Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

RU2536730C1 - Sealed threaded connection of casing pipes - Google Patents

Sealed threaded connection of casing pipes Download PDF

Info

Publication number
RU2536730C1
RU2536730C1 RU2013133189/06A RU2013133189A RU2536730C1 RU 2536730 C1 RU2536730 C1 RU 2536730C1 RU 2013133189/06 A RU2013133189/06 A RU 2013133189/06A RU 2013133189 A RU2013133189 A RU 2013133189A RU 2536730 C1 RU2536730 C1 RU 2536730C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
thread
threaded connection
male
female
profile
Prior art date
Application number
RU2013133189/06A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Андрей Сергеевич Рытиков
Елена Артуровна Егель
Виталий Павлович Лычков
Original Assignee
Общетво с ограниченной ответственностью Торгово-промышленная группа "Росал"
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
Application filed by Общетво с ограниченной ответственностью Торгово-промышленная группа "Росал" filed Critical Общетво с ограниченной ответственностью Торгово-промышленная группа "Росал"
Priority to RU2013133189/06A priority Critical patent/RU2536730C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2536730C1 publication Critical patent/RU2536730C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Non-Disconnectible Joints And Screw-Threaded Joints (AREA)

Abstract

FIELD: machine building.
SUBSTANCE: sealed threaded connection for casing pipes from unplasticised polyvinylchloride comprises a male element and a female element with trapezoid thread profile, the female pipe end comprises an elongated socket with the inner diameter being less than the outer male element diameter by double height of the thread profile. The thread on the male and female elements is fitted by cone sections, the pipe section before the first thread turn is additionally fitted by a lead-in rib made as a cone. Additional leakproofness of the threaded connection is achieved due to a rubber packing ring set after the outer thread of the male element and adjoining the smooth cylindrical part of the lead-in rib on the inner thread on the female element.
EFFECT: improved strength and resistance of the threaded connection to axial and radial loads and the improved leakproofness of the threaded connection.
4 dwg

Description

Изобретение относится к области строительства водозаборных скважин, а также технологических скважин для транспортировки растворов, к которым материал поливинилхлорид (ПВХ) химически стоек, и может быть использовано в обсадных и других трубах технологического назначения с герметичными резьбовыми соединениями. Герметичное резьбовое соединение обсадных труб предназначено для использования в скважинах, имеющих как низкую, так и повышенную интенсивность искривления ствола и/или с затруднительными условиями эксплуатации (осевые и радиальные нагрузки). Технический результат заключается в повышении прочности и устойчивости резьбового соединения к осевым и радиальным нагрузкам, а также обеспечении герметичности резьбового соединения.The invention relates to the field of construction of water wells, as well as technological wells for transporting solutions, to which the material polyvinyl chloride (PVC) is chemically resistant, and can be used in casing and other pipes for technological purposes with sealed threaded joints. The tight threaded connection of casing pipes is intended for use in wells that have both low and high intensity of curvature of the barrel and / or with difficult operating conditions (axial and radial loads). The technical result consists in increasing the strength and stability of the threaded connection to axial and radial loads, as well as ensuring the tightness of the threaded connection.

При заложении водозаборных скважин преимущественно используют металлические трубы с различными типами резьбового соединения, предназначенными для обсадных работ.When laying water wells, metal pipes with various types of threaded joints designed for casing are mainly used.

Известно резьбовое соединение для труб и способ резьбового соединения (Патент RU №2150040), которое содержит муфту, снабженную двумя пазами с конической резьбой, в которые ввинчиваются внутренние концы двух металлических труб. Изобретение повышает надежность герметичности соединения труб, а также позволяет повысить прочность соединения и скорость соединения за счет большего профиля и шага резьбы, но увеличивает количество элементов, участвующих в соединении.A threaded connection for pipes and a threaded connection method (Patent RU No. 2150040) are known, which comprises a coupling provided with two grooves with a tapered thread into which the inner ends of two metal pipes are screwed. The invention improves the reliability of the tightness of the pipe connection, and also improves the strength of the connection and the speed of the connection due to the larger profile and the pitch of the thread, but increases the number of elements involved in the connection.

