающего элемента, содержащем охватывающий выступ, проходящий по оси между охватывающей резьбой и четвертой поверхностью осевого контакта, а четвертая уплотнительная поверхность расположена на охватывающем выступе, на расстоянии от четвертой поверхности осевого контакта, не равном нулю;
отрезок, образующий, по меньшей мере, участок осевых полупрофилей каждой из третьей и четвертой поверхностей осевого контакта, расположен под наклоном к радиусу, приближаясь в осевом направлении к резьбе, с растущим наклоном, таким образом, что при перемещении по радиусу от указанной радиально внутренней поверхности направление наклона осевых полупрофилей остается неизменным;
указанный отрезок криволинеен;
указанный отрезок представляет собой дугу окружности;
радиус указанной дуги окружности составляет от 20 до 100 мм;
наибольший угол наклона указанного отрезка составляет не более 20°;
осевые полупрофили ориентированы по радиусу на своем конце, близком к радиально наружной или внутренней поверхности;
наклонный отрезок ориентирован по радиусу на своем конце, близком к радиально наружной или внутренней поверхности, там, где он соединяется с прямым радиальным отрезком, который также образует участок осевых полупрофилей;
длина прямого радиального участка составляет от 0,5 до 6 мм;
между обращенными друг к другу поверхностями охватываемого и охватывающего элементов существует радиальный зазор, продолжающийся на указанную длину в осевом направлении;
уплотнительная поверхность выступа отстоит от резьбы в осевом направлении на расстояние, составляющее не более 3 шагов, а предпочтительно не более 2 шагов резьбы;
выступ имеет местное утолщение, позволяющее увеличить площадь поверхности осевого контакта; резьба является конической;
две взаимодействующие уплотнительные поверхности представляют собой конические поверхности с одинаковым углом при вершине;
две взаимодействующие уплотнительные поверхности представляют собой коническую поверхность и скругленную поверхность, соответственно;
из указанных взаимодействующих уплотнительных поверхностей конической является уплотнительная поверхность выступа;
уплотнительная поверхность выступа ограничена в направлении дистальной поверхности контакта изломом наклона;
обращенные друг к другу поверхности охватываемого и охватывающего элементов содержат поверхности, которые на определенном расстоянии вдоль оси являются цилиндрическими.
Признаки и преимущества изобретения более подробно изложены в последующем описании со ссылкой на прилагаемые чертежи.
Фиг. 1 - сечение резьбового трубчатого соединения согласно изобретению.
Фиг. 2 - увеличенный фрагмент фиг. 1.
Фиг. 3-6 - виды, аналогичные фиг. 2, на которых показаны варианты осуществления соединения согласно изобретению.
Фиг. 7 - вид, аналогичный фиг. 1, на котором изображен дополнительный вариант осуществления соединения.
На фиг. 1 представлен участок резьбового трубчатого соединения, образованного охватываемым трубчатым элементом с наружной конической резьбой 3 и охватывающим трубчатым элементом 2 с конической внутренней резьбой 4. Охватываемый элемент выполнен на конце трубы большой длины, входящей в состав колонны труб в углеводородной скважине, а охватывающий элемент - либо на конце другой длинной трубы, либо на конце средства сцепления, другой конец которого снабжен другим охватывающим элементом для взаимного соединения двух длинных труб.
За резьбой 3 элемент 1 образует охватываемый кольцевой выступ 5, заканчивающийся торцевой поверхностью 6, приближающейся по направлению к радиальной. Гнездо 7, являющееся продолжением резьбы 4, образовано радиально внутренней поверхностью 8 охватывающего элемента 2 и заканчивается торцевой поверхностью 9, приближающейся по направлению к радиальной. Коническая кольцевая уплотнительная поверхность 10 образована на радиально наружной поверхности 11 выступа 5, на расстоянии от торцевой поверхности 6, а на радиально наружной поверхности 13 корпуса 7 образована обра
- 2 010562 щенная к предыдущей поверхности коническая кольцевая уплотнительная поверхность 12.
