Колпак (10), содержащий внутреннюю резьбу (11), согласованную с резьбой (2) первого элемента, навинчивают на первый элемент (1) с наружной резьбой компонента, подлежащего испытанию, таким образом, чтобы было сжато уплотнительное кольцо (16) между металлическими поверхностями (7, 15) первого элемента и колпака, и создают испытательное давление внутри упомянутого компонента; при этом элемент (1) с наружной резьбой содержит кольцевой выступ (3), который может быть деформирован в радиальном направлении наружу под действием упомянутого испытательного давления. Между наружной в радиальном направлении поверхностью (6) выступа (3) и обращенной к ней поверхностью (19) колпака, при окончании операции свинчивания, создают зазор, имеющий величину (j), которую выбирают таким образом, чтобы она была достаточно малой, чтобы под действием испытательного давления выступ опирался на упомянутую обращенную к нему поверхность, практически не подвергаясь пластической деформации. Изобретение применимо во вспомогательных устройствах трубчатой колонны для буровой скважины для добычи углеводородов.

 

(57) Реферат / Формула:
(10), содержащий внутреннюю резьбу (11), согласованную с резьбой (2) первого элемента, навинчивают на первый элемент (1) с наружной резьбой компонента, подлежащего испытанию, таким образом, чтобы было сжато уплотнительное кольцо (16) между металлическими поверхностями (7, 15) первого элемента и колпака, и создают испытательное давление внутри упомянутого компонента; при этом элемент (1) с наружной резьбой содержит кольцевой выступ (3), который может быть деформирован в радиальном направлении наружу под действием упомянутого испытательного давления. Между наружной в радиальном направлении поверхностью (6) выступа (3) и обращенной к ней поверхностью (19) колпака, при окончании операции свинчивания, создают зазор, имеющий величину (j), которую выбирают таким образом, чтобы она была достаточно малой, чтобы под действием испытательного давления выступ опирался на упомянутую обращенную к нему поверхность, практически не подвергаясь пластической деформации. Изобретение применимо во вспомогательных устройствах трубчатой колонны для буровой скважины для добычи углеводородов.

 

---

2420-150537ЕА/014 СПОСОБ ИСПЫТАНИЯ НА БАРОПРОЧНОСТЬ РЕЗЬБОВОГО КОМПОНЕНТА
Изобретение относится к способу испытания на баропрочность первого компонента, снабженного первым резьбовым трубчатым элементом, содержащим первую резьбу и уплотнительную поверхность, которые, при использовании можно сопрягать соответственно с согласующейся резьбой и согласующейся уплотнительной поверхностью другого трубчатого резьбового элемента для соединения посредством свинчивания двух резьбовых элементов с уплотнением металл-по-металлу между упомянутыми уплотнительными поверхностями.
Компонент, который в зависимости от требований подлежит испытанию на способность к уплотнению для предотвращения утечки воды или газа при эксплуатации под внутренним давлением, может, например, быть вспомогательным устройством (предохранительным клапаном, устройством для подвешивания колонны, приспособлением для крепления секции колонны) или трубчатым подузлом, предназначенным для введения посредством свинчивания в трубчатую колонну в буровую скважину для добычи углеводородов.
Способ не предназначен для испытания уплотнительных соединительных средств первого компонента и другого компонента, а скорее предназначен для испытания самого первого компонента, отдельно от первого резьбового элемента, уплотнительные соединительные средства которого рассмотрены где-то в другом месте.
Известен способ, в котором второй компонент в форме колпака, или заглушки (колпака/заглушки), содержащий резьбу, согласующуюся с первой резьбой, навинчивают на первый резьбовой элемент таким образом, чтобы уплотнительное кольцо было сжато в осевом направлении между обращенными друг к другу металлическими поверхностями первого резьбового элемента и колпака/заглушки, и создают испытательное давление внутри упомянутых компонентов; причем тот из упомянутых компонентов, который снабжен наружной резьбой, содержит между последней и его свободным концом кольцевой выступ, который может деформироваться в радиальном направлении наружу под действием
упомянутого испытательного давления.
В другом известном способе, в котором уплотнительную поверхность первого компонента используют для создания уплотнения путем обеспечения взаимодействующего контакта металл-по-металлу с колпаком/заглушкой, упомянутую
уплотнительную поверхность подвергают риску повреждения во время испытания, после чего компонент, подлежащий испытанию, нельзя считать новым при поставке его потребителю. Для осуществления такого взаимодействующего контакта также требуется приводной трубный ключ для свинчивания.
