EA 031186B1 20181130 Номер и дата охранного документа [PDF] EAPO2018\PDF/031186 Полный текст описания [**] EA201592008 20140521 Регистрационный номер и дата заявки FR1354626 20130523 Регистрационные номера и даты приоритетных заявок EP2014/060472 Номер международной заявки (PCT) WO2014/187873 20141127 Номер публикации международной заявки (PCT) EAB1 Код вида документа [PDF] eab21811 Номер бюллетеня [GIF] EAB1\00000031\186BS000#(3003:1253) Основной чертеж [**] УЗЕЛ ДЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯ РЕЗЬБОВОГО СОЕДИНЕНИЯ ДЛЯ БУРЕНИЯ И ЭКСПЛУАТАЦИИ УГЛЕВОДОРОДНЫХ СКВАЖИН И ПОЛУЧЕННОЕ В РЕЗУЛЬТАТЕ РЕЗЬБОВОЕ СОЕДИНЕНИЕ Название документа [8] E21B 17/042 Индексы МПК [FR] Мартен Пьер Бернар, [FR] Колин Себастьен, [FR] Менкаглиа Ксавье, [FR] Руффен Карин Сведения об авторах [FR] ВАЛЛУРЕК ОЙЛ ЭНД ГЕС ФРАНС, [JP] НИППОН СТИЛ ЭНД СУМИТОМО МЕТАЛ КОРПОРЭЙШН Сведения о патентообладателях [FR] ВАЛЛУРЕК ОЙЛ ЭНД ГЕС ФРАНС, [JP] НИППОН СТИЛ ЭНД СУМИТОМО МЕТАЛ КОРПОРЭЙШН Сведения о заявителях
 

Патентная документация ЕАПВ

 
Запрос:  ea000031186b*\id

больше ...

Термины запроса в документе

Реферат

[RU]

1. Узел для выполнения резьбового соединения, содержащий первый и второй трубчатые компоненты с осью вращения (10), каждый из которых соответственно снабжен на одном из своих концов (1, 2), по меньшей мере, первой (31, 41), второй (32, 42) и третьей (33, 43) непрерывными резьбовыми зонами, расположенными последовательно на одной и той же винтовой линии на наружной или внутренней периферийной поверхности компонента, в зависимости от типа, охватываемого или охватывающего, резьбового конца и способными взаимодействовать друг с другом при осуществлении свинчивания, причем по меньшей мере одна из первой, или второй, или третьей резьбовых зон имеет профиль с переменной шириной профилей витков резьбы и является самоблокирующейся, при этом указанные концы (1, 2) окончены соответственно свободными концевыми поверхностями (7, 8), причем каждый из концов (1, 2) не имеет специальной опорной поверхности, при этом между каждыми двумя соседними резьбовыми зонами расположена по меньшей мере одна уплотняющая поверхность (51, 52), предназначенная для взаимодействия с обеспечением посадки с натягом с уплотняющей поверхностью (61, 62), расположенной на соответствующем конце, при нахождении соединения в свинченном состоянии.

2. Узел для выполнения резьбового соединения по п.1, отличающийся тем, что первая (31, 41), вторая (32, 42) и третья (33, 43) непрерывные резьбовые зоны каждого конца (1, 2) проходят по одной и той же образующей (9) конуса.

3. Узел для выполнения резьбового соединения по любому одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что указанная по меньшей мере одна уплотняющая поверхность (51, 52, 61, 62), расположенная между каждыми двумя соседними резьбовыми зонами и взаимодействующая с обеспечением посадки с натягом, образует контакт тора по конусу.

4. Узел для выполнения резьбового соединения по п.3, отличающийся тем, что одна из уплотняющих поверхностей является куполообразной поверхностью с радиусом в пределах от 30 до 100 мм, тогда как соответствующая ей уплотняющая поверхность является конусообразной поверхностью, причем касательная к пиковой половине угла находится в пределах от 0,025 до 0,1, т.е. степень конусности находится в пределах от 5 до 20%.

5. Узел для выполнения резьбового соединения по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что по меньшей мере одна из непрерывных резьбовых зон имеет профиль с переменной шириной профилей витков резьбы, образованный в виде ласточкиного хвоста и без самоблокировки.

6. Узел для выполнения резьбового соединения по предыдущему пункту, отличающийся тем, что непрерывная резьбовая зона с профилем с переменной шириной профилей витков резьбы, образованным в виде ласточкиного хвоста и без самоблокировки, имеет радиальный зазор (TRG) между вершинами и впадинами профилей витков резьбы в пределах от 0,05 до 0,5 мм.

7. Узел для выполнения резьбового соединения по предыдущему пункту, отличающийся тем, что непрерывная резьбовая зона с профилем с переменной шириной профилей витков резьбы, образованным в виде ласточкиного хвоста и без самоблокировки, имеет радиальный зазор (TRG) между вершинами и впадинами профилей витков резьбы в пределах от 0,1 до 0,3 мм.

8. Узел для выполнения резьбового соединения по любому из предыдущих пп.5-7, отличающийся тем, что непрерывная резьбовая зона с профилем с переменной шириной профилей витков резьбы, образованным в виде ласточкиного хвоста и без самоблокировки, имеет аксиальный зазор (TAG) между стыковочными боковыми сторонами профилей витков резьбы в пределах от 0,002 до 1 мм.

9. Узел для выполнения резьбового соединения по предыдущему пункту, отличающийся тем, что непрерывная резьбовая зона с профилем с переменной шириной профилей витков резьбы, образованным в виде ласточкиного хвоста и без самоблокировки, имеет аксиальный зазор (TAG) между стыковочными боковыми сторонами профилей витков резьбы в пределах от 0,002 до 0,2 мм.

10. Узел для выполнения резьбового соединения по любому из предыдущих пп.5-9, отличающийся тем, что непрерывная резьбовая зона с профилем с переменной шириной профилей витков резьбы, образованным в виде ласточкиного хвоста и без самоблокировки, имеет отрицательные углы (SFA) наклона стыковочных боковых сторон профилей витков резьбы в пределах от 1 до 15 °.

11. Узел для выполнения резьбового соединения по предыдущему пункту, отличающийся тем, что непрерывная резьбовая зона с профилем с переменной шириной профилей витков резьбы, образованным в виде ласточкиного хвоста и без самоблокировки, имеет отрицательные углы (SFA) наклона стыковочных боковых сторон профилей витков резьбы в пределах от 5 до 8 °.

12. Узел для выполнения резьбового соединения по любому из предыдущих пп.5-11, отличающийся тем, что непрерывная резьбовая зона с профилем с переменной шириной профилей витков резьбы, образованным в виде ласточкиного хвоста и без самоблокировки, имеет отрицательные углы (LFA) наклона опорных боковых сторон профилей витков резьбы в пределах от 1 до 15 °.

13. Узел для выполнения резьбового соединения по предыдущему пункту, отличающийся тем, что непрерывная резьбовая зона с профилем с переменной шириной профилей витков резьбы, образованным в виде ласточкиного хвоста и без самоблокировки, имеет отрицательные углы (LFA) наклона опорных боковых сторон профилей витков резьбы в пределах от 5 до 8 °.

14. Узел для выполнения резьбового соединения по любому из предыдущих пп.5-13, отличающийся тем, что непрерывная резьбовая зона с профилем с переменной шириной профилей витков резьбы, образованным в виде ласточкиного хвоста и без самоблокировки, имеет шаг резьбы в пределах от 5 до 20 мм, причем шаг резьбы является одинаковым для всех резьбовых зон.