Например, для охватываемого элемента на конце трубы с номинальным диаметром 177,8 мм (7 дюймов) центр уплотнительной поверхности 10, лежащей на выступе, расположен в 13 мм от торцевой поверхности 6 и в 3 мм от конца охватываемой резьбы (т.е. примерно в 0,6 шагах резьбы), так что торцевая поверхность 10 почти примыкает к резьбе. Согласно другому варианту осуществления, представленному на фиг. 4, центр уплотнительной поверхности 10 может быть расположен примерно в 1,1 шагах резьбы от конца охватываемой резьбы.
Когда охватываемую резьбу 3 ввинчивают в охватывающую резьбу 4, выступ 5 постепенно проникает в гнездо 7, до тех пор, пока торцевые поверхности 6 и 9 не упрутся друг в друга. Затем происходит взаимный контакт уплотнительных поверхностей 10 и 12 по посадке с радиальным натягом, что обеспечивает гарантированное герметичное уплотнение, препятствующее проникновению жидкостей и газов между наружной и внутренней сторонами трубчатого соединения. В данном конечном положении между поверхностями 11 и 13, имеющими, по существу, цилиндрическую форму в области соединения между поверхностями 6, 9 контакта и уплотнительными поверхностями 10, 12, в данной области существует радиальный зазор 14, который может составлять несколько десятых миллиметра, а может и превышать 1 мм.
В свинченном положении (фиг. 1 и 2) осевые полупрофили поверхностей 6 и 9, упирающихся друг в друга, совпадают, т.е. нижеследующее описание подходит к любому из них. Обычный полупрофиль 8 содержит дугу А окружности, продолжающуюся из точки Р1 на радиально внутреннем конце полупрофиля до промежуточной точки Р2. Касательная к дуге А в точке Р2 направлена по радиусу, а ее наклон в других точках дуги постепенно и непрерывно возрастает от точки Р2 к точке Р1, причем точка Р2 находится дальше от резьбы 3, 4 в осевом направлении, чем точка Р1. Дуга А в точке Р2 соединяется с прямолинейным участком Ό, ориентированном по радиусу и продолжающимся до точки Р3, представляющей собой радиально наружный конец полупрофиля 8. Дуга А имеет радиус К примерно от 20 до 100 мм и радиальную протяженность (перпендикулярно оси резьбового соединения) в несколько миллиметров. С целью упрощения на фиг. 1 и 2 первая поверхность 6 осевого контакта показана соединяющейся с цилиндрическим участком 21 радиально наружной поверхности 11 выступа под прямым углом. Однако на практике эти две поверхности соединяются известным способом посредством выпуклого скругления. Аналогичным образом вторую поверхность 9 осевого контакта на практике соединяют с цилиндрическим участком 22 радиально наружной поверхности 13 гнезда посредством вогнутого скругления известным способом. Эти скругления предназначены для устранения известных недостатков, связанных с выступающими, или входящими, кромками с острыми углами. Не упираясь друг в друга, они не являются частью вышеупомянутых поверхностей осевого контакта. На практике точка Р3, образующая радиально наружный конец участка Ό, не находится на поверхности 21, и этот участок короче радиального расстояния между точкой Р2 и поверхностью 21.
Однако в примере, представленном на фиг. 1 и 2, торцевая поверхность 9 гнезда продолжается по радиусу за точку Р3 - на длину, соответствующую радиальному зазору между цилиндрическими участками 21 и 22, соединяясь с последним под прямым углом, дальше вогнутого скругления.
В качестве примера для резьбового соединения с номинальным диаметром 177,8 мм (7 дюймов) и удельной массой на единицу длины 52 кг/м (35 фунтов/фут) угол наклона в точке Р1 может составлять 4,7°, а радиус и радиальная протяженность дуги А - 55 и 4,5 мм, соответственно, причем точка Р2 отстоит от цилиндрического участка 21 на 1,5 мм.
