RU180579U1 - STRENGTHENED THREADED PART - Google Patents

Abstract

Упрочненная резьбовая деталь относится к резьбовым соединениям, в частности к резьбовым соединениям, применяемым в нефтегазовой промышленности.Задачами, на решение которых направлена заявляемая полезная модель, являются:– повышение надежности резьбового соединения, в том числе резьбового соединения бурильных труб;– увеличение ресурса работы соединения;– обеспечение длительной сохранности резьбового элемента от истирания, деформации и коррозии поверхностей;– минимизация рисков возникновения образования трещин, возникающих из-за протяженной жесткой поверхности, при воздействии на соединение больших изгибающих, крутящих, сжимающих, растягивающих комбинированных и знакопеременных нагрузок.Поставленные технические задачи решаются за счет того, что резьбовая деталь имеет на резьбовом участке упрочнение, причем согласно полезной модели упрочнение выполнено с пропусками. Под пропусками понимаются неупрочненные участки поверхности резьбовой структуры. 5 з.п. ф-лы, 6 фиг.The hardened threaded part relates to threaded connections, in particular to threaded connections used in the oil and gas industry. The tasks to be solved by the claimed utility model are: - to increase the reliability of the threaded connection, including the threaded connection of drill pipes; - to increase the service life of the connection ; - ensuring the long-term safety of the threaded element from abrasion, deformation and corrosion of surfaces; - minimizing the risks of cracking due to an extended rigid surface when exposed to large bending, twisting, compressive, tensile combined and alternating loads. The technical tasks are solved due to the fact that the threaded part has hardening on the threaded section, and according to the utility model, hardening is performed with gaps. By gaps are meant unstrengthened surface sections of a threaded structure. 5 cp crystals, 6 FIG.

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИFIELD OF TECHNOLOGY

Заявляемое техническое решение относится к резьбовым элементам деталей.The claimed technical solution relates to threaded elements of parts.

Выражение «деталь», как применяется в данном описании, означает любой элемент или вспомогательное оборудование, предназначенное для соединения при помощи, по меньшей мере, двух частей резьбы с другой деталью для составления с другой деталью свинченного соединения, такого как резьбовое трубное соединение.The term “part”, as used herein, means any element or auxiliary equipment designed to be connected using at least two parts of a thread to another part to form a screwed joint, such as a threaded pipe connection, with another part.

Данная полезная модель относится к любому типу детали, которая может быть подвергнута сжимающим и/или растягивающим (или изгибающим) нагрузкам сразу после соединения путем свинчивания с другой соответствующей деталью, например, с целью создания резьбового трубного соединения. Таким образом, это является чрезвычайно подходящим, кроме прочего, для применения в нефтяной промышленности.This utility model refers to any type of part that can be subjected to compressive and / or tensile (or bending) loads immediately after joining by screwing with another suitable part, for example, to create a threaded pipe connection. Thus, it is extremely suitable, inter alia, for use in the oil industry.

Деталью может быть, например, труба (факультативно труба с очень большой длинной), муфта трубопровода (факультативно длиной в несколько десятков сантиметров), вспомогательное оборудование для таких труб (подвеска для труб, П-образное колено, предохранительный клапан, соединитель для бурильной трубы или бурильного замка, втулка и подобные). Такие детали могут применяться, например, для бурения или разработки буровой скважины.A part can be, for example, a pipe (optionally a pipe with a very long length), a pipe coupling (optionally several tens of centimeters long), accessories for such pipes (pipe suspension, U-shaped bend, pressure relief valve, drill pipe connector or drill lock, sleeve and the like). Such parts may be used, for example, for drilling or developing a borehole.

ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND OF THE INVENTION

Резьбовые соединения являются самым распространенным видом соединений. Их применение можно встретить в любой отрасли, так как резьбовые соединения обеспечиваются универсальностью, точностью изготовления, способностью воспринимать большие осевые нагрузки. Широкое применение резьбовые соединения нашли в нефтегазовой промышленности, в частности – это их использование в бурильных трубах. Такие трубы соединяются между собой при помощи концов или бурильных замков со специальной замковой резьбой. Концы труб утолщаются, для увеличения их прочности. Традиционно, в наиболее распространённых случаях, для соединения изделий нефтегазового (бурильного) назначения используют, например, коническую замковую резьбу описанную в ГОСТ Р 50864-96. Threaded connections are the most common type of connection. Their application can be found in any industry, since threaded connections are provided by versatility, manufacturing accuracy, and the ability to absorb large axial loads. Threaded joints are widely used in the oil and gas industry, in particular, their use in drill pipes. Such pipes are interconnected by means of ends or drill locks with special locking threads. The ends of the pipes thicken to increase their strength. Traditionally, in the most common cases, for connecting products of oil and gas (drilling) use, for example, a tapered locking thread described in GOST R 50864-96.