Современные соединения имеют уплотнения типа металл-металл (Патент RU №2058505), образуемые контактом между двумя поверхностями, обычно на одном или двух концах резьбовой части соединения, расширяющиеся в диапазоне эластичности модуля эластичности, чтобы обеспечить соответствующую величину напряжения.Modern joints have metal-metal seals (Patent RU No. 2058505), formed by the contact between two surfaces, usually at one or two ends of the threaded part of the joint, expanding in the elastic range of the elastic modulus to provide an appropriate voltage value.

Однако в некоторых ситуациях вместо металлических уплотнений или в комбинации с ними необходимо использовать эластичные уплотнения, чтобы исключить проникновение жидкости извне в зазоры резьбы.However, in some situations, instead of metal seals or in combination with them, it is necessary to use elastic seals to prevent the penetration of fluid from the outside into the gaps of the thread.

В таких случаях на смену металлическим трубам все чаще приходят пластиковые обсадные трубы, обеспечивающие качественное и долгосрочное прокладывание трубопровода.In such cases, metal casing is increasingly being replaced by metal casing pipes, ensuring high-quality and long-term pipeline laying.

Среди пластиковых труб, оптимальными эксплуатационными показателями обладает непластифицированный поливинилхлорид (нПВХ).Трубы из нПВХ обладают наилучшими свойствами и самыми высокими физико-механическими характеристиками по отношению к другим полимерам.Among plastic pipes, unplasticized polyvinyl chloride (nPVC) has the best performance. NpVC pipes have the best properties and the highest physicomechanical characteristics with respect to other polymers.

Известны способы резьбового соединения труб ПВХ без раструба с увеличенной толщиной стенки а с внутренней и внешней резьбой, при которых необходимо выполнять резьбовое соединение с малой высотой профиля резьбы и мелким шагом. Такая резьба выдерживает значительно меньшие осевые нагрузки, а мелкий шаг резьбы значительно усложняет начало ввинчивания одного конца трубы в другой и может привести к повреждению витков резьбы. Кроме того, при соединении труб данным образом возможны затекания жидкостей по резьбе внутрь трубы, что означает несовершенную систему герметизации.Known methods for threaded connection of PVC pipes without a socket with increased wall thickness and with internal and external threads, in which it is necessary to perform a threaded connection with a small thread profile height and a small pitch. Such a thread can withstand significantly lower axial loads, and a small thread pitch greatly complicates the start of screwing one end of the pipe into the other and can lead to damage to the threads. In addition, when connecting pipes in this way, it is possible for liquids to flow through the thread inside the pipe, which means an imperfect sealing system.

Данный тип резьбового соединения реализован на производственной площадке ЗАО «Хемкор» и ими же представлен другой тип соединения (фиг.1), содержащий охватывающий элемент (раструб) с внутренней резьбой и охватываемый элемент с наружной резьбой трапециевидного профиля (http://www.chemkor.ru/assets/files/GOST_TU/Extract_TU_obsadnye.pdf).This type of threaded connection is implemented at the production site of Hemkor CJSC and they also presented another type of connection (Fig. 1), containing a female element (socket) with an internal thread and a male element with an external thread of a trapezoidal profile (http: //www.chemkor .ru / assets / files / GOST_TU / Extract_TU_obsadnye.pdf).

Данное техническое решение принято в качестве прототипа для заявленного изобретения.This technical solution was made as a prototype for the claimed invention.