Форма участка А (дуги окружности, показанной на фиг. 1 и 2) такова, что поверхности контакта сопрягаются как конусные поверхности с отрицательным углом при вершине (реверсивный контакт), но этот эффект усиливается с увеличением толщины выступа (которая варьируется в непосредственной зависимости от удельной массы на единицу длины труб, собранных посредством резьбового соединения). Угол наклона в точке Р1 тем больше, чем больше удельная масса труб на единицу длины. В случае тяжелых труб (с высокой удельной массой на единицу длины) это приводит к возникновению большой направленной наружу радиальной нагрузки со стороны свободного конца выступа 5, которая благодаря жесткости выступа передается уплотнительной поверхности 10, увеличивая контактное давление между уплотнительными поверхностями 10 и 12. В случае облегченных труб малый угол наклона в точке Р1 ограничивает радиальное усилие на конце выступа, которое, в любом случае, не передается уплотнительной поверхности 10 вследствие того, что выступ относительно тонок, и вследствие наличия осевого расстояния между уплотнительной поверхностью 10 и осевой контактной поверхностью 6, от чего выступ 5 может согнуться, что нежелательно.
Таким образом, участок А позволяет оптимизировать контактное давление между уплотнительными поверхностями независимо от удельной массы на единицу длины собираемых труб.
Предпочтительно выбирать радиус К дуги окружности больше возрастающего наружного диаметра труб.
Так как на предшествующем уровне техники конусные поверхности осевого контакта образуют угол с радиусом, обычно ограниченный величиной 20°, угол наклона к радиусу в точке Р1 также предпочтительно ограничен величиной 20°.
Участок Ό облегчает контроль резьбовых соединений, особенно в отношении их размеров, так как
- 3 010562 на плоской поверхности измерительный прибор установить легче, чем на выпуклой.
Длина участка Ό предпочтительно может варьироваться в зависимости от наружного диаметра труб.
Для заданного наружного диаметра труб длина участка Ό предпочтительно одинакова для различных значений линейной плотности, чтобы положение точки Р2 оставалось неизменным.
В примере, представленном на фиг. 1 и 2, осевые полупрофили торцевых поверхностей 6 и 9 выступа и гнезда продолжаются радиально внутрь, до одной и той же точки Р1, следовательно, данные кольцевые поверхности имеют одинаковый внутренний диаметр. Этот диаметр соответствует диаметру цилиндрической внутренней поверхности 25 охватывающего элемента. Напротив, охватываемый элемент имеет цилиндрическую внутреннюю поверхность 26, обычно необработанную, диаметр которой значительно варьируется по сравнению с внутренним диаметром труб. По этой причине точку Р1 предпочтительно располагать на диаметре большем, чем диаметр поверхности 26, получаемый машинной обработкой. Соединение между цилиндрической поверхностью 26 и радиальной поверхностью 6 осуществляют посредством обработанной на станке фаски, например конической фаски 27, полупрофиль которой продолжается от точки Р1 на участке длины выступа 5. Однако можно использовать и другие известные типы соединений.
Фиг. 3 отличается от фиг. 2 отсутствием прямого участка Ό и совпадением полупрофиля 81 двух поверхностей осевого контакта с дугой А окружности.
Кроме того, на фиг. 3 представлено вогнутое скругление с большим радиусом, образующее канавку 23 в цилиндрической поверхности 22. Данная канавка предназначена единственно для облегчения обработки гнезда 7.
Вогнутое скругление и канавку можно использовать и в других вариантах осуществления изобретения, в частности в проиллюстрированных на других чертежах.
Фиг. 4 отличается от фиг. 2 тем, что диаметр внутренней цилиндрической поверхности 26 трубы, которой принадлежит охватываемый элемент 1, больше диаметра внутренней цилиндрической поверхности 25 охватывающего элемента 2. Для опускания внутреннего диаметра свободного конца выступа 5 ниже диаметра поверхности 25 применяют внедрение качением, а внутреннюю цилиндрическую поверхность 28 с тем же диаметром, что и поверхность 25, примыкающая к свободному концу выступа, подвергают машинной обработке, причем поверхность 28 соединена с поверхностью 26 посредством конической поверхности 29, получающейся в результате внедрения качением. Та же самая точка Р1 представляет собой радиально внутренний конец осевых полупрофилей торцевых поверхностей 6 и 9 выступа 5 и гнезда 7. Например, для труб с номинальными характеристиками, указанными в отношении фиг. 2, данные модификации создают угол наклона в точке Р1, равный 7,6°, и радиальную протяженность дуги А в 7,3 мм.