15. Узел для выполнения резьбового соединения по любому из предыдущих пп.5-14, отличающийся тем, что первая (31, 41), вторая (32, 42) и третья (33, 43) непрерывные резьбовые зоны каждого конца (1, 2) проходят вдоль одной и той же образующей (9) конуса с наклоном в пределах от 5 до 25%.

16. Узел для выполнения резьбового соединения по любому из предыдущих пп.5-14, отличающийся тем, что первая (31, 41), вторая (32, 42) и третья (33, 43) непрерывные резьбовые зоны каждого конца (1, 2) проходят вдоль одной и той же образующей (9) конуса с наклоном в пределах от 10 до 18%.

17. Узел для выполнения резьбового соединения по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что по меньшей мере одна из непрерывных резьбовых зон имеет профиль резьбы конусообразного или упорного типа в соответствии со стандартом API 5CT или имеет отрицательный угол наклона опорных боковых сторон профилей витков резьбы.

18. Узел для выполнения резьбового соединения по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что каждый из трубчатых компонентов содержит по меньшей мере одну четвертую непрерывную резьбовую зону, образованную на другой, многозаходной винтовой линии.

19. Резьбовое соединение, полученное в результате свинчивания узла в соответствии с любым из предыдущих пунктов.


Полный текст патента

(57) Реферат / Формула:

1. Узел для выполнения резьбового соединения, содержащий первый и второй трубчатые компоненты с осью вращения (10), каждый из которых соответственно снабжен на одном из своих концов (1, 2), по меньшей мере, первой (31, 41), второй (32, 42) и третьей (33, 43) непрерывными резьбовыми зонами, расположенными последовательно на одной и той же винтовой линии на наружной или внутренней периферийной поверхности компонента, в зависимости от типа, охватываемого или охватывающего, резьбового конца и способными взаимодействовать друг с другом при осуществлении свинчивания, причем по меньшей мере одна из первой, или второй, или третьей резьбовых зон имеет профиль с переменной шириной профилей витков резьбы и является самоблокирующейся, при этом указанные концы (1, 2) окончены соответственно свободными концевыми поверхностями (7, 8), причем каждый из концов (1, 2) не имеет специальной опорной поверхности, при этом между каждыми двумя соседними резьбовыми зонами расположена по меньшей мере одна уплотняющая поверхность (51, 52), предназначенная для взаимодействия с обеспечением посадки с натягом с уплотняющей поверхностью (61, 62), расположенной на соответствующем конце, при нахождении соединения в свинченном состоянии.

2. Узел для выполнения резьбового соединения по п.1, отличающийся тем, что первая (31, 41), вторая (32, 42) и третья (33, 43) непрерывные резьбовые зоны каждого конца (1, 2) проходят по одной и той же образующей (9) конуса.

3. Узел для выполнения резьбового соединения по любому одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что указанная по меньшей мере одна уплотняющая поверхность (51, 52, 61, 62), расположенная между каждыми двумя соседними резьбовыми зонами и взаимодействующая с обеспечением посадки с натягом, образует контакт тора по конусу.

4. Узел для выполнения резьбового соединения по п.3, отличающийся тем, что одна из уплотняющих поверхностей является куполообразной поверхностью с радиусом в пределах от 30 до 100 мм, тогда как соответствующая ей уплотняющая поверхность является конусообразной поверхностью, причем касательная к пиковой половине угла находится в пределах от 0,025 до 0,1, т.е. степень конусности находится в пределах от 5 до 20%.

5. Узел для выполнения резьбового соединения по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что по меньшей мере одна из непрерывных резьбовых зон имеет профиль с переменной шириной профилей витков резьбы, образованный в виде ласточкиного хвоста и без самоблокировки.

6. Узел для выполнения резьбового соединения по предыдущему пункту, отличающийся тем, что непрерывная резьбовая зона с профилем с переменной шириной профилей витков резьбы, образованным в виде ласточкиного хвоста и без самоблокировки, имеет радиальный зазор (TRG) между вершинами и впадинами профилей витков резьбы в пределах от 0,05 до 0,5 мм.

7. Узел для выполнения резьбового соединения по предыдущему пункту, отличающийся тем, что непрерывная резьбовая зона с профилем с переменной шириной профилей витков резьбы, образованным в виде ласточкиного хвоста и без самоблокировки, имеет радиальный зазор (TRG) между вершинами и впадинами профилей витков резьбы в пределах от 0,1 до 0,3 мм.

8. Узел для выполнения резьбового соединения по любому из предыдущих пп.5-7, отличающийся тем, что непрерывная резьбовая зона с профилем с переменной шириной профилей витков резьбы, образованным в виде ласточкиного хвоста и без самоблокировки, имеет аксиальный зазор (TAG) между стыковочными боковыми сторонами профилей витков резьбы в пределах от 0,002 до 1 мм.

9. Узел для выполнения резьбового соединения по предыдущему пункту, отличающийся тем, что непрерывная резьбовая зона с профилем с переменной шириной профилей витков резьбы, образованным в виде ласточкиного хвоста и без самоблокировки, имеет аксиальный зазор (TAG) между стыковочными боковыми сторонами профилей витков резьбы в пределах от 0,002 до 0,2 мм.

10. Узел для выполнения резьбового соединения по любому из предыдущих пп.5-9, отличающийся тем, что непрерывная резьбовая зона с профилем с переменной шириной профилей витков резьбы, образованным в виде ласточкиного хвоста и без самоблокировки, имеет отрицательные углы (SFA) наклона стыковочных боковых сторон профилей витков резьбы в пределах от 1 до 15 °.

11. Узел для выполнения резьбового соединения по предыдущему пункту, отличающийся тем, что непрерывная резьбовая зона с профилем с переменной шириной профилей витков резьбы, образованным в виде ласточкиного хвоста и без самоблокировки, имеет отрицательные углы (SFA) наклона стыковочных боковых сторон профилей витков резьбы в пределах от 5 до 8 °.

12. Узел для выполнения резьбового соединения по любому из предыдущих пп.5-11, отличающийся тем, что непрерывная резьбовая зона с профилем с переменной шириной профилей витков резьбы, образованным в виде ласточкиного хвоста и без самоблокировки, имеет отрицательные углы (LFA) наклона опорных боковых сторон профилей витков резьбы в пределах от 1 до 15 °.

13. Узел для выполнения резьбового соединения по предыдущему пункту, отличающийся тем, что непрерывная резьбовая зона с профилем с переменной шириной профилей витков резьбы, образованным в виде ласточкиного хвоста и без самоблокировки, имеет отрицательные углы (LFA) наклона опорных боковых сторон профилей витков резьбы в пределах от 5 до 8 °.

14. Узел для выполнения резьбового соединения по любому из предыдущих пп.5-13, отличающийся тем, что непрерывная резьбовая зона с профилем с переменной шириной профилей витков резьбы, образованным в виде ласточкиного хвоста и без самоблокировки, имеет шаг резьбы в пределах от 5 до 20 мм, причем шаг резьбы является одинаковым для всех резьбовых зон.

15. Узел для выполнения резьбового соединения по любому из предыдущих пп.5-14, отличающийся тем, что первая (31, 41), вторая (32, 42) и третья (33, 43) непрерывные резьбовые зоны каждого конца (1, 2) проходят вдоль одной и той же образующей (9) конуса с наклоном в пределах от 5 до 25%.