Из уровня техники известно «Устройство для упрочнения резьб длинномерных изделий пластическим деформированием» по патенту RU 2254196, опубликованному 20.06.2005г. Устройство позволяет произвести упрочнение всей поверхности резьбы, включая боковые поверхности, вершины и впадины резьбы, а также улучшить чистоту поверхности и геометрию профиля резьбы, направленные на увеличение конструктивной прочности изделия. The prior art known "Device for hardening the threads of long products by plastic deformation" according to patent RU 2254196, published on 06.20.2005. The device allows to harden the entire surface of the thread, including the side surfaces, tops and troughs of the thread, as well as to improve the cleanliness of the surface and geometry of the thread profile, aimed at increasing the structural strength of the product.

К недостаткам упрочнения всей поверхности резьбы можно отнести то, что из-за протяженной жесткой поверхности, при воздействии на соединение больших изгибающих, крутящих, сжимающих и растягивающих нагрузок, а в особенности при воздействии комбинированных нагрузок, увеличивается вероятность возникновения образования трещин в резьбе.The disadvantages of hardening the entire surface of the thread can be attributed to the fact that due to the extended hard surface, when a joint is subjected to large bending, twisting, compressive and tensile loads, and especially when combined loads are applied, the likelihood of cracking in the thread increases.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению является «СОЕДИНЕНИЕ БУРИЛЬНЫХ ТРУБ» по патенту на полезную модель RU 156817, опубликованному 20.11.2015г. Соединение бурильных труб содержит резьбовые поверхности с азотированным слоем, причем впадины резьбы упрочнены поверхностно-пластическим деформированием. На упрочненную поверхность впадин нанесен азотированный слой, при этом глубина деформированного слоя впадин больше глубины азотированного.Closest to the claimed technical solution is "CONNECTION OF DRILL PIPES" according to the patent for utility model RU 156817, published on 11/20/2015. The connection of the drill pipe contains threaded surfaces with a nitrided layer, and the hollows of the thread are hardened by surface plastic deformation. A nitrided layer is deposited on the hardened surface of the depressions, while the depth of the deformed layer of depressions is greater than the depth of the nitrided one.

К недостаткам заявленного технического решения можно отнести узкую направленность технического решения, из-за чего возможность его применения достигается только с одним методом упрочнения. Следует отметить, что упрочнение только впадин резьбы для некоторых видов резьбовых соединений обеспечивает недостаточную надежность и не снижает пластическую деформацию непосредственно зубьев резьбы под влиянием прилагаемых нагрузок. Кроме того, для применения упрочнения методом азотирования требуется поместить в специальную печь всю деталь, что в случае с бурильной трубой являются технически затруднительным. В связи с чем, данный метод реализуется преимущественно на малогабаритных (коротких) замках, которые в дальнейшем крепятся на концах труб.The disadvantages of the claimed technical solution include the narrow focus of the technical solution, because of which the possibility of its application is achieved with only one method of hardening. It should be noted that the hardening of only the hollows of the thread for some types of threaded connections provides insufficient reliability and does not reduce the plastic deformation of the teeth directly under the influence of the applied loads. In addition, to apply hardening by nitriding, it is necessary to place the entire part in a special furnace, which in the case of a drill pipe is technically difficult. In this connection, this method is implemented mainly on small-sized (short) locks, which are subsequently attached at the ends of the pipes.

РАСКРЫТИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИDISCLOSURE OF A USEFUL MODEL

Задачами, на решение которых направлена заявляемая полезная модель, являются: The tasks to be solved by the claimed utility model are:

– повышение надежности резьбового соединения, в том числе резьбового соединения бурильных труб;- improving the reliability of the threaded connection, including the threaded connection of the drill pipe;

– увеличение ресурса работы соединения;- increase the resource of the connection;

– обеспечение длительной сохранности резьбового элемента от истирания, деформации и коррозии поверхностей;- ensuring the long-term safety of the threaded element from abrasion, deformation and corrosion of surfaces;

– минимизация рисков возникновения образования трещин, возникающих из-за протяженной жесткой поверхности, при воздействии на соединение больших изгибающих, крутящих, сжимающих, растягивающих, комбинированных и знакопеременных нагрузок.- minimization of the risks of cracking due to an extended rigid surface when exposed to large bending, twisting, compressive, tensile, combined and alternating loads.

Технический результат заключается в расширении арсенала средств по упрочнению деталей резьбовых соединений, а именно элементов резьбовых структур.The technical result consists in expanding the arsenal of tools for hardening parts of threaded joints, namely, elements of threaded structures.

Поставленный технический результат достигается за счет того, что резьбовая деталь, имеет на резьбовом участке упрочнение, причем согласно полезной модели упрочнение выполнено с пропусками.The technical result is achieved due to the fact that the threaded part has hardening on the threaded section, and according to the utility model, hardening is made with gaps.

Под пропусками понимаются неупрочненные участки поверхности резьбового участка.Under the gaps are understood unstrengthened surface sections of the threaded section.

