УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОХВАТЫВАЕМОГО КОНЦА КОМПОНЕНТА ТРУБНОГО РЕЗЬБОВОГО СОЕДИНЕНИЯ В ОТКРЫТОМ И ЗАКРЫТОМ ПОЛОЖЕНИЯХ, СООТВЕТСТВУЮЩИЕ СПОСОБЫ КРЕПЛЕНИЯ И МАШИНЫ ДЛЯ КРЕПЛЕНИЯ
PROTECTION DEVICE OF MALE END OF COMPONENT OF THREADED TUBE CONNECTION IN OPEN AND CLOSED POSITIONS, AND APPROPRIATE ATTACHMENT METHODS AND ATTACHMENT MACHINES

Настоящее изобретение относится к компонентам трубных резьбовых соединений, используемым, например, в нефтяной промышленности, и, в частности, относится к защите охватываемого конца некоторых из этих компонентов.
В данном случае под «компонентом» следует понимать любой элемент или аксессуар, используемый для бурения или эксплуатации скважины и предназначенный для соединения при помощи резьбы с другим компонентом с целью образования вместе с этим компонентом трубного резьбового соединения. Компонентом может быть, например, труба относительно большой длины (в частности, длиной около десятка метров), трубная муфта длиной в несколько десятков сантиметров, аксессуар этих труб (устройство подвески или “hanger”, деталь для изменения сечения или “cross-over”, предохранительный вентиль, соединитель для буровой штанги или “tool joint”, “sub” и аналогичные элементы).
Как правило, компоненты соединяют друг с другом с целью их опускания в нефтяные или другие скважины и для формирования бурового снаряда, колонны обсадных труб (“casing”) или крепежных труб (“liners”) или колонны насосно-компрессорных труб (“tubing”) (эксплуатационные колонны).
Спецификация API 5CT, выпущенная Американским институтом нефти (API), эквивалентная норме ISO 11960:2004, выпущенной Международной организацией по стандартизации (ISO), регламентирует трубы, используемые в качестве обсадных или насосно-компрессорных, а спецификация API 5B определяет стандарты резьбы для этих труб.
Спецификация 7 API определяет резьбовые соединители с заплечиком для буровых штанг вращательного бурения.
Производители компонентов трубных резьбовых соединений разработали также так называемые резьбовые соединения высшей категории, которые характеризуются специфической геометрией резьбы, и специальные средства, придающие им улучшенные характеристики во время работы, в частности, с точки зрения механической прочности и герметичности. Примеры резьбовых соединений высшей категории и этих специальных средств описаны, например, в патентных документах ЕР 0488912, US 4494777 и ЕР 0767335.
Вышеуказанные компоненты содержат резьбовой охватываемый конец, предназначенный для завинчивания в резьбовой охватывающий конец другого бурового или эксплуатационного компонента. Поэтому необходимо, чтобы их охватываемый конец минимально подвергался повреждениям, загрязнениям и разрушениям между моментом, когда они выходят с производственного конвейера, и моментом, когда их используют, а также между двумя последовательными использованиями. Понятно, что предохранять от коррозии, пыли и ударов (или столкновений) необходимо не только резьбу, но и возможные рабочие или упорные поверхности, каждая из которых выполняет специфические и дополнительные функции, в частности функции обеспечения герметичности в фазе использования.
Как правило, непосредственно перед соединением на концы вышеуказанных компонентов наносят смазку, способствующую предупреждению заклинивания. В документе API RP 5A3 (ранее API Bul. 5A2) или ISO 13678:2000 определены такие смазки, а условия нанесения таких смазок описаны в документе API RP 5С1.
Однако смазки согласно документу API RP 5A3 имеют определенные недостатки, связанные с содержанием в них токсических компонентов, в частности свинца, с избыточным нанесением смазки и с необходимостью нанесения смазки непосредственно перед опусканием компонентов в скважину.
Поэтому, в частности, в патентных документах US 6933264, US 6869111 и WO 2003/102457 было предложено заменить смазку, наносимую на конец компонента при помощи кисти на конечном этапе, тонким слоем заранее определенной толщины «полусухой» смазки, не содержащей тяжелых металлов, которую наносят на заводе.
Было также предложено, в частности, в патентных документах US 6027145, EP 1211451 и FR 0510503 (еще не опубликованная патентная заявка) заменить смазку, наносимую на конец компонента при помощи кисти в финальной стадии, тонким слоем заранее определенной толщины сухой смазки на основе частиц твердых смазочных материалов, которую наносят на заводе.
Следовательно, в этих случаях применения сухой или полусухой смазки необходимо также максимально защитить слой смазочного материала, нанесенного на концы компонентов, как от механических воздействий, так и от загрязнений (песок, шлам), снижающих эффективность смазочного материала.
Для обеспечения этой защиты, как правило, согласно требованиям спецификации API 5СЕ (в параграфе 12.2), на охватываемый и охватывающий концы компонентов трубных резьбовых соединений устанавливают защитное устройство. Было предложено несколько устройств этого типа, в частности, в патентных документах ЕР 0148807, US 2006/0042709, WO 2005/075877 и WO 2005/024282, причем три последних документа описывают защитные устройства для соединений с предварительно нанесенной на заводе смазкой.
С учетом соответствующих вариантов выполнения эти защитные устройства обеспечивают достаточно удовлетворительную защиту от ударов (или столкновений), но в случае защитных устройств для охватываемого конца они обеспечивают герметичность на выходе резьбы (то есть в зоне, диаметр которой часто является диаметром тела или гладкой части компонента), которая меняется в зависимости от размерных колебаний компонентов. Так, наружный диаметр трубы по спецификации API 5СТ может колебаться на + или -0,79 мм для труб диаметром менее 114,3 мм и от -0,5% до +1% диаметра для труб диаметром, превышающим или равным 114,3 мм (то есть от -0,89 мм до +1,78 мм для трубы диаметром 177,8 мм).
Иначе говоря, эти защитные устройства для охватываемого конца не позволяют адаптировать герметичность к размерным отклонениям компонентов (если только не подвергать компоненты наружной механической обработке, что создает неудобства) и могут быть очень тугими и, следовательно, сложными в монтаже. Их монтаж может, в частности, привести к повреждению частей защитного устройства и/или к соскабливанию или удалению всего или части слоя смазочного материала, нанесенного на охватываемые концы, в частности, когда его устанавливают стационарно. Действительно, необходимо предусматривать, чтобы защитное устройство можно было легко устанавливать и снимать несколько раз без удаления смазки, чтобы производить осмотр охватываемых концов во время хранения компонентов или для предохранения охватываемых концов компонентов, поднимаемых из скважин.
Поскольку ни одно из известных защитных устройств не является полностью удовлетворительным, задачей настоящего изобретения является улучшение этой ситуации.
В этой связи изобретением предлагается устройство, с одной стороны, предназначенное для защиты охватываемого конца компонента трубного резьбового соединения для бурения и эксплуатации нефтегазовой скважины, который оборудован снаружи, по меньшей мере, одной наружной резьбой и который содержит свободную концевую часть, и, с другой стороны, содержащее:
- защитный корпус, выполненный в виде первой муфты и предназначенный для защиты, по меньшей мере, части наружной резьбы и свободной концевой части, и
- уплотнительный элемент, выполненный с возможностью вхождения в контакт с одной стороны с компонентом, по меньшей мере, в части, находящейся на выходе наружной резьбы охватываемого конца, и с другой стороны с защитным корпусом, чтобы обеспечивать первое уплотнение на выходе наружной резьбы.
Это устройство отличается тем, что:
- дополнительно содержит средства крепления, предназначенные для перемещения уплотнительного элемента и/или защитного корпуса в радиальном направлении в сторону компонента, определяя так называемые «открытое» и «закрытое» положения устройства, в которых уплотнительный элемент и/или защитный корпус соответственно находятся без контакта и в тесном контакте с компонентом, и
- первое уплотнение получают при закрытом положении устройства.
Защитное устройство в соответствии с настоящим изобретением может быть выполнено в разных вариантах, по меньшей мере, некоторые отличительные признаки которых можно комбинировать друг с другом, и, в частности:
- первое уплотнение может быть обеспечено на уровне гладкой части компонента, находящейся непосредственно на выходе охватываемого конца;
- оно может содержать средства, выполненные с возможностью обеспечения второго уплотнения на уровне свободной концевой части охватываемого конца;
 это второе уплотнение может быть, например, обеспечено на поперечной кольцевой поверхности на конце свободной концевой части;
- его защитный корпус может закрывать концевую поперечную кольцевую поверхность свободной концевой части;
- его уплотнительный элемент можно выполнять из мягкого и упругого материала;
- его средства крепления могут быть кольцевыми средствами окружного стяжного соединения;
- его можно выполнять таким образом, чтобы в открытом положении его можно было свободно сажать на охватываемый конец;
- его уплотнительный элемент может быть выполнен в виде второй муфты;
- эту вторую муфту можно выполнять из прозрачного материала;
- эту вторую муфту можно, например, полностью расположить в осевом продолжении первой муфты. В этом случае на защитном корпусе и на уплотнительном элементе можно выполнить дополнительные средства крепления, чтобы неподвижно соединять между собой защитный корпус и уплотнительный элемент;
▪ уплотнительный элемент можно, например, выполнить в виде кольца, содержащего часть, предназначенную для захождения в нее средств крепления и продолженную краем общей усеченной конусной формы. В этом случае защитный корпус может содержать концевую часть, доходящую до свободной концевой части охватываемого конца, и - противоположно этой концевой части - другую концевую часть, содержащую первую подчасть общей усеченной конусной формы и предназначенную для посадки в натяг на усеченный конусный край уплотнительного элемента. В этом случае первая подчасть и усеченный конусный край являются частью дополнительных средств крепления;
◦ в случае необходимости, концевая часть может содержать вторую подчасть, оборудованную внутренней резьбой, предназначенную для завинчивания на выбранном участке наружной резьбы охватываемого конца;
- в варианте вторую муфту можно, например, вставить между охватываемым концом и первой муфтой, по меньшей мере, на части осевой длины первой муфты;
▪ в случае необходимости, вторая муфта может доходить до положения перекрывания поперечной кольцевой поверхности на конце концевой части охватываемого конца;
▪ вторая муфта может, например, содержать i) первую часть, по меньшей мере, частично расположенную над наружной резьбой охватываемого конца, и ii) вторую часть, продолжающую первую часть со стороны, противоположной свободной концевой части охватываемого конца, разрезанную на язычки с возможностью захождения в нее средств крепления. В этом случае средства крепления могут содержать кольцо или гайку, предназначенную(ое) для установки на второй части в открытом положении и выполненную(ое) с возможностью взаимодействия с язычками для перемещения язычков в радиальном направлении к охватываемому концу в результате осевого перемещения средств крепления вдоль язычков к их свободному концу и для стопорения второй муфты относительно компонента на выходе наружной резьбы охватываемого конца в закрытом положении;
◦ в случае необходимости, вторая часть может содержать коническую наружную резьбу. В этом случае средства крепления могут содержать гайку, предназначенную для установки на второй части в открытом положении, оборудованную внутренней резьбой и предназначенную для завинчивания с постепенным затягиванием в радиальном направлении на наружной резьбе второй части таким образом, чтобы перемещать кольцо в радиальном направлении в сторону компонента и стопорить кольцо на охватываемом конце на выходе его наружной резьбы в закрытом положении;
◦ в случае необходимости, первая часть второй муфты может содержать первую подчасть, предназначенную для установки на выходе наружной резьбы охватываемого конца на уровне кольцевого внутреннего выступа, который она содержит и который выполнен с возможностью радиального прижатия к компоненту в закрытом положении;
◦ в случае необходимости, первую часть второй муфты можно оборудовать наружной резьбой. В этом случае, во-первых, первая муфта может содержать внутреннюю резьбу, предназначенную для завинчивания на наружной резьбе первой части второй муфты, во-вторых, наружная резьба первой части второй муфты может находиться напротив первой подчасти, и, в-третьих, внутренняя резьба может находиться на концевой части первой муфты;
▪ в случае необходимости, уплотнительный элемент может быть выполнен в виде кольца, содержащего главную часть, предназначенную для установки, по меньшей мере, частично между i) первой частью первой муфты, находящейся со стороны, противоположной концевой части охватываемого конца, и ii) компонентом на выходе наружной резьбы охватываемого конца, продолженную первым краем, разрезанным на язычки со стороны, противоположной концевой части охватываемого конца, и предназначенную для захождения в нее средств крепления. В этом случае средства крепления могут содержать средство окружного стяжного соединения, предназначенное для перемещения кольца в радиальном направлении на уровне его язычков в сторону компонента и для стопорения кольца относительно охватываемого конца на выходе его наружной резьбы в закрытом положении;
◦ в случае необходимости, главная часть может содержать внутренний кольцевой выступ, предназначенный для прижатия к компоненту на выходе наружной резьбы охватываемого конца в закрытом положении;
◦ в случае необходимости, первая часть первой муфты может содержать вторую внутреннюю резьбу, предназначенную для завинчивания на наружной резьбе, находящейся на главной части кольца;
▪ защитный корпус можно, например, завинчивать на второй муфте до установки устройства на охватываемом конце;
▪ защитный корпус может, например, быть выполнен с возможностью отвинчивания или повторного завинчивания на второй муфте после того, как эту муфту застопорили относительно компонента на выходе наружной резьбы охватываемого конца в закрытом положении;
▪ уплотнительный элемент может, например, содержать первую промежуточную часть, располагаемую на выходе наружной резьбы охватываемого конца, и концевую часть, которая продолжает промежуточную часть со стороны, противоположной концевой части охватываемого конца, которую разрезают на язычки и которая предназначена для захождения в нее средств крепления. В этом случае средства крепления могут содержать средство окружного стяжного соединения, предназначенного для перемещения второй муфты в радиальном направлении на уровне язычков по отношению к охватываемому концу на выходе его наружной резьбы в закрытом положении;