Такой тип резьбового соединения позволяет устранить недостатки вышеупомянутого резьбового соединения, уменьшая при этом толщину стенки a и, соответственно, стоимость изделия, однако обладает рисками поломки трубы в случае возникновения изгибных деформаций в искривленных скважинах и скважинах, пробуренных под углом.This type of threaded connection allows you to eliminate the disadvantages of the aforementioned threaded connection, while reducing the wall thickness a and, accordingly, the cost of the product, however, there is a risk of pipe breakage in the event of bending deformations in curved wells and wells drilled at an angle.

Настоящее изобретение направлено на решение технической задачи по устойчивости к внешним (осевым и радиальным) нагрузкам за счет увеличения резьбового конуса и, как следствие, удлинения основания раструба, которое не контактирует с крайним витком наружной резьбовой зоны охватываемого элемента, тем самым отодвигая от торца зону с высоким уровнем напряжений и улучшая работу резьбового соединения на изгиб.The present invention is directed to solving the technical problem of resistance to external (axial and radial) loads by increasing the threaded cone and, as a consequence, lengthening the base of the socket, which does not come into contact with the extreme turn of the outer threaded zone of the male element, thereby moving the zone from high levels of stress and improving the work of the threaded connection to bend.

Указанный технический результат достигается тем, что герметичное резьбовое соединение содержит охватываемый и охватывающий элементы с трапецеидальным профилем резьбы, причем охватывающий конец трубы содержит удлиненный раструб с внутренним диаметром на величину двойной высоты профиля резьбы меньше, чем наружный диаметр охватываемого элемента. Резьба на охватываемом и охватывающем элементах имеет конусные участки, кроме того, перед первым витком резьбы труба имеет заходный поясок, выполненный в виде конуса. Дополнительная герметизация обеспечивается за счет резинового уплотнительного кольца, устанавливаемого за наружной резьбой охватываемого элемента и прилегающего к ровной цилиндрической части заходного пояска внутренней резьбы охватывающего элемента.The specified technical result is achieved in that the sealed threaded connection contains male and female elements with a trapezoidal thread profile, and the female end of the pipe contains an elongated socket with an inner diameter of double the height of the thread profile less than the outer diameter of the male element. The thread on the male and female elements has conical sections, in addition, before the first turn of the thread, the pipe has a lead-in band made in the form of a cone. Additional sealing is ensured by a rubber sealing ring installed behind the external thread of the male element and adjacent to the even cylindrical part of the lead-in girdle of the internal thread of the female element.

Достигаемый технический результат заключается в повышении прочности и устойчивости резьбового соединения к осевым и радиальным нагрузкам, а также обеспечении герметичности резьбового соединения.The technical result achieved is to increase the strength and stability of the threaded joint to axial and radial loads, as well as to ensure the tightness of the threaded joint.

Указанные признаки являются существенными и взаимосвязаны между собой с образованием устойчивой совокупности существенных признаков, достаточных для получения требуемого технического результата.These features are significant and interconnected with the formation of a stable set of essential features sufficient to obtain the desired technical result.

Настоящее изобретение поясняется конкретным примером, который, однако, не является единственно возможным, но наглядно демонстрирует возможность получения требуемого технического результата.The present invention is illustrated by a specific example, which, however, is not the only possible, but clearly demonstrates the possibility of obtaining the desired technical result.

На фиг.2 представлено герметичное резьбовое соединение обсадных труб.Figure 2 presents a tight threaded connection of casing pipes.

