ВЫСОКОГЕРМЕТИЧНОЕ ТРУБНОЕ РЕЗЬБОВОЕ СОЕДИНЕНИЕ

Предлагаемое техническое решение относится к резьбовым соединениям обсадных, насосно-компрессорных и нефтегазопроводных труб и может найти применение в нефтегазовой промышленности.
Известны высокогерметичные резьбовые соединения обсадных труб, содержащие трубу, имеющую наружную трапецеидальную резьбу и расположенный между резьбой и торцом трубы хвостовик с наружной герметизирующей поверхностью, и охватывающий элемент, имеющий ответную внутреннюю резьбу и последовательно расположенную за ней внутреннюю герметизирующую поверхность, а также элемент принудительного стоп - ограничения относительного осевого перемещения трубы и охватывающего элемента при их свинчивании, выполненный в виде упорного уступа на наружной поверхности трубы (например, резьбовое соединение Extreme-line, STD 5В ″Spetification for Threading, Gaging and Thread Inspection of Casing, Tubing, and Line Pipe Threads.″ American Petroleum Institute).
Одним из их недостатков является повышенная трудоемкость изготовления, обусловленная необходимостью высадки конца трубы для формирования упорного уступа. Другим недостатком является возможность снижения прочности соединения на растяжение в случае его перезатяжки после вхождения в контакт упорного уступа на трубе и торца охватывающего элемента вследствие возникновения в резьбе монтажных растягивающих напряжений.
Наиболее близкими к предлагаемому по технической сути являются высокогерметичные резьбовые соединения обсадных и насосно-компрессорных труб, содержащие трубу, имеющую наружную трапецеидальную резьбу и расположенный между резьбой и торцом трубы хвостовик с наружной герметизирующей поверхностью, и охватывающий элемент, имеющий ответную внутреннюю резьбу и последовательно расположенную за ней ответную внутреннюю герметизирующую поверхность, а также элемент принудительного стоп - ограничения относительного осевого перемещения трубы и охватывающего элемента при их свинчивании, выполненный в виде упорного уступа в уплотнительной расточке охватывающего элемента (муфты). (1. ГОСТ 632 ″Трубы обсадные и муфты к ним. Технические условия″. Резьбовые соединения ОТГГ и ТБО; 2. ГОСТ 633 ″ Трубы насосно-компрессорные и муфты к ним″. Резьбовые соединения НКМ и НКБ).
Их недостатком является невозможность визуального контроля
правильности сопряжения герметизирующих поверхностей трубы и охватывающего элемента, а также потеря соединением герметичности из-за выпучивания хвостовика во-внутрь при превышении необходимого крутящего момента свинчивания, требуемая номинальная величина которого не может быть заранее назначена из-за влияния на нее допусков на изготовление резьб, марки применяемой смазки, температуры окружающей среды и т.д.
Целью изобретения является повышение эксплуатационной надежности соединения, в первую очередь исключение потери им герметичности при сборке.
Указанная цель достигается за счет ликвидации элементов стоп -ограничения относительного осевого перемещения трубы и охватывающего элемента при их свинчивании при одновременном обеспечении возможности визуального контроля за осевым положением их герметизирующих поверхностей.
Сущность изобретения заключается в том, что резьбовое соединение выполняют безупорным, без элементов принудительного стоп - ограничения относительного осевого перемещения трубы и охватывающего элемента при их свинчивании, а трубу снабжают индикатором, обеспечивающим возможность непрерывного визуального контроля относительного осевого положения герметизирующих поверхностей в условиях ее вращения при свинчивании с охватывающим элементом. Указанный контроль выполняется
косвенно по расстоянию между торцом охватывающего элемента и индикатором, нанесенном на поверхность трубы. Частным случаем является выполнение индикатора в виде зарезьбовой кольцевой канавки, осевое положение контрольных границ которой соответствует положениям торца охватывающего элемента в моменты сопряжения герметизирующих поверхностей трубы и охватывающего элемента с минимальным и максимальным допустимыми осевыми натягами. При этом в качестве контрольных могут использоваться границы дна канавки, которое для улучшения условий наблюдения может быть снабжено индикационным покрытием, например, окрашено белой краской.
На фигуре приведено высокогерметичное трубное резьбовое соединение, имеющее индикатор на трубе в виде зарезьбовой кольцевой канавки, после свинчивания до сопряжения герметизирующих поверхностей с минимальным (а) и максимальным (б) допустимым осевым натягом.
Высокогерметичное резьбовое соединение содержит трубу 8, имеющую наружную трапецеидальную резьбу 9 и расположенный между ней и торцом трубы хвостовик 10 с наружной герметизирующей поверхностью 11, и охватывающий элемент 1, имеющий ответную внутреннюю резьбу 3 и расположенную за ней ответную внутреннюю герметизирующую поверхность 2. На наружной поверхности трубы выполнен индикатор в виде зарезьбовой кольцевой канавки 5. Индикационные границы 6 и 7 окрашенного дна последней расположены на одинаковом расстоянии L от
границ 12 и 13, соответствующих (в данном случае отсчета) положению торца трубы в моменты сопряжения герметизирующих поверхностей 11 трубы и 2 охватывающего элемента с минимальным и максимальным допустимыми осевыми натягами. При этом свинчивание до совмещения торца 4 охватывающего элемента с границей 7 дна канавки (а) соответствует сопряжению герметизирующих поверхностей с минимально допустимым осевым натягом, до совмещения с границей 6 дна канавки (б) - сопряжению герметизирующих поверхностей с максимально допустимым осевым натягом.
Таким образом, свидетельством сопряжения герметизирующих поверхностей трубы и охватывающего элемента с качеством, обеспечивающим необходимую герметичность соединения, является положение торца 4 охватывающего элемента между границами 6 и 7 дна индикаторной канавки. Кольцевой характер индикатора позволяет оператору надежно контролировать указанное положение непрерывно в условиях вращения трубы и, соответственно, обеспечивать необходимое качество свинчивания резьбового соединения.