UA123130C2 - Нарізне з'єднання для сталевої труби - Google Patents

Abstract

Запропоноване нарізне з'єднання для сталевих труб з поліпшеною герметичністю, що протистоїть зовнішньому тиску, з підтримкою герметичності, що протистоїть внутрішньому тиску. Нарізне з'єднання для сталевих труб містить ніпель 10 і муфту 20. Ніпель 10 містить ніс 12, конічну внутрішню охоплювану різь 14, конічну зовнішню охоплювану різь 17, внутрішню ущільнювальну поверхню 13 ніпеля, поверхню 18 проміжного заплечика ніпеля, проміжну ущільнювальну поверхню 16 ніпеля, і кільцеву ділянку 15a ніпеля. Муфта 20 містить виїмку 22, яка відповідає носу 12, конічну внутрішню охоплювальну різь 24, конічну зовнішні охоплювальну різь 27, внутрішню ущільнювальну поверхню 23 муфти, поверхню 28 проміжного заплечика муфти, проміжну ущільнювальну поверхню 26 муфти і кільцеву ділянку 25a муфти. Нарізне з'єднання задовольняє вирази (1) і (2), наведені нижче. α1 - кут нахилу конуса внутрішньої охоплюваної різі, і α2 - кут нахилу конуса зовнішньої охоплюваної різі. α1 > α2 (1), і 0.51.2 (2). У виразі (2), L1 - відстань між кінцем ніпеля і поверхнею проміжного заплечика ніпеля, виміряна в напрямку осі труби, коли ніпель і муфта не скріплені, і L2 - відстань між поверхнею проміжного заплечика муфти і кінцем муфти, виміряна в напрямку осі труби, коли ніпель і муфта не скріплені. 24

Description

різь 27, внутрішню ущільнювальну поверхню 23 муфти, поверхню 28 проміжного заплечика муфти, проміжну ущільнювальну поверхню 26 муфти і кільцеву ділянку 25а муфти. Нарізне з'єднання задовольняє вирази (1) і (2), наведені нижче. 41 - кут нахилу конуса внутрішньої охоплюваної різі, і 42 - кут нахилу конуса зовнішньої охоплюваної різі. а1 5 ад), 0.5 ігаг2 1,2 (г).

У виразі (2), І 1 - відстань між кінцем ніпеля і поверхнею проміжного заплечика ніпеля, виміряна в напрямку осі труби, коли ніпель і муфта не скріплені, і 12 - відстань між поверхнею проміжного заплечика муфти і кінцем муфти, виміряна в напрямку осі труби, коли ніпель і муфта не скріплені.

Ге Но 27 25 26 Ба; 28 24 23 22 ра авт ПюЮТУ Птьм ув всю вол св юрьйст ота щу Ах м й Ка й р ра р Кай ви Ге я в: - о з Я х

РЕД ДАХ пло

РМ ! 155 18 їз ої ба 18 / ка " й ? 14 в іа

Фіг. 1

Даний винахід стосується нарізного з'єднання, що застосовується для з'єднання сталевих труб.

Труба для нафтової свердловини, така як обсадна колона або насосно-компресорна труба (НКТ), застосовується для видобутку підземних запасів в нафтових свердловинах або газових свердловинах (які нижче в даному документі разом називаються "нафтовими свердловинами" або т. п.). Трубу для нафтової свердловини конструюють за допомогою з'єднання ряду сталевих труб нарізними з'єднаннями.

Такі нарізні з'єднання для сталевих труб загалом класифікують, як з'єднання муфтового типу і інтегрального типу. З'єднання муфтового типу з'єднує пару труб, одна з яких є сталевою трубою, а інша - з'єднувальною муфтою. У цьому випадку охоплювана різь передбачена на зовнішній периферії кожного з кінців сталевої труби, а охоплювальна різь передбачена на внутрішній периферії кожного з кінців з'єднувальної муфти. Тут охоплювану різь сталевої труби угвинчують в охоплювальну різь з'єднувальної муфти так, що вони скріплюються і з'єднуються.

З'єднання інтегрального типу з'єднує пару труб, обидві з яких є сталевими трубами, і окрему з'єднувальну муфту не застосовують. У цьому випадку охоплювана різь передбачена на зовнішній периферії одного кінця кожної сталевої труби, а охоплювальна різь передбачена на внутрішній периферії іншого кінця. Тут охоплювану різь сталевої труби угвинчують в охоплювальну різь іншої сталевої труби так, що вони скріплюються і з'єднуються.

З'єднувальна ділянка кінця труби, на якій передбачають охоплювану різь, містить елемент, який підлягає вставленню в охоплювальну різь, що звичайно називається "ніпелем".

З'єднувальна ділянка кінця труби, на якій передбачають охоплювальну різь, містить елемент для прийому охоплюваної різі, що називається "муфтою". Ніпель і муфта утворюють кінці труб і мають трубчасту форму.

Останнім часом будівництво глибоких свердловин з важкими умовами роботи з високим тиском і високою температурою стає частішим і звичайнішим, і від нарізних з'єднань, що застосовуються для труб таких нафтових свердловин, потрібна додатково поліпшена герметичність. Зокрема, високими є розтягувальні/стискувальні навантаження і зовнішній тиск в глибоких свердловинах, що вимагає поліпшення герметичності, яка протистоїть зовнішньому тиску під розтягувальним/стискувальним навантаженням.

Зо Нарізне з'єднання для труби нафтової свердловини демонструє високу герметичність на своїх ущільненнях. Звичайно, діаметр ущільнювальної ділянки ніпеля більший діаметра відповідної ущільнювальної ділянки муфти. Таким чином, коли з'єднання скріплене, обидві ущільнювальні ділянки знаходяться в щільному контакті одна з одою для досягнення посадки з натягом, що утворює ущільнення за допомогою контакту металу з металом. Різниця між діаметром ущільнювальної ділянки ніпеля і діаметром ущільнювальної ділянки муфти відома як "натяг ущільнення". Ніж більший натяг ущільнення, тим більша контактна сила ущільнення, що означає кращу герметичність.

Для поліпшення герметичності, що протистоїть зовнішньому тиску, ефективним є збільшення товщини стінки ущільнювальної ділянки ніпеля, на яку діє зовнішній тиск. Це збільшує опір зменшенню діаметра ущільнювальної ділянки ніпеля після прикладання зовнішнього тиску до нарізного з'єднання, що скорочує зменшення в істотному натягу ущільнення, скорочуючи зменшення в контактній силі ущільнення. На додаток, потрібні прийнятні відрізки довжини різей і прийнятні площі поверхонь заплечиків для забезпечення роботи з'єднання зі стабільною герметичністю, навіть під дією високого розтягувального/стискувального навантаження.

У МО 2015/194160 (Патентний Документ 1) розкрите нарізне з'єднання для сталевих труб з поліпшеною герметичністю, що протистоїть внутрішньому і зовнішньому тиску (див. розділ 0020). Дане нарізне з'єднання містить, починаючи від кінця ніпеля (тобто трубчастого кінця тіла труби нафтової свердловини): поверхні заплечика;х перші ущільнювальні поверхні; перші охоплювані/охоплювальні різі; допоміжні поверхні заплечика; кільцеві ділянки; другі ущільнювальні поверхні; і другі охоплювані/охоплювальні різі (див. розділ 0063 і фіг. б).