По одному из вариантов выполнения полезной модели упрочнение нанесено на боковые поверхности резьбового участка.In one embodiment of the utility model, hardening is applied to the lateral surfaces of the threaded portion.

По одному из вариантов исполнения полезной модели упрочнение нанесено на выступы резьбового участка.In one embodiment of the utility model, hardening is applied to the protrusions of the threaded portion.

По одному из вариантов исполнения полезной модели упрочнение нанесено на впадины резьбового участка.According to one embodiment of the utility model, hardening is applied to the troughs of the threaded section.

Сопоставительный анализ с решениями, включенными в уровень техники показывает, что заявляемая упрочненная резьбовая структура отличается от выявленных решений местоположением выполнения упрочнения, а также возможностью использования всех известных методов для упрочнения резьбы.A comparative analysis with the solutions included in the prior art shows that the claimed hardened threaded structure differs from the identified solutions by the location of the hardening, as well as the ability to use all known methods for thread hardening.

Таким образом, заявляемое техническое решение соответствует критерию «новизна» полезной модели.Thus, the claimed technical solution meets the criterion of "novelty" of a utility model.

Возможны многочисленные варианты осуществления упрочненных резьбовых элементов по заявляемой полезной модели, которые иллюстрируются чертежами, где:Numerous embodiments of hardened threaded elements according to the claimed utility model are possible, which are illustrated by drawings, where:

– общий вид упрочненной резьбовой детали фиг. 1;- General view of the hardened threaded parts of FIG. one;

– упрочненные боковые грани, нанесенные на основные виды резьбы фиг. 2;- hardened side faces applied to the main types of thread of FIG. 2;

– упрочненные боковые грани и впадины, нанесенные на основные виды резьбы фиг. 3;- hardened side faces and troughs applied to the main types of thread of FIG. 3;

– упрочненные боковые грани и выступы резьбового участка, выполненные на основных видах резьбы фиг.4;- hardened side faces and protrusions of the threaded section, made on the main types of thread of figure 4;

– упрочненные выступы, выполненные на основных видах резьбы фиг. 5;- hardened protrusions made on the main types of thread of FIG. 5;

– упрочненные впадины, выполненные на основных видах резьбы фиг. 6.- hardened depressions made on the main types of thread of FIG. 6.

Заявляемое техническое решение работает следующим образом.The claimed technical solution works as follows.

Резьбовая деталь, состоящая из тела вращения 1, содержащего резьбовой участок 2, включающий боковые грани 3, впадины 4 и выступы 5, причем упрочнение 7 выполнено с пропусками 8. Резьбовая деталь используется для сопряжения с деталью с ответными частями резьбы, причем резьбы деталей упрочнены.A threaded part, consisting of a body of revolution 1, containing a threaded portion 2, including side faces 3, depressions 4 and protrusions 5, and hardening 7 is made with gaps 8. The threaded part is used to interface with the part with mating parts of the thread, and the threads of the parts are hardened.

Данное техническое решение не ограничивает способы нанесения упрочнения на резьбовое соединение. Может быть использован любой метод упрочняющей обработки резьбы, например: комбинированные методы упрочнения; лазерное упрочнение, плазменное упрочнение; термические, термомеханические и химико-термические методы упрочнения; методы химического осаждения; электролитические методы упрочнения.This technical solution does not limit the methods of applying hardening to a threaded connection. Any method of thread hardening can be used, for example: combined methods of hardening; laser hardening, plasma hardening; thermal, thermomechanical and chemical-thermal methods of hardening; chemical deposition methods; electrolytic methods of hardening.

Claims (6)

1. Резьбовая деталь, имеющая на резьбовом участке упрочнение, отличающаяся тем, что упрочнение выполнено с пропусками.1. A threaded part having hardening on a threaded portion, characterized in that the hardening is made with passes. 2. Резьбовая деталь по п.1, отличающаяся тем, что упрочнение выполнено на боковых гранях резьбы.2. The threaded part according to claim 1, characterized in that the hardening is performed on the side faces of the thread. 3. Резьбовая деталь по п.1, отличающаяся тем, что упрочнение выполнено на впадинах резьбы.3. The threaded part according to claim 1, characterized in that the hardening is performed on the hollows of the thread. 4. Резьбовая деталь по п.1, отличающаяся тем, что упрочнение выполнено на выступах резьбы.4. The threaded part according to claim 1, characterized in that the hardening is performed on the projections of the thread. 5. Резьбовая деталь по п.1, отличающаяся тем, что упрочнение выполнено на боковых гранях и выступах резьбы.5. The threaded part according to claim 1, characterized in that the hardening is performed on the side faces and protrusions of the thread. 6. Резьбовая деталь по п.1, отличающаяся тем, что упрочнение выполнено на боковых гранях и впадинах резьбы.6. The threaded part according to claim 1, characterized in that the hardening is performed on the side faces and troughs of the thread.

Images