В случае применения способа, в котором используют уплотнительное кольцо, кольцевой выступ не поддерживается в радиальном направлении и создается риск возникновения остаточной деформации под воздействием испытательного давления, в результате чего компонент считается непригодным для использования из-за риска, заключающегося в том, что компонент, подлежащий испытанию, будет вызывать протечку при эксплуатации, или колпак/заглушку нельзя будет повторно использовать.
Целью изобретения является преодоление этих недостатков.
В частности, изобретение обеспечивает способ такого типа, который описан выше, в котором используют уплотнительное кольцо и создают в конце операции свинчивания между наружной в радиальном направлении поверхностью выступа и обращенной к ней поверхностью другого компонента зазор, имеющий, по меньшей мере, вдоль участка длины выступа, величину, которую выбирают таким образом, чтобы она была достаточно малой, чтобы выступ под действием испытательного давления опирался на упомянутую, обращенную к нему, поверхность, практически не подвергаясь пластической деформации.
Под выражением "практически не подвергаясь пластической деформации" здесь понимают игнорирование небольшой пластической деформации, которую можно определить, используя чувствительные измерительные средства, но которая не оказывает влияния на эксплуатационные характеристики компонента, о котором идет речь.
Ниже определены следующие возможные отличительные
особенности изобретения, которые могут быть дополняющими или взаимозаменяемыми:
- упомянутая величина диаметрального зазора составляет, по меньшей мере, 0,05 мм;
- номинальный диаметр упомянутых резьб больше 200 мм, а упомянутая величина диаметрального зазора составляет, по меньшей мере, 0,1 мм;
- упомянутая величина представляет диаметральный зазор и составляет не более 0,3% номинального диаметра упомянутых резьб;
- упомянутая наружная в радиальном направлении поверхность содержит, в общем, конический участок, и упомянутый зазор имеет упомянутую величину в области упомянутого, в общем, конического участка и большую величину в области остальной упомянутой наружной в радиальном направлении поверхности;
упомянутый, в общем, конический участок расположен смежно со свободным концом выступа;
- упомянутый, в общем, конический участок расположен на расстоянии от свободного конца выступа и отделен от него участком, имеющим меньший наклон к оси, чем упомянутый, в общем, конический участок;
- упомянутая наружная в радиальном направлении поверхность содержит, в общем, конический участок и, по меньшей мере, один участок, имеющий меньший наклон к оси, чем упомянутый, в общем, конический участок, причем упомянутый зазор имеет упомянутую величину в области, по меньшей мере, упомянутого участка с меньшим наклоном, и большую величину в области остальной части упомянутой наружной в радиальном направлении поверхности;
упомянутый компонент, содержащий наружную резьбу, является первым компонентом, а упомянутый конический участок представляет собой упомянутую уплотнительную поверхность;
упомянутый компонент, содержащий наружную резьбу, является первым компонентом, а упомянутый зазор имеет упомянутую величину между цилиндрическим участком упомянутой наружной в радиальном направлении поверхности и цилиндрическим утолщением, сформированным в упомянутой лицевой поверхности;
- упомянутое уплотнительное кольцо частично расположено в кольцевой канавке колпака/заглушки;
свободный конец выступа имеет выпуклый V-образный профиль, сопряженный с вогнутым V-образным профилем упомянутого уплотнительного кольца;
упомянутая уплотнительная поверхность упомянутого первого резьбового элемента является конической, и образует одну из сторон упомянутого выпуклого V-образного профиля;
- колпак/заглушка содержит в осевом направлении опорную поверхность, которую можно упирать в соответствующую поверхность первого компонента для ограничения сжатия уплотнительного кольца;
колпак/заглушка содержит корпус колпака/заглушки, на котором устанавливают вкладыш, который можно удалять и/или положение которого можно регулировать в осевом направлении и который содержит в осевом направлении упомянутую опорную поверхность;
упомянутые резьбы первого и второго компонентов не вызывают помех при свинчивании, и их свинчивание можно производить с использованием неавтоматизированного
оборудования.
Под термином "в общем, коническая поверхность" при использовании в данном описании понимают поверхность, имеющую, в общем, коническую форму, образующая которой не обязательно является прямолинейной, и может быть, в частности, куполообразной, по меньшей мере, на части ее длины.
Изобретением также предложен колпак/заглушка для осуществления способа, определенного выше.