◦ в случае необходимости, первая промежуточная часть второй муфты может содержать кольцевой внутренний выступ, предназначенный для прижатия к компоненту на выходе наружной резьбы охватываемого конца в закрытом положении;
◦ первую промежуточную часть второй муфты можно, например, оборудовать наружной резьбой. В этом случае первая муфта может содержать концевую часть, содержащую внутреннюю резьбу, предназначенную для завинчивания на наружной резьбе второй муфты в закрытом положении после установки второй муфты на охватываемом конце;
▪ вторую муфту можно, например, оборудовать внутренней резьбой, предназначенной для завинчивания на выбранном участке наружной резьбы охватываемого конца;
▪ его средства крепления могут содержать средство окружного стяжного соединения, расположенное вокруг защитного корпуса и предназначенное для перемещения уплотнительного элемента в радиальном направлении в сторону и до положения контакта с компонентом и для стопорения защитного корпуса и уплотнительного элемента по отношению к охватываемому концу в закрытом положении;
◦ в случае необходимости, вторая муфта может содержать, по меньшей мере, частично кольцевой наружный выступ, который взаимодействует с пазом первой муфты и выполнен с возможностью своего радиального сжатия между первой муфтой и охватываемым концом в закрытом положении;
◦ в случае необходимости, первая муфта может состоять из двух комплементарных частей, выполненных с возможностью неподвижного соединения друг с другом в закрытом положении;
- его уплотнительный элемент может иметь общую наружную форму усеченного конуса. В этом случае первая муфта имеет общую внутреннюю форму усеченного конуса и выполнена с возможностью посадки в натяг на уплотнительный элемент;
- его уплотнительный элемент может быть выполнен в виде кольца. В этом случае, с одной стороны, первая муфта может содержать i) первую часть, содержащую первую подчасть, которая образует паз, предназначенный для захождения в него кольца до установки первой муфты на охватываемый конец и для установки кольца на выходе наружной резьбы охватываемого конца в закрытом положении, и ii) вторую часть, предназначенную для захождения в нее средств крепления, и, с другой стороны, средства крепления могут быть предназначены для перемещения второй части первой муфты в радиальном направлении в сторону компонента и для стопорения второй части по отношению к охватываемому концу на выходе его наружной резьбы в закрытом положении;
 вторая часть первой муфты может, например, содержать, по меньшей мере, одно осевое отверстие, частично охваченное двумя лапками, расположенными друг против друга и содержащими, каждая, отверстие. В этом случае средства крепления могут содержать, по меньшей мере, один болт, предназначенный для введения в отверстия находящихся друг против друга лапок и для завинчивания таким образом, чтобы закрывать края отверстия путем перемещения второй части первой муфты в радиальном наравлении в сторону охватываемого конца и стопорить вторую часть относительно компонента на выходе наружной резьбы охватываемого конца в закрытом положении;
 в варианте вторая часть первой муфты может быть, например, разрезана на язычки и содержать наружную резьбу. В этом случае средства крепления могут содержать гайку, предназначенную для установки без завинчивания на вторую часть первой муфты до ее установки на охватываемом конце и оборудованную внутренней резьбой, предназначенной для завинчивания с радиальным затягиванием на наружной резьбе второй части первой муфты таким образом, чтобы перемещать вторую часть первой муфты в радиальном направлении на уровне язычков в сторону охватываемого конца и стопорить вторую часть первой муфты относительно компонента на выходе наружной резьбы охватываемого конца в закрытом положении;
 в закрытом положении средства крепления могут радиально сжимать кольцо между пазом и компонентом на выходе наружной резьбы охватываемого конца;
- его уплотнительный элемент можно выполнять в виде деформирующегося кольца, содержащего центральную часть между первым и вторым концами, при этом центральная часть выполнена с возможностью выгибания в сторону компонента в результате воздействия осевого усилия сжатия на концы деформирующегося кольца и с возможностью прижатия к компоненту на выходе наружной резьбы охватываемого конца в закрытом положении;
 деформирующееся кольцо имеет, например, осевую длину, в 4-40 раз превышающую его радиальную толщину;
 центральная часть деформирующегося кольца имеет, например, диаметр, меньший, чем диаметр его концов;
 первая муфта может, например, содержать, с одной стороны, концевую часть, выполненную с возможностью захождения в нее первого конца кольца для его установки на выходе наружной резьбы охватываемого конца, и, с другой стороны, первую промежуточную часть, оборудованную наружной резьбой. В этом случае средства крепления могут содержать гайку, содержащую первую часть, выполненную с возможностью захождения в нее второго конца кольца, и вторую часть, оборудованную внутренней резьбой, предназначенной для неподвижного соединения с наружной резьбой первой промежуточной части первой муфты таким образом, чтобы способствовать осевому перемещению гайки на наружной резьбе первой муфты, при этом указанное осевое перемещение может действовать на первый и второй концы кольца осевым усилием, направленным к его центральной части, чтобы выгибать ее и прижимать к компоненту на выходе наружной резьбы охватываемого конца в закрытом положении;
▪ наружная резьба первой промежуточной части первой муфты может быть выполнена, например, таким образом, чтобы способствовать осевому перемещению гайки при завинчивании на наружной резьбе первой муфты;
▪ наружная резьба первой промежуточной части первой муфты может быть выполнена, например, таким образом, чтобы способствовать осевому перемещению гайки при защелкивании относительно наружной резьбы первой муфты;
◦ в этом случае наружная резьба первой промежуточной части первой муфты и/или внутренняя резьба кольца может(гут) иметь пилообразный профиль витка резьбы. Например, наружная резьба первой промежуточной части первой муфты и/или внутренняя резьба кольца имеют две боковины разного наклона относительно оси устройства, при этом меньший наклон боковины меньше или равен трехкратному дополнению к 90° угла наклона более наклоненной боковины;
▪ в случае необходимости, первая муфта может содержать наружный заплечик, образующий осевой упор для гайки в закрытом положении устройства;
 в варианте концевая часть первой муфты может, например, содержать первый наружный заплечик, образующий осевой упор. В этом случае, во-первых, первая муфта может содержать первую промежуточную часть, оборудованную вторым наружным утолщением, которое образует обратный осевой упор, во-вторых, устройство может дополнительно содержать крепежный элемент, содержащий внутренний паз, имеющий форму, по существу идентичную форме второго обратного осевого упора-утолщения, и наружную резьбу и выполненный с возможностью первоначальной установки между первым наружным заплечиком и вторым наружным утолщением до установки предварительно собранного устройства на охватываемом конце в открытом положении, в-третьих, средства крепления могут содержать гайку, содержащую первую часть, выполненную с возможностью захождения в нее второго конца кольца, и вторую часть, оборудованную внутренней резьбой, предназначенной для завинчивания на наружной резьбе крепежного элемента до установки предварительно собранного устройства на охватываемом конце в открытом положении, и, в-четвертых, гайка выполнена с возможностью ее осевого перемещения с одновременным увлечением крепежного элемента таким образом, чтобы в закрытом положении второе наружное утолщение было заблокировано внутри его паза, препятствуя, таким образом, осевому перемещению в обратном направлении крепежного элемента, и с выгибанием кольца, чтобы прижать его к компоненту на выходе наружной резьбы охватываемого конца в закрытом положении;
▪ в случае необходимости, второе наружное утолщение может иметь асимметричный профиль с относительно пологой боковой поверхностью и с круто наклоненной боковой поверхностью;
▪ в случае необходимости, внутренняя резьба гайки и наружная резьба крепежного элемента за счет их взаимодействия могут обеспечивать отвинчивание гайки, способствуя, таким образом, переходу устройства из закрытого положения в открытое положение с целью удаления первой муфты, и, в случае необходимости, повторное завинчивание гайки, способствуя, таким образом, возврату устройства в закрытое положение;
 концевая часть первой муфты может, например, содержать отверстия. В этом случае первая часть кольца может содержать радиальные выступы, предназначенные для захождения защелкиванием внутрь отверстий;
▪ в случае необходимости, первая муфта может быть оборудована внутренней резьбой, предназначенной для завинчивания на выбранном участке наружной резьбы охватываемого конца;
- наружная резьба охватываемого конца может содержать, по меньшей мере, одну зону завершенных витков и, по меньшей мере, одну зону незавершенных витков (S6, S9-S11);
- его защитный корпус можно выполнять из термопластического материала, выбранного из группы, в которую входят, по меньшей мере, смеси на основе поликарбоната, полиоксиметилен или полиацеталь (ПОМ) и полиэтилены высокой плотности (ПЭВП) или сверхвысокой плотности (ПЭСВП);
 термопластический материал может быть, по меньшей мере, частично ячеистым;
- его уплотнительный элемент можно выполнять из мягкого материала, выбранного среди термореактивных каучуков и термопластических полимеров;
 термореактивные каучуки можно, например, выбирать среди, по меньшей мере, каучуков NBR и CR;
 термопластические полимеры можно, например, выбирать среди, по меньшей мере, полимеров ТРЕ-Е и ТРЕ-U;
- его охватываемый конец может быть покрыт на заводе (в месте его изготовления) тонким слоем смазочного вещества для его завинчивания в месте эксплуатации на соответствующем охватывающем конце другого компонента.
Объектом изобретения является также первый способ, предназначенный для установки защитного устройства, по меньшей мере, одного из представленных выше типов на охватываемом конце компонента трубного резьбового соединения для бурения и эксплуатации нефтегазовой скважины.
Этот первый способ отличается тем, что предварительно собирают защитный корпус, гайку и кольцо в открытом положении, затем устройство завинчивают до положения прижатия защитного корпуса к концевой поперечной кольцевой поверхности свободной концевой части охватываемого конца таким образом, чтобы получить второе уплотнение, и завинчивают гайку для получения закрытого положения устройства и первого уплотнения.
Изобретением предлагается также первая машина, предназначенная для применения представленного выше первого способа и содержащая для этого средство удержания, предназначенное для удержания охватываемого конца, первое средство завинчивания, предназначенное для завинчивания защитного корпуса на охватываемом конце, средство детектирования, предназначенное для обнаружения установления контакта защитного корпуса с концевой поперечной кольцевой поверхностью свободной концевой части охватываемого конца и для остановки первого средства завинчивания в случае обнаружения установления контакта, и второе средство завинчивания, предназначенное для завинчивания гайки до выбранного положения для получения закрытого положения устройства.
Объектом изобретения является также второй способ, предназначенный для установки защитного устройства, по меньшей мере, одного из представленных выше типов на охватываемом конце компонента трубного резьбового соединения для бурения и эксплуатации нефтегазовой скважины.
Этот второй способ отличается тем, что предварительно собирают защитный корпус, гайку, крепежный элемент и кольцо в открытом положении, затем устройство завинчивают до прижатия защитного корпуса к концевой поперечной кольцевой поверхности свободной концевой части охватываемого конца с целью получения второго уплотнения и на гайку действуют толкающим усилием до выбранного положения таким образом, чтобы выгнуть кольцо и получить, таким образом, закрытое положение устройства и первое уплотнение (S10, S11).
В этом втором способе и при наличии первой муфты, содержащей первый наружный заплечик, образующий осевой упор для гайки в закрытом положении устройства, выбранное положение может быть достигнуто в результате опоры этой гайки на наружный заплечик защитного корпуса.
В варианте второго способа, который соответствует другим вариантам выполнения устройства, выбранное положение может быть положением, в котором второе наружное утолщение защитного корпуса блокируется в пазу крепежного элемента.
Изобретением предлагается также вторая машина, предназначенная для применения представленного выше второго способа и содержащая для этого средство удержания, предназначенное для удержания охватываемого конца, средство завинчивания, предназначенное для завинчивания защитного корпуса на охватываемом конце, средство детектирования, предназначенное для обнаружения установления контакта защитного корпуса с концевой поперечной кольцевой поверхностью свободной концевой части охватываемого конца и для остановки первого средства завинчивания в случае обнаружения установления контакта, и средство создания осевого толкающего усилия, предназначенное для воздействия осевым толкающим усилием на гайку до выбранного положения с целью получения закрытого положения устройства.
Изобретением предлагается также третий способ, предназначенный для осмотра охватываемого конца компонента трубного резьбового соединения для бурения и эксплуатации нефтегазовой скважины, при этом указанный охватываемый конец оборудован защитным устройством, по меньшей мере, одного из представленных выше типов.
Этот третий способ отличается тем, что защитный корпус и уплотнительный элемент разъединяют, затем защитный корпус снимают с охватываемого конца, оставляя на месте уплотнительный элемент, затем производят осмотр охватываемого конца, после чего защитный корпус опять устанавливают на охватываемый конец и опять неподвижно соединяют защитный корпус и уплотнительный элемент.
Кроме того, этот третий способ позволяет производить осмотр охватываемого конца за счет прозрачности первой части второй муфты.
Другие отличительные признаки и преимущества изобретения будут более очевидны из нижеследующего подробного описания со ссылками на прилагаемые чертежи.
Фиг. 1А и 1В - схематичный вид, соответственно в перспективе и в разрезе по оси ХХ компонента, первого варианта выполнения защитного устройства в соответствии с настоящим изобретением, установленного в закрытом положении на охватываемый конец трубного резьбового соединения типа VAM FJL.
Фиг. 2А, 2В и 2С - схематичный вид, соответственно в перспективе в разборе, в перспективе в сборе и в разрезе по оси ХХ компонента, второго варианта выполнения защитного устройства в соответствии с настоящим изобретением, установленного в закрытом положении на охватываемый конец трубного резьбового соединения типа VAM FJL.