У ОР Неїі10(1998)-89554 А (Патентний Документ 2) розкрито малогабаритне нарізне з'єднання для труби нафтової свердловини, в якому тільки заплечики для прикладання крутного моменту мають високу міцність, і яке забезпечує задовільний опір стисненню і задовільну корозійну стійкість (див. розділ 0016). Дане нарізне з'єднання є інтегральним нарізним з'єднанням для труб нафтових свердловин, що містить різь для скріплення згвинчуванням ніпеля і муфти, ущільнення для забезпечення деякої герметичності, що протистоїть внутрішньому тиску, зовнішньому тиску, або обом на трубі нафтової свердловини, і заплечики для прикладання крутного моменту для контролю моменту згвинчування, де міцність заплечиків бо для прикладання крутного моменту більша, ніж у інших ділянок з'єднання або тіла труби нафтової свердловини (див. розділ 0018 і фіг. 1).

Наступні документи рівня техніки включені сюди шляхом посилання.

ІПатентний Документ 1| УМО 2015/194160

ІПатентний Документ 2) УР Неі10(1998)-89554 А

ІПатентний Документ З3| УМО 2017104282 А

Задачею даного винаходу є створення нарізного з'єднання для сталевих труб з поліпшеною герметичністю, яка протидіє зовнішньому тиску з підтримкою герметичності, яка протидіє внутрішньому тиску.

У нарізних з'єднаннях, розглянутих вище, необхідна герметичність не може бути забезпечена простим розташуванням ущільнювальних поверхонь, поверхонь заплечиків, різей і інших елементів. Для забезпечення необхідної герметичності, винахідники нещодавно відкрили, що в трубі нафтової свердловини зі стінками обмеженої товщини, товщину різних елементів потрібно розробляти збалансовано, і на основі даного відкриття винайшли нарізне з'єднання для сталевих труб, описане нижче.

Нарізне з'єднання для сталевої труби даного винаходу містить трубчастий ніпель і трубчасту муфту, виконану з можливістю скріплення на ніпелі при угвинчуванні ніпеля в неї.

Ніпель містить ніс, конічну внутрішню охоплювану різь, конічне зовнішню охоплювану різь, внутрішню ущільнювальну поверхню ніпеля, поверхню проміжного заплечика ніпеля, проміжну ущільнювальну поверхню ніпеля і кільцеву ділянку ніпеля. Ніс передбачений на ділянці кінця ніпеля. Внутрішня охоплювана різь розташована поблизу кінця ніпеля, причому внутрішня охоплювана різь передбачена на зовнішній периферії ніпеля. Зовнішня охоплювана різь розташована поблизу тіла сталевої труби, причому зовнішня охоплювана різь передбачена на зовнішній периферії ніпеля. Внутрішня ущільнювальна поверхня ніпеля передбачена між носом і внутрішньою охоплюваною різзю. Поверхня проміжного заплечика ніпеля передбачена між внутрішньою охоплюваною різзю і зовнішньою охоплюваною різзю. Проміжна ущільнювальна поверхня ніпеля передбачена між зовнішньою охоплюваною різзю і поверхнею проміжного заплечика ніпеля. Кільцева ділянка ніпеля передбачена між поверхнею проміжного заплечика ніпеля і проміжною ущільнювальною поверхнею ніпеля. Муфта містить виїмку, конічну внутрішню охоплювальну різь, конічну зовнішню охоплювальну різь, внутрішню ущільнювальну

Зо поверхню муфти, поверхню проміжного заплечика муфти, проміжну ущільнювальну поверхню муфти і кільцеву ділянку муфти. Виїмка відповідає носу. Внутрішня охоплювальна різь відповідає внутрішній охоплюваній різі, причому внутрішня охоплювальна різь передбачена на внутрішній периферії муфти. Зовнішня охоплювальна різь відповідає зовнішній охоплюваній різі, причому зовнішня охоплювальна різь передбачена на внутрішній периферії муфти.

Внутрішня ущільнювальна поверхня муфти повернута до внутрішньої ущільнювальної поверхні ніпеля, причому внутрішня ущільнювальна поверхня муфти знаходиться в контакті з внутрішньою ущільнювальної поверхнею ніпеля, коли ніпель і муфта скріплені. Поверхня проміжного заплечика муфти повернута до поверхні проміжного заплечика ніпеля, причому поверхня проміжного заплечика муфти знаходиться в контакті з поверхнею проміжного заплечика ніпеля, коли ніпель і муфта скріплені. Проміжна ущільнювальна поверхня муфти повернута до проміжної ущільнювальної поверхня ніпеля, причому проміжна ущільнювальна поверхня муфти знаходиться в контакті з проміжною ущільнювальною поверхнею ніпеля, коли ніпель і муфта скріплені. Кільцева ділянка муфти повернута до кільцевої ділянки ніпеля, причому кільцева ділянка муфти відділена від кільцевої ділянки ніпеля, коли ніпель і муфта скріплені.

Нарізне з'єднання для сталевої труби задовольняє такі вирази (1) і (2): а1 » а2 (1).

У виразі (1) «1 - кут нахилу конуса внутрішньої охоплюваної різі. 42 - кут нахилу конуса зовнішньої Джфплюваної різі.

БО 05 Г2а2к1,2(2),

У виразі (2) 1 - відстань між кінцем ніпеля і поверхнею проміжного заплечика ніпеля, виміряна в напрямку осі труби, коли ніпель і муфта не скріплені, і 12 - відстань між поверхнею проміжного заплечика муфти і кінцем муфти, виміряна в напрямку осі труби, коли ніпель і муфта не скріплені.

На фіг. 1 показаний подовжній переріз нарізного з'єднання для сталевих труб по першому варіанту здійснення.

На фіг. 2 показаний подовжній переріз нарізного з'єднання для сталевих труб по другому варіанту здійснення.

На фіг. З представлений графік герметичності нарізних з'єднань експериментальних прикладів.

На фіг. 4 представлений графік герметичності для зовнішнього тиску нарізних з'єднань фіг.

З.

Нарізне з'єднання для сталевої труби даного варіанту здійснення містить трубчастий ніпель і трубчасту муфту, виконану з можливістю скріплення на ніпелі при угвинчуванні ніпеля в неї.

Ніпель містить ніс, конічну внутрішню охоплювану різь, конічну зовнішню охоплювану різь, внутрішню ущільнювальну поверхню ніпеля, поверхню проміжного заплечика ніпеля, проміжну ущільнювальну поверхню ніпеля і кільцеву ділянку ніпеля. Ніс передбачений на ділянці кінця ніпеля. Внутрішня охоплювана різь розташована поблизу кінця ніпеля, причому внутрішня охоплювана різь передбачена на зовнішній периферії ніпеля. Зовнішня охоплювана різь розташована поблизу тіла сталевої труби, зовнішня охоплювана різь передбачена на зовнішній периферії ніпеля. Внутрішня ущільнювальна поверхня ніпеля передбачена між носом і внутрішньою охоплюваною різзю. Поверхня проміжного заплечика ніпеля передбачена між внутрішньою охоплюваною різзю і зовнішньою охоплюваною різзю. Проміжна ущільнювальна поверхня ніпеля передбачена між зовнішньою охоплюваною різзю і поверхнею проміжного заплечика ніпеля. Кільцева ділянка ніпеля передбачена між поверхнею проміжного заплечика ніпеля і проміжною ущільнювальною поверхнею ніпеля. Муфта містить виїмку, конічну внутрішню охоплювальну різь, конічну зовнішню охоплювальну різь, внутрішню ущільнювальну поверхню муфти, поверхню проміжного заплечика муфти, проміжну ущільнювальну поверхню муфти і кільцеву ділянку муфти. Виїмка відповідає носу. Внутрішня охоплювальна різь відповідає внутрішній охоплюваній різі, причому внутрішня охоплювальна різь передбачена на внутрішній периферії муфти. Зовнішня охоплювальна різь відповідає зовнішній охоплюваній різі, причому зовнішня охоплювальна різь передбачена на внутрішній периферії муфти.

