МУФТА СОЕДИНИТЕЛЬНАЯ

Полезная модель относится к области к нефтегазодобывающей промышленности, и может быть использована на резьбовых соединениях насосно-компрессорных станций для стыковки гладких бесшовных труб, применяемых для эксплуатации нефтяных, нагнетательных и газовых скважин, перекачивающих высокоагрессивные сточные и пластовые воды, а также в резьбовых соединениях обсадных колонн при бурении нефтегазовых скважин.
Уровень техники
Из уровня техники известно оборудование для обвязки обсадных колонн на устье скважины, включающие последовательно и концентрично размещенные над кондуктором корпуса колонных головок (см. Г.М. Гульянц. «Справочник - пособие по противовыбросовому оборудованию скважин», Москва, Недра, 1983 г., стр. 37-38).
Недостатком известных видов оборудования является сложность монтажа уплотнения для герметизации затрубного пространства, так как после разгрузки эксплуатационная колонна часто оказывается смещенной относительно оси кондуктора. Проверку герметичности уплотнения необходимо выполнять гидравлическим давлением, подаваемым в затрубное пространство, что приводит к дополнительному нагружению обсадных колонн и не исключена их разгерметизация в процессе испытания.
Известна из уровня техники универсальная колонная головка для обвязки обсадных колонн на устье скважины (см. RU 2173764 С2, 20.09.2001). В известном решении для повышения герметичности
соединения колонной головки с эксплуатационной колонной использована соединительная муфта, в которой на цилиндрической выточке выполнена кольцевая канавка для установки эластичного уплотнения, взаимодействующего с поверхностью резьбового соединения. В известном решении, являющемся наиболее близким к заявленному, наличие эластичного уплотнения в кольцевой канавке на цилиндрической выточке соединительной муфты обеспечивает повышение герметичности резьбового соединения внутренней колонной головки с эксплуатационной колонной. Однако долговечность такого соединения не высока и при нескольких циклах монтажа-демонтажа резьбовые соединения муфты теряют герметичность.
Коррозионная стойкость напряженного резьбового соединения в силу агрессивности контактирующих с муфтой жидкостей также достаточно мала. Практика показала, что известное муфтовое соединение приходится менять после 5-7 циклов сборки-разборки резьбового соединения.
Раскрытие полезной модели
Таким образом, существует задача создания соединительной муфты для обсадных колонн при бурении нефтегазовых скважин, а так же на резьбовых соединениях насосно-компрессорных станций для стыковки гладких бесшовных труб, применяемых для эксплуатации нефтяных, нагнетательных и газовых скважин, перекачивающих высокоагрессивные сточные и пластовые воды, которая обладала бы более высокими надежностью и долговечностью, превышающими в несколько раз известное решение за счет повышения плотности резьбового соединения и его коррозионной стойкости.
Указанная задача решается тем, что муфта соединительная содержит металлический полый цилиндрический корпус и взаимодействующие с поверхностями конических резьб соединяемых концов стальных труб эластичные уплотнительные кольца. Во внутренней полости корпуса выполнены последовательно и симметрично расположенные относительно его торцов две цилиндрические выточки, две кольцевые канавки и две внутренние конические резьбы, а также расположенная в плоскости поперечного сечения центральная дополнительная кольцевая канавка.
Эластичные уплотнительные кольца изготовлены из полиуретана и размещены в кольцевых канавках, а металлический цилиндрический корпус имеет антикоррозионное покрытие, выполненное методом термодиффузионного цинкования. На обе внутренние конические резьбы нанесена графитовая смазка. В частных случаях выполнения муфты эластичные уплотнительные кольца изготовлены методом свободного литья или посредством механической обработки полиуретановой заготовки.
Кроме того, в частном случае выполнения муфты толщина антикоррозионного покрытия цилиндрического корпуса составляет не менее 10 и не более 45 мкм. Отличием заявленной полезной модели является выполнение кольцевых канавок для эластичных уплотнительных колец на концевых, ближайших к торцам корпуса участках конических резьб.
В частном случае выполнения муфты твердость эластичных уплотнительных колец составляет не менее 92 и не более 98 условных единиц Шор А.
Предложенная совокупность признаков заявленного технического решения повышает герметичность и долговечность резьбовых соединений муфты и соединяемых концов стальных труб за счет повышения плотности резьбовых соединений и повышенной коррозионной стойкости элементов металлического корпуса соединительной муфты.
Осуществление полезной модели
Муфта соединительная содержит металлический полый корпус и взаимодействующие с сопрягаемыми поверхностями конических резьб соединяемых концов стальных труб эластичные уплотнительные кольца.
Во внутренней полости корпуса выполнены расположенные последовательно и симметрично относительно его торцов две цилиндрические выточки, две кольцевые канавки и две внутренние конические резьбы, а также расположенная в плоскости поперечного сечения центральная дополнительная кольцевая канавка. Кольцевые канавки для эластичных уплотнительных колец выполняют на концевых, ближайших к торцам корпуса участках конических резьб.
Эластичные уплотнительные кольца изготовлены из полиуретана и размещены в кольцевых канавках, а металлический цилиндрический корпус имеет антикоррозионное покрытие, выполненное методом термодиффузионного цинкования.
Перед покрытием поверхность корпуса обезжиривается и очищается, например, травлением. Для покрытия используется цинковый порошок по ГОСТ 12601-80 с влажностью не более 1,5%.
Толщина антикоррозионного покрытия цилиндрического корпуса составляет не менее 10 и не более 45 мкм.
Эластичные уплотнительные кольца из полиуретана изготавливаются методом свободного литья или посредством механической обработки полиуретановой заготовки, при этом твердость эластичных уплотнительных колец составляет не менее 92 и не более 98 условных единиц Шор А.
На поверхности обеих внутренних конических резьб наносят графитовую смазку. На месте эксплуатации (например, на буровой) соединяют внутреннюю колонную головку посредством муфты соединительной с последней трубой эксплуатационной колонны. При этом
цинковое покрытие и графитовая смазка дополнительно повышают плотность (герметичность) конических резьбовых соединений, их коррозионную стойкость, препятствуют «схватыванию» элементов соединения, а уплотнительные кольца препятствуют выдавливанию графитовой смазки из соединения и ее вымыванию перекачиваемыми высокоагрессивными сточными и пластовыми водами.
Такие соединения могут быть использованы на всех резьбовых соединениях, предназначенных для стыковки гладких бесшовных труб насосно-компрессорных станций и применяемых для эксплуатации нефтяных, нагнетательных и газовых скважин, перекачивающих высокоагрессивные сточные и пластовые воды, а также в резьбовых соединениях обсадных колонн при бурении нефтегазовых скважин.
По результатам испытаний предложенного технического решения установлено, что при использовании заявленной «муфты соединительной» повышается герметичность и долговечность резьбовых соединений, предназначенных для стыковки гладких бесшовных труб насосно-компрессорных станций и применяемых для эксплуатации нефтяных, нагнетательных и газовых скважин, перекачивающих высокоагрессивные сточные и пластовые воды, а также в резьбовых соединениях обсадных колонн при бурении нефтегазовых скважин.
Испытания показали, что использование заявленного технического решения увеличило до 20-25 количество циклов сборки-разборки резьбовых соединений стальных труб насосно-компрессорных станций, а также резьбовых соединений для стыковки гладких бесшовных труб, применяемых для эксплуатации нефтяных, нагнетательных и газовых скважин, перекачивающих высокоагрессивные сточные и пластовые воды, а также в резьбовых соединениях обсадных колонн при бурении нефтегазовых скважин.