16. Узел для выполнения резьбового соединения по любому из предыдущих пп.5-14, отличающийся тем, что первая (31, 41), вторая (32, 42) и третья (33, 43) непрерывные резьбовые зоны каждого конца (1, 2) проходят вдоль одной и той же образующей (9) конуса с наклоном в пределах от 10 до 18%.

17. Узел для выполнения резьбового соединения по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что по меньшей мере одна из непрерывных резьбовых зон имеет профиль резьбы конусообразного или упорного типа в соответствии со стандартом API 5CT или имеет отрицательный угол наклона опорных боковых сторон профилей витков резьбы.

18. Узел для выполнения резьбового соединения по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что каждый из трубчатых компонентов содержит по меньшей мере одну четвертую непрерывную резьбовую зону, образованную на другой, многозаходной винтовой линии.

19. Резьбовое соединение, полученное в результате свинчивания узла в соответствии с любым из предыдущих пунктов.


Евразийское 031186 (13) B1
патентное
ведомство
(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ЕВРАЗИЙСКОМУ ПАТЕНТУ
(45) Дата публикации и выдачи патента 2018.11.30
(21) Номер заявки 201592008
(22) Дата подачи заявки 2014.05.21
(51) Int. Cl. E21B17/042 (2006.01)
(54) УЗЕЛ ДЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯ РЕЗЬБОВОГО СОЕДИНЕНИЯ ДЛЯ БУРЕНИЯ И
ЭКСПЛУАТАЦИИ УГЛЕВОДОРОДНЫХ СКВАЖИН И ПОЛУЧЕННОЕ В РЕЗУЛЬТАТЕ
РЕЗЬБОВОЕ СОЕДИНЕНИЕ
(31) 1354626
(32) 2013.05.23
(33) FR
(43) 2016.02.29
(86) PCT/EP2014/060472
(87) WO 2014/187873 2014.11.27
(71) (73) Заявитель и патентовладелец:
ВАЛЛУРЕК ОЙЛ ЭНД ГЕС ФРАНС (FR); НИППОН СТИЛ ЭНД СУМИТОМО МЕТАЛ КОРПОРЭЙШН (JP)
(72) Изобретатель:
Мартен Пьер Бернар, Колин Себастьен, Менкаглиа Ксавье, Руффен Карин (FR)
(74) Представитель:
Носырева Е.Л. (RU)
(56) US-A1-2009058085 US-A-4384737 US-A1-2012074690 US-A1-2004084901
(57) Узел для выполнения резьбового соединения, содержащий первый и второй трубчатые компоненты с осью вращения (10), каждый из которых соответственно снабжен на одном из своих концов (1, 2), по меньшей мере, первой (31, 41), второй (32, 42) и третьей (33, 43) непрерывными резьбовыми зонами, расположенными последовательно на одной и той же винтовой линии и способными взаимодействовать друг с другом при осуществлении свинчивания, причем по меньшей мере одна из первой, или второй, или третьей резьбовых зон имеет профиль с переменной шириной профилей витков резьбы и является самоблокирующейся, указанные концы (1, 2) оканчиваются соответственно свободными концевыми поверхностями (7, 8), каждый из концов (1, 2) не имеет специальной опорной поверхности, между каждыми двумя соседними резьбовыми зонами расположена по меньшей мере одна уплотняющая поверхность (51, 52), предназначенная для взаимодействия с обеспечением посадки с натягом с уплотняющей поверхностью (61, 62), расположенной на соответствующем конце, когда соединение находится в свинченном состоянии.
Настоящее изобретение относится к резьбовым соединениям, предназначенным для бурения и/или эксплуатации углеводородных скважин и, более конкретно, к оптимизации работы соединения в плане эффективности и герметичности, когда соединение работает на сжатие/растяжение.
Термин "резьбовые соединения" означает любой узел, образованный элементами, которые являются, по существу, трубчатыми по форме, металлическими и могут быть соединены вместе путем свинчивания, с целью образования, или бурильной штанги для бурения углеводородной скважины, или подъемника для текущего ремонта (известного также как подъемник для подземного текущего ремонта) или эксплуатации такой скважины, такой как подъемник или обсадная колонная, или колонна насосно-компрессорных труб, применяемые при эксплуатации скважины.
Каждый трубчатый элемент содержит концевую часть, снабженную зоной с наружной резьбой или зоной с внутренней резьбой, предназначенной для свинчивания с соответствующей концевой частью аналогичного элемента. В собранном состоянии элементы образуют так называемое соединение.
Сборку таких трубчатых резьбовых компонентов осуществляют под заданными нагрузками для того, чтобы они отвечали требованиям обеспечения посадки с натягом и герметичности, накладываемым условиями эксплуатации. Кроме того, следует отметить, что резьбовым трубчатым компонентам приходится претерпевать несколько циклов свинчивания-развинчивания, в частности в процессе эксплуатации.
Условия, в которых применяются такие резьбовые трубчатые компоненты, приводят к изменению в широком диапазоне механических нагрузок, которые действуют на чувствительные части этих компонентов, такие как резьбовые зоны, опорные зоны или уплотняющие поверхности.
По этой причине технические условия на проектирование соединений являются сложными, требуют учета ряда параметров одновременно. Таким образом, рекомендуется сохранять как эффективность соединения, так и толщину той зоны трубчатых компонентов, которая поддерживает уплотняющие поверхности, и свести к минимуму опасность смещения точек уплотняющего контакта, когда соединение работает на сжатие-растяжение.
Решение одного типа предусматривает устранение недостатков за счет применения соединений типа VAM HTF(c) с использованием двух резьбовых зон, между которыми на кромке охватываемого конца имеются первая уплотняющая поверхность и вторая уплотняющая поверхность. Эта конструкция предполагает возможность достижения подходящей стабильности первого уплотнения, расположенного между резьбовыми зонами, однако второе уплотнение расположено на очень тонкой кромке, в результате чего велика вероятность нарушения функции, выполняемой этим уплотнением. К тому же, когда соединение работает на сжатие-растяжение, второе уплотнение является нестабильным из-за знакопеременных нагрузок. И наконец, присутствие уплотнения в кромке охватываемого конца приводит к снижению эффективности охватывающего конца.
Кроме того, из документа US 4570982 A1 известно техническое решение другого типа. Соединение этого типа имеет три резьбовые части, расположенные вперемежку, при этом конусности трех резьбовых зон не совпадают, но являются параллельными. Между каждыми двумя соседними резьбовыми зонами находятся уплотняющая поверхность и опора. Однако размещение опор рядом с уплотняющими поверхностями снижает эффективность указанных поверхностей ввиду того, что опоры являются зонами, испытывающими воздействие определенной нагрузки, когда амплитуда нагрузок высокая. Резьбовые зоны не являются самоблокирующимися и имеют зазоры у опорных боковых сторон профилей витков резьбы и/или стыковочных боковых сторон профилей витков резьбы. Однако из-за этих зазоров может быть нарушена стабильность уплотняющих поверхностей, когда соединение работает на сжатие-расширение.
Известно также техническое решение с соединениями типа VAM Edge(c), предусматривающее применение двух самоблокирующихся резьбовых зон, между которыми находится уплотняющая поверхность. Как и для случая вышеуказанных соединений типа VAM HTF(c), эта конструкция позволяет получить подходящую стабильность промежуточного уплотнения у резьбовых зон, однако в случае соединения вровень или соединения, близкого к соединению вровень, одной уплотняющей поверхности недостаточно для того, чтобы выдерживать и внутреннее, и внешнее давления.