Внутрішня ущільнювальна поверхня муфти повернута до внутрішньої ущільнювальної поверхні ніпеля, причому внутрішня ущільнювальна поверхня муфти знаходиться в контакті з внутрішньою ущільнювальної поверхнею ніпеля, коли ніпель і муфта скріплені. Поверхня проміжного заплечика муфти повернута до поверхні проміжного заплечика ніпеля, причому поверхня проміжного заплечика муфти знаходиться в контакті з поверхнею проміжного заплечика ніпеля, коли ніпель і муфта скріплені. Проміжна ущільнювальна поверхня муфти

Зо повернута до проміжної ущільнювальної поверхні ніпеля, причому проміжна ущільнювальна поверхня муфти знаходиться в контакті з проміжною ущільнювальною поверхнею ніпеля, коли ніпель і муфта скріплені. Кільцева ділянка муфти повернута до кільцевої ділянки ніпеля, причому кільцева ділянка муфти відділена від кільцевої ділянки ніпеля, коли ніпель і муфта скріплені.

Нарізне з'єднання для сталевої труби задовольняє такі вирази (1): а1 » а2 (1).

У виразі (1), «1 - кут нахилу конуса внутрішньої охоплюваної різі. 42 - кут нахилу конуса зовнішньої охоплюваної різі.

Переважно, нарізне з'єднання для сталевої труби задовольняє такий вираз (2): 05 Г2а2 к1,2(2),

У виразі (2), 1 - відстань між кінцем ніпеля і поверхнею проміжного заплечика ніпеля, виміряна в напрямку осі труби, коли ніпель і муфта не скріплені, і 12 - відстань між поверхнею проміжного заплечика муфти і кінцем муфти, виміряна в напрямку осі труби, коли ніпель і муфта не скріплені.

Переважно, ніпель додатково містить: поверхню внутрішнього заплечика ніпеля, передбачену на кінці ніпеля. Муфта додатково містить: поверхню внутрішнього заплечика муфти, повернуту до поверхні внутрішнього заплечика ніпеля.

Більш переважно, поверхня внутрішнього заплечика ніпеля знаходиться в контакті з внутрішньою поверхнею заплечика муфти, коли ніпель і муфта скріплені.

Дедатково, нарізне з'єднання для сталевої труби задовольняє такий вираз (3):

АО 033).

У виразі (3) АО - площа перерізу тіла сталевої труби в площині перпендикулярної осі труби, і

А1 - площа проекції муфти проміжний поверхні заплечика на площину перпендикулярну осі труби.

Альтернативно, нарізне з'єднання для сталевої труби задовольняє такий вираз (4):

А2 -2

АО о3(4).

У виразі (4), АО - площа перерізу тіла сталевої труби в площині перпендикулярної осі труби, і

А2 - загальна площа проекції поверхні внутрішнього заплечика ніпеля і проекції поверхні проміжного заплечика ніпеля на площину перпендикулярну осі труби.

Варіанти здійснення нарізного з'єднання для сталевої труби описані нижче з посиланням на креслення. Однаковим і відповідним компонентам на кресленнях присвоєні однакові посилальні позиції, і їх опис не повторюється.

Конструкція нарізного з'єднання для сталевих труб

Як показано на фіг. 1, нарізне з'єднання для сталевих труб даного варіанту здійснення є нарізним з'єднанням муфтового типу, що містить: трубчастий ніпель 10; і трубчасту муфту 20, виконану з можливість скріплення на ніпелі 10, коли ніпель 10 угвинчують в неї.

Ніпель 10 містить ніс 12, конічну внутрішню охоплювану різь 14, конічну зовнішню охоплювану різь 17, внутрішню ущільнювальну поверхню 13 ніпеля, поверхню 18 проміжного заплечика ніпеля, проміжну ущільнювальну поверхню 16 ніпеля і кільцеву ділянку 15а ніпеля.

Ніс 12 передбачений на ділянці кінця ніпеля 10. Внутрішня охоплювана різь 14 розташована поблизу кінця ніпеля і передбачена на зовнішній периферії ніпеля 10. Зовнішня охоплювана різь 17 розташована поблизу тіла РМ зв'язаної сталевої труби і передбачена на зовнішній периферії ніпеля 10. Тіло РМ сталевої труби являє собою ділянку сталевої труби, що не є ніпелем 10.

Внутрішня ущільнювальна поверхня 13 ніпеля передбачена між носом 12 і внутрішньою охоплюваною різзю 14. Поверхня 18 проміжного заплечика ніпеля передбачена між внутрішньою охоплюваною різзю 14 і зовнішньою охоплюваною різзю 17. Проміжна ущільнювальна поверхня 16 ніпеля передбачена між зовнішньою охоплюваною різзю 17 і проміжною поверхнею 18 заплечика ніпеля. Кільцева ділянка 15а ніпеля передбачена між проміжною поверхнею 18 заплечика ніпеля і проміжною ущільнювальною поверхнею 16 ніпеля.

Муфта 20 містить виїмку 22, конічну внутрішню охоплювальну різь 24, конічну зовнішню охоплювальну різь 27, внутрішню ущільнювальну поверхню 23 муфти, поверхню 28 проміжного заплечика муфти, проміжну ущільнювальну поверхню 26 муфти і кільцеву ділянку 25а муфти.

Виїмка 22 відповідає носу 12. Внутрішня охоплювальна різь 24 відповідає внутрішній охоплюваній різі 14 і передбачена на внутрішній периферії муфти 20. Зовнішня охоплювальна

Зо різь 27 відповідає зовнішній охоплюваній різі 17 і передбачена на внутрішній периферії муфти 20. Внутрішня ущільнювальна поверхня 23 муфти повернута до внутрішньої ущільнювальної поверхні 13 ніпеля і знаходиться в контакті з внутрішньою ущільнювальної поверхнею 13 ніпеля, коли ніпель 10 ї муфта 20 скріплені. Поверхня 28 проміжного заплечика муфти повернута до поверхні 18 проміжного заплечика ніпеля і знаходиться в контакті з проміжною поверхнею 18 заплечика ніпеля, коли ніпель 10 і муфта 20 скріплені. Проміжна ущільнювальна поверхня 26 муфти повернута до проміжної ущільнювальної поверхні 16 ніпеля і знаходиться в контакті з проміжною ущільнювальною поверхнею 16 ніпеля, коли ніпель 10 і муфта 20 скріплені. Кільцева ділянка 25а муфти повернута до кільцевої ділянки 15а ніпеля, і розташована на відстані від кільцевої ділянки 15а ніпеля, коли ніпель 10 і муфта 20 скріплені.

Нарізне з'єднання для сталевих труб задовольняє такий вираз (1): а1 » а2 (1).