Фиг. 4 также отличается от фиг. 2 тем, что коническая уплотнительная поверхность 12 заменена скругленной уплотнительной поверхностью 12', т.е. поверхностью с профилем в виде выпуклой дуги, взаимодействующей с конической уплотнительной поверхностью 10. Профиль уплотнительной поверхности 10, расположенной на выступе, имеет перелом РА, предпочтительно образованный вогнутым скруглением, относительно наклонного профиля в прямолинейный профиль цилиндрического участка 21 поверхности.
В примерах, представленных на фиг. 5 и 6, как и на фиг. 1 и 2, внутренняя цилиндрическая поверхность 26 трубы, содержащей охватываемый элемент 1, присоединена к торцевой поверхности 6 выступа 5 посредством обработанной на станке конической поверхности 27.
Охватывающий элемент 2 на фиг. 5 идентичен аналогичному элементу на фиг. 1 и 2, однако, диаметры внутренних поверхностей 26 и 27 охватываемого элемента больше диаметров соответствующих поверхностей на фиг. 1 и 2. Профиль поверхностей осевого контакта элементов 1 и 2 содержит, в дополнение к прямому участку Ό, описанному в связи с фиг. 1 и 2, дугу А1 окружности, продолжающуюся от точки Р2 до точки Р1М, вместе с прямым участком Ό образующую осевой полупрофиль дистального конца конической поверхности 27. Осевой полупрофиль торцевой поверхности гнезда 7 также содержит дугу окружности А2, которая продлевает дугу А1 от точки Р1М до точки Р1Р. Дуги А1 и А2 вместе образуют дугу окружности, идентичную дуге А (фиг. 1 и 2).
Сравнительный анализ фиг. 2 и 5 показывает, что на первом чертеже средний наклон поверхностей осевого контакта 6, 9 больше, поэтому большое радиальное усилие, направленное наружу, действует на конец выступа; это необходимо, по причине жесткости последнего, для получения посадки с радиальным натягом между уплотнительными поверхностями 10, 12. На фиг. 5 средний наклон поверхностей осевого контакта меньше, поэтому более низкое радиальное усилие на конце выступа позволяет избежать изгиба выступа, возможного из-за меньшей жесткости последнего, обусловленной меньшей толщиной.
В качестве примера для резьбового соединения с номинальным диаметром 177,8 мм (7 дюймов) и удельной массы на единицу длины 43,1 кг/м (29 фунтов/фут) для охватываемого элемента и 52 кг/м (35 фунтов/фут) для охватывающего элемента угол наклона в точке Р'1 может составлять 2,6°, а радиальная протяженность дуги А1 - 2,5 мм.
На фиг. 6 диаметр внутренней цилиндрической поверхности 25 охватывающего элемента увеличен
- 4 010562 и больше максимального диаметра конической поверхности 27. В этих условиях полупрофиль осевой торцевой поверхности 6 выступа 5 содержит все дуги окружности А, описанные выше, от точки Р2 до точки Р1М, а полупрофиль торцевой поверхности 9 гнезда 7 содержит лишь участок А3 указанной дуги, примыкающий к прямому участку Ό и заканчивающийся в точке Р1Р.
Можно сочетать охватываемый и охватывающий элементы одного диаметра, но разных линейных плотностей (фиг. 5, 6): точки Р2 и Р3 на таких элементах совпадают, а расположение точек Р1М и Р1Р варьируется в зависимости от удельной массы элементов на единицу длины.
Соединение, представленное на фиг. 7, отличается от соединений, представленных на фиг. 1 и 2, тем, что охватывающий элемент 2 содержит выступ 30, а охватываемый элемент 1 содержит гнездо 31, вмещающее данный выступ, причем выступ 30 и гнездо 31 противолежат в осевом направлении выступу 5 и гнезду 7 относительно резьб 3 и 4. Выступ 30 и гнездо 31 снабжены соответствующими поверхностями 32, 33 осевого контакта, соответствующими уплотнительными поверхностями 34, 35 и соответствующими цилиндрическими поверхностями 36, 37, аналогичными поверхностям 6, 9, 10, 11, 12, 21 и 22, описанным выше, но расположенными наоборот - как в осевом, так и в радиальном направлениях.
Очевидно, что согласно изобретению можно и обойтись без поверхностей осевого контакта 6, 9 и уплотнительных поверхностей 10, 12 выступа 5 и гнезда 7, обеспечив соединение одними лишь поверхностями 32-35.
Кроме того, хотя была описана скругленная уплотнительная поверхность лишь в гнезде охватывающего элемента, в одном из вариантов осуществления изобретения такая скругленная уплотнительная поверхность может быть выполнена на выступе охватываемого элемента, и/или на выступе охватывающего элемента, или в гнезде охватываемого элемента.