В связи с вышеуказанным целью изобретения является достижение тройной цели, состоящей в сохранении эффективности соединения, максимальном увеличении толщины зоны трубчатых компонентов, которые служат опорой для уплотняющих поверхностей, и исключении возможности смещения точек уплотнительного контакта, когда соединение работает на сжатие-растяжение.
Более конкретно, в соответствии с изобретением предлагается узел для выполнения резьбового соединения, включающий в себя первый и второй трубчатые компоненты с одной и той же осью вращения, каждый из которых соответственно снабжен на одном из своих концов, по меньшей мере, первой, второй и третьей непрерывными резьбовыми зонами, расположенными последовательно на одной и той же винтовой линии на наружной или внутренней периферийных поверхностях компонента, в зависимости от типа, охватываемого или охватывающего, резьбового конца, и способными взаимодействовать друг с другом при свинчивании, причем, по меньшей мере, первая или вторая или третья резьбовые зоны имеют профиль с переменной шириной профилей витков резьбы и являются самоблокирующимися, при этом указанные концы соответственно оканчиваются свободной концевой поверхностью, каждый из концов
не имеет специальной опорной поверхности, между каждыми двумя соседними резьбовыми зонами имеется по меньшей мере одна уплотняющая поверхность, предназначенная для взаимодействия при герметичной посадке с натягом с уплотняющей поверхностью, имеющейся на соответствующем конце, когда соединение находится в свинченном состоянии.
Ниже изложены дополняющие или заменяющие признаки изобретения.
Первая, вторая и третья непрерывные резьбовые зоны каждого конца могут проходить по одной и той же образующей конуса.
Указанная по меньшей мере одна уплотняющая поверхность, расположенная между каждыми двумя соседними резьбовыми зонами, взаимодействующими друг с другом при герметичной неподвижной посадке, образует контакт "тор по конусу".
Одна из уплотняющих поверхностей может представлять собой куполообразную поверхность с радиусом в пределах от 30 до 100 мм, тогда как соответствующие уплотняющие поверхности могут представлять собой конусообразную поверхность, у которой касательная к пиковой половине угла находится в пределах от 0,025 до 0,1, т.е. степень конусности составляет от 5 до 20%.
По меньшей мере одна из непрерывных резьбовых зон может иметь профиль с переменной шириной профилей витков резьбы, образованный в виде ласточкиного хвоста и без самоблокировки.
Непрерывная резьбовая зона с профилем с переменной шириной профилей витков резьбы, образованным в виде ласточкина хвоста и без самоблокировки, может иметь радиальный зазор между вершинами и впадинами профилей витков резьбы в пределах от 0,05 до 0,5 мм.
Непрерывная резьбовая зона с профилем с переменной шириной профилей витков резьбы, образованным в виде ласточкина хвоста и без самоблокировки, может иметь радиальный зазор между вершинами и впадинами профилей витков резьбы в пределах от 0,1 до 0,3 мм.
Непрерывная резьбовая зона с профилем с переменной шириной профилей витков резьбы, образованным в виде ласточкина хвоста и без самоблокировки, может иметь радиальный зазор между стыковочными боковыми сторонами профилей витков резьбы в пределах от 0,002 до 1 мм.
Непрерывная резьбовая зона с профилем с переменной шириной профилей витков резьбы, образованным в виде ласточкина хвоста и без самоблокировки, может иметь радиальный зазор между стыковочными боковыми сторонами профилей витков резьбы в пределах от 0,002 до 0,2 мм.
Непрерывная резьбовая зона с профилем с переменной шириной профилей витков резьбы, образованным в виде ласточкина хвоста и без самоблокировки, может иметь отрицательные углы наклона стыковочных боковых сторон профилей витков резьбы в пределах от 1 до 15°.
Непрерывная резьбовая зона с профилем с переменной шириной профилей витков резьбы, образованным в виде ласточкина хвоста и без самоблокировки, может иметь отрицательные углы наклона стыковочных боковых сторон профилей витков резьбы в пределах от 5 до 8°.
Непрерывная резьбовая зона с профилем с переменной шириной профилей витков резьбы, образованным в виде ласточкина хвоста и без самоблокировки, может иметь отрицательные углы наклона опорных боковых сторон профилей витков резьбы в пределах от 1 до 15°.
Непрерывная резьбовая зона с профилем с переменной шириной профилей витков резьбы, образованным в виде ласточкина хвоста и без самоблокировки, может иметь отрицательные углы наклона опорных боковых сторон профилей витков резьбы в пределах от 5 до 8°.
Непрерывная резьбовая зона с профилем с переменной шириной профилей витков резьбы, образованным в виде ласточкина хвоста и без самоблокировки, может иметь шаг резьбы в пределах от 5 до 20 мм, причем шаг резьбы является одинаковым для всех резьбовых зон.
Первая, вторая и третья непрерывные резьбовые зоны каждого конца могут проходить вдоль одной и той же образующей конуса с наклоном в пределах от 5 до 25%. Это соответствует касательной к пиковой половине угла в пределах от 0,025 до 0,125.
Первая, вторая и третья непрерывные резьбовые зоны каждого конца могут проходить вдоль одной и той же образующей конуса с наклоном в пределах от 10 до 18%. Это соответствует касательной к пиковой половине угла в пределах от 0,05 до 0,09.
По меньшей мере одна из непрерывных резьбовых зон может иметь профиль резьбы конусообразного или трапециевидного типа в соответствии со стандартом API 5CT, или имеет отрицательный угол наклона опорных боковых сторон профилей витков резьбы.
Каждый из трубчатых компонентов может содержать по меньшей мере одну четвертую непрерывную резьбовую зону, образованную на другой, многозаходной винтовой линии.
В соответствии с изобретением предлагается также резьбовое соединение, полученное в результате самоблокирующегося соединения узла в соответствии с изобретением.
Признаки и преимущества изобретения более детально раскрыты в описании, приведенном ниже, которое ведется со ссылками на прилагаемые чертежи.
На фиг. 1 представлен схематический вид в продольном разрезе соединения, полученного в результате соединения двух трубчатых компонентов свинчиванием, в соответствии с одним вариантом осуществления изобретения.
На каждой из фиг. 2А и 2В представлен схематический вид в продольном разрезе части резьбовой зоны соединения, полученного в результате соединения двух трубчатых компонентов свинчиванием, в соответствии с одним вариантом осуществления изобретения.
На фиг. 3A-3N представлены схематические виды в продольном разрезе соединения, полученного в результате соединения двух трубчатых компонентов свинчиванием, в соответствии с различными вариантами осуществления изобретения.
На фиг. 1 изображен узел для выполнения резьбового соединения, содержащий первый и второй трубчатые компоненты с осью вращения 10. Один из компонентов снабжен концом, называемым охватываемым концом 1, содержащим первую 31, вторую 32 и третью 33 непрерывные резьбовые зоны, образованные на наружной периферийной поверхности компонента и следующие по одной и той же винтовой линии. Термин "следующие по одной и той же винтовой линии" означает, что первая, вторая и третья резьбовые зоны расположены последовательно на одной и той же винтовой линии и что они являются синхронными для обеспечения возможности свинчивания.