Согласно настоящему изобретению герметичное резьбовое соединение включает в себя охватываемую и охватывающую (раструб) трубчатые детали с трапецеидальным профилем резьбы с углом профиля 30°. Охватывающий конец трубы содержит удлиненный, по сравнению с прототипом, раструб, с внутренним диаметром D1 на величину двойной высоты профиля (высоту зацепления H) резьбы меньше, чем наружный диаметр D3 охватываемого элемента. Таким образом, внутренний диаметр раструба D1 равен диаметру впадин профиля охватываемой резьбы. Шаг резьбы P определяется как средний диаметр сопряженных деталей. Для облегчения ввинчивания труб, резьба на концах охватываемой и охватывающей детали имеет конусные участки с величиной конусности 0,75. Кроме того, перед первым витком резьбы располагается заходный поясок, выполненный в виде конуса с величиной угла 15° к оси трубы. В сопряженном состоянии между вершиной и канавкой резьбы образуются зазоры C1 и C2. При накатывании резьбы профиль канавки резьбы выполняется закругленным. Радиус скругления R1 по канавке наружной и внутренней резьбы равен C1, а радиус скругления R2 по вершине наружной резьбы равен 0,5 C2. Герметичность резьбового соединения обеспечивается за счет конусного резьбового соединения, а также дополнительного уплотняющего элемента - резинового кольца, устанавливаемого за наружной резьбой охватываемой трубчатой детали и прилегающего к ровной цилиндрической части заходного пояска внутренней резьбы охватывающей трубы.According to the present invention, a sealed threaded connection includes male and female tubular parts with a trapezoidal thread profile with a profile angle of 30 °. The female end of the pipe contains an elongated, compared to the prototype, bell with an inner diameter D1 of a double profile height (engagement height H) of the thread less than the outer diameter D3 of the male member. Thus, the inner diameter of the socket D1 is equal to the diameter of the troughs of the profile of the male thread. Thread pitch P is defined as the average diameter of mating parts. To facilitate screwing in the pipes, the threads at the ends of the male and female parts have conical sections with a taper of 0.75. In addition, in front of the first turn of the thread there is a lead-in band made in the form of a cone with an angle of 15 ° to the axis of the pipe. In the conjugated state, gaps C1 and C2 are formed between the apex and the groove of the thread. When rolling the thread, the thread groove profile is rounded. The radius of the fillet R1 along the groove of the external and internal thread is C1, and the radius of the fillet R2 at the top of the external thread is 0.5 C2. The tightness of the threaded connection is ensured by the conical threaded connection, as well as an additional sealing element - a rubber ring installed behind the external thread of the male tubular part and adjacent to the even cylindrical part of the lead-in girdle of the internal thread of the female pipe.

Ниже приводятся описания конкретных исполнений указанных примеров (фиг.3, 4).The following are descriptions of specific implementations of these examples (figure 3, 4).

На фиг.3 представлено герметичное резьбовое соединение обсадных труб нПВХ номинальным диаметром 125 мм и толщиной стенки 5 мм. Толщина стенки обеспечивает высокие прочностные характеристики изделия при его эксплуатации с рабочими нагрузками и учетом коэффициента запаса прочности.Figure 3 presents a sealed threaded connection of casing npvc with a nominal diameter of 125 mm and a wall thickness of 5 mm. The wall thickness provides high strength characteristics of the product during its operation with workloads and taking into account the safety factor.

Герметичное резьбовое соединение содержит раструб с наружным диаметром внутренней резьбы 125,7 мм и с внутренний диаметром резьбы - 124,7 мм. Длина раструба в данном соединении увеличена на 15 мм по сравнению с прототипом, что позволяет погружать обсадную трубу в искривленную или пробуренную под углом скважину, без опасения поломки трубы. Внутренняя резьба раструба соединяется с ответной ей наружной резьбой, причем обе резьбы имеют трапецеидальный профиль с углом 30° и высотой профиля 2 мм, что обеспечивает высокую надежность резьбового соединения при возникновении осевых растягивающих усилий. Данный тип профиля резьбы обусловлен высокой работоспособностью при осевых нагрузках, возникающих в соединении.The tight threaded connection contains a socket with an external diameter of the internal thread of 125.7 mm and with an internal diameter of the thread of 124.7 mm. The length of the socket in this connection is increased by 15 mm compared with the prototype, which allows you to immerse the casing in a bent or drilled at an angle borehole, without fear of pipe breakage. The internal thread of the socket is connected to the external thread mating to it, both threads having a trapezoidal profile with an angle of 30 ° and a profile height of 2 mm, which ensures high reliability of the threaded connection when axial tensile forces occur. This type of thread profile is due to its high performance under axial loads arising in the joint.