Claims (19)

  1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
    1. Резьбовое трубчатое соединение, содержащее охватываемый трубчатый элемент (1) с наружной резьбой (3) и охватывающий трубчатый элемент (2) с внутренней резьбой (4), которая может взаимодействовать с наружной резьбой при свинчивании, причем охватываемый трубчатый элемент имеет первую кольцевую поверхность (6) осевого контакта и первую кольцевую уплотнительную поверхность (10), которая расположена на радиально наружной поверхности (11) охватываемого трубчатого элемента, причем охватывающий трубчатый элемент имеет вторую кольцевую поверхность (9) осевого контакта и вторую кольцевую уплотнительную поверхность (12), которая расположена на радиально внутренней поверхности (13) охватывающего трубчатого элемента, при этом первая и вторая поверхности осевого контакта входят в контакт друг с другом в конце свинчивания, причем первая и вторая уплотнительные поверхности входят в герметичный контакт с радиальным натягом, причем одна из первой и второй поверхностей контакта, называемая дистальной поверхностью контакта, образована на свободном конце первого (1) из трубчатых элементов, который снабжен выступом (5), проходящим по оси между резьбой и дистальной контактной поверхностью, а одна (10) из первой и второй уплотнительных поверхностей, называемая уплотнительной поверхностью выступа, расположена на выступе на осевом расстоянии, не равном нулю, от дистальной контактной поверхности; и отличающееся тем, что отрезок (А), образующий, по меньшей мере, участок осевых полупрофилей (8) каждой из первой и второй поверхностей осевого контакта, является наклонным относительно радиального направления, причем указанный отрезок аксиально приближается к указанной резьбе с возрастающим наклоном таким образом, что при перемещении от указанной радиально наружной или внутренней поверхности указанные осевые полупрофили (8) не меняют направления наклона.
  2. 2. Резьбовое трубчатое соединение по п.1, в котором первый трубчатый элемент образован охватываемым элементом (1).
  3. 3. Резьбовое трубчатое соединение по п.2, в котором охватываемый трубчатый элемент содержит также третью кольцевую поверхность (33) осевого контакта и третью кольцевую уплотнительную поверхность (35), которые расположены на радиально наружной уплотнительной поверхности (11) охватываемого трубчатого элемента;
    охватывающий трубчатый элемент также содержит четвертую кольцевую поверхность (32) осевого контакта и четвертую кольцевую уплотнительную поверхность (34), расположенные на радиально внутренней поверхности (13) охватывающего трубчатого элемента;
    третья и четвертая поверхности осевого контакта входят в контакт друг с другом в конце свинчивания, тогда как третья и четвертая уплотнительные поверхности вступают в герметичное уплотнение с радиальным натягом;
    четвертая поверхность осевого контакта, также называемая дистальной поверхностью контакта, выполнена на свободном конце охватывающего элемента, содержащего охватывающий выступ, проходящий по оси между внутренней резьбой и четвертой поверхностью осевого контакта, а четвертая уплотнительная поверхность расположена на охватывающем выступе, на расстоянии от четвертой поверхности осевого контакта, не равном нулю;
    отрезок, составляющий, по меньшей мере, участок осевых полупрофилей третьей и четвертой по
    - 5 010562 верхностей осевого контакта, наклонен относительно радиального направления, аксиально приближаясь к резьбе с возрастающим наклоном, так что при перемещении по радиусу от радиально внутренней поверхности указанные осевые полупрофили не меняют направления наклона.
  4. 4. Резьбовое трубчатое соединение по одному из предшествующих пунктов, в котором указанный отрезок (А) является криволинейным.
  5. 5. Резьбовое трубчатое соединение по п.4, в котором указанный отрезок (А) представляет собой дугу окружности.
  6. 6. Резьбовое трубчатое соединение по п.5, в котором радиус дуги (А) окружности находится в интервале от 20 до 100 мм.
  7. 7. Резьбовое трубчатое соединение по одному из предшествующих пунктов, в котором максимальный угол наклона отрезка (А) составляет не более 20°.
  8. 8. Резьбовое трубчатое соединение по одному из предшествующих пунктов, в котором осевые полупрофили на своем конце (Р3), близком к радиально наружной (11) или внутренней (13) поверхности, ориентированы по радиусу.
  9. 9. Резьбовое трубчатое соединение по п.8, в котором наклонный отрезок (А) ориентирован по радиусу на своем конце (Р2), близком к радиально наружной или внутренней поверхности, где он присоединяется к прямому радиальному отрезку (Ό), который также образует часть осевых полупрофилей (8).
  10. 10. Резьбовое трубчатое соединение по п.9, в котором длина прямого радиального отрезка (Ό) находится в диапазоне от 0,5 до 6 мм.
  11. 11. Резьбовое трубчатое соединение по одному из предшествующих пунктов, в котором между обращенными друг к другу поверхностями (21, 22) охватываемого и охватывающего элементов имеется радиальный зазор (14), продолжающийся на указанное осевое расстояние.
  12. 12. Резьбовое трубчатое соединение по одному из предшествующих пунктов, в котором уплотнительная поверхность (10) выступа находится на осевом расстоянии от резьбы (3) не более 3 шагов резьбы, а предпочтительно не более 2 шагов резьбы.
  13. 13. Резьбовое трубчатое соединение по одному из предшествующих пунктов, в котором выступ локально утолщен для увеличения площади поверхности осевого контакта.
  14. 14. Резьбовое трубчатое соединение по одному из предшествующих пунктов, в котором резьбы (3, 4) являются коническими.
  15. 15. Резьбовое трубчатое соединение по одному из предшествующих пунктов, в котором две взаимодействующие уплотнительные поверхности (10, 12) представляют собой конические поверхности с одинаковым углом при вершине.
  16. 16. Резьбовое трубчатое соединение по одному из пп.1-14, в котором две взаимодействующие уплотнительные поверхности (10, 12') представляют собой коническую поверхность и скругленную поверхность соответственно.
  17. 17. Резьбовое трубчатое соединение по п.16, в котором одна из взаимодействующих уплотнительных поверхностей (10, 12'), а именно коническая поверхность (10), представляет собой указанную уплотнительную поверхность выступа.
  18. 18. Резьбовое трубчатое соединение по одному из предшествующих пунктов, в котором указанная уплотнительная поверхность ограничена по направлению к дистальной контактной поверхности (6) изломом (РА).
  19. 19. Резьбовое трубчатое соединение по одному из предшествующих пунктов, в котором обращенные друг к другу поверхности охватываемого и охватывающего элементов содержат поверхности (21, 22), которые на протяжении указанного осевого расстоянии являются цилиндрическими.
EA200800557A 2005-08-09 2006-07-21 Непроницаемое для газа и жидкости резьбовое трубчатое соединение EA010562B1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0508456A FR2889727B1 (fr) 2005-08-09 2005-08-09 Joint filete tubulaire etanche aux liquides et aux gaz
PCT/EP2006/007242 WO2007017082A1 (en) 2005-08-09 2006-07-21 Liquid and gas tight threaded tubular connection

