РАСШИРЯЕМОЕ РЕЗЬБОВОЕ СОЕДИНЕНИЕ И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ

1. Расширяемое резьбовое соединение, применяемое при разведке или эксплуатации углеводородных скважин, включающее первый трубный элемент, содержащий охватываемую оконечную часть (1), имеющую первую и вторую резьбовые зоны (21, 22), расположенные на внешней периферической поверхности, и область вставки (25), расположенную между первой и второй резьбовыми зонами (21, 22), при этом область вставки предусматривает первую кольцевую шпонку (41), содержащую выступающую стенку упора (41a), и первое углубление (43), смежное с первой шпонкой и на некотором расстоянии от нее; второй трубный элемент, содержащий охватывающую оконечную часть (2), имеющую третью и четвертую резьбовые зоны (23, 24), расположенные на внутренней периферической поверхности, и область вставки (26), расположенную между указанными третьей и четвертой резьбовыми зонами (23, 24), при этом область вставки предусматривает вторую кольцевую шпонку (42), содержащую выступающую стенку упора (42a), и второе углубление (44), смежное со второй шпонкой и на некотором расстоянии от него, при этом первая и вторая резьбовые зоны охватываемой оконечной части аналогичны третьей и четвертой резьбовым зонам охватывающей оконечной части для свинчивания с ней, где резьбовые зоны (21, 22, 23, 24) содержат соответственно охватываемую и охватывающую резьбу; при этом первая и вторая шпонки (41, 42) зацепляются соответственно с первым и вторым углублениями (44, 43) в свинченном состоянии, при этом стенка упора по меньшей мере одной из первой и второй шпонок входит в контакт соответственно со вторым или первым углублением, охватываемая оконечная часть (1) содержит первую поверхность (47) между первой резьбовой зоной и первой шпонкой, а охватывающая оконечная часть содержит вторую поверхность (48) между третьей резьбовой зоной и вторым углублением, отличающееся тем, что указанные первая и вторая поверхности (47, 48) определяют в свинченном состоянии кольцевое пространство, включающее зону (49) с большим радиальным размером со стороны первой и третьей резьбовых зон и зону (50) с меньшим радиальным размером со стороны первой шпонки и второго углубления, способные после расширения обеспечивать герметичность при контакте (60) металл-металл, при этом первая шпонка (41) опирается на вторую шпонку (42).
2. Резьбовое соединение по п.1, отличающееся тем, что поверхность охватываемой оконечной части, расположенная между первой шпонкой (41) и первым углублением (43), и поверхность охватывающей оконечной части, расположенная между второй шпонкой (42) и вторым углублением (44) в свинченном состоянии находятся в контакте.
3. Резьбовое соединение по п.1, отличающееся тем, что первая поверхность (47) охватываемой оконечной части (1) имеет максимальный диаметр в районе между 1/3 и 2/3 ее длины.
4. Резьбовое соединение по п.1, отличающееся тем, что первая поверхность (47) охватываемой оконечной части (1) имеет вблизи первой шпонки (41) диаметр больший, чем диаметр вблизи первой резьбовой зоны (21).
5. Резьбовое соединение по п.1, отличающееся тем, что герметичность при контакте металл-металл достигается посредством выпуклой части вблизи первой шпонки охватываемой оконечной части.
6. Резьбовое соединение по п.1, отличающееся тем, что зона (49) с большим радиальным размером со стороны первой и третей резьбовых зон определяется между внутренней поверхностью в форме усеченного конуса и внешней поверхностью в форме дуги окружности, между внутренней поверхностью в форме дуги окружности и внешней поверхностью в форме усеченного конуса или между двумя поверхностями в форме дуги окружности.
7. Резьбовое соединение по п.1, отличающееся тем, что зона (50) с меньшим радиальным размером со стороны первой шпонки и второго углубления имеет радиальный размер, равный нулю.
8. Резьбовое соединение по п.1, отличающееся тем, что первая поверхность (47) охватываемой оконечной части (1) и/или вторая поверхность (48) охватывающей оконечной части (2) содержит кольцевой паз (47e, 48c) вблизи первой резьбовой зоны.
9. Резьбовое соединение по п.8, отличающееся тем, что паз (47e, 48c) имеет глубину, составляющую между 6 и 13% толщины трубного компонента на текущем участке.
10. Резьбовое соединение по п.1, отличающееся тем, что первая и третья резьбовые зоны (21, 23) и/или вторая и четвертая резьбовые зоны (22, 24) содержат резьбы, самозацепляющиеся радиально предпочтительно по типу «ласточкин хвост».
11. Резьбовое соединение по п.1, отличающееся тем, что длина первой поверхности (47) охватываемой оконечной части (1) составляет между 150 и 175% толщины трубного компонента на текущем участке, длина второй поверхности (48) охватывающей оконечной части (2) составляет между 145 и 170% толщины трубного компонента на текущем участке, длина второго углубления (44) составляет между 16 и 24% толщины трубного компонента на текущем участке.
12. Резьбовое соединение по п.1, отличающееся тем, что толщина охватываемой оконечной части (1) на уровне зоны с большим радиальным размером кольцевого пространства составляет между 66 и 76% толщины трубного компонента на текущем участке, толщина охватываемой оконечной части (1) на уровне зоны с меньшим радиальным размером кольцевого пространства составляет между 75 и 85% толщины трубного компонента на текущем участке, толщина охватывающей оконечной части (2) на уровне зоны с большим радиальным размером кольцевого пространства составляет между 45 и 55% толщины трубного компонента на текущем участке.
13. Резьбовое соединение по п.1, отличающееся тем, что толщина охватываемой оконечной части (1) между первой шпонкой и второй резьбовой зоной составляет между 50 и 55% толщины трубного компонента на текущем участке, толщина охватывающей оконечной части (2) между второй шпонкой и четвертой резьбовой зоной составляет между 62 и 76% толщины трубного компонента на текущем участке.
14. Резьбовое соединение по п.1, отличающееся тем, что радиальный размер первой шпонки (41) и первого углубления (43) составляет между 22 и 27% толщины трубного компонента на текущем участке, радиальный размер второй шпонки (42) составляет между 10 и 15% толщины трубного компонента на текущем участке, радиальный размер второго углубления (44) составляет между 10 и 15% толщины трубного компонента на текущем участке.
15. Способ осуществления герметичного резьбового соединения, при котором резьбовое соединение по одному из предыдущих пунктов подвергают диаметральному расширению в области пластических деформаций посредством расширителя, диаметр которого больше внутреннего диаметра трубных элементов, который перемещается в осевом направлении внутри соединения, при этом указанное кольцевое пространство имеет точно рассчитанные размеры, чтобы во время диаметрального расширения первая поверхность подвергалась осевому перемещению в направлении второй поверхности таким образом, чтобы указанные первая и вторая поверхности радиально налагались, образуя герметичное соединение металл-металл, при этом сохраняя зону с большим радиальным размером кольцевого пространства.
16. Способ по п.15, отличающийся тем, что первая поверхность подвергается осевому перемещению в направлении первой шпонки, первая шпонка отклоняется в направлении второй шпонки таким образом, что внутренняя поверхность первой шпонки и внешняя поверхность второй шпонки радиально налагаются, образуя герметичное соединение металл-металл.
17. Способ по п.15, отличающийся тем, что процент расширения превышает 15%, предпочтительно превышает 20%.