Внутренняя и наружная резьба выполнены в виде конуса с величиной 0,75 на длине 50 мм (фиг.4), что обеспечивает облегчение ввинчивания труб. Заходный поясок перед первым витком наружной резьбы также выполнен в виде конуса с величиной угла 15° к оси трубы. Угол конусности 15° обеспечивает дополнительное прижатие радиального уплотнения, что позволяет снизить радиальный натяг, что в свою очередь снижает вероятность повреждения уплотнительных поверхностей. При увеличении указанного угла начинают возникать значительные деформации внутреннего диаметра охватываемой трубы при сжатии или перекручивании соединения. При уменьшении угла теряется эффект конусности, т.к. конусная проточка раструба становится более жесткой в осевом направлении. Отрицательный угол профиля резьбы исключает возможность выхода наружной резьбы из зацепления с внутренней резьбой при значительных растяжениях, т.к. радиальные составляющие реакций в резьбе стремятся прижать трубу к муфте.The internal and external threads are made in the form of a cone with a value of 0.75 over a length of 50 mm (Fig. 4), which facilitates the screwing of pipes. The lead-in band before the first turn of the external thread is also made in the form of a cone with an angle of 15 ° to the axis of the pipe. A taper angle of 15 ° provides an additional compression of the radial seal, which reduces radial interference, which in turn reduces the likelihood of damage to the sealing surfaces. With an increase in the specified angle, significant deformations of the inner diameter of the covered pipe begin to occur during compression or twisting of the connection. As the angle decreases, the taper effect is lost, because the conical groove of the socket becomes stiffer in the axial direction. The negative angle of the thread profile eliminates the possibility of the external thread coming out of engagement with the internal thread at significant tensile stresses, as the radial components of the reactions in the thread tend to press the pipe against the sleeve.

Основная функция резьбы состоит в восприятии растягивающей нагрузки и изгиба, а также частично сжимающей нагрузки. Однако за счет конусности обеспечивается и герметичность резьбового соединения. Для усиления эффекта герметичности и пригодности использования данного соединения для обсадных работ, за наружной резьбой устанавливается уплотнительное кольцо 115×121×36 по ГОСТ 9833-73/18829-73, которое прилегает к ровной цилиндрической части заходного пояска внутренней резьбы.The main function of a thread is to absorb tensile load and bending, as well as partially compressive load. However, due to the taper, the tightness of the threaded connection is also ensured. To enhance the tightness effect and the suitability of using this connection for casing, an outer ring is fitted with an 115 × 121 × 36 O-ring in accordance with GOST 9833-73 / 18829-73, which is adjacent to the smooth cylindrical part of the lead-in girdle of the internal thread.

За счет удлинения раструба и применения уплотнения резьбовое соединение приобретает способность работать при действии комбинированных нагрузок в агрессивных средах, в том числе возникающих при строительстве наклонных скважин с интенсивностью искривления ствола до 10°, что является преимуществом перед прототипом.Due to the elongation of the socket and the use of seals, the threaded joint acquires the ability to work under the action of combined loads in aggressive environments, including those arising during the construction of deviated wells with a bore intensity of up to 10 °, which is an advantage over the prototype.

