Ниппель двухупорного резьбового соединения

Полезная модель относится к резьбовым соединениям труб и может быть использована для соединения бурильной колонны.
7
Известен ниппель резьбового соединения бурильных труб (патент RU 2168102, МПК F16L 15/08, опубл. 2001 г. ), содержащий резьбовую часть с впадинами резьбы, упрочненными холодной пластической деформацией.
Недостатком такого ниппеля является низкая надежность соединения с муфтой, что объясняется низкой сопротивляемостью повышенному крутящему моменту из-за отсутствия внутреннего упора соединяемых деталей.
Наиболее близким к заявляемому ниппелю и принятым в качестве прототипа является ниппель двухупорного резьбового соединения бурильных труб (Лачинян Л.В. «Работа бурильной колонны», Москва, «Недра» 1992 г., стр. 55, 107-111), содержащий внутренний и внешний упорные торцы, резьбовую часть с впадинами резьбы, упрочненными холодной пластической деформацией.
Такая конструкция ниппеля обеспечивает получение соединения с повышенной сопротивляемостью крутящему моменту за счет контакта ниппеля и муфты по внешнему и внутреннему упорным торцам.
Однако прочностные характеристики соединения такого ниппеля с муфтой недостаточны, что объясняется сложностью и даже невозможностью обеспечения оптимального соотношения напряжений в соединении из-за отклонения размеров между внутренним и внешним упорными торцами ниппеля и муфты, вызванные удлинением ниппеля при упрочнении впадин резьбы ниппеля холодной пластической деформацией.
Технической задачей заявляемой конструкции ниппеля является повышение прочностных характеристик соединения ниппеля с муфтой за счет обеспечения надежного контакта как по внешнему, так и по внутреннему упорным торцам ниппеля и муфты, обеспечение оптимального соотношения напряжений в соединении.
Поставленная задача решается усовершенствованием ниппеля двухупорного резьбового соединения, содержащего внутренний и внешний упорные торцы, резьбовую часть с впадинами резьбы, упрочненными холодной пластической деформацией.
Это усовершенствование заключается в том, что расстояние между упорными торцами ниппеля уменьшено на величину удлинения участка между упорными торцами при холодной пластической деформации.
Изготовление ниппеля с такими параметрами позволяет получить после холодной пластической деформации впадин резьбы ниппель с расстоянием между упорными торцами, соответствующим расстоянию между упорными торцами муфты, что необходимо для обеспечения надежного контакта как по внешнему, так и по внутреннему упорным торцам ниппеля и муфты в соединении и обеспечения оптимального соотношения напряжений в соединении.
Кроме того, резьбовая часть ниппеля может быть выполнена с упрочненными впадинами только первых 2- 3 полных витков резьбы, участвующих в зацеплении, и 2- 3 последних полных витков резьбы, участвующих в зацеплении, что снижает трудоемкость обработки, повышает долговечность станка и инструмента, используемого при холодной пластической деформации впадин резьбы.
Полезная модель поясняется чертежом, на котором изображен заявляемый ниппель двухупорного резьбового соединения.
Ниппель двухупорного резьбового соединения содержит внутренний 1 и внешний 2 упорные торцы, резьбовую часть 3 с впадинами 4, упрочненными холодной пластической деформацией. Расстояние L между упорными торцами 1 и 2 уменьшено на величину удлинения участка между упорными торцами при холодной пластической деформации (например обкаткой). Резьбовая часть 3 может быть выполнена с упрочненными впадинами первых 2- 3 полных витков резьбы, участвующих в зацеплении, и 2- 3 последних полных витков резьбы, участвующих в зацеплении.
Для получения соединения свинчивают ниппель с муфтой (не показана). За счет того, что расстояние L между упорными торцами 1 и 2 уменьшено на величину удлинения участка между упорными торцами при холодной пластической деформации, это расстояние соответствует расстоянию между упорными торцами муфты. При свинчивании получают соединение с надежным контактом как по внешнему, так и по внутреннему упорным торцам ниппеля и муфты с оптимальным соотношением напряжений в соединении.
т
т
Предложенную конструкцию ниппеля двухупорного резьбового соединения бурильных труб ТБТ-К-127-89-57/ТМК TDS-127-62 изготавливали из заготовки (с учетом величины гарантированного зазора между внутренними упорными торцами ниппеля и муфты 0,15 мм) с расстоянием между упорными торцами равным 115,75 мм - уменьшенным на 0,1 мм, что соответствует удлинению участка между упорными торцами заготовки ниппеля при холодной пластической деформации впадин резьбы, которую производили обкаткой роликом по технологии ООО «ПКНМ». В результате получили ниппель с расстоянием L между упорными торцами 1 и 2 уменьшенным на величину удлинения участка между упорными торцами при холодной пластической деформации. При свинчивании полученного ниппеля с муфтой с расстоянием между упорными торцами 116 мм двухупорного резьбового соединения бурильных труб ТБТ-К-127-89-57/ТМК TDS-127-62 получили соединение, с надежным контактом как по внешнему, так и по внутреннему упорным торцам ниппеля и муфты с оптимальным соотношением напряжений: 0,9σ на внутреннем упорном торце и 0,67σ в опасном сечении ниппеля, находящемся на расстоянии 19,05 мм от внешнего упорного торца.
Таким образом использование заявляемой конструкции ниппеля двухупорного резьбового соединения позволяет повысить прочностные характеристики получаемого соединения за счет обеспечения надежного контакта как по внешнему, так и по внутреннему упорным торцам ниппеля и муфты и обеспечения оптимального соотношения напряжений.