Предохранитель резьбы муфтового элемента резьбового соединения нефтегазопромысловых труб

Полезная модель относится к области нефтегазодобычи, в частности к устройствам для защиты резьбовых соединений нефтегазопромысловых труб при их транспортировании и хранении.
Основными требованиями к устройствам для защиты резьбы муфтовых элементов резьбовых соединений нефтегазопромысловых труб - предохранителям, являются стойкость к воздействию значительных ударных нагрузок, неблагоприятных факторов окружающей среды, легкое свинчивание-развинчивание.
Из уровня техники известен протектор резьбовой для внутренней резьбы муфт (RU №171254 U1, F16L 57/00, B65D 59/00, опубл. 25.05.2017), содержащий цилиндрический корпус, выполненный с резьбой на наружной поверхности и сопряженный с защищаемой резьбой муфтового элемента, обеспечивающий закрытие внутреннего пространства муфтового элемента. В корпусе предохранителя установлена стальная обечайка, на наружной поверхности корпуса установлены наружный и внутренний уплотнительные элементы, выполненные в виде резиновых колец. Наружный уплотнительный элемент расположен в месте соприкосновения его с торцевой поверхностью муфтового элемента, внутренний уплотнительный элемент расположен в месте соприкосновения его с упорной поверхностью муфтового элемента и имеет «Г-образный» профиль. При этом корпус предохранителя в месте размещения на нем внутреннего уплотнительного элемента выполнен в виде ответного «Г-образного» профиля.
Указанный протектор принят в качестве ближайшего аналога (прототипа) заявляемого предохранителя.
Однако данный протектор обладает недостаточной степенью защиты резьбы муфтового элемента от неблагоприятного воздействия факторов окружающей среды в процессе транспортировки и хранения муфт.
При разработке заявленной полезной модели ставилась задача разработать предохранитель резьбы муфтового элемента резьбового соединения нефтегазопромысловых труб, обеспечивающий гарантированную защиту резьбы муфтового элемента от неблагоприятного воздействия окружающей среды (попадания влаги, агрессивных сред, пыли и других загрязнений) и вымывания смазки, при ее использовании, в процессе транспортировки и хранения муфт.
Технический результат заключается в обеспечении герметичности муфтового элемента с навинченным на него предохранителем при воздействии неблагоприятных факторов окружающей среды, а также в обеспечении защиты от вымывания смазки.
Указанный технический результат достигается за счет того, что в предохранителе резьбы муфтового элемента резьбового соединения нефтегазопромысловых труб, содержащем цилиндрический корпус, выполненный с резьбой на наружной поверхности, свинчиваемой с защищаемой резьбой муфтового элемента, и установленные в корпусе стальную обечайку, на наружной поверхности корпуса - наружный и внутренний уплотнительные элементы, выполненные в виде резиновых колец, при этом наружный уплотнительный элемент расположен в месте соприкосновения его с торцевой поверхностью муфтового элемента, а внутренний уплотнительный элемент расположен в месте соприкосновения его с упорной поверхностью муфтового элемента и имеет «Г-образный» профиль, при этом корпус предохранителя в месте размещения на нем внутреннего уплотнительного элемента выполнен в виде ответного «Г-образного» профиля, согласно полезной модели, расстояние между поверхностью наружного уплотнительного элемента, сопрягаемой с торцевой поверхностью муфтового элемента, и поверхностью внутреннего уплотнительного элемента, сопрягаемой с упорной поверхностью муфтового элемента, меньше расстояния от торцевой до упорной поверхности муфтового элемента на 1-5 мм.
1
1
В частном случае выполнения полезной модели диаметр d наружной поверхности корпуса предохранителя в месте размещения на нем внутреннего уплотнительного элемента меньше диаметра D расточки муфтового элемента в базовой плоскости.
В частном случае выполнения полезной модели на корпусе предохранителя дополнительно установлена съемная крышка, по торцу которой выполнены отверстия.
В частном случае выполнения полезной модели цилиндрический корпус выполнен в форме стакана.
Полезная модель поясняется чертежом, на котором изображен продольный разрез предохранителя резьбы муфтового элемента резьбового соединения нефтегазопромысловых труб.