У виразі (1), «1 - кут нахилу конуса внутрішньої охоплюваної різі 14. Ф2 - кут нахилу конуса зовнішньої охоплюваної різі 17.

У реалізаціях, де заглиблення профілю різі паралельні відповідним твірним конуса різі, кут а1 нахилу конуса є кутом нахилу, який є на подовжньому перерізі ніпеля 10, що містить вісь Сі. труби, і який утворений між прямою лінією, що з'єднує заглиблення профілю внутрішньої охоплюваної різі 14, і віссю СІ. труби (або прямою лінією, паралельною їй). Кут 02 нахилу конуса є кутом нахилу, який є на подовжньому перерізі ніпеля 10, що містить вісь Сі труби, і який утворений між прямою лінією, що з'єднує заглиблення профілю зовнішньої охоплюваної різі 17 і віссю СІ. труби (або прямою лінією, паралельною їй).

У реалізаціях, де заглиблення профілю різі паралельні осі СІ. труби, кут «1 нахилу конуса є кутом нахилу, який є на подовжньому перерізі ніпеля 10, що містить вісь Сі труби, і який утворений між прямою лінією, що з'єднує точки перетину виносних ліній заглиблень профілю внутрішньої охоплюваної різі 14, і виносними лініями опорних сторін профілю з одного боку і віссю СІ труби (або прямою лінією, паралельною їй) з іншою. Кут «2 нахилу конуса є кутом нахилу, який є на подовжньому перерізі ніпеля 10, що містить вісь Сі. труби, і який утворений між прямою лінією, що з'єднує точки перетину виносних ліній заглиблень профілю зовнішньої охоплюваної різі 17, і виносними лініями опорних сторін профілю з одного боку і віссю СІ. труби (або прямою лінією, паралельною їй) з іншою.

Внутрішня охоплювана різь 14 і внутрішня охоплювальна різь 24 можуть нижче в даному документі разом називатися "внутрішніми різями 14 ії 24". Зовнішня охоплювана різь 17 і зовнішня охоплювальна різь 27 можуть нижче в даному документі разом називатися "зовнішніми різями 17 і 27".

Кожна з внутрішньої ущільнювальної поверхні 13 ніпеля і проміжної ущільнювальної поверхні 16 ніпеля має конфігурацію еквівалентну периферії зрізаного конуса, зменшуваного в діаметрі до кінця, або форму, отриману комбінуванням периферії такого зрізаного конуса і конфігурації, еквівалентної периферії тіла обертання, отриманого обертанням такої кривої, як дуга, навколо осі СІ. труби.

Ніс 12 має трубчасту форму і проходить безпосередньо від внутрішньої ущільнювальної поверхні 13 ніпеля в напрямку осі СІ труби. Альтернативно, зовнішня периферія носа 12 може бути конічною поверхнею з кутом нахилу, який дорівнює або менший (тобто пологим нахилом) або більший (тобто крутим нахилом) ніж, кутом нахилу конусності внутрішньої ущільнювальної поверхні 13 ніпеля. Точніше, в реалізаціях, де зовнішня периферія носа 12 є конічною поверхнею, зовнішня периферія має конфігурацію, еквівалентну периферії зрізаного конуса, зменшуваного в діаметрі до кінця, або форму, отриману комбінуванням периферії такого зрізаного конуса і конфігурації, еквівалентної периферії тіла обертання, отриманого обертанням такої кривої, як дуга, навколо осі СІ. труби.

Ніпель 10 додатково містить внутрішню поверхню 11 заплечика ніпеля на кінці ніпеля 10.

Муфта 20 додатково містить внутрішню поверхню 21 заплечика муфти для повертання до внутрішньої поверхні 11 заплечика ніпеля. Поверхня 11 внутрішнього заплечика ніпеля знаходиться в контакті з внутрішньою поверхнею 21 заплечика муфти, коли ніпель 10 і муфта 20 скріплені.

Поверхня 11 внутрішнього заплечика ніпеля є кільцевою поверхнею загалом перпендикулярної осі Сі труби. Конкретніше, поверхня 11 внутрішнього заплечика трохи нахилена так, що її зовнішня периферія розташована ближче до кінця ніпеля 10.

Поверхня 18 проміжного заплечика розташована між внутрішньою охоплюваною різзю 14 і кільцевою ділянкою 15а ніпеля. Поверхня 18 проміжного заплечика проходить безпосередньо від кільцевої ділянки 15а ніпеля. У даному варіанті здійснення поверхня 18 проміжного

Зо заплечика є кільцевою поверхнею перпендикулярної осі СІ труби. Альтернативно, однаково з поверхнею 11 внутрішнього заплечика, поверхня 18 проміжного заплечика може бути дещо нахилена так, що її зовнішня периферія розташована ближча до кінця ніпеля 10.

Кільцева ділянка 15а ніпеля проходить безпосередньо від проміжної ущільнювальної поверхні 16 ніпеля в напрямку уперед до осі СІ. труби. Внутрішня охоплювана різь 14 проходить безпосередньо від кільцевої ділянки 15а ніпеля. Кільцева ділянка 1565 ніпеля проходить безпосередньо від проміжної ущільнювальної поверхні 16 ніпеля назад в напрямку осі СІ. труби.

Зовнішня охоплювана різь 17 проходить безпосередньо від кільцевої ділянки 156 ніпеля.

Зовнішня периферія кільцевої ділянки 1542 ніпеля може мати будь-яку форму, яка забезпечує жорсткість, і може бути циліндричною поверхнею або конічною поверхнею з кутом нахилу меншим (тобто пологим нахилом), ніж у конуса внутрішньої охоплюваної різі 14, або може бути криволінійною поверхнею. Те ж застосовно до зовнішньої периферії кільцевої ділянки 156 ніпеля.

Внутрішня ущільнювальна поверхня 23 муфти виступає до внутрішньої ущільнювальної поверхні 13 ніпеля. Альтернативно, внутрішня ущільнювальна поверхня 23 муфти може бути не виступаючою. У таких реалізаціях внутрішня ущільнювальну поверхню 13 ніпеля виступає до внутрішньої ущільнювальної поверхні 23 муфти.

Внутрішня охоплювана різь 14 і внутрішня охоплювальна різь 24 є конічними різями, і є трапецеїдальними різями. Зовнішня охоплювана різь 17 і зовнішня охоплювальна різь 27 також є конічними різями, і також є трапецеїдальними різями.

Конічні поверхні внутрішніх різей 14 і 24 розташовані ближче до осі СІ. труби, ніж конічні поверхні зовнішніх різей 17 і 27, оскільки є проміжні поверхні 18 і 28 заплечиків між внутрішніми різями 14 і 24 з одного боку і зовнішніх різями 17 і 27 з іншого. Таким чином, ділянки ніпеля 10, які забезпечені внутрішньою охоплюваною різзю 14 і внутрішньою ущільнювальної поверхнею 13 ніпеля, мають відносно малі зовнішні діаметри і, отже, відносно малу товщину стінок. З іншого боку, ділянки ніпеля 10, які забезпечені проміжною ущільнювальною поверхнею 16 ніпеля і зовнішньою охоплюваною різзю 17, мають відносно більші зовнішні діаметри їі, отже, відносно більшу товщину стінок.