Фиг. 3А, 3В и 3С - схематичный вид, соответственно в перспективе в разборе до установки, в перспективе в сборе после установки (закрытое положение) и в разрезе по оси ХХ компонента после установки (закрытое положение), третьего варианта выполнения защитного устройства в соответствии с настоящим изобретением для охватываемого конца трубного резьбового соединения типа VAM FJL.
Фиг. 4А, 4В и 4С - схематичный вид, соответственно в перспективе в разборе во время установки, в перспективе в сборе после установки (закрытое положение) и в разрезе по оси ХХ компонента после установки (закрытое положение), четвертого варианта выполнения защитного устройства в соответствии с настоящим изобретением для охватываемого конца трубного резьбового соединения типа VAM FJL.
Фиг. 5А, 5В, 5С, 5D и 5Е - схематичный вид, соответственно в перспективе в разборе до установки, в перспективе в сборе в начале установки, в перспективе в сборе во время установки (открытое положение), в перспективе в сборе после установки (закрытое положение) и в разрезе по оси ХХ компонента после установки (закрытое положение), пятого варианта выполнения защитного устройства в соответствии с настоящим изобретением для охватываемого конца трубного резьбового соединения типа VAM ТОР.
Фиг. 6А, 6В, 6С, 6D и 6Е - схематичный вид, соответственно в перспективе в разборе до установки, в перспективе в сборе в начале установки, в перспективе в разборе во время установки (открытое положение), в перспективе в сборе после установки (закрытое положение) и в разрезе по оси ХХ компонента после установки (закрытое положение), шестого варианта выполнения защитного устройства в соответствии с настоящим изобретением для охватываемого конца трубного резьбового соединения типа VAM ТОР.
Фиг. 7А, 7В и 7С - схематичный вид, соответственно в перспективе в разборе до установки, в перспективе в сборе после установки (закрытое положение) и в разрезе по оси ХХ компонента после установки (закрытое положение), седьмого варианта выполнения защитного устройства в соответствии с настоящим изобретением для охватываемого конца трубного резьбового соединения типа VAM ТОР.
Фиг. 8А, 8В, 8С, 8D и 8Е - схематичный вид, соответственно в перспективе до установки, в перспективе в разборе в начале установки, в перспективе в сборе в конце установки (открытое положение), в перспективе в сборе после установки (закрытое положение) и в разрезе по оси ХХ компонента после установки (закрытое положение), восьмого варианта выполнения защитного устройства в соответствии с настоящим изобретением для охватываемого конца трубного резьбового соединения типа VAM ТОР.
Фиг. 9А, 9В, 9С, 9D, 9Е и 9F - схематичный вид, соответственно в перспективе до установки, в перспективе в разборе в начале установки, в перспективе в сборе в конце установки (открытое положение), в перспективе в сборе после установки (закрытое положение), в перспективе в разборе для осмотра резьбы (закрытое положение) и в разрезе по оси ХХ компонента после установки (закрытое положение), девятого варианта выполнения защитного устройства в соответствии с настоящим изобретением для охватываемого конца трубного резьбового соединения типа VAM ТОР.
Фиг. 10а и 10В - схематичный вид в перспективе под двумя разными углами до сборки защитного корпуса согласно десятому варианту выполнения защитного устройства в соответствии с настоящим изобретением для охватываемого конца трубного резьбового соединения типа VAM ТОР.
Фиг. 11 - схематичный вид в перспективе до сборки уплотнительного элемента десятого варианта выполнения защитного устройства в соответствии с настоящим изобретением.
Фиг. 12А и 12В - схематичный вид в перспективе под двумя разными углами до сборки гайки (средства крепления) десятого варианта выполнения защитного устройства в соответствии с настоящим изобретением.
Фиг. 13 - схематичный вид в перспективе сборки защитного корпуса и уплотнительного элемента десятого варианта выполнения защитного устройства в соответствии с настоящим изобретением.
Фиг. 14 - схематичный вид в перспективе полной сборки защитного корпуса, уплотнительного элемента и гайки десятого варианта выполнения защитного устройства в соответствии с настоящим изобретением.
Фиг. 15 - схематичный вид в поперечном разрезе по оси ХХ компонента напряжений и деформаций, действующих на уплотнительный элемент в десятом варианте выполнения защитного устройства в соответствии с настоящим изобретением во время перехода в закрытое положение защитного устройства.
Фиг. 16 - схематичный вид в поперечном разрезе по оси ХХ компонента наружной резьбы защитного корпуса десятого варианта выполнения защитного устройства в соответствии с настоящим изобретением.
Фиг. 17А, 17В и 17С - схематичный вид, соответственно в перспективе в сборе в начале установки, после установки в открытом положении и после установки в закрытом положении, десятого варианта выполнения защитного устройства в соответствии с настоящим изобретением.
Фиг. 18 - схематичный вид в поперечном разрезе по оси ХХ компонента после установки в десятом варианте выполнения защитного устройства в соответствии с настоящим изобретением.
Фиг. 19 - схематичный вид в частичном поперечном разрезе по оси ХХ компонента части одиннадцатого варианта выполнения защитного устройства в соответствии с настоящим изобретением для охватываемого конца трубного резьбового соединения типа VAM TOP в открытом положении после установки.
Прилагаемые чертежи не только дополняют описание изобретения, но, в случае необходимости, могут также помогать его определению.
Задачей изобретения является обеспечение защиты резьбового охватываемого конца трубного резьбового соединения (предназначенного для бурения или эксплуатации нефтегазовых или аналогичных скважин) от механических повреждений, от загрязнений (химических и материальных) и разрушений (коррозия) между моментом, когда он выходит с производственного конвейера, и моментом его использования (с возможным неоднократным монтажом и демонтажем защитного устройства), а также между двумя последовательными использованиями, с ограничением (и даже избежанием) снятия и/или удаления консервационного и/или эксплуатационного смазочного вещества (антикоррозионного), в частности, когда указанное смазочное вещество нанесено стационарно (вышеуказанное полусухое или сухое смазочное вещество), несмотря на размерные колебания трубного компонента (в частности, его наружного диаметра). Задачей изобретения является также обеспечение жесткого, автоматизированного и надежного заводского монтажа защитного устройства на охватываемом конце и обеспечение легкого осмотра состояния резьбы перед использованием или между двумя последовательными использованиями компонента.
В дальнейшем будет рассматриваться компонент, предназначенный для бурения или эксплуатации нефтегазовых скважин и оборудованный охватываемым концом муфтового трубного резьбового соединения класса VAM (зарегистрированный товарный знак) или его эквивалента. Однако изобретение не ограничивается ни этим типом компонента, ни вышеуказанным типом охватываемого конца. Действительно, изобретение касается любого типа трубного резьбового соединения для бурения или эксплуатации и любого типа резьбового охватываемого конца компонента и, в частности, компонентов типа API и компонентов более высокого класса (“premium”), таких как трубные резьбовые соединения VAM.
Кроме того, под «охватываемым концом» в данном случае следует понимать охватываемый конец компонента (в дальнейшем в качестве примера называемого «трубой»), оборудованный наружной резьбой и свободной концевой частью. Таким образом, термин «охватываемый конец» (ЕМ) обозначает не только поверхность на свободном конце трубы (Т), но также всю часть трубы (Т), содержащую (охватываемые) средства соединения с другим компонентом трубного резьбового соединения, оборудованным охватывающими средствами соединения (охватывающий конец).
Следует напомнить, что труба или компонент (Т) содержит тело или гладкую часть (РС), заканчивающуюся охватываемым концом (ЕМ) или охватывающим концом.
Наружная резьба может быть выполнена в виде одной или нескольких разных частей, расположенной(ых) по цилиндрическим или конусным поверхностям.
Если резьбовая часть является конической, она может подразделяться на так называемую подчасть с завершенными витками, профиль которых является постоянным и не содержит неровностей или дефектов (например, типа заусенцев), и на так называемую подчасть со сбегами или незавершенными витками, высота которых постепенно уменьшается и профиль которых может содержать неровности или дефекты.
Резьба охватываемого конца компонента может содержать, по меньшей мере, две отдельные резьбовые части, отстоящие друг от друга в осевом и/или радиальном направлении, при этом каждая из этих частей может содержать завершенные и незавершенные витки.
Как правило, свободная концевая часть охватываемого конца компонента заканчивается кольцевой поверхностью по существу поперечного направления.
Охватываемый конец может также содержать одну или несколько поверхностей осевого упора для охватывающего конца другого компонента, предназначенного для соединения с рассматриваемым компонентом (на свободном конце, на выходе резьбы или между двумя резьбовыми частями), и одну или несколько поверхностей уплотнения металл/металл (на свободном конце, на выходе резьбы или между двумя резьбовыми частями) с рассматриваемым охватывающим концом. Защитное устройство в соответствии с настоящим изобретением предпочтительно выполняют также с возможностью защиты этих поверхностей упора и/или этих поверхностей уплотнения от повреждений или от коррозии.
Варианты выполнения, представленные ниже в качестве неограничительных примеров, в некоторых случаях относятся к охватываемому концу муфтового трубного резьбового соединения VAM TOP (зарегистрированный товарный знак), а в других случаях относятся к охватываемому концу прямого трубного резьбового соединения “flush” VAM FJL (описанного также в патентном документе GB 1587836).
Следует напомнить, что охватываемый конец трубного резьбового соединения VAM TOP содержит:
- коническую резьбу с подчастью с завершенными витками со стороны свободной концевой части и подчастью с незавершенными витками со стороны тела (или гладкой части) компонента;
- упорную поверхность, образованную поперечной кольцевой поверхностью свободной концевой части охватываемого конца; и
- поверхность уплотнения металл/металл, смежную с упорной поверхностью на наружной периферической поверхности свободной концевой части.
Охватываемый конец трубного резьбового соединения VAM FJL содержит:
- коническую резьбу с подчастью с завершенными витками со стороны свободной концевой части и подчастью с незавершенными витками со стороны тела (или гладкой части) компонента;
- так называемый наружный упор на выходе резьбы, содержащий поперечную кольцевую упорную поверхность; и
- две поверхности уплотнения - наружную уплотнительную поверхность, смежную с наружной упорной поверхностью, и внутреннюю уплотнительную поверхность, смежную с поперечной кольцевой поверхностью в свободной концевой части охватываемого конца.
Для ознакомления с изобретением и детального рассмотрения его реализации в виде первого варианта выполнения следует обратиться сначала к фиг. 1А и 1В.
Защитное устройство D в соответствии с настоящим изобретением в основном содержит защитный корпус СР, уплотнительный элемент ЕЕ и средства MF крепления, выполненные с возможностью совместного взаимодействия после установки на охватываемом (резьбовом) конце ЕМ трубы Т.
Защитный корпус СР выполнен в виде первой муфты (моноблочной или нет). Он предназначен для защиты, по меньшей мере, части наружной резьбы FE1 охватываемого конца ЕМ и свободной концевой части Р1. Он содержит концевую часть Р2, предназначенную для установки на уровне свободной концевой части Р1 и предпочтительно содержащую радиальный уступ внутрь в виде толстого буртика, предназначенного для поглощения ударов и столкновений и для закрывания поперечной кольцевой поверхности на конце свободной концевой части Р1 охватываемого конца ЕМ (упорная поверхность) с целью обеспечения локального сплошного (второго) уплотнения по всей окружности на этом уровне.
В данном случае под «наружным» следует понимать находящийся на поверхности элемент (или поверхность), который(ая) ориентирован(а) в направлении, радиально противоположном оси ХХ охватываемого конца. И, наоборот, под «внутренним» следует понимать элемент (или поверхность), который(ая) направлен(а) в сторону оси ХХ охватываемого конца.
Поскольку защита является, в частности, механической, защитный корпус СР должен обладать определенной жесткостью, будучи при этом способным, по меньшей мере, частично поглощать удары. Для этого его можно выполнять, например, путем литья под давлением из термопластического материала в соответствующей литейной форме. Среди различных групп термопластических материалов, которые можно предпочтительно использовать, можно, в частности, указать смеси на основе поликарбоната, такие как поликарбонат-сложный полиэфир (ПК-ПБТ или ПК-ПЭТ), полиоксиметилен или полиацеталь (ПОМ) и полиэтилены (ПЭ) высокой и сверхвысокой плотности (ПЭВП, ПЭСВП).
Спецификация API 5СТ издания 2005 года предусматривает в своем приложении I требования для устройств защиты резьбы, в частности минимальные значения стойкости против осевых и косых (под 45°) ударов для трех температур (-46, +21 и +66°С).
В частности, можно, например, выбирать ПЭВП, производимый компанией BASELL и выпускаемый в продажу под названием LUPOLEN 4261 AG UV 6005, ПЭСВП, производимый компанией TICONA и выпускаемый в продажу под названием GUR 5113, ПК-ПБТ, производимый компанией BAYER и выпускаемый в продажу под названием MAKROBLEND S7916, или ПОМ, производимый компанией DU PONT и выпускаемый в продажу под названием DERLIN 127UV.
Следует отметить, что, в случае необходимости, защитный корпус СР может быть (по меньшей мере) частично выполнен ячеистым, в частности, в толстых участках, чтобы лучше поглощать удары.
Уплотнительный элемент ЕЕ предназначен для вхождения в контакт с одной стороны с компонентом Т, по меньшей мере, в части, расположенной на выходе наружной резьбы FE1 охватываемого конца ЕМ (в закрытом положении устройства D), и с другой стороны с защитным корпусом СР. В частности, он предназначен для обеспечения первого уплотнения на выходе наружной резьбы FE1. Выражение «на выходе» следует рассматривать по отношению к свободной концевой части Р1 охватываемого конца ЕМ.