Другой компонент снабжен концом, называемым охватывающим концом 2, содержащим первую 41, вторую 42 и третью 43 непрерывные резьбовые зоны, образованные на внутренней периферийной поверхности компонента и следующие по одной и той же винтовой линии. Термин "следующие по одной и той же винтовой линии" означает, что первая, вторая и третья резьбовые зоны расположены последовательно на одной и той же винтовой линии и что они являются синхронными для обеспечения возможности свинчивания.
Первые 31, 41, вторые 32, 42 и третьи 33, 43 непрерывные резьбовые зоны, соответственно, могут взаимодействовать друг с другом для обеспечения возможности свинчивания.
Концы 1 и 2 оканчиваются свободными концевыми поверхностями, соответственно 7 и 8. Термин "свободный" означает, что каждая из концевых поверхностей не снабжена опорной поверхностью, а это значит, что, когда соединение находится в свинченном состоянии, концевые поверхности не являются прижатыми друг к другу.
Узел для выполнения резьбового соединения согласно изобретению не содержит специальную опорную поверхность. Термин "специальная опорная поверхность" означает любую поверхность, которая действует только как опора, т.е. ее единственная роль состоит в прижатии к соответствующей поверхности, когда соединение находится в свинченном состоянии. Как известно, эти опорные поверхности в целом представляют собой поверхности, которые ориентированы по существу перпендикулярно оси соединения. Они могут находиться также между двумя расположенными вперемежку резьбами. Специальные опорные поверхности не принадлежат к резьбе.
На охватываемом конце 1 между соседними резьбовыми зонами 31 и 32 расположена первая уплотняющая поверхность 51. Она способна взаимодействовать как посадка с натягом с первой уплотняющей поверхностью 61, предусмотренной между соседними резьбовыми зонами 41 и 42 на соответствующем охватывающем конце, когда соединение находится в свинченном состоянии.
На охватываемом конце 1 между соседними резьбовыми зонами 33 и 32 имеется вторая уплотняющая поверхность 52. Она способна взаимодействовать как посадка с натягом со второй уплотняющей поверхностью 62, расположенной между соседними резьбовыми зонами 43 и 42 на соответствующем охватывающем конце, когда соединение находится в свинченном состоянии.
Термин "непрерывные резьбовые зоны", имеющий отношение к резьбам, означает участки периферийной поверхности трубчатого компонента, имеющие непрерывную резьбу, т.е. без прерывания винтовой линии резьбы.
В соответствии с изобретением по меньшей мере одна из первой или второй или третьей резьбовых зон имеет профиль витков резьбы переменной ширины, который является самоблокирующимся. Профиль может быть образован в виде ласточкиного хвоста таким образом, что, преимущественно, позволяет исключить возможность расцепления витков резьбы, когда свинченное соединение находится под нагрузкой.
Термин "резьбы с радиальной посадкой с натягом" означает резьбовые зоны с характеристиками, детализированными на фиг. 2А. Профили (или зубья) 34 витков резьбы охватываемого конца, как и профили (или зубья) 44 витков резьбы охватывающего конца имеют постоянный шаг, тогда как ширина витков резьбы уменьшается в направлении соответствующих концевых поверхностей, таким образом, что во время свинчивания витки резьбы (или зубья) охватываемого и охватывающего концов заканчиваются их блокировкой друг в друге в заранее заданном местоположении. Более конкретно, шаг LFPb между опорными боковыми сторонами 46 профилей витков резьбы резьбовой зоны охватывающего конца является постоянным, как и шаг SFPb между стыковочными боковыми сторонами 45 профилей витков резьбы резьбовой зоны охватывающего конца, причем особенность состоит в том, что шаг между опорными боковыми сторонами профилей витков резьбы больше шага между стыковочными боковыми сторонами профилей витков резьбы. Аналогично этому, шаг SFPp между стыковочными боковыми сторонами 35 профилей витков резьбы резьбовой зоны охватываемого конца является постоянным, как и шаг LFPp между опорными боковыми сторонами 36 профилей витков резьбы резьбовой зоны охватываемого конца. Кроме того, соответствующие шаги SFPp и SFPb стыковочных боковых сторон 35 профилей витков
резьбы резьбовой зоны охватываемого конца и стыковочных боковых сторон 45 профилей витков резьбы резьбовой зоны охватывающего конца равны или меньше соответствующих шагов LFPp и LFPb опорных боковых сторон 36 профилей витков резьбы резьбовой зоны охватываемого конца и опорных боковых сторон 46 профилей витков резьбы резьбовой зоны охватывающего конца, которые, в свою очередь, равны друг другу.
На фиг. 1 показана также толщина охватываемого конца 1, ер, называемая также критическим сечением охватываемого конца 1, определяемая не разностью между наружным диаметром ODp и внутренним диаметром IDp указанного конца, а уровнем основания резьбовой зоны 31, т.е. последним витком резьбы. Аналогично этому, толщина охватывающего конца 2, eb, называемая также критическим сечением охватывающего конца 1, определяется не разностью между наружным диаметром ODb и внутренним диаметром IDb указанного конца, а уровнем основания резьбовой зоны 43, в последнем витке резьбы.
Таким образом, толщина охватываемого конца 1, ер, задается критическим сечением охватываемого конца и толщина охватывающего конца 2, eb, задается критическим сечением охватывающего конца, причем указанные критические сечения фактически являются поверхностями, полученными поперечным разрезом охватываемого или охватывающего концов в зонах с толщиной ер и eb.
Таким образом, эффективность соединения определяется как соответствующая соотношению между минимальными величинами критического сечения охватываемого конца и критического сечения охватывающего конца и нормального поперечного сечения трубы. Очевидно, что нормальное поперечное сечение трубы должно быть выбрано, исходя из толщины резьбовых компонентов, измеренной на расстоянии от резьбовых зон.
Эта толщина, таким образом, для охватываемого компонента и для охватывающего компонента является постоянной. Эта толщина может быть вычислена по разности между ODb и IDb точно так же, как и по разности между ODp и IDp. Понятие эффективности соединения связано с усталостной прочностью соединения.
Преимущественно первая, вторая и третья непрерывные резьбовые зоны каждого конца могут проходить по одной и той же образующей 9 конуса. Выровненное расположение резьбовых зон облегчает выполнение операции механической обработки. Другой вариант будет состоять в расположении вперемежку резьбовых зон в образующих конуса, которые взаимно параллельны.
Преимущественно указанная по меньшей мере одна уплотняющая поверхность, расположенная между каждыми двумя соседними резьбовыми зонами, взаимодействующих с обеспечением герметизации при посадке с натягом, может образовывать контакт "тор по конусу". Этот тип контакта, известный под названием "точечного" контакта, фактически является более стабильным.
Преимущественно тороидальная поверхность является куполообразной тороидальной выпуклой поверхностью, радиус R которой, предпочтительно, находится в пределах от 30 до 100 мм. Слишком большой радиус, т.е. более 100 мм, для тороидальной поверхности вызывает появление недостатков, идентичных недостаткам контакта "тор по конусу". Слишком малый радиус, т.е. менее 30 мм, приводит к недостаточной ширине контакта.