Охватывающий колпак согласно изобретению содержит металлический корпус, образованный из основания колпака и периферической стенки, а также уплотнительное кольцо; при этом упомянутая периферическая стенка содержит внутреннюю резьбу, которую можно сопрягать с наружной резьбой первого трубного резьбового элемента первого компонента, подлежащего испытанию под давлением, и между упомянутой резьбой и упомянутым основанием образована в осевом направлении выемка, в которой
может быть расположен охватываемый выступ упомянутого первого резьбового элемента, причем обращенная внутрь в радиальном направлении поверхность упомянутой выемки содержит, по меньшей мере, один конический и/или цилиндрический участок.
Охватываемая заглушка согласно изобретению содержит металлический корпус, образованный из основания заглушки и периферической стенки, а также уплотнительное кольцо; при этом упомянутая периферическая стенка содержит: наружную резьбу, которую можно сопрягать с внутренней резьбой первого трубчатого резьбового элемента первого компонента, подлежащего испытанию под давлением, и проходящий в осевом направлении между упомянутой резьбой и упомянутым основанием охватываемый выступ, который может быть расположен в выемке в упомянутом первом резьбовом элементе, где обращенная наружу в радиальном направлении поверхность упомянутого выступа содержит, по меньшей мере, один конический и/или цилиндрический участок.
Отличительные особенности и преимущества изобретения более подробно пояснены в последующем описании со ссылками на прилагаемые чертежи.
На Фиг.1-3 изображены осевые полусечения трубного элемента с наружной резьбой, принадлежащего компоненту, подлежащему испытанию под давлением, и охватывающего колпака, навинченного на упомянутый элемент с наружной резьбой для осуществления способа согласно изобретению, соответственно во время их свинчивания, в конце операции свинчивания и во время испытания под давлением;
на Фиг.4 и 5 - полусечения, аналогичные представленным на Фиг.2, относящиеся к другим вариантам исполнения способа;
на Фиг.б - частичное осевое полусечение другого варианта исполнения способа;
на Фиг.ба - выделенное место, показанное на Фиг.б;
на Фиг.7 - полусечение, аналогичное представленному на Фиг.2, элемента с внутренней резьбой компонента, подлежащего испытанию, и охватываемой заглушки.
На Фиг.1 представлен трубчатый конец с наружной резьбой, или резьбовой элемент 1, трубчатого или полого компонента,
который подлежит испытанию под давлением, не описанный здесь дополнительно, так как его конструкция и функция не существенны для изобретения. Этот охватываемый конец снабжен наружной конической резьбой 2 и безрезьбовым участком 3, расположенным за резьбой, в направлении к свободному концу 4, резьбового элемента 1 и оканчивающейся выступом. Резьба 2 предназначена для свинчивания последовательно с другим трубчатым компонентом в трубчатую колонну для буровой скважины для добычи углеводородов.
Наружная в радиальном направлении поверхность выступа содержит (в направлении от резьбы к свободному концу): цилиндрический участок 5, после которого следует коническая уплотнительная поверхность б, расположенная смежно с вогнутой конической концевой поверхностью 7 с максимальным полууглом, близким к 90°, образующей опорную поверхность.
Уплотнительная поверхность б и опорная поверхность 7 предназначены для сопряжения при эксплуатации в буровой скважине с взаимодополняющими поверхностями другого трубчатого компонента, упомянутого выше, для выполнения уплотнения металл/металл между двумя трубчатыми компонентами.
На Фиг.1 также показан резьбовой охватывающий колпак 10, подлежащий испытанию, предназначенный для изолирования внутреннего пространства компонента, который подлежит испытанию под давлением. Упомянутый колпак выполнен с периферической стенкой, снабженной внутренней конической резьбой 11, ив ней образована выемка 12 для выступа 3, и со стенкой 13 основания, в которой выполнен канал 14 для подачи жидкости под давлением. Резьба 11 согласуется с резьбой 2, и ее предпочтительно проектируют таким образом, чтобы можно было вручную навинчивать колпак на элемент 1, например, используя ключи, с помощью которых можно обеспечить крутящий момент, составляющий около 1000 Нм.
Выемка 12 оканчивается заплечиком 15, выполненным по существу с той же конусностью, что и опорная поверхность 7, которая обращена к заплечику во время свинчивания (см. Фиг.1-3) . В канавке 17, выполненной в заплечике 15, расположено
тороидальное уплотнительное кольцо 16, изготовленное из деформируемого синтетического материала, которое выступает из заплечика.
Периферическая поверхность выемки 12 содержит цилиндрический участок 18 и конический участок 19 соответственно сопрягаемыми с поверхностями 5 и 6 выступа 3.
На Фиг.2 показаны колпак 10 и элемент 1 с наружной резьбой в свинченном положении. В этом положении уплотнительное кольцо 16 сжато в осевом направлении, например, на 20%, между опорной поверхностью 7 и дном канавки 17 таким образом, чтобы было гарантированное уплотнение сборки, состоящей из колпака и компонента, подлежащего испытанию.