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA200800557A1 EA200800557A1 (ru) 2008-06-30
EA010562B1 true EA010562B1 (ru) 2008-10-30

Family

ID=36220374

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA200800557A EA010562B1 (ru) 2005-08-09 2006-07-21 Непроницаемое для газа и жидкости резьбовое трубчатое соединение

Country Status (17)

Country Link
US (1) US8287008B2 (ru)
EP (1) EP1913297B1 (ru)
JP (1) JP5089588B2 (ru)
CN (1) CN101233357B (ru)
AR (1) AR056023A1 (ru)
AT (1) ATE430892T1 (ru)
AU (1) AU2006278861A1 (ru)
BR (1) BRPI0614326B1 (ru)
CA (2) CA2617640C (ru)
DE (1) DE602006006684D1 (ru)
EA (1) EA010562B1 (ru)
FR (1) FR2889727B1 (ru)
MX (1) MX2008001934A (ru)
MY (1) MY140837A (ru)
NO (1) NO20080714L (ru)
PL (1) PL1913297T3 (ru)
WO (1) WO2007017082A1 (ru)

Families Citing this family (37)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2006589B1 (en) 2007-06-22 2011-08-31 Tenaris Connections Aktiengesellschaft Threaded joint with energizable seal
EP2017507B1 (en) 2007-07-16 2016-06-01 Tenaris Connections Limited Threaded joint with resilient seal ring
CA2701417C (en) * 2007-10-03 2013-07-16 Sumitomo Metal Industries, Ltd. Threaded joint having a contactless region with a tapered surface portion
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.
WO2009060552A1 (en) 2007-11-08 2009-05-14 Sumitomo Metal Industries, Ltd. Threaded joint for steel pipes
AT506876B1 (de) 2008-06-03 2011-03-15 Voestalpine Tubulars Gmbh & Co Kg Rohrverbindung
FR2937077B1 (fr) * 2008-10-15 2010-10-22 Vallourec Mannesmann Oil & Gas Composant pour le forage et l'exploitation des puits d'hydrocarbures
FR2940677B1 (fr) * 2008-12-29 2016-07-22 Vallourec Mannesmann Oil & Gas France Joint tubulaire etanche utilise dans l'industrie du petrole
EP2243920A1 (en) 2009-04-22 2010-10-27 Tenaris Connections Aktiengesellschaft Threaded joint for tubes, pipes and the like
FR2952993B1 (fr) * 2009-11-20 2011-12-16 Vallourec Mannesmann Oil & Gas Joint filete
EP2325435B2 (en) * 2009-11-24 2020-09-30 Tenaris Connections B.V. Threaded joint sealed to [ultra high] internal and external pressures
FR2953272B1 (fr) 2009-11-30 2011-12-16 Vallourec Mannesmann Oil & Gas Joint filete
EP2372211B1 (en) 2010-03-26 2015-06-03 Tenaris Connections Ltd. Thin-walled pipe joint and method to couple a first pipe to a second pipe
US9163296B2 (en) 2011-01-25 2015-10-20 Tenaris Coiled Tubes, Llc Coiled tube with varying mechanical properties for superior performance and methods to produce the same by a continuous heat treatment
FR2985282B1 (fr) 2011-12-29 2016-07-29 Vallourec Mannesmann Oil & Gas France Joint filete a faible couple de vissage
US9400069B2 (en) * 2013-01-02 2016-07-26 Frank's International, Llc Threaded connector for larger diameter tubular members
MX2015008990A (es) 2013-01-11 2015-10-14 Tenaris Connections Ltd Empalme para herramientas de tuberia de perforacion resistente a la excoriacion y tuberia de perforacion correspondiente.
