ДВУХУПОРНОЕ ЗАМКОВОЕ СОЕДИНЕНИЕ БУРИЛЬНЫХ ТРУБ

Полезная модель относится к области нефтегазового оборудования, а именно к резьбовым соединениям, и может быть использована в двухупорном замковом соединении бурильных труб.
Известно соединение, содержащее ниппельную и муфтовую часть. Ниппельная часть содержит основание конуса и торцевую упорную поверхность. Резьба ниппеля имеет конусность не более 1:12. Муфтовая часть содержит дополнительную внутреннюю упорную поверхность, контактирующую при свинчивании с торцом ниппеля [US №5908212, МПК: Е21В 17/042, F16L 15/06, F16L 15/00, Е21В 17/02, Е21В 17/042, F16L 025/ 00, 1999].
Известно также соединение, содержащее два упорных торца и разгрузочную канавку, выполненную в теле муфты [US №6511102, МПК: Е21В 17/042; Е21В 17/02; F16L 15/00; F16L 15/06; F16L 025/00; F16L 035/00, 2003].
Известна бурильная труба для скважин малого диаметра, содержащая собственно тело трубы, муфтовый и ниппельный концы диаметром 100-108 мм, на которых есть трапецеидальная коническая резьба с шагом 8,467 мм, конусностью 1:9,6, углом при вершине нити резьбы 90°. Трапецеидальная коническая резьба выполнена с двумя упорами - внешним и внутренним, а диаметр отверстия муфтового и ниппельного концов, примыкающий к внутренней упорной плоскости, по всей длине конца равен 50-53 мм, толщина стенки упорного пояска ниппеля равна 6,0-8,0 мм, а муфта и ниппель резьбового соединения выполнены сбалансированными по прочности на изгиб по соотношению 2,3-2,7 [RU №134570, Е21В 17/00, 2013].
Ближайшим аналогом (прототипом) является двухупорное замковое соединение бурильных труб, содержащий муфту и ниппель, на которых есть коническая резьба, внешний упорный торец ниппеля и муфты, внутренний упорный торец ниппеля и муфты, в котором на ниппеле со стороны внутреннего упорного торца ниппеля и муфты выполнена разгрузочная канавка [UA №126215, МПК: Е21В 17/ 042, Е21В 17/02 2018].
Недостатками прототипа, как и предыдущих аналогов, является сложность изготовления, значительная величина и концентрированность напряжений в опасных участках и, как следствие, недостаточная прочность при воздействии крутящих и изгибающих моментов и низкий момент их свинчивания.
В основу полезной модели поставлена задача уменьшения величины напряжений в опасных участках двухупорного замкового соединения бурильных труб для повышения его прочности при действии крутящих, изгибающих моментов и момента свинчивания.
Поставленную задачу решают тем, что в двухупорном замковом соединении бурильных труб, содержащем муфту и ниппель с замковой конической резьбой и разгрузочной канавкой на ниппеле, согласно полезной модели, разгрузочная канавка имеет в поперечном сечении форму части круга и размещена на расстоянии 3,5÷4,5 мм от дополнительного внутреннего упорного торца ниппеля и выполнена с глубиной 0,65÷0,9 мм и шириной 5,00÷5,3 мм.
В двухупорном замковом соединении бурильных труб угол входа в разгрузочную канавку может составлять 30°÷45°, а выхода из нее 45°÷60°.
Выполнение разгрузочной канавки с поперечным сечением в форме части круга и размещение ее на расстоянии 3,5÷4,5 мм от торца внутреннего упорного торца ниппеля и с глубиной 0,65÷0,9 мм и шириной 5,0÷5,3 мм дает возможность равномерно распределить напряжения, возникающие в опасных участках соединения, повысить его прочность при воздействии крутящих, изгибающих моментов и момента свинчивания.
Суть предлагаемой полезной модели поясняется чертежом.
Двухупорное замковое соединение бурильных труб состоит из ниппеля 1, муфты 2 и резьбового участка 3 с замковой конической резьбой, с помощью которой осуществлено соединение внешних упорных торцов 4 ниппеля 1 и муфты 2 и внутренних дополнительных упорных торцов 5 ниппеля 1 и муфты 2. На ниппеле 1 со стороны внутреннего дополнительного упорного торца 5 выполнена разгрузочная канавка 6, имеющая в поперечном сечении форму части круга и размещенная на расстоянии 3,5÷4,5 мм от дополнительного внутреннего упорного торца 5 ниппеля 1 и выполненная с глубиной 0,65÷0,9 мм и шириной 5,0÷5,3 мм. При этом угол входа в разгрузочную канавку 6 может составлять 30°÷45°, а выхода из нее 45°÷60°.
Двухупорное замковое соединение бурильных труб функционирует следующим образом.
При свинчивании соединения в контакт входит сначала резьбовой участок 3 с замковой конической резьбой, далее - внешний упорный торец 4 муфты 2 и ниппеля 1 и внутренний дополнительный упорный торец 5 ниппеля 1 и муфты 2.
Во время докрепления соединения с заданным моментом свинчивания разгрузочная канавка 6 дает возможность ниппелю упруго деформироваться на большую величину. Выполнение разгрузочной канавки 6 с поперечным сечением в форме части круга и размещение ее на расстоянии 3,5÷4,5 мм от дополнительного внутреннего упорного торца 5 ниппеля 1 и выполнения ее с глубиной 0,65÷0,9 мм и шириной 5,0÷5,3 мм, а также выполнение угла входа в разгрузочную канавку в пределах 30°÷45°, а угла выхода из нее в пределах 45°÷60° дает возможность равномерно распределить напряжения, возникающие в опасных участках соединения, повысить его прочность при воздействии крутящих, изгибающих моментов и момента свинчивания. При этом уменьшается величина напряжений, возникающих в опасных участках соединения.