Кроме того, поверхности 18 и 19 колпака могут быть расположены против участков 5 и 6 компонента, подлежащего испытанию, соответственно, параллельно им, с диаметральным зазором j, составляющим 0,3 мм, между коническими участками б и 19 и большим диаметральным зазором J, например, составляющим 0,8 мм, между цилиндрическими участками 5 и 18.
На Фиг.З показан узел, представленный на Фиг.2, подвергнутый испытанию на баропрочность при заданном внутреннем давлении, которое может, например, достигать нескольких сот бар. Под этим давлением выступ 3 несколько деформируется в радиальном направлении наружу (колоколообразная деформация), но его деформация ограничена посредством контакта между уплотнительной поверхностью б выступа и обращенной к ней периферической поверхностью 19 колпака. До повышения давления обеспечивают такой зазор j, чтобы контакт выступа происходил при деформации, остающейся в области упругой деформации. После окончания испытания выступ, а особенно уплотнительная поверхность, возвращаются в их исходные положения без остаточной деформации. При наличии остаточной деформации уплотнительной поверхности упомянутая поверхность не может впоследствии функционировать надлежащим образом в буровой скважине, и может, таким образом, быть причиной риска протечки трубчатой колонны при использовании.
До повышения давления между уплотнительной поверхностью 6
и обращенной к ней периферической поверхностью колпака диаметральный зазор составляет предпочтительно в диапазоне от 0,05 мм до 0,3% номинального диаметра резьб 2 и 11. Минимальную величину этого зазора выбирают таким образом, чтобы обеспечить возможность свободного сопряжения выступа 3 с корпусом колпака без контакта и, в результате, без повреждения уплотнительной поверхности. Максимальную величину первоначального
диаметрального зазора выбирают таким образом, чтобы ограничить деформацию выступа во время испытаний путем исключения пластической деформации.
Эти величины могут быть изменены в зависимости от конкретных характеристик компонента, подлежащего испытанию.
Таким образом, если он имеет относительно большой диаметр резьбового элемента (номинальный диаметр резьбы составляет более 200 мм) , то минимальное значение величины может быть увеличено до 0,10 мм или даже до 0,20 мм.
Что касается максимальной величины, то она может быть получена путем выполнения следующих вычислений. Если AD представляет изменение диаметра D полого цилиндра, подвергнутого внутреннему давлению при нагрузке, равной обычной величине предела текучести, то величина диаметральной деформации AD/D составляет по существу до 0,5% при обычном пределе текучести порядка 600 МПа, 0,6% - при пределе текучести порядка 800 МПа и 0,4% - при пределе текучести порядка 400 МПа.
При выборе максимального диаметрального зазора, составляющего 0,3% номинального диаметра резьбы, этот зазор гарантированно выбирается за счет диаметрального расширения во время испытания без существенной пластической деформации выступа.
Так как зазор между коническими поверхностями зависит от относительного осевого положения компонентов, то это положение должно быть регулируемым, например, путем совмещения меток, предусмотренных на компонентах, например, меток в виде треугольника API (API - Американский нефтяной институт) или в виде буквы "Т". Дополнительным эффективным средством является использование осевого упора, описанного ниже со ссылкой на
Фиг.5.
В варианте исполнения (не показан) контакт между охватывающим колпаком, подлежащим испытанию, и охватываемым концом во время испытания на баропрочность может быть достигнут между наружной цилиндрической поверхностью выступа и обращенной к ней поверхностью колпака, подлежащего испытанию, где зазор до создания давления больше, чем зазор между конической уплотнительной поверхностью выступа и обращенной к ней поверхностью колпака.
На Фиг.4 показан вариант исполнения, в котором концевая опорная поверхность 107 резьбового элемента 1 с наружной резьбой компонента, подлежащего испытанию, перпендикулярна оси, а коническая уплотнительная поверхность 106 расположена на расстоянии в осевом направлении от опорной поверхности 107 и присоединена к ней и к резьбе 2 посредством цилиндрических поверхностей 108 и 5, соответственно.
Выемка 12 охватывающего колпака 110, подлежащего испытанию, содержит коническую поверхность 119 и цилиндрические поверхности 120 и 18, которые обращены к поверхностям 106, 108 и 5, соответственно, в собранном положении.
В этом варианте исполнения зазор j_ между поверхностями 106 и 119 выбирают таким образом, чтобы упомянутые поверхности опирались друг на друга при упругой деформации выступа под действием испытательного давления и чтобы зазор J между поверхностями 5 и 18 и зазор между поверхностями 108 и 120 был больше.