Предохранитель содержит корпус 1, внутри корпуса установлена стальная обечайка 2, на корпусе может быть установлена съемная крышка 3. На наружной поверхности корпуса установлены внутренний 4 и наружный 5 уплотнительные элементы, выполненные в виде резиновых колец и предназначенные для герметизации муфтового элемента 6 с навинченным на него предохранителем - для исключения попадания частиц влаги, пыли и агрессивных сред на резьбу 7, уплотнительную 8, упорную 9 и торцевую 10 поверхности.
Корпус 1 предохранителя имеет форму цилиндра и выполнен из удароустойчивых полимерных материалов. На наружной поверхности корпуса 1 выполнена резьба, которая сопрягается с защищаемой резьбой муфтового элемента 6, полностью повторяет профиль резьбы 7, с учетом зазоров по боковым граням и вершинам профиля резьбы, муфтового элемента 6 резьбового соединения, для защиты которого предназначен предохранитель.
Стальная обечайка 2 установлена внутри корпуса 1 предохранителя для общего усиления конструкции, а также обеспечения стойкости корпуса 1 при воздействии ударных и других механических нагрузок в процессе транспортировки и хранения муфт.
Уплотнительные элементы 4 и 5 предохранителя выполнены в виде колец из резины, обладающей эластичностью, масло- и бензостойкостью и работоспособностью в диапазоне рабочих температур предохранителя - от -46° до +66°. Уплотнительные элементы 4 и 5 устанавливают на корпус 1 предохранителя, в частности с помощью клея.
Наружный уплотнительный элемент 5 расположен на наружной поверхности корпуса 1 в месте соприкосновения его с торцевой поверхностью 10 муфтового элемента 6 и служит для герметизации муфтового элемента 6 с навинченным на него предохранителем, а также для предотвращения повреждения торцевой поверхности 10 муфтового элемента 6 при контакте с корпусом 1 предохранителя.
Внутренний уплотнительный элемент 4 расположен на наружной поверхности корпуса 1 в месте соприкосновения его с упорной поверхностью 9 муфтового элемента 6 и выполнен с «Г-образным» профилем. Корпус 1 предохранителя в месте размещения на нем внутреннего уплотнительного элемента 4 выполнен в виде ответного ему «Г-образного» профиля, что увеличивает площадь контакта внутреннего уплотнительного элемента 4 с корпусом 1 предохранителя, а также обеспечивает надежное их сцепление. Кроме того, внутренний уплотнительный элемент 4 предотвращает повреждение упорной поверхности 9 муфтового элемента 6 при контакте с корпусом 1 предохранителя.
1
b
i
Расстояние L между поверхностью наружного 5 уплотнительного элемента, сопрягаемой с торцевой 10 поверхностью муфтового элемента 6, и поверхностью внутреннего 4 уплотнительного элемента, сопрягаемой с упорной 9 поверхностью муфтового элемента 6, должно быть меньше расстояния от торцевой 10 до упорной поверхности 9 муфтового элемента 6 на 1-5 мм для гарантированного поджимания уплотнительных элементов 4 и 5 предохранителя при сборке его с муфтовым элементом 6. Указанное обеспечивает гарантированный контакт уплотнительных элементов 4 и 5 с упорной 9 и торцевой 10 поверхностью муфтового элемента 6, соответственно, и герметичность всей конструкции. При расстоянии L,превышающем расстояние от торцевой 10 до упорной 9 поверхности муфтового элемента 6 менее чем на 1 мм, не создается достаточно плотного контакта уплотнительных элементов 4 и 5 с упорной 9 и торцевой 10 поверхностями муфтового элемента 6, что при транспортировке может нарушить герметичность конструкции. При расстоянии L, превышающем расстояние от торцевой 10 до упорной 9 поверхности муфтового элемента 6 более чем на 5 мм, может произойти повреждение (сминание) уплотнительных элементов 4 и 5, что также может привести к нарушению герметичности конструкции.
Корпус 1 предохранителя обеспечивает закрытие внутреннего пространства муфтового элемента 6 для предотвращения попадания агрессивной среды, влаги и инородных тел внутрь муфтового элемента 6. Закрытие внутреннего пространства муфтового элемента 6 может быть обеспечено выполнением корпуса 1 в форме стакана с «дном», расположенным внутри муфтового элемента 6, или снабжением предохранителя съемной крышкой 3, установленной во внешнее торцевое отверстие корпуса 1. Наличие отверстий по торцу съемной крышки 3 обеспечивает необходимую вентиляцию внутренней полости муфтового элемента 6.