Внутрішня охоплювана різь 14 і внутрішня охоплювальна різь 24 забезпечують згвинчування одна з одною щоб, коли з'єднання скріплене, вони могли мати щільний контакт одна з одною 60 для отримання посадки з натягом. Аналогічно, зовнішня охоплювана різь 17 і зовнішня охоплювальна різь 27 можуть досягати посадки з натягом.

При угвинчуванні ніпеля 10 внутрішні ущільнювальні поверхні 13 їі 23 входять в контакт одна з одною, і проміжні ущільнювальні поверхні 16 і 26 входять в контакт одна з одною і, коли з'єднання скріплене, мають щільний контакт для отримання посадки з натягом. Таким чином, внутрішні ущільнювальні поверхні 13 ії 23 і проміжні ущільнювальні поверхні 16 і 26 утворюють внутрішнє ущільнення і проміжне ущільнення, відповідно, через контакт металу з металом.

Коли з'єднання скріплене, утворюється зазор (не показано) між носом 12 ніпеля 10 і виїмкою 22 муфти 20. Також утворюється зазор між кільцевою ділянкою 15а ніпеля і кільцевою ділянкою 25а муфти. Також утворюється зазор між кільцевою ділянкою 156 ніпеля і кільцевою ділянкою 2565 муфти.

Коли з'єднання скріплене, внутрішні поверхні 11 і 21 заплечиків стискуються разом і знаходяться в контакті одна з одною. Контакт зі стисненням між внутрішніми поверхнями 11 і 21 заплечиків прикладає аксіальні сили, які затягують різі, в основному на опорні сторони профілю внутрішньої охоплюваної різі 14. Коли з'єднання скріплене, проміжні поверхні заплечиків 18 і 28 знаходяться в контакті одна з одною. Коли проміжні поверхні заплечиків 18 їі 28 знаходяться в контакті зі стисненням, прикладаються аксіальні сили, які затягують різі, в основному на опорні сторони профілю зовнішньої охоплюваної різі 17.

Нарізнвігзаднання для сталевих труб також задовольняє такий вираз (2): 05 202 1,92),

У виразі (2) 11 - відстань між кінцем ніпеля 10 і поверхнею 18 проміжного заплечика ніпеля, виміряна в напрямку осі Сі труби, коли ніпель 10 і муфта 20 не скріплені. 12 - відстань між поверхнею 28 проміжного заплечика муфти і кінцем муфти 20, виміряна в напрямку осі Сі. труби, коли ніпель 10 і муфта 20 не скріплені.

Ефекти від кутів а1 і 42 нахилу конуса внутрішніх різей 14 і 24 і зовнішніх різей 17 і27 розглянуті нижче. Для постійної довжини внутрішніх різей 14 і 24 і для постійної довжини зовнішніх різей 17 і 27 товщина стінки ніпеля 10, виміряна на проміжній ущільнювальній поверхні 18 ніпеля для а1 » 42 може бути збільшена відносно випадку а1ї - а2, при цьому поліпшується герметичність, що протистоїть зовнішньому тиску. З іншого боку, товщина стінки ніпеля 10, виміряна на проміжній ущільнювальній поверхні 18 ніпеля для «1 « 42 менша, ніж для

Зо випадку а1 - 02, де зменшується герметичність, що протистоїть зовнішньому тиску.

Ефекти від довжини внутрішніх різей 14 і 24 і зовнішніх різей 17 і 27 розглянуті нижче. Якщо прийняти позначення М/Т товщини стінки тіла РМ сталевої труби, товщину стінки ніпеля 10, виміряну на внутрішній ущільнювальній поверхні 13 ніпеля визначити М, товщину стінки ніпеля 10, виміряну на проміжній ущільнювальній поверхні 16 ніпеля визначити 12 і висоту поверхні 18 проміжного заплечика ніпеля, виміряну в радіальному напрямку труби визначити ї5, тоді можна отримати співвідношення, дані в наведених нижче виразах (5) і (6). Тут ХІ1 ї Х2 сталі, що представляють невеликі зміни в товщині стінки, такі як зміни, зумовлені внутрішньою верстатною обробкою, виконаною на ділянках, розташованих в напрямку всередину від внутрішніх ущільнювальних поверхонь 13 і 23, або зміни в товщині стінки ділянок поблизу внутрішніх ущільнювальних поверхонь 13 і 23.

УНІ Таїна 2а2Х1(5), и 1251-44 Таїна (6).

Для збільшення герметичності, що протистоїть зовнішньому тиску, необхідно максимізувати товщину (2 стінки для зменшення величини скорочення діаметра, зумовленого зовнішнім тиском і, отже, запобігання істотному зменшенню контактної сили ущільнення, коли прикладається зовнішній тиск. Товщина МИ стінки повинна бути вищою деякої величини, оскільки, якщо товщина стінки ділянок з'єднання забезпечених внутрішніми ущільнювальні поверхні 13 і 23, на які не діє зовнішній тиск, дуже мала, достатні з'єднувальні сили не можуть бути забезпечені. Додатково, висота ї5 повинна перевищувати деяку величину для забезпечення деякого опору стисненню.

Таким чином, для максимізації товщини 12 стінки на основі виразів (5) і (6) для сталої товщини стінки і для сталої висоти ї5, 141 належним чином максимізують і 1202 належним чином мінімізуЮіа»|Параметр 5 герметичності зовнішнього тиску, дається таким виразом, (7). 5- І2а2 (7).

Тоді, якщо параметр 5 більший деякої величини, забезпечена достатня товщина 12 стінки, при цьому забезпечена задовільна герметичність, що протистоїть зовнішньому тиску.

З іншого боку, якщо параметр З є дуже великим, зчеплення між зовнішніми різями 17 і27 зменшується так, що після прикладання зовнішнього тиску, ділянки з'єднання, забезпечені зовнішніми різями 17 і 27 і проміжними ущільнювальними поверхнями 16 і 26 виявляють тенденцію до зменшення в діаметрі.

Для забезпечення достатнього з'єднувального контакту на ущільненні товщина її стінки переважно не менша 4 мм. Додатково, для забезпечення достатнього опору стисненню, висота ї5, переважно, не менша 4 мм. Крім того, для запобігання зриву (тобто виходу із зачеплення різей або виходу однієї різі з іншої внаслідок зсувного руйнування) після прикладання надмірного розтягувального навантаження, переважно, задовольняється такий вираз, (8): (1 2у0ох1 (8).

У виразі (8) ОО зовнішній діаметр сталевої труби.

Додатково, забезпечення внутрішньої поверхні 11 заплечика ніпеля на кінці ніпеля 10 може зменшувати пошкодження, зумовлене стискувальним навантаженням, і від нього чекають додаткового поліпшення показників роботи.

Переважні реалізації нарізного з'єднання даного варіанту здійснення описані нижче, як доповнення.