Предпочтительно уплотнительный элемент ЕЕ выполняют из мягкого, то есть деформирующегося и упругого, материала, то есть способного по существу восстанавливать свою первоначальную форму. Для этого его можно выполнять, например, путем литья под давлением из мягкого материала, стойкого к коррозии и к химическим воздействиям. Среди различных групп материалов, которые можно предпочтительно использовать, можно, в частности, указать термоотверждающиеся каучуки, и в частности каучуки типа NBR или CR, и термопластические эластомеры, в частности типа TPE-Е или TPE-U.
Предпочтительно защитный элемент СР и уплотнительный элемент ЕЕ взаимодействуют между собой для обеспечения герметичности наружной резьбы FE1 охватываемого конца ЕМ.
Средства MF крепления предназначены, в частности, для перемещения части защитного корпуса СР и/или уплотнительного элемента ЕЕ в радиальном направлении в сторону оси ХХ устройства D, то есть в сторону компонента (Т) с получением так называемых «открытого» и «закрытого» положений устройства D, в которых уплотнительный элемент ЕЕ и/или защитный корпус СР могут соответственно находиться по существу без контакта или в тесном контакте с наружной стенкой охватываемого конца ЕМ в зоне, находящейся на выходе наружной резьбы FE1 охватываемого конца ЕМ.
Согласно изобретению первое уплотнение получают в закрытом положении устройства D за счет герметичного тесного контакта между уплотнительным элементом ЕЕ и компонентом Т на выходе наружной резьбы FE1.
Поскольку зона, расположенная на выходе наружной резьбы FE1, может принадлежать к телу (или гладкой части) РС трубы Т, она имеет диаметр, который может существенно колебаться от одной трубы к другой (например, на 1,5% диаметра для труб наружного диаметра, превышающего или равного 114,3 мм). Задачей изобретения является, в частности, обеспечение возможности установки (размещения) устройства D таким образом, чтобы его самые внутренние части не царапали поверхность компонента Т на его гладкой части РС или на его охватываемом конце ЕМ (открытое положение) и в то же время обеспечивали хороший затягивающий контакт в закрытом положении.
Устройство D может быть выполнено в различных вариантах. Первый вариант выполнения показан на фиг. 1А и 1В. В этом первом варианте выполнения уплотнительный элемент ЕЕ выполнен в виде второй муфты, и средства MF крепления предназначены для радиального перемещения уплотнительного элемента ЕЕ в сторону и в положение контакта с компонентом Т таким образом, чтобы затянуть уплотнительный элемент ЕЕ на этом компоненте на выходе наружной резьбы FE1 и застопорить узел, образованный защитным корпусом СР и уплотнительным элементом ЕЕ, по отношению к охватываемому концу ЕМ в закрытом положении.
Первая СР и вторая ЕЕ муфты имеют, например, общую цилиндрическую форму.
В этом примере вторая муфта ЕЕ расположена в осевом продолжении первой муфты СР с обеспечением непрерывности с последней таким образом, чтобы способствовать неподвижному соединению первой СР и второй ЕЕ муфт их находящимися в контакте концами. Эти находящиеся в контакте концы предпочтительно могут быть расположенными друг против друга фланцами или буртиками, направленными наружу.
В открытом положении сборка из первой СР и второй ЕЕ муфт может, например, быть свободно насажена на охватываемый конец ЕМ, пока вторая муфта ЕЕ, по меньшей мере, частично не расположится на выходе наружной резьбы FE1 охватываемого конца ЕМ. В примере, показанном на фиг. 1В, вторая муфта ЕЕ частично установлена на тело (или гладкую часть) РС компонента Т и частично на наружную упорную поперечную кольцевую поверхность SAT, наружную уплотнительную поверхность SXE и наружную резьбу FE1 (в зоне незавершенных витков). Наружная уплотнительная поверхность SXE является смежной с наружным упором SAT со стороны резьбы.
Предпочтительно до установки на охватываемый конец ЕМ производят предварительную сборку первой СР и второй ЕЕ муфт.
Для такой предварительной сборки первую СР и вторую ЕЕ муфты неподвижно соединяют друг с другом, например, при помощи дополнительных средств крепления, таких как винты, защелки или крючки. В примере, показанном на фиг. 1А и 1В, это неподвижное соединение неограничительно осуществляют при помощи болтов BLS, проходящих через соответствующие отверстия в находящихся в контакте концевых фланцах или буртиках первой СР и второй ЕЕ муфт.
Предпочтительно установку можно осуществлять следующим образом. Узел, образованный защитным корпусом СР и уплотнительным элементом ЕЕ (не оборудованным средствами MF крепления или оборудованным незатянутыми средствами MF крепления), свободно (открытое положение устройства D) сажают на охватываемый конец ЕМ (в направлении ХХ, определяющем ось трубы Т), пока концевая часть Р2 в виде буртика первой муфты (защитного корпуса) СР не войдет в контакт с поперечной кольцевой поверхностью на конце концевой части Р1 охватываемого конца ЕМ. Предпочтительно после установки на место вторая муфта ЕЕ заходит за пределы наружной упорной поперечной кольцевой поверхности до тела (или гладкой части) РС трубы Т. Затем затягивают в радиальном направлении и стопорят вторую муфту ЕЕ по отношению к охватываемому концу ЕМ, затягивая средства MF крепления на второй муфте ЕЕ, что определяет закрытое положение устройства D. Для этого можно, например, использовать кольцевые средства MF окружного стягивания, такие как хомут (или скоба, или стяжная лента).
Предпочтительно средства MF крепления располагают на выходе наружной резьбы FE1 (и в данном случае на уровне тела (или гладкой части) РС трубы Т на выходе наружной упорной поперечной поверхности) таким образом, чтобы реализовать герметичное затягивание (первое уплотнение) второй муфты ЕЕ на компоненте Т на выходе наружной резьбы FE1 в закрытом положении устройства D.
Понятно, что в закрытом положении можно убрать болты BLS, затем снять с охватываемого конца ЕМ только первую муфту СР, чтобы произвести осмотр наружной резьбы FE1, избегая повреждения второй муфты ЕЕ (остающейся на месте) и поверхности наружной резьбы FE1 и, в частности, слоя смазочного вещества, стационарно нанесенного на эту поверхность (после этого, в случае необходимости, можно снова произвести посадку первой муфты СР). Однако при этом в закрытом положении в целом устройство D можно снять с охватываемого конца ЕМ только при условии ослабления или удаления хомута MF для перевода устройства D в открытое положение.
Далее со ссылками на фиг. 2А-2С следует описание второго варианта выполнения устройства D в соответствии с настоящим изобретением. В этом втором варианте выполнения первая муфта (защитный корпус) СР состоит из двух комплементарных частей СР1 и СР2, выполненных с возможностью неподвижного соединения друг с другом при помощи дополнительных средств крепления, например винтов, защелок или крючков (не показаны).
Уплотнительный элемент ЕЕ выполнен в виде второй муфты, которая содержит главную часть РР, доходящую до уровня концевой части Р1 охватываемого конца ЕМ. Предпочтительно, как показано на фигурах, главная часть РР заканчивается концевой частью Р3 в виде буртика, направленного внутрь и предназначенного для плотного прижатия к поперечной кольцевой поверхности на конце свободной концевой части Р1 охватываемого конца ЕМ, чтобы реализовать локальное (второе) уплотнение по всей окружности на этом уровне.
По меньшей мере, главная часть РР второй муфты ЕЕ предназначена для установки между охватываемым концом ЕМ и первой муфтой СР, по меньшей мере, на части осевой длины этой муфты, как в открытом, так и в закрытом положении.
В представленном примере первая муфта СР полностью закрывает вторую муфту ЕЕ, и ее концевая часть Р2 образует буртик, направленный внутрь, который прижимает концевую часть Р3 второй муфты ЕЕ к свободной концевой части Р1 охватываемого конца ЕМ.
Следует отметить, что в открытом положении устройство D можно свободно сажать на охватываемый конец ЕМ.
Первая СР и вторая ЕЕ муфты имеют, например, общую цилиндрическую форму. Кроме того, первая муфта СР, в случае необходимости, может состоять из двух комплементарных частей СР1 и СР2, каждая из которых имеет общую форму полуцилиндра и которые предназначены для неподвижного соединения друг с другом в закрытом положении.
Средства MF крепления могут быть выполнены, например, в виде кольцевых средств MF окружного стягивания, расположенных вокруг защитного корпуса СР, таких как хомут (или скоба, или стяжная лента), и предназначенных для радиального перемещения уплотнительного элемента ЕЕ в направлении и в положение тесного контакта с охватываемым концом ЕМ и для стопорения защитного корпуса СР и уплотнительного элемента ЕЕ по отношению к охватываемому концу ЕМ в закрытом положении.
Как показано на фигурах, в случае необходимости, вторая муфта ЕЕ может содержать, по меньшей мере, частично кольцевой наружный выступ (или утолщение) В1, предназначенный для сжатия первой муфтой СР, когда последнюю стопорят при помощи средств MF крепления в закрытом положении. В этом случае предпочтительно, чтобы первая муфта СР содержала внутренний паз L1, менее глубокий (в радиальном направлении), чем (радиальная) толщина внутреннего выступа В1. Этот внутренний паз L1 предназначен для частичного захождения в него внутреннего выступа В1 при его радиальном сжатии между первой муфтой СР и охватываемым концом ЕМ в закрытом положении.
Необходимо отметить, что, в случае необходимости, вторую муфту (уплотнительный элемент) ЕЕ можно выполнить из прозрачного материала, что позволяет проверять состояние наружной резьбы FE1 охватываемого конца ЕМ, когда эта муфта остается насаженной на него, а первая муфта СР удалена.
Установку устройства D осуществляют следующим образом. Сначала вторую муфту (уплотнительный элемент) ЕЕ сажают свободно (открытое положение устройства D) в направлении ХХ, пока ее концевая часть Р3 не войдет в контакт с упорной поверхностью концевой части Р1 охватываемого конца ЕМ. Затем две части СР1 и СР2 первой муфты (защитного корпуса) СР устанавливают на вторую муфту ЕЕ. После этого действуют осевым давлением на первую СР и вторую ЕЕ муфты, пока концевая часть Р3 не прижмется к упорной поверхности Р1 охватываемого конца ЕМ, и обе части СР1 и СР2 неподвижно соединяют при помощи дополнительных средств крепления. Наконец, первую СР и вторую ЕЕ муфты стопорят относительно охватываемого конца ЕМ, затягивая средства MF крепления на двух частях СР1 и СР2 первой муфты СР на выходе наружной резьбы FE1 охватываемого конца ЕМ, что приводит к радиальному перемещению второй муфты (или кольца) ЕЕ в сторону компонента Т и определяет закрытое положение устройства D. В этом закрытом положении вторая муфта ЕЕ находится в герметичном тесном контакте (первое уплотнение) с компонентом Т на выходе наружной резьбы FE1 (частично на наружной уплотнительной поверхности, частично на корпусе РС компонента Т на выходе наружной упорной поперечной поверхности).
Понятно, что в открытом положении можно легко снять с охватываемого конца ЕМ первую муфту СР, затем вторую муфту ЕЕ, не повреждая ни вторую муфту ЕЕ, ни поверхность наружной резьбы FE1 и, в частности, слой смазочного вещества, стационарно нанесенный на эту поверхность (после этого, в случае необходимости, можно опять свободно посадить эти муфты). Вместе с тем в закрытом положении устройство D застопорено на охватываемом конце ЕМ и может быть снято только при условии удаления или ослабления хомута MF, чтобы перевести устройство D в открытое положение.
Далее со ссылками на фиг. 3А-3С следует описание третьего варианта выполнения устройства D в соответствии с настоящим изобретением, который является версией второго варианта выполнения. В этом третьем варианте выполнения первая муфта (защитный корпус) СР является моноблочной. Она имеет, например, общую форму усеченного конуса.
Уплотнительный элемент ЕЕ выполнен в виде второй муфты, например, имеющей общую форму усеченного конуса, и после установки на охватываемом конце ЕМ доходит до уровня его концевой части Р1. В этом случае первая муфта СР имеет общую внутреннюю форму усеченного конуса и предназначена для посадки в натяг на вторую муфту ЕЕ.
Предпочтительно, как показано на фигурах, вторая муфта (уплотнительный элемент) ЕЕ заканчивается концевой частью Р3 в виде буртика, направленного внутрь и предназначенного для прижатия к поперечной кольцевой поверхности на конце свободной концевой части Р1 охватываемого конца ЕМ (упорная поверхность), чтобы реализовать локальное (второе) уплотнение по всей его окружности на этом уровне. Кроме того, она предназначена для установки между охватываемым концом ЕМ и первой муфтой СР, по меньшей мере, на части осевой длины последней.
В представленном примере первая муфта СР полностью закрывает вторую муфту ЕЕ, и ее концевая часть Р2 образует буртик, направленный внутрь, который прижимает концевую часть Р3 второй муфты ЕЕ к свободной концевой части Р1 охватываемого конца ЕМ.
Следует отметить, что в открытом положении устройство D можно свободно сажать на охватываемый конец ЕМ.
Средства MF крепления могут быть выполнены, например, в виде кольцевых средств окружного стягивания, таких как хомут (или скоба, или стяжная лента), предназначенных для стопорения первой муфты (защитный корпус) СР и второй муфты (уплотнительный элемент) ЕЕ относительно охватываемого конца ЕМ на выходе наружной резьбы FE1 в закрытом положении.
Необходимо отметить, что, в случае необходимости, вторую муфту (уплотнительный элемент) ЕЕ можно выполнить из прозрачного материала, что позволяет проверять состояние наружной резьбы FE1 охватываемого конца ЕМ, когда эта муфта остается насаженной на него, а первая муфта СР удалена.