На Фиг.5 показан трубчатый резьбовой элемент 1 с наружной резьбой, идентичный изображенному на Фиг.1-3, свинченный с модифицированным охватывающим колпаком 210.
Затрубное уплотнительное кольцо 216 ограничено двумя цилиндрическими периферическими поверхностями, наружной 221 и внутренней 222, где плоская поверхность 223 расположена в осевом направлении против выступа 3, и поверхность обращена в осевом направлении к выступу 3, где упомянутая последняя поверхность имеет полый V-образный профиль, соответствующий боковым поверхностям 224 и 225, в который вводят уплотнительную
поверхность 6 и опорную поверхность 7 выступа. Поверхности 221, 222 и 223 опираются на стенки канавки 217 с цилиндрическими боковыми поверхностями и плоским основанием, выточенным в выемке 12 колпака 10. Применение уплотнительного кольца 216 с поверхностью с V-образным профилем гарантировано обеспечивает невозможность выталкивания при сжатии во время свинчивания участков или выдавливания во время испытания на баропрочность.
Оставшаяся поверхность 215 заплечика колпака, расположенная в радиальном направлении внутри канавки 217, имеет конусность, соответствующую конусности опорной поверхности 7, с которой она вступает в контакт для ограничения хода при навинчивании колпака. С ее помощью можно обеспечивать воспроизводимость операции свинчивания, невзирая на условия свинчивания (действия оператора, применяемые инструменты и т.д.) и, таким образом, обеспечивать воспроизводимость сжатия деформируемого уплотнительного кольца.
Действие опоры для выступа 3 во время испытания на баропрочность обеспечивают посредством цилиндрической периферической поверхности 218 выемки 12, которая проходит от резьбы 11 до дна канавки 217 и образует наружную в радиальном направлении боковую поверхность канавки. Зазор j, как указано выше, предназначен для осуществления этого эффекта между цилиндрической поверхностью выступа 3 и поверхностью 218.
На Фиг.6 и 6а показан трубный резьбовой элемент 1 с наружной резьбой, идентичный изображенному на Фиг.1-3, за исключением того, что цилиндрическая поверхность 5 заменена конической поверхностью 305 с малой конусностью, например, равной конусности резьбы, т.е. 6,25% диаметра. В варианте исполнения поверхность 305 может содержать конический участок с упомянутой конусностью.
Элемент 301 с наружной резьбой свинчен с модифицированным охватывающим колпаком 310, состоящим из трех частей: металлического корпуса 330 колпака, деформируемого уплотнительного кольца 316 и металлической опорной втулки 331.
Так же как и в случаях с колпаками в описанных выше вариантах исполнения, корпус 330 снабжен внутренней резьбой 11,
выемкой 312 для выступа 3 компонента, подлежащего испытанию, и заглушающим основанием 313, в котором выполнен канал 314 для подачи жидкости под давлением.
Выемка 312 в корпусе колпака содержит (в направлении от резьбы к основанию колпака): первый участок с конической периферической поверхностью 332 с такой же конусностью, как и поверхность 305 выступа, определенной верхом кольцевого упора; второй участок с цилиндрической периферической поверхностью 333, которая расположена несколько дальше назад относительно первого участка 332; две конические поверхности 334 и 335, конусности которых обычно соответствуют конусностям уплотнительной и опорной поверхностей б и 7 компонента, подлежащего испытанию (например, соответственно, с
максимальными полууглами 20° и 15°); и третий участок с цилиндрической периферической поверхностью 336, расположенной смежно с основанием 313.
Деформируемое уплотнительное кольцо, например,
изготовленное из полиуретана, ограничено подобно
уплотнительному кольцу 216, представленному на Фиг.5, двумя периферическими цилиндрическими поверхностями, наружной 321 и внутренней 322, и поверхностью, обращенной в осевом направлении к выступу 3, где упомянутая последняя поверхность имеет полый V-образный профиль, боковые поверхности 324 и 325 которого, соответственно, сопрягают с уплотнительной поверхностью 6 и опорной поверхностью 7 выступа 3. В противоположность уплотнительному кольцу 216, поверхность, обращенная в осевом направлении от выступа 3, имеет выпуклый V-образный профиль, соответствующий полому или вогнутому V-образному профилю, ограниченному коническими поверхностями 334 и 335 корпуса 330.