Прийняте позначення А0О площі перерізу тіла сталевої труби в площині перпендикулярної осі

СІ. труби в ніпелі 10, і позначення АТ площі проекції поверхні 28 проміжного заплечика муфти на площину перпендикулярну осі СІ. труби. Тоді, співвідношення А1/АО їх площ, переважно, не менше 0,3. Більш переважно, А1/А0 не менше 0,35. Причини для вказаного такі: А1/А0, по суті, залежить від площі поверхні 28 проміжного заплечика муфти. Якщо А1/А0 мале, це означає, що площа поверхні 28 проміжного заплечика муфти мала; тоді, якщо до нарізного з'єднання прикладене надмірне стискувальне навантаження, поверхня 28 проміжного заплечика муфти не може витримувати це стискувальне навантаження. Якщо таке відбувається, поверхня 18 проміжного заплечика ніпеля і ділянки ніпеля, що безпосередньо проходить від неї, тобто кільцева ділянка 15а ніпеля і проміжна ущільнювальна поверхня 16 ніпеля, пластично деформуються, результатом є нестабільний контакт між проміжними ущільнювальними поверхнями 16 і 26. У результаті, контактний тиск між проміжними ущільнювальними поверхнями 16 і 26 може зменшуватися. Беручи до уваги вказане, переважним є співвідношення А1/А0 площ проміжного заплечика і тіла сталевої труби більше деякої величини.

Ніякої окремої верхньої межі для співвідношення А1/А0 площі проміжного заплечика до тіла сталевої труби не задано. Проте, якщо А1/А0 дуже велике, важко забезпечити деяку довжину

Зо зачеплення між внутрішніми різями 14 і 24 і деяку довжину зачеплення між зовнішніми різями 1 7 і 27. Приймаючи вказане до уваги, з практичних причин співвідношення А1/А0 площі всього заплечика і тіла сталевої труби, переважно, не більше 60 95.

Приймається позначення А0 для площі перерізу тіла сталевої труби в площині перпендикулярної до осі СІ. труби в ніпелі 10, і позначення А2 загальної площі проекції поверхні внутрішнього 11 заплечика ніпеля і поверхні 18 проміжного заплечика ніпеля на площину перпендикулярну до осі Сі труби (тобто загальна площа заплечика). У цьому випадку співвідношення А2г/АО0 площі, переважно, не менше 0,3. Більш переважно, А2/АО не менше 0,35.

Причини вказаного такі: А2/А0бО, по суті, залежить від площі внутрішнього заплечика 11 ніпеля і площі поверхні 18 проміжного заплечика ніпеля. Якщо А2/А0 мале, це означає, що площі внутрішнього заплечика 11 ніпеля і поверхні 18 проміжного заплечика ніпеля малі; тоді, якщо прикладається надмірне стискувальне навантаження до нарізного з'єднання, внутрішній заплечик 11 ніпеля і поверхня 18 проміжного заплечика ніпеля не можуть витримувати це стискувальне навантаженням. Якщо вказане відбувається, поверхня 11 внутрішнього заплечика ніпеля і ділянки ніпеля, що проходить безпосередньо від неї, тобто ніс 12 їі внутрішня ущільнювальна поверхня 13 ніпеля, пластично деформуються, результатом є нестабільний контакт між внутрішніми ущільнювальними поверхнями 13 і 23. Одночасно, поверхня 18 проміжного заплечика ніпеля і ділянки ніпеля, що проходить безпосередньо від неї, тобто кільцева ділянка 15а ніпеля і проміжна ущільнювальна поверхня 16 ніпеля, пластично деформуються, результатом є нестабільний контакт між проміжними ущільнювальними поверхнями 16 і 26. У результаті, контактний тиск між внутрішніми ущільнювальними поверхнями 13 і 23 і контактним тиском між проміжними ущільнювальними поверхнями 16 і 26 можуть зменшуватися. Беручи до уваги вказане, переважним є співвідношення А2/А0 загальної площі заплечика і площі тіла сталевої труби більше деякої величини.

Ніякої окремої верхньої межі для співвідношення А2/АО загальної площі заплечика і тіла сталевої труби не задано. Проте, якщо А2/АО дуже велике, важко забезпечити деяку довжину зачеплення між внутрішніми різями 14 і 24 і деяку довжину зачеплення між зовнішніми різями 17 і 27. Приймаючи вказане до уваги, з практичних причин, співвідношення А2/АО0 загальної площі заплечика і тіла сталевої труби переважне не більше 60 95.

Ніякої окремої верхньої межі для зовнішнього діаметра кільцевої ділянки 1542 ніпеля не 60 задано. Проте, зовнішній діаметр кільцевої ділянки 15а ніпеля повинен бути таким, щоб під час скріплення кільцева ділянка ніпеля не мала натягу з проміжною ущільнювальною поверхнею 26 муфти.

У ніпелі 10 довжина кільцевої ділянки 15а ніпеля, виміряна по осі труби переважно має величину одного або декількох кроків зовнішньої охоплюваної різі 17, виміряних від переднього кінця проміжної ущільнювальної поверхні 16 ніпеля. Якщо довжина кільцевої ділянки 15а ніпеля мала, після прикладання зовнішнього тиску до нарізного з'єднання контактний тиск між проміжними ущільнювальними поверхнями 16 і 26 ніпеля може зменшуватися з тих же причин, що для малої товщини стінки кільцевої ділянки 15а ніпеля.

Ніякої окремої верхньої межі для довжини кільцевої ділянки 15а ніпеля не задано. Разом з тим, якщо довжина кільцевої ділянки 15а ніпеля дуже велика, загальна довжина з'єднання стає дуже великою, що збільшує час верстатної обробки і вартість матеріалів, приводячи до збільшення вартості виготовлення. Додатково, якщо довжина кільцевої ділянки 15а ніпеля більша деякої величини, досягається близьке до граничного поліпшення по герметичності.

Приймаючи вказане до уваги, з практичних причин, довжина кільцевої ділянки 15а ніпеля переважно не перевищує величину п'яти кроків зовнішньої охоплюваної різі 17.

У ніпелі 10 довжина кільцевої ділянки 150 ніпеля, виміряна по осі труби, переважно має величину одного або декількох кроків зовнішньої охоплюваної різі 17, з вимірюванням від заднього кінця проміжної ущільнювальної поверхні 16 ніпеля. Якщо довжина кільцевої ділянки 156 ніпеля мала, істотний натяг між проміжними ущільнювальними поверхнями 16 і 26 від дії посадки з натягом між зовнішніми різями 17 ії 27 може зменшитися, при цьому потенційно зменшується контактний тиск між проміжними ущільнювальними поверхнями 16 і 26.

Ніякої окремої верхньої межі для довжини кільцевої ділянки 156 ніпеля не задано. Разом з тим, якщо довжина кільцевої ділянки 156 ніпеля дуже велика, загальна довжина з'єднання стає дуже великою, що збільшує час верстатної обробки і вартість матеріалів, приводячи до збільшення вартості виготовлення. Додатково, якщо довжина кільцевої ділянки 155 ніпеля більша деякої величини, досягається близьке до граничного поліпшення по герметичності.

Приймаючи вказане до уваги, з практичних причин довжина кільцевої ділянки 1560 ніпеля переважно не більше п'яти кроків зовнішньої охоплюваної різі 17.

У ніпелі 10 довжина носа 12, виміряна по осі СІ. труби, переважно не менша 5 мм. Причини

Зо вказаного такі: якщо довжина носа 12 мала, коли надмірне розтягувальне навантаження прикладається до нарізного з'єднання, сили пружної післядії на внутрішній ущільнювальній поверхні 13 ніпеля, що виробляються носом 12, можуть бути недостатніми. У таких випадках контактний тиск між внутрішніми ущільнювальними поверхнями 13 і 23 може зменшуватися.

Приймаючи вказане до уваги, довжина носа 12 переважно більша деякої величини.