Установку устройства D можно осуществлять следующим образом. Сначала первую СР и вторую ЕЕ муфты предварительно соединяют путем посадки в натяг, пока концевая часть Р2 первой муфты СР не войдет в контакт с концевой частью Р3 второй муфты ЕЕ. Затем производят свободную посадку (открытое положение устройства D) узла, образованного первой муфтой (защитный корпус) СР (не оборудованной средствами MF крепления или оборудованной незатянутыми средствами MF крепления) и второй муфтой (уплотнительный элемент) ЕЕ в направлении ХХ на охватываемый конец ЕМ, пока концевая часть Р2 первой муфты СР не прижмет концевую часть Р3 второй муфты ЕЕ к поперечной кольцевой поверхности на конце свободной концевой части Р1 охватываемого конца ЕМ (упорная поверхность охватываемого конца ЕМ), что определяет открытое положение устройства D. Наконец, первую СР и вторую ЕЕ муфты стопорят относительно охватываемого конца ЕМ, затягивая средства MF крепления на первой муфте СР на выходе наружной резьбы FE1 охватываемого конца ЕМ, что позволяет переместить в радиальном направлении часть второй муфты ЕЕ, находящуюся под средствами MF, в сторону компонента Т и определяет закрытое положение устройства D. В этом закрытом положении вторая муфта ЕЕ находится в герметичном тесном контакте (первое уплотнение) с компонентом Т на выходе наружной резьбы FE1 (и, в частности, непосредственно за наружной упорной поперечной кольцевой поверхностью).
Следует отметить, что в варианте сначала вторую муфту ЕЕ надевают на охватываемый конец ЕМ, пока ее концевая часть Р3 не войдет в контакт с поперечной кольцевой поверхностью на конце свободной концевой части Р1 охватываемого конца ЕМ (упорная поверхность охватываемого конца). Затем производят посадку в натяг первой муфты СР на вторую муфту ЕЕ, пока ее концевая часть Р2 не прижмет концевую часть Р3 второй муфты ЕЕ к поперечной кольцевой поверхности на конце свободной концевой части Р1 охватываемого конца ЕМ, что определяет открытое положение устройства D.
Понятно, что в открытом положении можно легко снять с охватываемого конца ЕМ узел, образованный первой СР и второй ЕЕ муфтами, не повреждая ни вторую муфту ЕЕ, ни поверхность наружной резьбы FE1 и, в частности, слой смазочного вещества, стационарно нанесенный на эту поверхность (после этого, в случае необходимости, в два этапа можно опять свободно посадить эти муфты). Вместе с тем в закрытом положении устройство D застопорено на охватываемом конце ЕМ и может быть снято только при условии удаления или ослабления хомута MF, чтобы перевести устройство D в открытое положение.
Далее со ссылками на фиг. 4А-4С следует описание четвертого варианта выполнения устройства D в соответствии с настоящим изобретением. В этом четвертом варианте выполнения первая муфта (защитный корпус) СР является моноблочной. Она имеет, например, общую цилиндрическую форму.
Уплотнительный элемент ЕЕ выполнен в виде кольца, содержащего центральную часть РС', предназначенную для захождения в нее средств MF крепления и продолженную краем В2 общей усеченной конусной формы.
Это кольцо ЕЕ можно свободно посадить в открытом положении устройства D на охватываемый конец ЕМ на выходе его наружной резьбы FE1 (и в данном случае даже частично на тело РС компонента Т на выходе наружной упорной поперечной кольцевой поверхности).
В этом примере кольцо (вторая муфта) ЕЕ в основном расположено в осевом продолжении первой муфты СР.
Первая муфта (защитный корпус) СР содержит две противоположные концевые части Р2 и Р4. В данном случае ее первая концевая часть Р2 выполнена в виде буртика, направленного внутрь и предназначенного для прижатия к поперечной кольцевой поверхности на конце концевой части Р1 охватываемого конца ЕМ (упорная поверхность) с образованием локального (второго) уплотнения по всей его окружности на этом уровне. Вторая концевая часть Р4 состоит из первой SP1 и второй SP2 подчастей.
Первая подчасть SP1 имеет общую форму усеченного конуса. Она предназначена для посадки в натяг на усеченный конусный край В2 кольца ЕЕ с целью неподвижного соединения первой муфты СР и кольца ЕЕ. Таким образом, первая подчасть SP1 и усеченный конусный край В2 образуют комплементарные средства крепления.
Вторая подчасть SP2 продолжает первую подчасть SP1 в направлении концевой части Р2. Она оборудована внутренней резьбой FI1, предназначенной для завинчивания на выбранный участок наружной резьбы FE1 охватываемого конца ЕМ в закрытом положении. В данном случае этот выбранный участок является подчастью наружной резьбы FE1, которая расположена противоположно свободной концевой части Р1 и образована незавершенными витками. В альтернативном варианте она может находиться на подчасти из завершенных витков (находящейся со стороны свободной концевой части Р1).
Средства MF крепления могут быть выполнены, например, в виде кольцевых средств окружного стягивания, таких как хомут (или скоба, или стяжная лента), предназначенных для стопорения второй муфты (уплотнительный элемент) ЕЕ относительно охватываемого конца ЕМ на выходе наружной резьбы FE1 в закрытом положении.
Предпочтительно первую муфту СР и кольцо ЕЕ устройства D предварительно собирают путем тугого насаживания их комплементарных средств крепления (SP1, B2) перед установкой на охватываемый конец ЕМ. Эту установку можно осуществить следующим образом. Узел, образованный защитным корпусом СP и кольцом (уплотнительный элемент) ЕЕ (не оборудованным средствами MF крепления или оборудованным незатянутыми средствами MF крепления), свободно (открытое положение устройства D) сажают на охватываемый конец ЕМ (в направлении ХХ, определяющем ось трубы Т), пока внутренняя резьба FI1 первой муфты СР не зайдет на наружную резьбу FE1 охватываемого конца ЕМ, затем внутреннюю резьбу FI1 завинчивают на выбранном участке наружной резьбы FE1, чтобы кольцо ЕЕ оказалось по существу на выходе наружной резьбы FE1. Для этого предпочтительно завинчивание производят, пока буртик, образованный первой концевой частью Р2, не прижмется к поперечной кольцевой поверхности на конце свободной концевой части Р1 охватываемого конца ЕМ, образуя локальное (второе) уплотнение по всей его окружности на этом уровне. Затем кольцо ЕЕ стопорят относительно охватываемого конца ЕМ, затягивая средства MF крепления на кольце ЕЕ, что приводит к радиальному перемещению кольца ЕЕ в сторону компонента Т и определяет закрытое положение устройства D. В этом положении кольцо (вторая муфта ЕЕ) находится в герметичном тесном контакте (первое уплотнение) с компонентом Т на выходе наружной резьбы FE1 (в данном случае по существу на выходе наружной упорной поперечной кольцевой поверхности).
Понятно, что в закрытом положении защитный корпус (первую муфту) СР можно снять с охватываемого конца ЕМ, оставив на месте кольцо ЕЕ, путем простого отвинчивания первой муфты СР, не повреждая ни кольца ЕЕ, ни поверхности наружной резьбы FE1 и, в частности, слоя смазочного вещества, стационарно нанесенного на эту поверхность (в случае необходимости, первую муфту СР можно вернуть на место). Это позволяет, в частности, проверить состояние наружной резьбы FE1 охватываемого конца ЕМ. Однако в закрытом положении устройство D застопорено на охватываемом конце ЕМ и может быть полностью снято только при условии удаления хомута MF, чтобы перевести устройство D в открытое положение, с последующим отвинчиванием защитного корпуса СР.
Далее со ссылками на фиг. 5А-5Е следует описание пятого варианта выполнения устройства D в соответствии с настоящим изобретением. В этом пятом варианте выполнения первая муфта (защитный корпус) СР выполнена моноблочной. Она имеет, например, общую форму усеченного конуса. Она содержит две противоположные концевые части Р2 и Р5. Ее первая концевая часть Р2 доходит до концевой части Р1 охватываемого конца ЕМ и предпочтительно образует буртик, направленный внутрь и предназначенный для прижатия к поперечной кольцевой поверхности на конце свободной концевой части Р1 охватываемого конца ЕМ (упорная поверхность). Вторая концевая часть Р5 предназначена для установки, по меньшей мере, над частью уплотнительного элемента ЕЕ, например на выходе наружной резьбы FE1 охватываемого конца ЕМ. Первая муфта СР содержит также промежуточную часть Р6, оборудованную первой внутренней резьбой FI2, предназначенной для завинчивания на выбранном участке наружной резьбы FE1 охватываемого конца ЕМ в закрытом положении.
Предпочтительно этот выбранный участок находится в начале зоны завершенных витков (подчасть резьбы, расположенная со стороны свободной концевой части Р1 охватываемого конца ЕМ). Действительно, незавершенные витки часто содержат острые кромки или заусенцы между усеченными вершинами и боковинами, которые могут повредить витки первой муфты СР, образуя осколки, мешающие дальнейшему завинчиванию в охватывающий конец.
Уплотнительный элемент ЕЕ выполнен в виде кольца, содержащего главную часть, предназначенную для установки, по меньшей мере, частично между второй концевой частью Р5 первой муфты СР (по меньшей мере, на части осевой длины второй концевой части Р5) и компонентом Т на выходе наружной резьбы FE1 охватываемого конца ЕМ. Кроме того, главная часть продолжена (со стороны, противоположной концевой части Р2 первой муфты СР) первым краем В3, разрезанным на язычки LA и предназначенным для захождения в него средств MF крепления.
В открытом положении устройства D кольцо ЕЕ можно свободно посадить на охватываемый конец ЕМ для позиционирования на выходе его наружной резьбы FE1.
Средства MF крепления могут быть выполнены, например, в виде кольцевых средств MF окружного стягивания, таких как хомут (или скоба, или стяжная лента), предназначенных для радиального перемещения уплотнительного элемента ЕЕ на уровне его язычков LA в направлении и до положения контакта с охватываемым концом ЕМ и для стопорения кольца ЕЕ относительно охватываемого конца ЕМ на выходе его наружной резьбы FE1 в закрытом положении. В этом закрытом положении кольцо ЕЕ находится в герметичном тесном контакте (первое уплотнение) с компонентом Т на выходе наружной резьбы FE1.
Кольцо ЕЕ содержит наружную резьбу FE3 в части, предназначенной для установки под первой муфтой СР, а вторая концевая часть Р5 первой муфты СР содержит вторую внутреннюю резьбу FI3, предназначенную для завинчивания на наружной резьбе FE2 кольца ЕЕ.
Кроме того, как показано на фиг. 5Е, в случае необходимости, главная часть кольца ЕЕ может содержать, по меньшей мере, частично кольцевой внутренний выступ (или утолщение) В4, предназначенный для прижатия к компоненту Т на выходе наружной резьбы FE1 охватываемого конца ЕМ при помощи средств MF, что будет показано ниже.
Следует отметить, что первую муфту (защитный корпус) СР предпочтительно завинчивают на кольце ЕЕ до установки устройства D на охватываемом конце ЕМ (предварительная сборка).
После завинчивания защитного корпуса СР на кольце ЕЕ (не оборудованном средствами MF крепления или оборудованном незатянутыми средствами MF крепления) устройство D в открытом положении свободно сажают на охватываемый конец ЕМ в направлении ХХ, пока внутренняя резьба FI2 первой муфты СР не зайдет на наружную резьбу FEI охватываемого конца ЕМ. Затем первую муфту СР вращают, чтобы ее внутреннюю резьбу FI2 завинтить на выбранном участке наружной резьбы FE1 охватываемого конца ЕМ. Для этого завинчивание предпочтительно производят, пока первая концевая часть Р2 первой муфты СР не прижмется к поперечной кольцевой поверхности на конце свободной концевой части Р1 охватываемого конца ЕМ (упорная поверхность), образуя локальное (второе) уплотнение по всей его окружности на этом уровне. Затем в этом открытом положении устройства D кольцо ЕЕ стопорят относительно охватываемого конца ЕМ, затягивая средства MF крепления на кольце ЕЕ, что приводит к радиальному перемещению кольца ЕЕ в сторону компонента и к получению закрытого положения устройства D. В этом положении вторая муфта ЕЕ находится в герметичном тесном контакте (первое уплотнение) на уровне внутреннего выступа В4 с компонентом Т на выходе наружной резьбы FE1.
Понятно, что в закрытом положении можно снять защитный корпус (первую муфту) СР с охватываемого конца ЕМ путем простого поворота, затем поступательного движения, как показано на фиг.5D, не повреждая ни второй муфты ЕЕ, ни поверхности наружной резьбы FE1 и, в частности, слоя смазочного вещества, стационарно нанесенного на эту поверхность (в случае необходимости, защитный корпус СР можно вернуть на место). Это позволяет, в частности, контролировать состояние наружной резьбы FE1 охватываемого конца ЕМ. Однако в закрытом положении устройство D застопорено на охватываемом конце ЕМ и может быть снято только при условии удаления хомута MF, чтобы перевести устройство D в открытое положение, с последующим отвинчиванием защитного корпуса СР.
Далее со ссылками на фиг. 6А-6Е следует описание шестого варианта выполнения устройства D в соответствии с настоящим изобретением, который является версией пятого варианта выполнения. В этом шестом варианте выполнения первая муфта (защитный корпус) СР является моноблочной. Она имеет, например, общую форму цилиндра.
Уплотнительный элемент ЕЕ выполнен в виде второй муфты, имеющей общую цилиндрическую форму. После установки он доходит до уровня концевой части Р1 охватываемого конца ЕМ. Предпочтительно, как показано на фигурах, он заканчивается концевой частью Р3 в виде буртика, направленного внутрь и предназначенного для закрывания и тесного прижатия к поперечной кольцевой поверхности на конце свободной концевой части Р1 охватываемого конца ЕМ (упорная поверхность) с получением локального (второго) уплотнения по всей его окружности на этом уровне. Кроме того, он предназначен для установки между охватываемым концом ЕМ и первой муфтой СР, по меньшей мере, на части осевой длины этой муфты.