Конусообразная уплотняющая поверхность, обращенная к тороидальной уплотняющей поверхности, опирается на образующую конуса, которая образует угол с осью 10 соединения, при этом касательная к пиковой половине угла ее профиля находится в пределах от 0,025 до 0,1, что соответствует степени конусности в пределах от 5 до 20%.
Преимущественно и как видно на фиг. 2В, по меньшей мере одна из непрерывных резьбовых зон может иметь профиль с переменной шириной профилей витков резьбы, образованный в виде ласточкина хвоста и без самоблокировки.
В этой конфигурации и как видно из фиг. 2В, непрерывная резьбовая зона с профилем с переменной шириной профилей витков резьбы, образованным в виде ласточкина хвоста и без самоблокировки, может иметь радиальный зазор TRG между вершинами и впадинами витков резьбы в пределах от 0,05 до 0,5 мм. Таким образом, зазор находится между вершинами 37 профилей витков резьбы резьбовой зоны охватываемого конца и впадинами 47 профилей витков резьбы резьбовой зоны охватывающего конца. Поэтому имеются свободные объемы, в которых во время свинчивания может скапливаться консистентная смазка, и исключены зоны избыточного давления.
Предпочтительно радиальный зазор TRG между вершинами и впадинами профилей витков резьбы находится в пределах от 0,1 до 0,3 мм. Эта величина означает, что имеется достаточный свободный объем для хранения консистентной смазки без нарушения эффективности соединения.
В этой конфигурации и как видно на фиг. 2В, непрерывная резьбовая зона с профилем с переменной шириной профилей витков резьбы, образованным в виде ласточкина хвоста и без самоблокировки, может иметь аксиальный зазор TAG между стыковочными боковыми сторонами профилей витков резьбы в пределах от 0,002 до 1 мм. В этом случае имеется зазор TAG между стыковочными боковыми сторонами 35 профилей витков резьбы резьбовой зоны охватываемого конца и стыковочными боковыми сторонами 45 профилей витков резьбы резьбовой зоны охватывающего конца. Таким образом, имеются свободные объемы, в которых может скапливаться консистентная смазка во время свинчивания, и исключены зоны избыточного давления.
Предпочтительно радиальный зазор TAG между стыковочными сторонами профилей витков резьбы находится в пределах от 0,002 до 0,2 мм. Эта величина означает, что могут быть сведены к минимуму аксиальные смещения при знакопеременной нагрузке.
В этой конфигурации и как видно на фиг. 2В, непрерывная резьбовая зона с профилем с переменной шириной профилей витков резьбы, образованным в виде ласточкина хвоста и без самоблокировки, может иметь отрицательные углы SFA наклона стыковочных боковых сторон профилей витков резьбы в пределах от 1 до 15°. Эта конфигурация означает, что витки резьбы могут быть блокированы в радиальном направлении.
Предпочтительно отрицательные углы SFA наклона стыковочных боковых сторон профилей витков резьбы находятся в пределах от 5 до 8°. Эти величины означают, что количество проходов механической обработки является приемлемым.
Аналогично этому, непрерывная резьбовая зона с профилем с переменной шириной профилей витков резьбы, образованным в виде ласточкина хвоста и без самоблокировки, может иметь отрицательные углы LFA наклона опорных боковых сторон профилей витков резьбы в пределах от 1 до 15°.
Аналогично этому, отрицательные углы LFA наклона опорных боковых сторон витков резьбы, предпочтительно, находятся в пределах от 5 до 8°.
В этой конфигурации непрерывная резьбовая зона с профилем с переменой шириной профилей витков резьбы, образованным в виде ласточкина хвоста и без самоблокировки, может иметь шаг в пределах 5-20 мм. Шаг, таким образом, является одинаковым для всех резьбовых зон.
В этой конфигурации для простоты свинчивания первая, вторая и третья непрерывные резьбовые зоны каждого конца могут проходить вдоль одной и той же образующей 9 конуса с наклоном в пределах
от 5 до 25%.
Предпочтительно образующая 9 конуса имеет наклон в пределах от 10 до 18%.
В другом варианте, который на фигурах детально не показан, по меньшей мере одна из непрерывных резьбовых зон может иметь профиль резьбы конусообразного или упорного типа в соответствии со стандартом API 5CT или иметь отрицательный угол наклона опорных боковых сторон профилей витков резьбы.
В следующем варианте, не показанном на фигурах, каждый из трубчатых компонентов может содержать, по меньшей мере, четвертую непрерывную резьбовую зону, которая может взаимодействовать с соответствующей резьбовой зоной во время осуществления свинчивания. Эта конфигурация, в которой используются резьбы, известные как "многозаходные" резьбы, может применяться для сведения до минимума опасности заедания.
На фиг. 3A-3N приведены различные возможные конфигурации, которые могут быть применены.
На фиг. 3А показаны, слева направо, первая непрерывная резьбовая зона NSLT с профилем с переменной шириной профилей витков резьбы, образованным в виде ласточкиного хвоста и без самоблокировки, вторая непрерывная резьбовая зона SLT с профилем с переменной шириной профилей витков резьбы, образованным в виде ласточкиного хвоста и с самоблокировкой, и третья непрерывная резьбовая зона NSLT с профилем с переменной шириной профилей витков резьбы, образованным в виде ласточкиного хвоста и без самоблокировки.
На фиг. 3В показаны, слева направо, первая непрерывная резьбовая зона SLT с профилем с переменной шириной профилей витков резьбы, образованный в виде ласточкиного хвоста и с самоблокировкой, вторая непрерывная резьбовая зона NSLT с профилем с переменной шириной профилей витков резьбы, образованным в виде ласточкиного хвоста и без самоблокировки, и третья непрерывная резьбовая зона NSLT с профилем с переменной шириной профилей витков резьбы, образованным в виде ласточкиного хвоста и без самоблокировки.
На фиг. 3С показаны, слева направо, первая непрерывная резьбовая зона NSLT с профилем с переменной шириной профилей витков резьбы, образованным в виде ласточкиного хвоста и без самоблокировки, вторая непрерывная резьбовая зона NSLT с профилем с переменной шириной профилей витков резьбы, образованным в виде ласточкиного хвоста и без самоблокировки, и третья непрерывная резьбовая зона SLT с профилем с переменной шириной профилей витков резьбы, образованным в виде ласточкиного хвоста и с самоблокировкой.
На фиг. 3D показаны, слева направо, первая непрерывная резьбовая зона SLT с профилем с переменной шириной профилей витков резьбы, образованным в виде ласточкиного хвоста и с самоблокировкой, вторая непрерывная резьбовая зону SLT с профилем с переменной шириной профилей витков резьбы, образованным в виде ласточкиного хвоста и с самоблокировкой, и третья непрерывная резьбовая зона SLT с профилем с переменной шириной профилей витков резьбы, образованным в виде ласточкиного хвоста и с самоблокировкой.
На фиг. 3Е показаны, слева направо, первая непрерывная резьбовая зона NSLT с профилем с переменной шириной профилей витков резьбы, образованным в виде ласточкиного хвоста и без самоблокировки, вторая непрерывная резьбовая зона SLT с профилем с переменной шириной профилей витков резьбы, образованным в виде ласточкиного хвоста и с самоблокировкой, и третья непрерывная резьбовая
зона SLT с профилем с переменной шириной профилей витков резьбы, образованным в виде ласточкиного хвоста и с самоблокировкой.