Съемная крышка 3 также обеспечивает проведение шаблонирования муфтового элемента 6 без снятия предохранителя, что исключает повреждения поверхностей резьбы 7, уплотнительной 8 и упорной 9 поверхностей соединения при проведении указанных работ.
1
1
Диаметр d наружной поверхности корпуса 1 предохранителя в месте размещения на нем внутреннего уплотнительного элемента 4 меньше диаметра D расточки муфтового элемента 6 в базовой плоскости, что исключает соприкосновение предохранителя с уплотнительной поверхностью 8 муфтового элемента 6 и ее повреждение.
Заявляемый предохранитель резьбы муфтового элемента работает следующим образом. На корпус предохранителя устанавливают и закрепляют, например, приклеиванием, внутренний 4 и наружный 5 уплотнительные элементы. Стальную обечайку 2 устанавливают внутри корпуса 1 предохранителя. Предохранитель ввинчивают в муфтовый элемент 6 вручную, при этом резьба, выполненная на наружной поверхности корпуса 1 предохранителя, непосредственно сопрягается с резьбой 7 муфтового элемента 6.
Окончанием процесса свинчивания предохранителя и муфтового элемента 6 является контактирование торцевой поверхности 10 муфтового элемента 6 с наружным уплотнительным элементом 5 предохранителя и упорной поверхности 9 муфтового элемента 6 с внутренним уплотнительным элементом 4 предохранителя.
Заявляемый предохранитель также может быть использован для защиты резьбы муфтовых элементов резьбовых соединений нефтегазопромысловых труб, на поверхности которых нанесено затвердевающее покрытие.
Пример осуществления полезной модели.
Проведено испытание опытного образца предлагаемого предохранителя резьбы муфтового элемента резьбового соединения нефтегазопромысловых труб. Изготовленный образец предназначен для защиты резьбового соединения муфт для труб диаметром 89 мм, с конусностью резьбы 1:16, шагом резьбы 5,08 мм, углами наклона опорной грани резьбы 5° и закладной грани резьбы 10°, углом наклона упорной поверхности муфтового элемента 15°, углом наклона уплотнительной поверхности муфтового элемента 15°.
Предохранитель резьбы навинчивали на муфтовый элемент. Корпус 1 предохранителя изготовлен, в частности из удароустойчивого пластика. На наружной поверхности корпуса выполнена резьба, профиль которой полностью повторяет профиль резьбы муфтового элемента резьбового соединения, для защиты которого предназначен предохранитель. Внутри корпуса 1 предохранителя установлена стальная обечайка 2, в торцевом отверстии корпуса 1 может быть установлена съемная крышка 3, по торцу которой выполнены отверстия.
Наружный 5 и внутренний 4 уплотнительные элементы выполнены в виде резиновых колец, обладающих эластичностью, масло- и бензостойкостью. Наружный уплотнительный элемент 5 расположен на наружной поверхности корпуса 1 в месте соприкосновения его с торцевой поверхностью 10 муфтового элемента 6, а внутренний уплотнительный элемент 4 - на наружной поверхности корпуса 1 в месте соприкосновения его с упорной поверхностью 9 муфтового элемента 6 и имеет «Г-образный» профиль. Корпус 1 предохранителя в месте размещения на нем внутреннего уплотнительного элемента 4 выполнен в виде ответного «Г-образного» профиля.
1
Расстояние L между поверхностью наружного 5 уплотнительного элемента, сопрягаемой с торцевой 10 поверхностью муфтового элемента 6, и поверхностью внутреннего 4 уплотнительного элемента, сопрягаемой с упорной 9 поверхностью муфтового элемента 6, на 3 мм меньше расстояния от торцевой 10 до упорной 9 поверхности муфтового элемента 6. При этом было обеспечено поджимание уплотнительных элементов 4 и 5 предохранителя при сборке его с муфтовым элементом 6, их гарантированный контакт с упорной 9 и торцевой 10 поверхностями муфтового элемента и герметичность всей конструкции.
В процессе проведения испытаний опытного образца на герметичность при неблагоприятном воздействии окружающей среды (попадании воды, пыли и других загрязнений) наблюдалось сохранение герметичности конструкции - резьба, уплотнительная и торцевая поверхности муфтового элемента остались сухими и чистыми.
Предохранитель резьбы муфтового элемента обеспечивает герметичность соединения при неблагоприятных условиях окружающей среды и защиту резьбы при транспортировании муфт.