В представленном примере первая муфта СР полностью закрывает вторую муфту ЕЕ, а ее концевая часть Р2 в виде буртика, направленная внутрь, прижимает буртик в концевой части Р3 второй муфты ЕЕ к поперечной кольцевой поверхности свободной концевой части Р1 охватываемого конца ЕМ в закрытом положении.
Вторая муфта ЕЕ содержит первую промежуточную часть Р7, предназначенную для установки на выходе наружной резьбы FE1 охватываемого конца ЕМ и оборудованную наружной резьбой FE3, а концевая часть Р8, которая продолжает промежуточную часть Р7 (со стороны, противоположной концевой части Р2 первой муфты СР), разрезана на язычки LA и предназначена для захождения в нее средств MF крепления.
Необходимо отметить, что, в случае необходимости, вторую муфту (уплотнительный элемент) ЕЕ можно выполнить из прозрачного материала, что позволяет проверять состояние наружной резьбы FE1 охватываемого конца ЕМ, когда эта муфта остается насаженной на него (устройство D в закрытом положении), но первая муфта СР при этом удалена.
Первая муфта СР содержит две противоположные концевые части Р2 и Р5. Ее первая концевая часть Р2 доходит до свободной концевой части Р1 охватываемого конца ЕМ и в данном случае образует буртик, направленный внутрь и предназначенный для прижатия к концевой части Р3, тоже выполненной в виде буртика, направленного внутрь второй муфты ЕЕ, чтобы прижиматься к упорной поверхности свободной концевой части Р1 охватываемого конца ЕМ, образуя локальное (второе) уплотнение по всей его окружности на этом уровне. Вторая концевая часть Р5 предназначена для установки над уплотнительным элементом ЕЕ на выходе наружной резьбы FE1 охватываемого конца ЕМ. Она содержит внутреннюю резьбу FI4, предназначенную для завинчивания на наружной резьбе FE3 второй муфты ЕЕ после ее установки на охватываемый конец ЕМ.
Средства MF крепления могут быть выполнены, например, в виде кольцевых средств окружного стягивания, таких как хомут (или скоба, или стяжная лента), предназначенных для радиального перемещения второй муфты ЕЕ (на уровне ее язычков LA) к охватываемому концу и для ее стопорения относительно охватываемого конца ЕМ на выходе наружной резьбы FE1 в закрытом положении.
Вторая муфта ЕЕ содержит вторую промежуточную часть Р9, оборудованную внутренней резьбой FI5, предназначенной для завинчивания на выбранном участке наружной резьбы FE1 охватываемого конца ЕМ в закрытом положении. Предпочтительно этот выбранный участок находится в начале зоны завершенных витков по причинам, упомянутым выше в связи с описанием пятого варианта выполнения.
Кроме того, как показано на фиг. 6Е, первая промежуточная часть второй муфты, в случае необходимости, может содержать внутренний кольцевой выступ (или утолщение) В4, предназначенный для прижатия к охватываемому концу ЕМ на выходе его наружной резьбы FE1 при помощи средств MF крепления в закрытом положении для реализации первого уплотнения.
Установку устройства D можно осуществить следующим образом. Сначала вторую муфту ЕЕ (не оборудованную средствами MF крепления или оборудованную незатянутыми средствами MF крепления) свободно сажают на охватываемый конец ЕМ в направлении ХХ, пока внутренняя резьба FI5 ее промежуточной части Р6 не зайдет на наружную резьбу FE1 охватываемого конца ЕМ, затем эту внутреннюю резьбу FI5 завинчивают на наружной резьбе FE1, пока буртик в концевой части Р3 второй муфты ЕЕ не прижмется к упорной поверхности концевой части Р1 охватываемого конца ЕМ. Затем в этом (открытом) положении устройства D вторую муфту ЕЕ стопорят относительно охватываемого конца ЕМ, затягивая средства MF крепления на язычках LA части Р8 второй муфты ЕЕ (закрытое положение устройства D). В этом закрытом положении вторая муфта ЕЕ находится в герметичном тесном контакте (первое уплотнение) с компонентом Т на выходе наружной резьбы FE1 на уровне выступа В4. После этого первую муфту (защитный корпус) СР сажают в направлении ХХ на вторую муфту ЕЕ, пока внутренняя резьба FI4 ее второй концевой части Р5 не зайдет на наружную резьбу FE3 второй муфты ЕЕ. Затем первую муфту СР вращают, чтобы завинтить ее внутреннюю резьбу FI4 на наружной резьбе FE3, пока буртик ее первой концевой части Р2 не прижмется к буртику концевой части Р3 второй муфты ЕЕ. Если внутренняя FI4 и наружная FE3 резьбы являются радиально затягивающимися, они могут усилить прижатие внутреннего выступа В4 к компоненту Т и, следовательно, улучшить первое уплотнение. Предпочтительно для этого внутреннюю FI4 и наружную FE3 резьбы располагают над внутренним выступом В4.
Понятно, что в закрытом положении можно снять защитный корпус (первую муфту) СР с охватываемого конца ЕМ путем простого свинчивания внутренней FI4 и наружной FE3 резьбы, не повреждая ни второй муфты ЕЕ, ни поверхности наружной резьбы FE1 и, в частности, слоя смазочного вещества, нанесенного стационарно на эту поверхность (после этого, в случае необходимости, защитный корпус СР можно вернуть на место). Это позволяет, в частности, контролировать состояние наружной резьбы FE1 охватываемого конца ЕМ. Однако в закрытом положении вторая муфта ЕЕ застопорена на охватываемом конце ЕМ и может быть снята только путем, по меньшей мере, частичного отвинчивания защитного корпуса СР, а затем удаления хомута MF для перевода устройства D в открытое положение.
Далее со ссылками на фиг. 7А-7С следует описание седьмого варианта выполнения устройства D в соответствии с настоящим изобретением. В этом седьмом варианте выполнения первая муфта (защитный корпус) СР выполнена моноблочной. Она содержит две противоположные концевые части Р2 и Р5. Ее первая концевая часть Р2 доходит до свободной концевой части Р1 охватываемого конца ЕМ и предпочтительно образует буртик, направленный внутрь и предназначенный для прижатия к поперечной кольцевой поверхности на конце концевой части Р1 охватываемого конца ЕМ (упорная поверхность). Вторая концевая часть Р5 имеет, например, общую цилиндрическую форму. В открытом положении устройства D она предназначена для свободной посадки на охватываемый конец ЕМ на выходе его наружной резьбы FE1 и для захождения в нее средств MF крепления.
Первая муфта СР содержит также промежуточную часть Р10, например, имеющую общую форму усеченного конуса. Эта часть содержит отстоящие друг от друга первую Р11 и вторую Р12 подчасти. Первая подчасть Р11 образует паз LO, предназначенный для захождения в него уплотнительного элемента ЕЕ до установки первой муфты СР на охватываемый конец ЕМ (предварительная сборка) и для его размещения на выходе наружной резьбы FE1 охватываемого конца ЕМ.
Уплотнительный элемент ЕЕ выполнен в виде кольца, предназначенного для неподвижного соединения с первой муфтой СР, например путем защелкивания, внутри паза LO, образованного первой подчастью Р11 ее промежуточной части Р10, таким образом, чтобы его можно было, по меньшей мере, частично вставить между упомянутой первой муфтой СР и компонентом Т на выходе наружной резьбы FE1.
Средства MF крепления могут быть выполнены, например, в виде кольцевых средств окружного стягивания, которыми в данном случае является болт BL (или эквивалентное средство), выполненный с возможностью взаимодействия с концевой частью Р5. Болт BL предназначен для радиального перемещения второй концевой части Р5 первой муфты СР в сторону охватываемого конца ЕМ и для ее стопорения относительно охватываемого конца ЕМ на выходе его наружной резьбы FE1 в закрытом положении.
Для этого вторая концевая часть Р5 первой муфты СР может содержать, по меньшей мере, одно осевое отверстие ОА, частично охваченное двумя находящимися друг против друга лапками, каждая из которых содержит отверстие. Можно предусмотреть два и более осевых отверстия ОА, распределенных по периферии концевой части Р5, и столько же болтов BL. Болт (или каждый болт) BL, предназначенный для введения в отверстия находящихся друг против друга лапок, можно завинчивать при помощи его гайки ЕС, чтобы закрыть края соответствующего осевого отверстия ОА, перемещая в радиальном направлении вторую концевую часть Р5 первой муфты СР в сторону компонента Т и стопоря ее относительно охватываемого конца ЕМ на выходе его наружной резьбы FE1 в закрытом положении. Необходимо отметить, что в этом закрытом положении средства MF крепления радиально сжимают вторую муфту ЕЕ между пазом LO и компонентом Т на выходе его наружной резьбы FE1.
Вторая подчасть Р12 промежуточной части Р10 первой муфты СР оборудована внутренней резьбой FI6, предназначенной для завинчивания на выбранном участке наружной резьбы FE1 охватываемого конца ЕМ в закрытом положении. Этот выбранный участок предпочтительно находится в начале зоны завершенных витков по причинам, упомянутым выше в связи с описанием пятого и шестого вариантов выполнения.
Предпочтительно первую муфту СР и кольцо ЕЕ устройства D предварительно соединяют (защелкивание кольца ЕЕ в пазу LO) до их установки на охватываемый конец ЕМ. Эту установку можно осуществить следующим образом. Узел, образованный защитным корпусом (первой муфтой) СР (не оборудованным средствами MF крепления или оборудованным незатянутыми средствами MF крепления) и кольцом (уплотнительным элементом) ЕЕ, сажают (поступательным перемещением) на охватываемый конец ЕМ (в направлении ХХ, определяющем ось трубы Т), пока внутренняя резьба FI6 промежуточной части Р10 на зайдет на наружную резьбу FE1 охватываемого конца ЕМ. Затем защитный корпус СР поворачивают для завинчивания его внутренней резьбы FI6 на наружной резьбе FE1 (таким образом, его вторую концевую часть Р5 сажают на охватываемый конец ЕМ), пока буртик его первой концевой части Р2 не прижмется к поперечной кольцевой поверхности на конце концевой части Р1 охватываемого конца ЕМ (упорная поверхность). После этого концевую часть Р5 защитного корпуса СР перемещают в радиальном направлении в сторону охватываемого конца ЕМ, затягивая средства MF крепления (BL, EC), что приводит к радиальному перемещению паза LO в сторону компонента Т и к получению закрытого положения устройства D. В закрытом положении средства MF крепления радиально сжимают кольцо ЕЕ между пазом LO и компонентом Т на выходе наружной резьбы FE1, что приводит к реализации первого уплотнения.
Понятно, что в открытом положении можно снять защитный корпус (первую муфту) СР и уплотнительный элемент ЕЕ с охватываемого конца ЕМ, отвинтив защитный корпус СР, не повреждая при этом ни кольца ЕЕ, ни поверхности наружной резьбы FE1 и, в частности, слоя смазочного вещества, нанесенного стационарно на эту поверхность (после этого, в случае необходимости, узел, образованный защитным корпусом СР и кольцом ЕЕ, можно вернуть на место). Это позволяет, в частности, контролировать состояние наружной резьбы FE1 охватываемого конца ЕМ. Однако в закрытом положении устройство D застопорено на охватываемом конце ЕМ и может быть снято только путем ослабления средств MF крепления для перевода устройства D в открытое положение и последующего отвинчивания защитного корпуса СР.
Далее со ссылками на фиг. 8А-8Е следует описание восьмого варианта выполнения устройства D в соответствии с настоящим изобретением, который является версией седьмого варианта выполнения.
Этот восьмой вариант выполнения отличается от седьмого, с одной стороны, формой второй концевой части Р5 защитного корпуса СР и, с другой стороны, типом и способом действия средств MF крепления. В данном случае вторая концевая часть Р5 разрезана в осевом направлении на язычки LA, как в пятом и шестом вариантах выполнения изобретения. В данном случае средства MF крепления выполнены в виде гайки MF, предназначенной для установки без завинчивания на второй концевой части Р5 первой муфты СР до ее установки на охватываемый конец ЕМ. Эта гайка MF содержит внутреннюю резьбу, предназначенную для завинчивания с радиальным затягиванием на наружной резьбе FE4, выполненной на второй концевой части Р5 первой муфты СР, чтобы переместить в радиальном направлении в сторону компонента эту вторую концевую часть Р5 на уровне язычков LA и застопорить узел, образованный защитным корпусом СР и кольцом ЕЕ, относительно охватываемого конца ЕМ на выходе его наружной резьбы FE1 в закрытом положении. Например, наружная резьба FE4 может быть конической с большим диаметром со стороны свободного конца второй концевой части Р5, и ее диаметр может превышать диаметр резьбы гайки MF, по меньшей мере, на участке осевой длины наружной резьбы FE4.
Таким образом, устройство D предварительно полностью собирают до установки на охватываемый конец ЕМ трубы Т, как показано на фиг. 8А-8D. Открытое положение устройства D определяется осевым положением гайки MF на конце наружной резьбы FE4, находящейся со стороны первой концевой части Р2 (малый диаметр наружной резьбы FE4; гайка MF радиально не затянута на наружной резьбе FE4), как показано на фиг. 8В.