На фиг. 3F показаны, слева направо, первая непрерывная резьбовая зона SLT с профилем с переменной шириной профилей витков резьбы, образованным в виде ласточкиного хвоста и с самоблокировкой, вторая непрерывная резьбовая зона NSLT с профилем с переменной шириной профилей витков резьбы, образованным в виде ласточкиного хвоста и без самоблокировки, и третья непрерывная резьбовая зона SLT с профилем с переменной шириной профилей витков резьбы, образованным в виде ласточкиного хвоста и с самоблокировкой.
На фиг. 3G показаны, слева направо, первая непрерывная резьбовая зона SLT с профилем с переменной шириной профилей витков резьбы, образованным в виде ласточкиного хвоста и с самоблокировкой, вторая непрерывная резьбовая зона SLT с профилем с переменной шириной профилей витков резьбы, образованным в виде ласточкиного хвоста и с самоблокировкой, и третья непрерывная резьбовая зона NSLT с профилем с переменной шириной профилей витков резьбы, образованным в виде ласточкиного хвоста и без самоблокировки.
На фиг. 3Н показаны, слева направо, первая непрерывная резьбовая зона с профилем резьбы конусообразного или упорного типа или профилем резьбы с отрицательным углом наклона опорных боковых сторон профилей витков резьбы, вторая непрерывная резьбовая зона SLT-A с профилем с переменной шириной профилей витков резьбы, образованным в виде ласточкиного хвоста и с самоблокировкой, и третья непрерывная резьбовая зона NSLT-A с профилем с переменной шириной профилей витков резьбы, образованным в виде ласточкиного хвоста и без самоблокировки.
На фиг. 31 показаны, слева направо, первая непрерывная резьбовая зона SLT-A с профилем с переменной шириной профилей витков резьбы, образованным в виде ласточкиного хвоста и с самоблокировкой, вторая непрерывная резьбовая зона с профилем резьбы конусообразного или упорного типа или профилем резьбы с отрицательным углом наклона опорных боковых сторон профилей витков резьбы, и третья непрерывная резьбовая зона SLT-B с профилем с переменной шириной профилей витков резьбы, образованным в виде ласточкиного хвоста и с самоблокировкой.
На фиг. 3J показаны, слева направо, первая непрерывная резьбовая зона с профилем резьбы конусообразного или упорного типа или профилем резьбы с отрицательным углом наклона опорных боковых сторон профилей витков резьбы, вторая непрерывная резьбовая зона SLT-A с профилем с переменной шириной профилей витков резьбы, образованным в виде ласточкиного хвоста и с самоблокировкой, и третья непрерывная резьбовая зона SLT-B с профилем с переменной шириной профилей витков резьбы, образованным в виде ласточкиного хвоста и с самоблокировкой.
На фиг. 3K показаны, слева направо, первая непрерывная резьбовая зона SLT-A с профилем с переменной шириной профилей витков резьбы, образованным в виде ласточкиного хвоста и самоблокировкой, вторая непрерывная резьбовая зона SLT-B с профилем с переменной шириной профилей витков резьбы, образованным в виде ласточкиного хвоста и с самоблокировкой, и третья непрерывная резьбовая зона с профилем резьбы конусообразного или упорного типа или профилем резьбы с отрицательным углом наклона опорных боковых сторон профилей витков резьбы.
На фиг. 3L показаны, слева направо, первая непрерывная резьбовая зона с профилем резьбы конусообразного или упорного типа или профилем резьбы с отрицательным углом наклона опорных боковых сторон профилей витков резьбы, вторая непрерывная резьбовая зона SLT с профилем с переменной шириной профилей витков резьбы, образованным в виде ласточкиного хвоста и с самоблокировкой, и третья непрерывная резьбовая зона с профилем резьбы конусообразного или упорного типа или профилем резьбы с отрицательным углом наклона опорных боковых сторон профилей витков резьбы.
На фиг. 3M показаны, слева направо, первая непрерывная резьбовая зона с профилем резьбы конусообразного или упорного типа или профилем резьбы с отрицательным углом наклона опорных боковых сторон профилей витков резьбы, вторая непрерывная резьбовая зона с профилем резьбы конусообразного или упорного типа или профилем резьбы с отрицательным углом наклона опорных боковых сторон профилей витков резьбы, и третья непрерывная резьбовая зона SLT с профилем с переменной шириной профилей витков резьбы, образованным в виде ласточкиного хвоста и с самоблокировкой.
На фиг. 3N показаны, слева направо, первая непрерывная резьбовая зона SLT с профилем с переменной шириной профилей витков резьбы, образованным в виде ласточкиного хвоста и с самоблокировкой, вторая непрерывная резьбовая зона с профилем резьбы конусообразного или упорного типа или профилем резьбы с отрицательным углом наклона опорных боковых сторон профилей витков резьбы, и третья непрерывная резьбовая зона с профилем резьбы конусообразного или упорного типа или профилем резьбы с отрицательным углом наклона опорных боковых сторон профилей витков резьбы.
Было проведено моделирование на соединениях VAM SLIJ-II и на соединениях, выполненных в соответствии с настоящим изобретением. Соединения VAM SLIJ-II представляют собой соединения интегрального типа, содержащие две расположенные вперемежку резьбовые зоны, разделенные промежуточной опорой и двумя уплотнительными поверхностями, одна из которых внутренняя, а другая наружная.
График, приведенный на фиг. 4А, демонстрирует наличие в кривой 1 относительного смещения соприкасающихся внутренних уплотняющих поверхностей для соединения VAM SLIJ-II из углеродистой
стали с наружным диаметром 9 7/8 дюйма (т.е. 250,83 мм), номинальной массой 62,8 (т.е. с толщиной 15,88 мм) и пределом текучести PI 10, т.е. 758 МПа.
Кривая 2 графика на фиг. 4А показывает относительное смещение соприкасающихся внутренних уплотнительных поверхностей для соединения из углеродистой стали согласно изобретению с наружным диаметром 9 7/8 дюйма (т.е. 250,83 мм), номинальной массой 62,8 (т.е. толщиной 15,88 мм) и с пределом текучести PI 10, т.е. 758 МПа.
Ясно видно, что кривая 2 проходит вблизи горизонтальной оси. Это означает, что соединение согласно изобретению менее чувствительно к приложенным нагрузкам, независимо от изменений внутреннего давления (IP) или внешнего давления (ЕР), растягивающих напряжений (Т), сжимающих нагрузок (С) или сочетания нескольких из них.
Кривая 1, напротив, содержит участки со значительным отклонением от горизонтальной оси. Это означает, что соединение VAM SLIJ-II является более чувствительным к вышеупомянутым нагрузкам.
На графике фиг. 4В показаны результаты для проведения сравнения между относительным смещением соприкасающихся наружных уплотнительных поверхностей соединения VAM SLIJ-II по фиг. 4А и относительным смещением соприкасающихся уплотнительных поверхностей соединения согласно изобретению, тоже показанным на фиг. 4А. Выводы идентичны выводам по фиг. 4А.