Съемная опорная втулка 331 ограничена наружной цилиндрической периферической поверхностью 34 0; внутренней цилиндрической периферической поверхностью 334; первой боковой поверхностью, обращенной к выступу 3, содержащей конический участок 342 с такой же конусностью, как и опорная поверхность 7; и второй боковой поверхностью 34 3, обращенной к основанию 313 корпуса.
Наружную периферическую поверхность 34 0 сопрягают с поверхностью 336 по посадке с небольшим натягом.
Для испытания на баропрочность втулку 331 устанавливают так, чтобы она упиралась в основание корпуса, как показано на чертежах. После навинчивания колпака на трубный компонент втулка 331 в осевом направлении с одной стороны упирается в основание корпуса 330, а с другой стороны - во внутреннюю часть в радиальном направлении опорной поверхности 7 компонента, подлежащего испытанию.
Использование съемной устанавливаемой при свинчивании опорной втулки обеспечивает возможность воспроизводимого свинчивания и, таким образом, постоянного сжатия, например, на 20% уплотнительного кольца 316. Это сжатие может быть изменено путем использования съемной устанавливаемой при свинчивании опорной втулки другой длины, таким образом, обеспечивая гибкое использование колпака, подлежащего испытанию.
Кроме того, предварительное свинчивание без
уплотнительного кольца, но в присутствии съемной устанавливаемой при свинчивании опорной втулки, позволяет нанести первую метку, соответствующую конечному положению в осевом направлении свинчиваемых частей, на наружной поверхности компонента, подлежащего испытанию, и вторую метку в продолжение первой на наружной поверхности колпака. Эти метки могут быть такого типа, с помощью которых обеспечивают возможность достижения осевого и периферического положений, например, метки известного типа такие, как треугольник API или Т. Во время окончательной сборки оператор может таким образом обеспечить, чтобы достигалось положение упора и, как результат, достигалось желательное сжатие уплотнительного кольца точным совмещением двух меток.
Наружный диаметр втулки 331 выбирают так, чтобы он был значительно больше диаметра внутренней периферической поверхности уплотнительного кольца 316, чтобы радиальная деформация, направленная внутрь, уплотнительного кольца 316, вызванная его сжатием в осевом направлении, происходила свободно и не затруднялась наружной периферической поверхностью
втулки.
Зазор j_, выбранный так, как это определено выше, обеспечивают между поверхностью 305 с небольшой конусностью выступа 3 и цилиндрическим участком периферической поверхности 332 колпака.
Отдаленный цилиндрический участок периферической поверхности 333, расположенный за утолщением, обращен к периферической поверхности 321 уплотнительного кольца 316 и находится на расстоянии от него для обеспечения возможности свободной радиальной деформации уплотнительного кольца в конце операции свинчивания.
С помощью сквозных отверстий, выполненных между периферическими поверхностями опорной втулки 331, можно исключить какую-либо разницу давлений между внутренним пространством компонента, подлежащего испытанию, и выемкой, расположенной между упомянутой установленной втулкой и уплотнительным кольцом.
На Фиг.7 изображен элемент 401 с внутренней резьбой компонента, подлежащего испытанию на баропрочность, который не представлен полностью, который снабжен внутренней резьбой 4 02 и безрезьбовым трубчатым участком, расположенным за резьбой в направлении от свободного конца 404 резьбового элемента, ограниченного корпусом 4 03. Упомянутый безрезьбовой участок содержит коническую уплотнительную поверхность 4 06, расположенную смежно с конической опорной поверхностью 4 07; при этом предусмотрено, что упомянутая резьба и две упомянутые конические поверхности могут быть сопряжены, соответственно, с резьбой 2 и поверхностями 6 и 7 элемента 1 с наружной резьбой, идентичного элементу, представленному на Фиг.1-3,
принадлежащему трубе в трубчатой колонне.
Охватываемая заглушка 410 содержит металлический корпус 4 30, сформированный из стенки 413 основания и периферической стенки, снабженной наружной конической резьбой 411, согласующейся с внутренней резьбой 4 02, и ограниченной выступом 412, выступающим со стороны, противоположной основанию 413, к свободному концу, сформированному двумя коническими
поверхностями 419 и 425, аналогичными поверхностям б и 7 элемента 1. В основании 413 выполнен сквозной канал 414 для подачи испытательной жидкости под давлением.
Заглушка 410 также содержит: деформируемое уплотнительное кольцо 416, расположенное на свободном конце заглушки и имеющее такую же форму, что и уплотнительное кольцо 316, для сопряжения выпуклого и вогнутого V-образных профилей с поверхностями 419 и 415, с одной стороны, и с поверхностями 406 и 407, с другой стороны; и съемную металлическую устанавливаемую при сборке опорную втулку 431, частично расположенную в углублении в корпусе рядом с концевой поверхностью 415 и внутренней в радиальном направлении поверхностью выступа.