Установку устройства D осуществляют следующим образом. Сначала предварительно собранное устройство D надевают (поступательным движением) в направлении ХХ, пока внутренняя резьба FI6 промежуточной части Р10 защитного корпуса СР не зайдет на наружную резьбу FE1 охватываемого конца ЕМ. После этого защитный корпус СР поворачивают, чтобы завинтить его внутреннюю резьбу FI6 на наружной резьбе FE1, чтобы кольцо ЕЕ по существу оказалось на выходе наружной резьбы FE1 охватываемого конца ЕМ. Для этого предпочтительно завинчивание производят, пока буртик первой концевой части Р2 на прижмется к поперечной кольцевой поверхности на конце концевой части Р1 охватываемого конца ЕМ (упорная поверхность) (см. фиг. 8С и 8Е). Затем узел, образованный защитным корпусом СР (на уровне его второй концевой части Р5) и кольцом ЕЕ, стопорят относительно охватываемого конца ЕМ, завинчивая гайку (средства крепления) MF на наружной резьбе FE4 второй концевой части Р5 защитного корпуса СР таким образом, чтобы переместить гайку MF к свободному концу второй концевой части Р5, что приводит к радиальному перемещению паза LO в сторону компонента Т и к получению закрытого положения устройства D (показанного на фиг. 8D). Кольцо ЕЕ оказывается зажатым в радиальном направлении между пазом LO и компонентом Т на выходе наружной резьбы FE1, за счет чего реализуют первое уплотнение.
Понятно, что в открытом положении устройство D можно снять путем его отвинчивания, не повреждая при этом ни кольца ЕЕ, ни поверхности наружной резьбы FE1 и, в частности, слоя смазочного вещества, нанесенного стационарно на эту поверхность (после этого, в случае необходимости, устройство D можно вернуть на место). Однако в закрытом положении устройство D застопорено на охватываемом конце ЕМ и может быть снято только путем отвинчивания гайки MF ее перемещением на наружной резьбе FE4 в сторону первой концевой части Р2 для перевода устройства D в открытое положение, а затем путем полного свинчивания устройства D с охватываемого конца ЕМ.
Далее со ссылками на фиг. 9А-9F следует описание девятого варианта выполнения устройства D в соответствии с настоящим изобретением, который является версией шестого варианта выполнения. Этот девятый вариант выполнения отличается от шестого формой и способом взаимодействия уплотнительного элемента ЕЕ со средствами MF крепления. В данном случае уплотнительный элемент ЕЕ предпочтительно выполнен в виде прозрачной второй муфты.
Эта вторая муфта содержит две части Р13 и Р14. Первая часть Р13 имеет, например, форму усеченного конуса. После установки на охватываемом конце ЕМ она должна доходить до уровня концевой части Р1 охватываемого конца ЕМ, заканчиваясь концевой частью Р3. Предпочтительно, как показано на фигурах, концевая часть Р3 имеет вид буртика, направленного внутрь и предназначенного для плотного прижатия к поперечной кольцевой поверхности на конце свободной концевой части Р1 охватываемого конца ЕМ (упорная поверхность) с реализацией локального (второго) уплотнения по всей его окружности на этом уровне. Кроме того, она предназначена для установки между охватываемым концом ЕМ и первой муфтой СР. Первая часть Р13 содержит подчасть Р15, оборудованную наружной резьбой FE5 и предпочтительно предназначенную для размещения на выходе наружной резьбы FE1 охватываемого конца ЕМ.
Вторая часть Р14 продолжает первую часть Р13 в направлении, противоположном концевой части Р3. Она имеет слегка конусную общую наружную форму (большие диаметры со стороны ее свободного конца) и предназначена для захождения в нее средств MF крепления. Предпочтительно ее разрезают на язычки (LA), как в пятом и восьмом вариантах выполнения.
Средства MF крепления могут быть выполнены, например, в виде кольцевых средств MF окружного стягивания, таких как кольцо или гайка, предназначенных для установки на второй части Р14 второй муфты ЕЕ в открытом положении. В случае осевого перемещения вдоль язычков LA в сторону их свободного конца и взаимодействия с упомянутыми язычками LA эти средства MF крепления выполнены с возможностью радиального перемещения этих язычков в сторону охватываемого конца ЕМ и стопорения второй муфты ЕЕ относительно охватываемого конца ЕМ на выходе его наружной резьбы FE1 в закрытом положении.
В варианте, показанном на фиг. 9А-9F, средства MF крепления выполнены в виде гайки. Вторая часть Р14 второй муфты ЕЕ содержит в этом случае коническую наружную резьбу FE6 (большие диаметры со стороны свободного конца второй части Р14), на которой устанавливают гайку MF в открытом положении и на которую затем можно завинтить внутреннюю резьбу гайки MF с постепенным затягиванием (перемещая гайку MF в осевом направлении к большим диаметрам наружной резьбы FE6), чтобы переместить вторую муфту ЕЕ в радиальном направлении к компоненту Т и застопорить ее на охватываемом конце ЕМ на выходе его наружной резьбы FE1 в закрытом положении.
Защитный корпус СР выполнен в виде первой муфты, например, общей усеченной конусной формы. Он содержит две противоположные концевые части Р2 и Р16. Его первая концевая часть Р2 доходит до свободной концевой части Р1 охватываемого конца ЕМ и предпочтительно образует буртик, направленный внутрь и предназначенный для прижатия к концевой части Р3 второй муфты ЕЕ, чтобы прижать ее к поперечной кольцевой поверхности на конце концевой части Р1 охватываемого конца ЕМ (упорная поверхность). Вторая концевая часть Р16 предназначена для установки над подчастью Р15 уплотнительного элемента ЕЕ. Она содержит внутреннюю резьбу FI7, предназначенную для завинчивания на наружной резьбе FE5 подчасти Р15 второй муфты ЕЕ.
Как показано на фиг. 9F, вторая муфта ЕЕ содержит на уровне своей первой части Р13 (промежуточная часть между Р3 и Р14) подчасть Р17, оборудованную внутренней резьбой FI8, предназначенной для завинчивания на выбранном участке наружной резьбы FE1 охватываемого конца ЕМ в закрытом положении. Предпочтительно этот выбранный участок находится в начале зоны завершенных витков по причинам, которые были пояснены выше в связи с описанием пятого-восьмого вариантов выполнения.
Кроме того, как показано на фиг. 9F, подчасть Р15 второй муфты, в случае необходимости, может содержать, по меньшей мере, частично кольцевой внутренний выступ (или утолщение) В5, предназначенный для радиального прижатия к охватываемому концу ЕМ в закрытом положении.
Следует отметить, что защитный корпус СР предпочтительно завинчивают на вторую муфту ЕЕ, например, пока буртик Р2 не войдет в контакт с буртиком Р3, до установки устройства D на охватываемом конце ЕМ. Гайку MF позиционируют на наружной резьбе FE6 со стороны малых диаметров резьбы (со стороны первой части Р13), что определяет открытое положение устройства D.
После завинчивания защитного корпуса СР на второй муфте ЕЕ и установки (но не затягивания) гайки MF устройство D надевают в этом открытом положении на охватываемый конец ЕМ в направлении ХХ, пока внутренняя резьба FI8 второй муфты ЕЕ не зайдет на наружную резьбу FE1 охватываемого конца ЕМ. Затем защитный корпус СР поворачивают, чтобы завинтить внутреннюю резьбу FI8 на наружной резьбе FE1 (таким образом, вторую часть Р14 второй муфты ЕЕ сажают на охватываемый конец ЕМ), чтобы вторая часть Р14 и подчасть Р15 второй муфты ЕЕ находились по существу на выходе наружной резьбы FE1 охватываемого конца ЕМ. Для этого предпочтительно вторую муфту ЕЕ завинчивают, пока ее концевая часть Р3 не прижмется к поперечной кольцевой поверхности на конце концевой части Р1 охватываемого конца ЕМ (упорная поверхность). После этого вторую муфту ЕЕ стопорят относительно охватываемого конца ЕМ, завинчивая гайку (средства крепления) MF на наружной резьбе FE6, что определяет закрытое положение устройства D (показанное на фиг. 9D и 9E). В этом положении вторая муфта ЕЕ находится в герметичном тесном контакте (первое уплотнение), по меньшей мере, на уровне внутреннего выступа В5 с компонентом Т на выходе наружной резьбы FE1.
Предпочтительно свободный конец второй части Р14 второй муфты ЕЕ содержит наружное утолщение, образующее осевой упор для ограничения осевого хода гайки в сторону упомянутого свободного конца и для предупреждения ее схода с наружной резьбы FE6 в закрытом положении.
Понятно, что в закрытом положении защитный корпус СР можно снять с охватываемого конца ЕМ путем его отвинчивания, не повреждая при этом ни второй муфты ЕЕ, ни поверхности наружной резьбы FE1 и, в частности, слоя смазочного вещества, стационарно нанесенного на эту поверхность (после этого, в случае необходимости, защитный корпус СР можно вернуть на место). Вместе с тем в закрытом положении устройство D застопорено на охватываемом конце ЕМ и может быть снято только при условии отвинчивания гайки MF (в направлении первой части Р13) для перехода устройства D в открытое положение и последующего свинчивания узла, образованного защитным корпусом СР и второй муфтой ЕЕ, с охватываемого конца ЕМ.
В непоказанном варианте гайку MF можно заменить гладким изнутри кольцом, и вторая часть Р14 второй муфты ЕЕ может не содержать резьбы и быть конусной. Вместо завинчивания или отвинчивания гайки MF в этом случае следует воздействовать толкающим усилием в осевом направлении на конусное гладкое кольцо от одного конца к другому второй части Р14, чтобы кольцо сжимало или разжимало язычки LA второй части Р14. Такой вариант с применением гладкого конусного кольца можно также использовать вместо гайки MF в восьмом варианте выполнения.
Далее со ссылками на фиг. 10-18 следует описание десятого варианта выполнения устройства D в соответствии с настоящим изобретением. Этот десятый вариант выполнения отличается от девятого формой уплотнительного элемента ЕЕ и способом взаимодействия средств MF крепления с уплотнительным элементом ЕЕ. В данном случае последний выполнен в виде кольца, неподвижно соединяемого, например, при защелкивании с защитным корпусом (первой муфтой) СР.
Это кольцо ЕЕ является деформирующимся и содержит центральную часть Р40, расположенную между первым Р19 и вторым Р23 концами.
Предпочтительно для обеспечения своей радиальной деформации изгибом деформирующееся кольцо ЕЕ имеет осевую длину, в 4-40 раз превышающую его радиальную толщину. Например, кольцо ЕЕ может иметь радиальную толщину порядка от 1,5 мм до 5 мм и осевую длину порядка от 20 мм до 60 мм. Слишком малая осевая длина и/или слишком большая радиальная толщина не способствуют большой радиальной деформации. Слишком малая радиальная толщина и/или слишком большая осевая длина не способствуют достаточному затягиванию кольца ЕЕ на компоненте Т.
Предпочтительно центральная часть Р40 деформирующегося кольца ЕЕ имеет меньший диаметр, чем ее концы Р19 и Р23, чтобы придавать направление ее радиальной деформации (см. фиг. 15 и 18).
Первая муфта СР имеет, например, общую цилиндрическую форму. Она содержит первую Р2 и вторую Р18 противоположные концевые части. Ее первая концевая часть Р2 доходит до свободной концевой части Р1 охватываемого конца ЕМ и предпочтительно образует буртик, направленный внутрь и предназначенный для прижатия к концевой части Р1 второй муфты ЕЕ, чтобы прижимать ее к поперечной кольцевой поверхности на конце охватываемого конца ЕМ.
Вторая концевая часть Р18 предназначена для захождения в нее первого конца Р19 кольца ЕЕ с целью его установки на выходе наружной резьбы FE1 охватываемого конца ЕМ. В продолжении второй концевой части Р18 находится также первая промежуточная часть Р20, оборудованная наружной резьбой FE7.
Средства MF крепления выполнены в виде гайки, содержащей первую Р21 и вторую Р22 части. Первая часть Р21 предназначена для захождения в нее второго конца Р23 кольца ЕЕ. Вторая часть Р22 оборудована внутренней резьбой FI9, предназначенной для неподвижного соединения с наружной резьбой FE7 первой промежуточной части Р20 первой муфты СР для обеспечения осевого перемещения гайки MF на наружной резьбе FE7 первой муфты СР. Это осевое перемещение должно действовать на первый Р19 и второй Р23 концы кольца ЕЕ осевым усилием сжатия, направленным в сторону его центральной части Р40, чтобы изгибать кольцо ЕЕ и выгибать его центральную часть Р40, прижимая ее к компоненту Т на выходе его наружной резьбы FE1 в закрытом положении. Примеры конфигурации первой Р21 и второй Р22 частей показаны на фиг. 18. В частности, вторая часть Р22 образует, например, кольцевой паз GC, в котором размещают второй конец Р23 кольца ЕЕ после предварительной сборки устройства D.
Как показано на фиг. 11, первый конец Р19 кольца ЕЕ содержит, например, радиальные выступы SR, предназначенные для введения в отверстия OV, выполненные во второй концевой части Р18 первой муфты СР. Таким образом, кольцо ЕЕ можно неподвижно соединить защелкиванием со второй концевой частью Р18 первой муфты СР, как показано на фиг. 13.
После этого гайку MF можно соединить с первой муфтой СР, заведя, по меньшей мере, один виток ее внутренней резьбы FI9 в наружную резьбу FE7 первой муфты СР. Это зацепление может происходить за счет завинчивания или защелкивания. Для обеспечения такого защелкивания можно, например, использовать наружную резьбу FE7 и/или внутреннюю резьбу FI9, имеющую пилообразный профиль, схематично показанный на фиг. 16. В этом неограничительном примере зубья резьбы содержат две боковины разного наклона относительно оси ХХ устройства D. Наклон менее наклоненной боковины меньше или равен трехкратному дополнению к 90° угла наклона более наклоненной боковины (то есть первый пологий наклон (определенный углом В) и второй крутой наклон (определенный углом А)). Например, выбирают В=2,5А.