Для этого типа резьбы характерна более высокая эффективность, так как в эффективных сечениях уплотнений охватываемого и охватывающего концов отсутствуют уплотняющие поверхности, имеются только сбегающие витки резьбы. Кроме того, как показано выше, уплотняющие поверхности расположены между двумя непрерывными резьбовыми зонами, и благодаря этому достигается более высокая стабильность контактов во время действия знакопеременных сжимающих и растягивающих нагрузок, а также увеличение их контактных давлений вследствие большей толщины материала под поверхностями, в результате чего улучшаются их параметры герметизации в условиях действия внутренних и внешних давлений. Аналогично этому, определение местоположения этих уплотнительных поверхностей осуществляется с помощью по меньшей мере одной самоблокирующейся резьбы, что исключает необходимость в применении опоры и, таким образом, позволяет оптимизировать резьбовые поверхности и длину соединения, что подразумевает улучшение свинчивания.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Узел для выполнения резьбового соединения, содержащий первый и второй трубчатые компоненты с осью вращения (10), каждый из которых соответственно снабжен на одном из своих концов (1, 2), по меньшей мере, первой (31, 41), второй (32, 42) и третьей (33, 43) непрерывными резьбовыми зонами, расположенными последовательно на одной и той же винтовой линии на наружной или внутренней периферийной поверхности компонента, в зависимости от типа, охватываемого или охватывающего, резьбового конца и способными взаимодействовать друг с другом при осуществлении свинчивания, причем по меньшей мере одна из первой, или второй, или третьей резьбовых зон имеет профиль с переменной шириной профилей витков резьбы и является самоблокирующейся, при этом указанные концы (1, 2) окончены соответственно свободными концевыми поверхностями (7, 8), причем каждый из концов (1, 2) не имеет специальной опорной поверхности, при этом между каждыми двумя соседними резьбовыми зонами расположена по меньшей мере одна уплотняющая поверхность (51, 52), предназначенная для взаимодействия с обеспечением посадки с натягом с уплотняющей поверхностью (61, 62), расположенной на соответствующем конце, при нахождении соединения в свинченном состоянии.
2. Узел для выполнения резьбового соединения по п.1, отличающийся тем, что первая (31, 41), вторая (32, 42) и третья (33, 43) непрерывные резьбовые зоны каждого конца (1, 2) проходят по одной и той же образующей (9) конуса.
3. Узел для выполнения резьбового соединения по любому одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что указанная по меньшей мере одна уплотняющая поверхность (51, 52, 61, 62), расположенная между каждыми двумя соседними резьбовыми зонами и взаимодействующая с обеспечением посадки с натягом, образует контакт тора по конусу.
4. Узел для выполнения резьбового соединения по п.3, отличающийся тем, что одна из уплотняющих поверхностей является куполообразной поверхностью с радиусом в пределах от 30 до 100 мм, тогда как соответствующая ей уплотняющая поверхность является конусообразной поверхностью, причем касательная к пиковой половине угла находится в пределах от 0,025 до 0,1, т.е. степень конусности находится в пределах от 5 до 20%.
5. Узел для выполнения резьбового соединения по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что по меньшей мере одна из непрерывных резьбовых зон имеет профиль с переменной шириной профилей витков резьбы, образованный в виде ласточкиного хвоста и без самоблокировки.
6. Узел для выполнения резьбового соединения по предыдущему пункту, отличающийся тем, что непрерывная резьбовая зона с профилем с переменной шириной профилей витков резьбы, образованным в виде ласточкиного хвоста и без самоблокировки, имеет радиальный зазор (TRG) между вершинами и впадинами профилей витков резьбы в пределах от 0,05 до 0,5 мм.
1.
7. Узел для выполнения резьбового соединения по предыдущему пункту, отличающийся тем, что непрерывная резьбовая зона с профилем с переменной шириной профилей витков резьбы, образованным в виде ласточкиного хвоста и без самоблокировки, имеет радиальный зазор (TRG) между вершинами и впадинами профилей витков резьбы в пределах от 0,1 до 0,3 мм.
8. Узел для выполнения резьбового соединения по любому из предыдущих пп.5-7, отличающийся тем, что непрерывная резьбовая зона с профилем с переменной шириной профилей витков резьбы, образованным в виде ласточкиного хвоста и без самоблокировки, имеет аксиальный зазор (TAG) между стыковочными боковыми сторонами профилей витков резьбы в пределах от 0,002 до 1 мм.
9. Узел для выполнения резьбового соединения по предыдущему пункту, отличающийся тем, что непрерывная резьбовая зона с профилем с переменной шириной профилей витков резьбы, образованным в виде ласточкиного хвоста и без самоблокировки, имеет аксиальный зазор (TAG) между стыковочными боковыми сторонами профилей витков резьбы в пределах от 0,002 до 0,2 мм.
10. Узел для выполнения резьбового соединения по любому из предыдущих пп.5-9, отличающийся тем, что непрерывная резьбовая зона с профилем с переменной шириной профилей витков резьбы, образованным в виде ласточкиного хвоста и без самоблокировки, имеет отрицательные углы (SFA) наклона стыковочных боковых сторон профилей витков резьбы в пределах от 1 до 15°.
11. Узел для выполнения резьбового соединения по предыдущему пункту, отличающийся тем, что непрерывная резьбовая зона с профилем с переменной шириной профилей витков резьбы, образованным в виде ласточкиного хвоста и без самоблокировки, имеет отрицательные углы (SFA) наклона стыковочных боковых сторон профилей витков резьбы в пределах от 5 до 8°.
12. Узел для выполнения резьбового соединения по любому из предыдущих пп.5-11, отличающийся тем, что непрерывная резьбовая зона с профилем с переменной шириной профилей витков резьбы, образованным в виде ласточкиного хвоста и без самоблокировки, имеет отрицательные углы (LFA) наклона опорных боковых сторон профилей витков резьбы в пределах от 1 до 15°.
13. Узел для выполнения резьбового соединения по предыдущему пункту, отличающийся тем, что непрерывная резьбовая зона с профилем с переменной шириной профилей витков резьбы, образованным в виде ласточкиного хвоста и без самоблокировки, имеет отрицательные углы (LFA) наклона опорных боковых сторон профилей витков резьбы в пределах от 5 до 8°.
14. Узел для выполнения резьбового соединения по любому из предыдущих пп.5-13, отличающийся тем, что непрерывная резьбовая зона с профилем с переменной шириной профилей витков резьбы, образованным в виде ласточкиного хвоста и без самоблокировки, имеет шаг резьбы в пределах от 5 до 20 мм, причем шаг резьбы является одинаковым для всех резьбовых зон.
15. Узел для выполнения резьбового соединения по любому из предыдущих пп.5-14, отличающийся тем, что первая (31, 41), вторая (32, 42) и третья (33, 43) непрерывные резьбовые зоны каждого конца (1, 2) проходят вдоль одной и той же образующей (9) конуса с наклоном в пределах от 5 до 25%.
16. Узел для выполнения резьбового соединения по любому из предыдущих пп.5-14, отличающийся тем, что первая (31, 41), вторая (32, 42) и третья (33, 43) непрерывные резьбовые зоны каждого конца (1, 2) проходят вдоль одной и той же образующей (9) конуса с наклоном в пределах от 10 до 18%.
17. Узел для выполнения резьбового соединения по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что по меньшей мере одна из непрерывных резьбовых зон имеет профиль резьбы конусообразного или упорного типа в соответствии со стандартом API 5CT или имеет отрицательный угол наклона опорных боковых сторон профилей витков резьбы.
18. Узел для выполнения резьбового соединения по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что каждый из трубчатых компонентов содержит по меньшей мере одну четвертую непрерывную резьбовую зону, образованную на другой, многозаходной винтовой линии.
19. Резьбовое соединение, полученное в результате свинчивания узла в соответствии с любым из предыдущих пунктов.
1.
10.
Фиг. 4A
Евразийская патентная организация, ЕАПВ Россия, 109012, Москва, Малый Черкасский пер., 2
031186
- 1 -
(19)
031186
- 1 -
(19)
031186
- 1 -
(19)
031186
- 4 -
031186
- 9 -
031186
- 10 -
031186
- 11 -