Ніякої окремої верхньої межі для довжини носа 12 не задано. Разом з тим, якщо довжина носа 12 дуже велика, загальна довжина з'єднання стає дуже великою, що збільшує час верстатної обробки і вартість матеріалів, приводячи до збільшення вартості виготовлення.

Додатково, якщо довжина носа 12 більше деякої величини, досягається близьке до граничного поліпшення по герметичності. Приймаючи вказане до уваги, з практичних причин, довжина носа 12 переважно не більша п'яти кроків внутрішньої охоплюваної різі 14.

Даний винахід не обмежений показаними вище варіантами здійснення, і інші різні модифікації є можливими без відходу від суті даного винаходу.

Наприклад, як показано на фіг. 2, поверхня 11 внутрішнього заплечика ніпеля і поверхня 21 внутрішнього заплечика муфти можуть бути відділені одна від одної.

Наприклад, можна додати пристрій для скорочення тісного контакту між зонами внутрішніх різей 14 і 24, які розташовані поблизу внутрішніх ущільнювальних поверхонь 13 і 23, після прикладання внутрішнього тиску до нарізного з'єднання. Вказане повинно зумовлювати деформацію ділянок ніпеля, пов'язаних з внутрішньою ущільнювальної поверхнею 13 ніпеля і їх більш ефективне збільшення в діаметрі, при цьому посилюється контактний тиск між внутрішніми ущільнювальними поверхнями 13 і 23. Даний пристрій може містити засіб, в якому ділянки внутрішньої охоплюваної різі 14 або внутрішньої охоплювальної різі 24, які розташовані поблизу внутрішніх ущільнювальних поверхонь 13 і 23 мають різь незавершених форм, тобто з неповними нарізними ділянками. У одному прикладі даного пристрою, неповні нарізні ділянки внутрішньої охоплювальної різі 24 муфти 20 містять вершини профілю різі, які утворюють циліндричну поверхню паралельну осі Сі труби, і висоти різі менші висот регулярної різі.

Вказане повинне створювати зазори між вершинами профілю внутрішньої охоплювальної різі 24 і заглибленнями профілю внутрішньої охоплюваної різі 14, які розташовані в неповних ділянках різі. У цьому випадку, загальна довжина неповних ділянок різі становить 3-9 кроків внутрішньої охоплювальної різі 24 (тобто близько 15-45 мм). бо Нарізне з'єднання описаного вище варіанту здійснення не обмежене з'єднаннями муфтового типу і може являти собою інтегральне з'єднання.

ПРИКЛАДИ

Для підтвердження корисного ефекту описаних вище варіантів здійснення винаходи проводили аналіз чисельного моделювання способом пружнопластичних кінцевих елементів (РЕМ). «Умови випробувань»

Аналіз методом кінцевих елементів виконували на множині зразків з відмінними параметрами 5 («І 1а1/ 202) герметичності по зовнішньому тиску для порівняння їх показників роботи. Зразки були нарізними з'єднаннями муфтового типу з базовою конструкцією, показаною на фіг. 1. Звичайні умови випробувань наведені нижче. (1) Розміри сталевих труб 7-5/8 |дюймі х 1,06 |дюймі| (із зовнішнім діаметром 193,68 |мм)| і товщиною стінки 27,0 (ммі/) (2) Марка сталі труб

Р110 по стандартах АРІ (вуглецева сталь з номінальною межею плинності 110 Кві (тис. фунт/кв.дюйм)))/758,3 МПа) (3) Розміри різей (загальні для всіх різей)

Крок різі: 5,08 |мм)і; кут нахилу опорної сторони профілю: -3"; кут нахилу завідної сторони профілю: 10"; зазор завідної сторони профілю: 0,15 Імм

Для виконання аналізу методом кінцевих елементів кожний зразок моделювали таким чином, що матеріал був пружнопластичним об'єктом з ізотропним зміцненням; модуль пружності становив 210 ІГПаїЇ; і межа плинності становила 110 ІКоі(«тис. фунт/кв.дюйм)| (-758,3 |МПаЇ) для 0,2 95 умовної межі плинності. « Спосіб оцінки »

Для кожного зразка аналізували затягнення різі перед прикладанням навантаження, імітуючи випробування по ІЗО 13679 2011 САЇ-ІМ Зегіе5 А для оцінки герметичності, що протистоїть зовнішньому і внутрішньому тиску. Герметичність, що протистоїть зовнішньому і внутрішньому тиску оцінювали на основі мінімальної величини контактної сили, віднесеній до одиниці довжини, виміряної в напрямку окружності внутрішніх ущільнень під час частин циклу прикладання внутрішнього тиску статистики навантаження (тобто квадрантів І і Ії) ї контактної

Зо сили, віднесеної до одиниці довжини, виміряної в напрямку окружності проміжних ущільнень під час частин циклу прикладання зовнішнього тиску статистики навантаження (тобто квадрантів ЇЇ і М). Більші контактні сили означають кращу герметичність. Герметичність оцінювали, застосовуючи наступні два рівні відносно показників роботи зразка 1, які представлені позицією "1". - Ох: задовільно, тобто проміжне ущільнення показувало контактну силу 1,2 або більше; і - х: неприйнятно, тобто проміжне ущільнення показувало контактну силу меншу 1,2 або внутрішня ущільнення показувало контактну силу 0,9 або менше.

У Таблиці 1 показані узагальнені дані умов випробувань і оцінок для різних зразків.

Таблиця 1 щі труби різі форми

Ії зовн. | товщ. (1 алу внутр зовн зразок діам. | стінки!ї 11 1 І2| о2 2) І? І "визначення тиск тиск

ММ ММ (ФВ) а?

Мме2 193,7 | 27,0 | 74,1 |0,0831160,110,056Ї 121 069, 17,04 |ї24| 0 мез3 193,7 | 27,0 | 75,2 |0Мл251136,40,0831 1,09 083, 092 /|1,37| 0 ме4 193,7 | 27,0 | 107,0 0,0831153,70,0561 1,35 |104,| 142 /|128| 0 мех 193,7 | 27,0 | 82,0 |0Мл251163,8І0,056Ї 127 |13| 00 /|35| 0 меб 193,7 | 27,0 | 91,0 0мл25М09,70,0831 1,04 |124| 1,38 |058| х «Результати випробувань»

Як показано на фіг. З і 4, зразок Ж! мав а1 - а2, і товщина стінки проміжного ущільнення ніпеля була невеликою. Тому опір зменшенню діаметра ніпеля проміжного ущільнення, що протистоїть зовнішньому тиску, була невеликий, що давало в результаті незадовільну герметичність, що протистоїть зовнішньому тиску.

У зразках 2 - Ж5, величина (І 144 23/00 була більшою 1, що означало достатнє зачеплення різей, високий опір розтягувальному навантаженню, а1 більше а2 і 1201/2022 не менше 0,5 і не більше 1,2. При цьому, товщина стінки проміжного ущільнення була досить великою, вказане означає, що опір зменшенню діаметра, що протистоїть зовнішньому тиску, був особливо великим і герметичність, що протистоїть зовнішньому тиску, була досить задовільною.

У зразках Яб - 27, а1 був більшим а2; разом з тим, І Та1/ 2022 було більше 1,2 і зачеплення зовнішніх різей було недостатнім; таким чином, коли був прикладений зовнішній тиск, проміжне ущільнення мало тенденцію зменшення свого діаметра. Тому герметичність, що протистоїть зовнішньому тиску, була незадовільною.