Выступ 412 между резьбой 411 и конической поверхностью 419 содержит кольцевое утолщение, верх 4 32 которого является конической поверхностью с такой же конусностью, как и у внутренней резьбы 4 02, которое в конце операции свинчивания располагается таким образом, что обращено к концевой зоне, близкой к нему, с соответствующим зазором j, где оно опирается на резьбу во время испытания под давлением, таким образом предотвращая появление остаточной деформации заглушки, которая приводила бы к невозможности повторного использования.
Такое расположение обеспечивает возможность согласования заглушки с относительно тонким выступом и, в результате, обеспечивает возможность уменьшения ее массы, которая может превышать 200 кг при резьбах с номинальным диаметром 339,73 мм (13 и 3/8 дюйма) или более.
В настоящем описании термин "цилиндрический", относящийся к поверхностям, следует толковать как охватывающий конические поверхности с небольшой конусностью. Аналогично этому, хотя описаны только прямолинейные уплотнительные поверхности или прямолинейные опорные профили, изобретение также применимо к компонентам, содержащим уплотнительные поверхности или опорные профили, являющиеся частично или полностью криволинейными.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Способ испытания на баропрочность первого компонента, снабженного первым резьбовым трубчатым элементом (1), содержащим первую резьбу (2) и уплотнительную поверхность (6), которые, при использовании, могут взаимодействовать соответственно с согласующейся резьбой и уплотнительной поверхностью другого трубчатого резьбового элемента для соединения посредством свинчивания двух резьбовых элементов с уплотнением металл-по-металлу между упомянутыми уплотнительными поверхностями, причем в способе второй компонент (10) в форме колпака или заглушки (колпака/заглушки) , содержащий резьбу (11), согласующуюся с первой резьбой, навинчивают на первый резьбовой элемент (1) таким образом, чтобы обеспечить сжатие в осевом направлении уплотнительного кольца (16) между обращенными друг к другу металлическими поверхностями (7, 15) первого резьбового элемента и колпака/заглушки, и создают испытательное давление внутри упомянутых компонентов; при этом компонент (1) из упомянутых компонентов, содержащий наружную резьбу (2), между последней и его свободным концом содержит кольцевой выступ (3), который может быть деформирован в радиальном направлении наружу под действием упомянутого испытательного давления, отличающийся тем, что в конце операции свинчивания между наружной поверхностью (6) выступа (3) в радиальном направлении и обращенной к ней поверхностью (19) другого компонента создают зазор, составляющий, по меньшей мере, на части длины выступа величину (j), которую выбирают таким образом, чтобы она была достаточно малой, чтобы под действием испытательного давления выступ опирался на упомянутую обращенную к нему поверхность, практически не подвергаясь пластической деформации.
2. Способ по п. 1, в котором упомянутая величина (j) диаметрального зазора составляет, по меньшей мере, 0,05 мм.
3. Способ по п. 2, в котором номинальный диаметр упомянутых резьб составляет больше 200 мм, а упомянутая величина (j) диаметрального зазора составляет, по меньшей мере, 0,1 мм.
4. Способ по одному из предыдущих пунктов, в котором упомянутая величина (j) диаметрального зазора составляет не более 0,3% номинального диаметра упомянутых резьб.
5. Способ по одному из предыдущих пунктов, в котором упомянутая наружная в радиальном направлении поверхность содержит, в общем, конический участок (б), а упомянутый зазор, имеющий упомянутую величину (j), создают против упомянутого, в общем, конического участка, и зазор большей величины (J) создают против остальной части упомянутой наружной в радиальном направлении поверхности.
6. Способ по п. 5, в котором упомянутый, в общем, конический участок (б) расположен смежно со свободным концом (4) выступа.
7. Способ по п. 5, в котором упомянутый, в общем, конический участок (106) расположен на расстоянии от свободного конца (107) выступа и отделен от него участком (108), который имеет меньший наклон к оси, чем упомянутый, в общем, конический участок.
8. Способ по одному из п. п. 1-4, в котором упомянутая наружная в радиальном направлении поверхность содержит, в общем, конический участок и, по меньшей мере, один участок, имеющий меньший наклон к оси, чем упомянутый, в общем, конический участок, при этом упомянутый зазор имеет упомянутую величину (j), по меньшей мере, против упомянутого участка с меньшим наклоном, и имеет большую величину (J) против остальной части упомянутой наружной в радиальном направлении поверхности.