US9803256B2 (en) 2013-03-14 2017-10-31 Tenaris Coiled Tubes, Llc High performance material for coiled tubing applications and the method of producing the same
CN104060946A (zh) * 2013-03-21 2014-09-24 宝山钢铁股份有限公司 超高抗扭金属气密封钻杆接头
EP2789700A1 (en) 2013-04-08 2014-10-15 DALMINE S.p.A. Heavy wall quenched and tempered seamless steel pipes and related method for manufacturing said steel pipes
EP2789701A1 (en) 2013-04-08 2014-10-15 DALMINE S.p.A. High strength medium wall quenched and tempered seamless steel pipes and related method for manufacturing said steel pipes
KR102368928B1 (ko) 2013-06-25 2022-03-04 테나리스 커넥션즈 비.브이. 고크롬 내열철강
PL3159592T3 (pl) * 2014-06-20 2020-11-02 Nippon Steel Corporation Połączenie gwintowe do rur stalowych
US10400922B2 (en) * 2014-10-06 2019-09-03 Nippon Steel Corporation Threaded joint for steel pipes
FR3027338B1 (fr) * 2014-10-16 2016-12-02 Vallourec Oil & Gas France Connexion polyvalente etanche a double butee
US10006569B2 (en) 2015-02-19 2018-06-26 Arcelormittal Tubular Products Luxembourg S.A. Threaded connection for pipes, such as oil and gas pipes
US11156313B2 (en) * 2015-04-16 2021-10-26 Krzysztof Jan Wajnikonis Mechanical connectors
US11781682B2 (en) * 2015-04-16 2023-10-10 Krzysztof Jan Wajnikonis Enhancements of mechanical connector technology
EP3260649B1 (en) * 2016-06-21 2019-12-18 Energy Frontier Solutions S.L. Threaded joint for oil and gas pipes
US11124852B2 (en) 2016-08-12 2021-09-21 Tenaris Coiled Tubes, Llc Method and system for manufacturing coiled tubing
FR3060701A1 (fr) 2016-12-16 2018-06-22 Vallourec Oil And Gas France Joint filete pour composant tubulaire
US20180252343A1 (en) 2017-03-03 2018-09-06 Arcelormittal Tubular Products Luxembourg S.A. Torque shoulder of a premium connection
WO2018216366A1 (ja) * 2017-05-22 2018-11-29 新日鐵住金株式会社 鋼管用ねじ継手
US12000214B2 (en) 2017-09-05 2024-06-04 Black Diamond Oilfield Rentals LLC Drill pipe and optimization thereof
US11566730B2 (en) 2017-09-05 2023-01-31 Black Diamond Oilfield Rentals LLC Drill pipe
EP3842680A4 (en) * 2018-08-24 2022-04-27 Nippon Steel Corporation SCREW CONNECTION FOR STEEL PIPES
US10774959B1 (en) * 2019-11-18 2020-09-15 LFS Technologies, Inc. Flush joint high torque thread

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3870351A (en) * 1972-03-31 1975-03-11 Sumitomo Metal Ind Threaded tube joint structure for casing, particularly oil well tubing
US4732416A (en) * 1984-06-04 1988-03-22 Hunting Oilfield Services (Uk) Limited Pipe connectors
US20020021006A1 (en) * 2000-08-10 2002-02-21 Mallis David Llewellyn Double flex seal for tubular connection
WO2003048623A1 (fr) * 2001-12-07 2003-06-12 Vallourec Mannesmann Oil & Gas France Joint filete tubulaire superieur comprenant au moins un element filete avec levre d'extremite