ОПИС ПОСИЛАЛЬНИХ ПОЗИЦІЙ

10: ніпель 11: поверхня внутрішнього заплечика ніпеля 12: ніс 13: внутрішня ущільнювальна поверхня ніпеля 14: внутрішня охоплювана різь 15а і 15р: кільцеві ділянки ніпеля 16: проміжна ущільнювальна поверхня ніпеля 17: зовнішня охоплювана різь 18: поверхня проміжного заплечика ніпеля 20: муфта 21: поверхня внутрішнього заплечика муфти 22: виїмка 23: внутрішня ущільнювальна поверхня муфти 24: внутрішня охоплювальна різь 25а: кільцева ділянка муфти 26: проміжна ущільнювальна поверхня муфти 27: зовнішня охоплювальна різь 28: поверхня проміжного заплечика муфти

Коо)

Claims (4)

ФОРМУЛА ВИНАХОДУ

1. Нарізне з'єднання для сталевої труби, яке містить: трубчастий ніпель і трубчасту муфту, виконану з можливістю скріплення на ніпелі при угвинчуванні ніпеля в неї, при цьому ніпель містить: 35 ніс, передбачений на ділянці кінця ніпеля; конічну внутрішню охоплювану різь, розташовану поблизу кінця ніпеля, причому внутрішня охоплювана різь передбачена на зовнішній периферії ніпеля; конічну зовнішню охоплювану різь, розташовану поблизу тіла сталевої труби, причому зовнішня охоплювана різь передбачена на зовнішній периферії ніпеля; 40 внутрішню ущільнювальну поверхню ніпеля, передбачену між носом і внутрішньою охоплюваною різзю; поверхню проміжного заплечика ніпеля, передбачену між внутрішньою охоплюваною різзю і зовнішньою охоплюваною різзю; проміжну ущільнювальну поверхню ніпеля, передбачену між зовнішньою охоплюваною різзю і 45 поверхнею проміжного заплечика ніпеля; і кільцеву ділянку ніпеля, передбачену між поверхнею проміжного заплечика ніпеля і проміжною ущільнювальною поверхнею ніпеля, причому муфта містить: виїмку, яка відповідає носу; конічну внутрішню охоплювальну різь, яка відповідає внутрішній охоплюваній різі, причому 50 внутрішня охоплювальна різь передбачена на внутрішній периферії муфти; конічну зовнішню охоплювальну різь, яка відповідає зовнішній охоплюваній різі, причому зовнішня охоплювальна різь передбачена на внутрішній периферії муфти; внутрішню ущільнювальну поверхню муфти, повернуту до внутрішньої ущільнювальної поверхні ніпеля, причому внутрішня ущільнювальна поверхня муфти знаходиться в контакті з 55 внутрішньою ущільнювальної поверхнею ніпеля, коли ніпель і муфта скріплені; поверхню проміжного заплечика муфти, повернуту до поверхні проміжного заплечика ніпеля, причому поверхня проміжного заплечика муфти знаходиться в контакті з поверхнею проміжного заплечика ніпеля, коли ніпель і муфта скріплені; проміжну ущільнювальну поверхню муфти, повернуту до проміжної ущільнювальної поверхні бо ніпеля, причому проміжна ущільнювальна поверхня муфти знаходиться в контакті з проміжною ущільнювальною поверхнею ніпеля, коли ніпель і муфта скріплені; і кільцеву ділянку муфти, повернуту до кільцевої ділянки ніпеля, причому кільцева ділянка муфти відділена від кільцевої ділянки ніпеля, коли ніпель і муфта скріплені, причому нарізне з'єднання задовольняє такі вирази (1) і (2): аїхаг (1), у виразі (1), «1 - кут нахилу конуса внутрішньої охоплюваної різі, і 42 - кут нахилу конуса зовнішня охоплюваної різі, і «- ж Ж - 05 Г2а2х12 (г), у виразі (2), І 1 - відстань між кінцем ніпеля і поверхнею проміжного заплечика ніпеля, виміряна в напрямку осі труби, коли ніпель і муфта не скріплені, і 12 - відстань між поверхнею проміжного заплечика муфти і кінцем муфти, виміряна в напрямку осі труби, коли ніпель і муфта не скріплені.

2. Нарізне з'єднання для сталевої труби за п. 1, в якому ніпель додатково містить: поверхню внутрішнього заплечика ніпеля, передбачену на кінці ніпеля, і муфта додатково містить: поверхню внутрішнього заплечика муфти, повернуту до поверхні внутрішнього заплечика ніпеля.

3. Нарізне з'єднання для сталевої труби за п. 2, в якому поверхня внутрішнього заплечика ніпеля знаходиться в контакті з поверхнею внутрішнього заплечика муфти, коли ніпель і муфта скріплені. 4дНарізне з'єднання для сталевої труби за п. 1, що задовольняє такий вираз (3): -х ло 03 (3), у виразі (3), АО - площа перерізу тіла сталевої труби в площині перпендикулярної осі труби, і А! - площа проекції поверхні проміжного заплечика муфти на площину перпендикулярну осі труби.

5. Нарізне з'єднання для сталевої труби за п. 2 або 3, що задовольняє такий вираз (4): Аг -х ло 03 (4), у виразі (4), АО - площа перерізу тіла сталевої труби в площині перпендикулярної осі труби, і А? - загальна площа проекції поверхні внутрішнього заплечика ніпеля і проекції поверхні проміжного заплечика ніпеля на площину перпендикулярну осі труби. (2 І НН 27 255. 26 ов 28 24 23 22 ра аг ЕТ ПІК ук угор ло, пвізарьясть ук о чт -ї ра и ГА ра о Ж / га га дл вар ІЗ гу я се 5) ще и й Ж о - ; ! І РМ ! і5во 18 1 4155 19 | Гл ЕХ а 1? оо 15а 14 в йювном нов ЗА

Фіг. 1

27 255 265 258 28 24 23 22 20 ; орі і і. ра Н Н 1/7 ,

і і. й Н | / ' ра 5 ІБЬ 16 ї5в / ! и а Щи 19 14 13 2 р внннннаяжт чн ан а а а а а А В А а А а а и и и В Й

Фіг. 2 дет 7 ж ї» й 14 сне: ШИ й іх я пори т шшнн: син вени сш пекнтннеснсс пфокня ще ся ЗО108 МБ она ЗА і рі г ТрМеТЕЧНКТЬ 03 тов нні Млин ШК - ко - ї фея ініднасна тії 4. -р5--- кон вк і зни ни с; тині ні й; Інні мн інн пи Мийні

2.8 щу ЕЕ 1 1 Е І: НІ Е Н г у Бо. ЗД х Кк Юля ох

Фо.

4. ТУ дення Мн рення фену рен НВ хі т 1 І іє ох і Ох лав од ЕК 1 ШУ ово і НУ аа в френч дення Терен рн дреннм Денн В Я «4 М 1 15 1 На і Ко В ва 11 І Кк ЕЕ ї рок щ 3 я Б 5 те КО (СТ Внутрични тех | Зразок І лве же - з Н ОБіЗовничнійстнек

Фіг. З 1404 1204 2 Герметнчниють,. і. яка протистоїть Н ТНЕУ пд Н є. ше Ех Н івВіДНОСНО Я Ії Н а404 аа - с ФО 25 що пас НС їдо ло Ка 50 шану іі лоя Фк а

Фіг. 4