9. Способ по одному из п. п. 5-8, в котором упомянутый компонент (2), содержащий наружную резьбу, является первым (1) компонентом, а упомянутый конический участок представляет собой упомянутую уплотнительную поверхность (6).
10. Способ по одному из предыдущих пунктов, в котором упомянутый компонент (2), содержащий наружную резьбу, является первым компонентом (1), а упомянутый зазор имеет упомянутую величину (j) между цилиндрическим участком (5) упомянутой наружной в радиальном направлении поверхности и цилиндрическим утолщением (332), сформированным на упомянутой лицевой
поверхности.
11. Способ по одному из предыдущих пунктов, в котором упомянутое уплотнительное кольцо (16) частично расположено в кольцевой канавке (17) колпака/заглушки (10).
12. Способ по одному из п.п. 1-10, в котором свободный конец (4) выступа (3) имеет выпуклый V-образный профиль, выполненный с возможностью сопряжения с вогнутым V-образным профилем упомянутого уплотнительного кольца (216).
13 Способ по п. 12, в котором упомянутая уплотнительная поверхность (6) упомянутого первого резьбового элемента является конической и определена одной из сторон упомянутого выпуклого V-образного профиля.
14. Способ по одному из предыдущих пунктов, в котором колпак/заглушка (210) содержит в осевом направлении опорную поверхность (215), в которую упирают соответствующую поверхность (7) первого компонента (1) для ограничения сжатия уплотнительного кольца (216).
15. Способ по одному из предыдущих пунктов, в котором колпак/заглушка (310) содержит корпус (330) колпака, в котором устанавливают вкладыш (331), который можно удалять и/или можно регулировать в осевом направлении, содержащий упомянутую опорную в осевом направлении поверхность (342).
16. Способ по одному из предыдущих пунктов, в котором упомянутые резьбы (2, 11) первого и второго компонентов не содержат средств, препятствующих свинчиванию, благодаря чему обеспечивают возможность их свинчивания с использованием неавтоматизированного оборудования.
17. Охватывающий колпак (10) для осуществления способа по одному из предыдущих пунктов, содержащий металлический корпус, содержащий основание (13) колпака и периферическую стенку, а также уплотнительное кольцо (16); при этом упомянутая периферическая стенка содержит внутреннюю резьбу (11), выполненную с возможностью сопряжения с наружной резьбой (2) первого трубного резьбового элемента (1) первого компонента, подлежащего испытанию под давлением, для резьбового соединения упомянутых двух резьбовых элементов; причем упомянутая
периферическая стенка дополнительно образует в осевом направлении между упомянутой внутренней резьбой (11) и упомянутым основанием (13) выемку (12) для размещения кольцевого охватываемого выступа (3) упомянутого первого резьбового элемента, причем упомянутый кольцевой охватываемый выступ подвергнут деформации в радиальном направлении наружу под действием упомянутого испытательного давления, где в конце операции свинчивания между наружной в радиальном направлении поверхностью (6) упомянутого выступа (3) и обращенной к ней поверхностью (19) упомянутого колпака создают зазор, имеющий, по меньшей мере, вдоль части длины упомянутого выступа величину (j), которую выбирают таким образом, чтобы она была достаточно малой, чтобы под действием испытательного давления выступ опирался на упомянутую обращенную к нему поверхность, практически не подвергаясь пластической деформации.
18. Охватываемая заглушка (410) для осуществления способа по одному из п.п. 1-15, содержащая: металлический корпус (430), образованный из корпуса (413) заглушки и периферической стенки, а также уплотнительное кольцо (416); при этом упомянутая периферическая стенка содержит наружную резьбу (411), выполненную с возможностью сопряжения с внутренней резьбой (402) первого трубчатого резьбового элемента (401) первого компонента, подлежащего испытанию под давлением, для резьбового соединения упомянутых двух резьбовых элементов; причем упомянутая периферическая стенка продолжается в осевом направлении между упомянутой наружной резьбой (411) и упомянутым основанием (413) и образует охватываемый выступ (412), выполненный с возможностью размещения в выемке (403) упомянутого первого резьбового элемента, причем в конце операции свинчивания между наружной в радиальном направлении поверхностью упомянутого выступа (412) и обращенной к нему поверхностью (419) упомянутого первого трубного резьбового элемента (401) создают зазор, имеющий, по меньшей мере, вдоль части длины упомянутого выступа величину (j), которую выбирают таким образом, чтобы она была достаточно малой, чтобы под действием испытательного давления выступ опирался на упомянутую
обращенную к нему поверхность упомянутого первого трубного резьбового элемента (401), практически не подвергаясь пластической деформации.
По доверенности
4/4