Claims (1)

Герметичное резьбовое соединение для обсадных труб из непластифицированного поливинилхлорида, содержащее охватываемый и охватывающий элементы с трапецеидальным профилем резьбы, где охватывающий конец трубы содержит удлиненный раструб с внутренним диаметром на величину двойной высоты профиля резьбы меньше, чем наружный диаметр охватываемого элемента, резьба на охватываемом и охватывающем элементе имеет конусные участки, на которых перед первым витком внутренней резьбы охватывающего элемента имеется конусообразный заходный поясок, к ровной цилиндрической части которого прилегает резиновое уплотнительное кольцо, установленное за наружной резьбой охватываемого элемента. A tight threaded connection for casing pipes made of unplasticized polyvinyl chloride, containing male and female elements with a trapezoidal thread profile, where the female end of the pipe contains an elongated socket with an inner diameter equal to twice the height of the male thread profile than the outer diameter of the male element, the thread on the male and female element has conical sections on which, before the first turn of the internal thread of the enclosing element, there is a cone-shaped lead-in band , to the smooth cylindrical part of which is attached a rubber o-ring mounted behind the external thread of the male element.
RU2013133189/06A 2013-07-16 2013-07-16 Sealed threaded connection of casing pipes RU2536730C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013133189/06A RU2536730C1 (en) 2013-07-16 2013-07-16 Sealed threaded connection of casing pipes

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013133189/06A RU2536730C1 (en) 2013-07-16 2013-07-16 Sealed threaded connection of casing pipes

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2536730C1 true RU2536730C1 (en) 2014-12-27

Family

ID=53287442

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013133189/06A RU2536730C1 (en) 2013-07-16 2013-07-16 Sealed threaded connection of casing pipes

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2536730C1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1663174A1 (en) * 1988-08-01 1991-07-15 Ивано-Франковский Институт Нефти И Газа Threaded joint for steam-injection pipes
RU2058505C1 (en) * 1988-10-03 1996-04-20 Далмине С.П.А. Pressure-tight pipe joint
RU2150040C1 (en) * 1995-04-28 2000-05-27 Валлурек Маннесманн Ойл Энд Гэз Франс. Threaded connection for pipes and method of pipes threaded connection

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1663174A1 (en) * 1988-08-01 1991-07-15 Ивано-Франковский Институт Нефти И Газа Threaded joint for steam-injection pipes
RU2058505C1 (en) * 1988-10-03 1996-04-20 Далмине С.П.А. Pressure-tight pipe joint
RU2150040C1 (en) * 1995-04-28 2000-05-27 Валлурек Маннесманн Ойл Энд Гэз Франс. Threaded connection for pipes and method of pipes threaded connection

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5530352B2 (en) Screw joint with elastic seal ring
US8840151B2 (en) Seal between pipe sections
CA3001670C (en) Threaded connection for steel pipe
US20150191980A1 (en) Sealed threaded joint for tubing pipes
CN102639912A (en) Threaded connection
CA3061450C (en) Threaded connection for steel pipes
JP5706533B2 (en) Improved seal between pipes
JP2018536818A (en) Screw connection including middle shoulder
JP6683738B2 (en) Threaded joint for steel pipe
US20160245433A1 (en) Threaded connection for pipes, such as oil and gas pipes
EA200702676A1 (en) HERMETIC THREADED CONNECTION OF OIL INDUSTRIAL PIPES
RU2536730C1 (en) Sealed threaded connection of casing pipes
US12018777B2 (en) Threaded connection for steel pipe
US12110746B2 (en) Threaded joint for production tubing
RU116952U1 (en) HIGH SEALED THREADED CONNECTION OF OIL AND GAS PIPES
RU165295U1 (en) SEALED THREADED CONNECTION OF OIL PIPES
RU78854U1 (en) THREADED WALL THREAD DRILL PIPES
RU2721075C1 (en) Threaded joint for steel pipes
WO2016064368A1 (en) Sealed threaded joint for metal pipes
BR112020024954A2 (en) THREADED CONNECTION FOR STEEL PIPES
BR112020024954B1 (en) THREADED CONNECTION FOR STEEL PIPE
RU2560471C1 (en) Rolling mill piercing mandrel core
OA21386A (en) Threaded joint for steel pipe.
OA19358A (en) Threaded coupling for steel piping.
UA56238U (en) Tight threaded joint

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20150717

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20161220

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20190717