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2907589A (en) * 1956-11-05 1959-10-06 Hydril Co Sealed joint for tubing
US2992019A (en) * 1958-07-07 1961-07-11 Hydril Co Casing joint having metal-to-metal sealing means responsive to fluid pressure
NL155335C (ru) * 1971-07-09 1900-01-01
IT1044052B (it) * 1974-09-27 1980-03-20 Mannesmann Roehren Werke Ag Giunto filettato per tubi petroliferi
DE2641767B2 (de) * 1976-09-14 1979-05-31 Mannesmann Ag, 4000 Duesseldorf Gewindeverbindung für ölfeldrohre
JPS56143889A (en) 1980-04-12 1981-11-09 Nippon Steel Corp Screw joint for high airtightness oil pipe
JPS58157087U (ja) * 1982-04-16 1983-10-20 日本鋼管株式会社 油井管用ネジ継手
JPS6026878A (ja) 1983-07-23 1985-02-09 新日本製鐵株式会社 油井用鋼管継手
JPS616488A (ja) * 1984-06-20 1986-01-13 日本鋼管株式会社 油井管用ネジ継手
IT1224745B (it) * 1988-10-03 1990-10-18 Dalmine Spa Giunto a tenuta ermetica metallica per tubi
DE4035684A1 (de) 1990-11-09 1992-05-14 Helge Dr Kegenbein Walzenverbindung mittels gewinde, zentriersitz und stoss
JP3057857B2 (ja) 1991-11-08 2000-07-04 日本鋼管株式会社 高トルクツールジョイント
US5649725A (en) * 1994-10-19 1997-07-22 Sumitomo Metal Industries Limited Thread joint for tube
JP3287197B2 (ja) * 1995-11-30 2002-05-27 住友金属工業株式会社 油井管用ねじ継手
DK0916883T3 (da) * 1997-05-30 2006-10-30 Sumitomo Metal Ind Skrueforbindelse til oliefeltrör
DE19742917C2 (de) 1997-09-29 2002-11-14 Walterscheid Gmbh Jean Schraubverbindung mit Stützring
EP0949441A4 (en) 1997-10-08 2006-09-06 Sumitomo Metal Ind SCREW CONNECTION FOR OIL PIPES AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF
ITRM20020445A1 (it) * 2002-09-06 2004-03-07 Tenaris Connections Bv Giunzione filettata per tubi.
FR2863681B1 (fr) 2003-12-11 2006-02-24 Vallourec Mannesmann Oil & Gas Joint tubulaire a filetages coniques resistant a la fatigue

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3870351A (en) * 1972-03-31 1975-03-11 Sumitomo Metal Ind Threaded tube joint structure for casing, particularly oil well tubing
US4732416A (en) * 1984-06-04 1988-03-22 Hunting Oilfield Services (Uk) Limited Pipe connectors
US20020021006A1 (en) * 2000-08-10 2002-02-21 Mallis David Llewellyn Double flex seal for tubular connection
WO2003048623A1 (fr) * 2001-12-07 2003-06-12 Vallourec Mannesmann Oil & Gas France Joint filete tubulaire superieur comprenant au moins un element filete avec levre d'extremite

Also Published As

Publication number Publication date
AU2006278861A1 (en) 2007-02-15
MY140837A (en) 2010-01-29
ATE430892T1 (de) 2009-05-15
FR2889727A1 (fr) 2007-02-16
NO20080714L (no) 2008-02-11
DE602006006684D1 (de) 2009-06-18
AR056023A1 (es) 2007-09-12
US20080265575A1 (en) 2008-10-30
FR2889727B1 (fr) 2007-09-28
CA2617640A1 (en) 2007-02-15
CN101233357B (zh) 2011-11-09
CA2617640C (en) 2014-07-15
EP1913297B1 (en) 2009-05-06
CA2847866A1 (en) 2007-02-15
BRPI0614326B1 (pt) 2018-07-03
WO2007017082A1 (en) 2007-02-15
MX2008001934A (es) 2008-03-24
BRPI0614326A2 (pt) 2011-03-22
JP2009505003A (ja) 2009-02-05
PL1913297T3 (pl) 2009-10-30
CA2847866C (en) 2014-12-09
US8287008B2 (en) 2012-10-16
EP1913297A1 (en) 2008-04-23
EA200800557A1 (ru) 2008-06-30
CN101233357A (zh) 2008-07-30
JP5089588B2 (ja) 2012-12-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EA010562B1 (ru) Непроницаемое для газа и жидкости резьбовое трубчатое соединение
JP4552153B2 (ja) 漸次的な軸方向のねじ山干渉を伴うねじ込み管状接続部
US4384737A (en) Threaded joint for well casing and tubing
CN102395747B (zh) 用于钻探和操作油气井的管状部件以及生成的螺纹连接部
RU2005105828A (ru) Герметичное резьбовое соединение нефтепрпомысловых труб
CA2503231A1 (en) Enhanced durability hammer union
RU2628356C2 (ru) Уплотнение в виде центрального выступа для трубного соединения
US11614184B2 (en) Method for making a threaded connection for pipes, such as oil and gas pipes
KR20070046145A (ko) 금속 절삭 링
US20180252343A1 (en) Torque shoulder of a premium connection
CN102265076A (zh) 石油工业中使用的密封管连接结构
JP7368610B2 (ja) 中間ショルダを含むねじ接続部
KR101616353B1 (ko) 파이프의 연결을 위한 연결 구조체
EP1252462B1 (en) Screw-threaded pipe joint
RU2186284C2 (ru) Трубное муфтовое резьбовое соединение
US20230250902A1 (en) A threaded joint

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): AM AZ BY KZ KG MD TJ TM

PD4A Registration of transfer of a eurasian patent in accordance with the succession in title
MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): RU