При рассмотрении фиг. 15 и 18 становится понятно, что когда гайку MF завинчивают на защитном корпусе СР в направлении концевой части Р2 (стрелка F1), создают осевое напряжение (сжатие) на второй конец Р23 кольца ЕЕ и, следовательно, заставляют ее центральную часть Р40 выгибаться внутри в направлении наружной стенки компонента Т (стрелка F2) на выходе наружной резьбы FE1 в закрытом положении.
Защитный корпус СР содержит также вторую промежуточную часть Р24, содержащую внутреннюю резьбу FI10, предназначенную для завинчивания на выбранном участке наружной резьбы FE1 охватываемого конца ЕМ предпочтительно на участке резьбы FE1 с завершенными витками (по причинам, ранее упомянутым в связи с описанием пятого-восьмого вариантов выполнения). Следует отметить, что, как показано на фиг. 18, в случае необходимости, первая муфта СР может содержать наружный заплечик (или утолщение) В6, образующий осевой упор для гайки MF.
Сначала производят предварительную сборку устройства D в открытом положении: кольцо ЕЕ защелкивают на концевой части Р18 защитного корпуса СР и вводят в кольцевой паз GC гайки MF, внутреннюю резьбу FI9 которой заводят на конец наружной резьбы FE7 защитного корпуса СР со стороны его концевой части Р18.
Установку устройства D осуществляют следующим образом. Сначала предварительно собранное устройство D надевают (поступательным движением) в направлении ХХ (фиг. 17А), пока внутренняя резьба FI10 промежуточной части Р24 защитного корпуса СР не зайдет на наружную резьбу FE1 охватываемого конца ЕМ. После этого защитный корпус СР поворачивают, чтобы завинтить его внутреннюю резьбу FI10 на наружной резьбе FE1, чтобы кольцо ЕЕ по существу оказалось на выходе наружной резьбы FE1 охватываемого конца ЕМ. Для этого предпочтительно защитный корпус СР завинчивают, пока буртик его первой концевой части Р2 не прижмется к поперечной кольцевой поверхности на конце концевой части Р1 охватываемого конца ЕМ (упорная поверхность), как показано на фиг. 17В. Затем защитный корпус СР стопорят относительно охватываемого конца ЕМ, завинчивая гайку (средства крепления) MF на наружной резьбе FE7 первой промежуточной части Р20 защитного корпуса СР в направлении концевой части Р2 до выбранного положения, что определяет закрытое положение устройства D (показанное на фиг. 17С).
Понятно, что в открытом положении устройство D можно снять с охватываемого конца ЕМ путем его отвинчивания, не повреждая при этом ни кольца ЕЕ, ни поверхности наружной резьбы FE1 и, в частности, слоя смазочного вещества, нанесенного стационарно на эту поверхность (после этого, в случае необходимости, устройство D можно вернуть на место). Однако в закрытом положении устройство D застопорено на охватываемом конце ЕМ и может быть снято только путем полного отвинчивания гайки MF для перевода устройства D в открытое положение, а затем путем свинчивания защитного корпуса СР с охватываемого конца ЕМ.
Устройство D согласно десятому варианту выполнения позволяет осуществлять большое радиальное перемещение (примерно от одного до нескольких миллиметров) центральной части Р40 кольца ЕЕ, что обеспечивает поглощение размерных колебаний, допустимых для компонента Т и его охватываемого конца ЕМ, без повреждения кольца ЕЕ или поверхности наружной резьбы FE1 во время установки или снятия устройства D в открытом положении и одновременно обеспечивает отличное стопорение устройства D и отличное первое уплотнение в закрытом положении.
Далее со ссылками на фиг. 19 следует описание одиннадцатого варианта выполнения устройства D в соответствии с настоящим изобретением, который является версией десятого варианта выполнения. Этот одиннадцатый вариант выполнения отличается от десятого способом неподвижного соединения средств MF крепления с защитным корпусом СР. Действительно, это неподвижное соединение осуществляют при помощи крепежного элемента EF.
В частности, первая муфта СР (которая имеет, например, общую цилиндрическую форму) содержит вторую концевую часть Р25, противоположную первой концевой части Р2, предназначенную для захождения в нее первого конца Р19 кольца ЕЕ для его размещения на выходе наружной резьбы FE1 охватываемого конца ЕМ и содержащую первый наружный заплечик (или утолщение) В7, который образует осевой упор.
Первая муфта СР содержит также первую промежуточную часть Р26, которая содержит второе наружное утолщение В8, образующее обратный осевой упор выбранной формы для крепежного элемента EF и расположенное на выбранном расстоянии от первого наружного упора В7 в зависимости от осевого расширения крепежного элемента EF. Как показано на фигуре, в случае необходимости, она может содержать третий упор В9 на выбранном расстоянии от второго наружного утолщения В8 и с радиальным расширением, по существу превышающим радиальное расширение второго наружного утолщения В8, чтобы крепежный элемент EF охватывал второе наружное утолщение В8 в соответствующем пазу LR.
Следует отметить, что, в случае необходимости, второе наружное утолщение В8 может иметь асимметричный профиль с одной относительно пологой боковиной и с другой крутой боковиной.
Крепежный элемент EF имеет, например, общую цилиндрическую форму. Он содержит внутренний паз LR, форма которого соответствует форме второго наружного утолщения В8, а также наружную резьбу FE8. Он предназначен для первоначальной установки между первым наружным заплечиком В7 и вторым наружным утолщением В8 до установки устройства D на охватываемый конец ЕМ в открытом положении.
Кроме того, гайка (средства крепления) MF тоже содержит часть Р21, в которой выполнен кольцевой паз GC, предназначенный для захождения в него второго конца Р23 кольца ЕЕ, а также вторую часть Р22, оборудованную внутренней резьбой FI11, предназначенной для завинчивания на наружной резьбе FE8 крепежного элемента EF перед установкой устройства D на охватываемый конец ЕМ в открытом положении.
Гайку MF можно перемещать в осевом направлении в сторону третьего упора В9, действуя толкающим усилием на ее свободную концевую фронтальную часть, одновременно перемещая крепежный элемент EF таким образом, чтобы в закрытом положении второе наружное утолщение В8 (защитного корпуса СР) было заблокировано внутри его паза LR, препятствуя, таким образом, осевому перемещению крепежного элемента EF в обратном направлении и выгибая кольцо ЕЕ таким образом, чтобы прижать его к компоненту Т на выходе наружной резьбы FE1. В этом случае защитный корпус СР оказывается застопоренным относительно охватываемого конца ЕМ в закрытом положении, а кольцо ЕЕ прижимается, будучи в тесном затягивающем контакте (первое уплотнение), к наружной стенке компонента Т на выходе наружной резьбы FE1.
В случае необходимости, внутренняя резьба FI11 гайки MF и наружная резьба FE8 крепежного элемента EF могут взаимодействовать друг с другом, чтобы обеспечивать отвинчивание гайки MF. Это позволяет произвести переход устройства D из закрытого положения в открытое положение с целью его удаления с охватываемого конца ЕМ и, в случае необходимости, повторно завинтить гайку MF, чтобы устройство D могло вернуться в закрытое положение, после повторной установки устройства D на охватываемый конец.
Как было указано выше, в некоторых из вариантов выполнения устройство D можно устанавливать на охватываемый конец ЕМ при помощи первой машины, адаптированной для этой цели.
Объектом изобретения является также первый способ, предназначенный для автоматической установки, по меньшей мере, девятого или десятого варианта выполнения защитного устройства D на охватываемом конце ЕМ компонента Т трубного резьбового соединения.
Этот первый способ состоит в предварительной сборке защитного корпуса СР, гайки MF и кольца ЕЕ в открытом положении, затем в завинчивании образованного таким образом устройства D, пока защитный корпус СР не прижмется к поперечной концевой кольцевой поверхности свободной концевой части Р1 охватываемого конца ЕМ для получения второго уплотнения, и, наконец, в завинчивании гайки MF таким образом, чтобы реализовать закрытое положение устройства D и первое уплотнение.
Этот первый способ можно осуществлять при помощи первой машины М1. Эта первая машина М1 содержит средство ММ удержания, предназначенное для удержания охватываемого конца ЕМ, первое средство MV1 завинчивания, предназначенное для завинчивания защитного корпуса СР на охватываемом конце ЕМ, средство MD детектирования, предназначенное для обнаружения установления контакта защитного корпуса СР с концевой поперечной кольцевой поверхностью свободной концевой части Р1 охватываемого конца ЕМ и для остановки первого средства MV1 завинчивания в случае обнаружения установления контакта, и второе средство MV2 завинчивания, предназначенное для завинчивания гайки MF до выбранного положения с целью реализации закрытого положения устройства D.
Средства MV1, MV2 завинчивания могут быть выполнены, например, в виде наборов зажимов, соединенных с электрическими или гидравлическими приводами. Средство MD детектирования может быть выполнено, например, в виде контакта конца хода или предпочтительно в виде средства измерения усилия завинчивания средства MV1 завинчивания. Выбранное положение можно, например, определять контактом конца хода или пороговым значением на средстве измерения усилия завинчивания второго средства MV2 завинчивания.
Объектом изобретения является также второй способ, предназначенный для автоматической установки, по меньшей мере, десятого или одиннадцатого варианта выполнения защитного устройства D на охватываемом конце компонента трубного резьбового соединения.
Этот второй способ состоит в предварительной сборке защитного корпуса СР, гайки MF, в случае необходимости, крепежного элемента EF и кольца ЕЕ в открытом положении, затем в завинчивании устройства D, пока защитный корпус СР не прижмется к поперечной концевой кольцевой поверхности свободной концевой части Р1 охватываемого конца ЕМ для получения второго уплотнения, и в воздействии толкающим усилием на гайку MF до выбранного положения, чтобы выгнуть кольцо ЕЕ и таким образом реализовать закрытое положение устройства D и первое уплотнение.
В этом втором способе выбранное положение может быть получено в результате упора гайки в наружный заплечик В6 защитного корпуса СР.
В этом втором способе, если устройство D содержит крепежный элемент EF, выбранное положение может быть, например, положением, в котором второе наружное утолщение В8 защитного корпуса СР блокируется в пазу LR крепежного элемента EF.
Этот второй способ можно осуществлять при помощи второй машины М2. Эта вторая машина М2 содержит средство ММ' удержания, предназначенное для удержания охватываемого конца ЕМ, средство MV завинчивания, предназначенное для завинчивания защитного корпуса СР на охватываемом конце ЕМ, средство MD' детектирования, предназначенное для обнаружения установления контакта защитного корпуса СР с концевой поперечной кольцевой поверхностью свободной концевой части Р1 охватываемого конца ЕМ и для остановки средства MV завинчивания в случае обнаружения установления контакта, и средство МРА создания осевого толкающего усилия, предназначенное для воздействия на гайку MF осевым толкающим усилием до выбранного положения с целью реализации закрытого положения устройства D.
Средство MV завинчивания может быть выполнено, например, в виде наборов зажимов, соединенных с электрическими или гидравлическими приводами. Средство создания осевого толкающего усилия может быть, например, силовым цилиндром. Средство MD детектирования может быть выполнено, например, в виде контакта конца хода или предпочтительно в виде средства измерения усилия завинчивания средства MV завинчивания. Выбранное положение можно, например, определять контактом конца хода или пороговым значением на средстве измерения осевого толкающего усилия.
Объектом настоящего изобретения является также третий способ, предназначенный для осмотра охватываемого конца ЕМ компонента трубного резьбового соединения, когда этот конец оборудован, по меньшей мере, одним из описанных выше вариантов выполнения защитного устройства D (в частности, первым, третьим-шестым и девятым вариантами).
Этот третий способ состоит в разъединении защитного корпуса СР и уплотнительного элемента ЕЕ, затем в снятии защитного корпуса СР с охватываемого конца ЕМ, при этом уплотнительный элемент ЕЕ остается на месте, в осмотре охватываемого конца ЕМ и в повторной установке защитного корпуса СР на охватываемый конец ЕМ и в повторном соединении защитного корпуса СР и уплотнительного элемента ЕЕ.
Изобретение не ограничивается описанными выше вариантами выполнения защитного устройства, представленными только в качестве примеров, и охватывает все варианты, которые может предусмотреть специалист в рамках прилагаемой формулы изобретения.
Так, изобретение касается также других типов охватываемого конца, отличающихся от описанного выше. Например, первый-четвертый варианты выполнения можно применять к охватываемому концу для муфтового резьбового трубного соединения (типа VAM TOP), а пятый-одиннадцатый варианты выполнения можно применять к охватываемому концу для прямого трубного резьбового соединения «flush» (типа VAM FJL). Изобретение касается также охватываемых концов так называемых полупрямых трубных резьбовых соединений «semi-flush», которые характеризуются незначительной разностью диаметра между охватываемым и охватывающим концами, например соединений VAM SLIJ II (описанных в патентном документе ЕР 0767335), которые содержат два конических резьбовых участка, расположенных двумя разными ступенями и разделенных центральным упором, при этом каждая резьбовая часть содержит подчасть с завершенными витками между двумя подчастями с незавершенными витками, и две уплотнительные поверхности металл/металл - одну на входе резьбовых частей и другую на выходе.
В этих случаях, когда охватываемый конец содержит элементы на выходе резьбовых частей (упорную поверхность, уплотнительную поверхность), предпочтительно первое уплотнение реализуют на гладкой части (или теле) компонента за пределами любого элемента резьбового охватываемого конца.
В случае трубного резьбового соединения без упора в концевой части охватываемого конца, в частности, если свободная концевая часть не содержит поперечной кольцевой поверхности достаточной ширины, второе уплотнение можно получить в варианте на входе резьбы и, в случае необходимости, на входе уплотнительной поверхности металл/металл.