Нарізне з’єднання труб

1. Резьбовое соединение труб, содержащее два тр убча ты х компонен та , каждый из которы х снабжен резьбой и содержит внутреннюю трубча тую зон у, продолжающуюся кольцевой по вер х ностью, слой, покрывающий внутреннюю тр убча тую зону каждого компонента и, по меньшей мере, часть радиального участка кольцевой поверхнос ти, причем соединение обоих компонентов выпол нено завинчи ванием, по меньшей мере, о дного резьбового охватываемого компонента в охваты вающее резьбовое гнездо, отличающееся тем, что в свинченном со стоянии обе кольцевые по верхности контактируют по общей образующей на внешнем участке их поверхности, при этом обра зующие кольцевы х повер хностей формируют в направлении к внутренней части соединения от на чальной точки увеличивающееся отверстие и схо дятся во внутренней трубчатой зоне их соответст вующего компонента, а отверстие заполнено, по меньшей мере, частично контактирующими друг с другом защитными слоями обоих компонентов. 2. Резьбовое соединение по п. 1, отличающееся тем , что в з оне о тве рстия о се во е расстоян ие между двумя образующими выполнено постепен но увели чива ющимся о т на чальной то чки, при этом образующая, по меньшей мере, одного ком понента имее т возможность о тклонения от ес тественного геометрического продолжения об щей образующей. 3. Резьбовое соединение по п. 1 или 2, отличаю щееся тем, что защи тный слой покрывает, перед первым свин чиванием резьбово го сое динения, часть опорных контактных зон каждого компонен та за начальной точкой. 4. Резьбовое соединение по п. 1 или 2, отличаю щееся тем, что за щитным слоем покрыта перед первым свинчиванием зона резьбового соединения, заканчивающаяся вблизи начальной точки. 5 Резьбовое соединение по одному из пунктов 14, о тли ча ющее ся тем , что в на чально й то чке угол (X) о тверстия соста вляет от 5° до 30°. 6. Резьбовое соединение по одному из пунктов 15, отл ичающееся тем, что о твер стие имее т Vобразную форму, при этом угол отверстия разде лен на равные части или неравные между обра зующими обоих компонентов 7. Резьбовое соединение по одному из пунктов 16, отличающееся тем, что за щитный слой представляет собой слой из пластмассы на осно ве полиэпоксида. 8. Резьбовое соединение по одному из пунктов 17, отличающееся тем, что оба компонента представляют собой охватываемые компоненты, снабженные наруж^ь;ми резьбами, которые заве дены в гнезда с охватывающими резьбами, соот ветствующими наружным резьбам, при этом гнезда, выполненные на обоих концах соедини тельной м уфты имеют возможность в свин чен ном состоянии привести в упорный контакт коль цевые поверхности на части их поверхности 9. Резьбовое соединение по одному из пунктов 17, отличающееся тем, что оно содержит охваты ваемый компонент с наружной резьбой и охваты вающий компонент с вн утренней резьбой, соо т ветствующей- наружной резьбе, причем охваты вающий компонент служит соединительным гнез дом, а кольцевые по вер хности имеют возмож ность упорного контакта на части их поверхности внутри охватывающего компонента. 10. Резьбовое соединение по п. 9, отличающее ся тем, что оно является цельным соединением, причем охва тыва ющий компонент выполнен на конце трубы обычной длины. 11. Резьбовое соединение по п. 9, отличающее ся тем, что о хваты вающий компонент, образую щий гнездо, выполнен на конце соединительной муфты, второй конец которой с гнездом, идентич ным гнезду на ее первом конце, с возможностью присоединения второй тр убы, снабженной на своем конце компонентом, идентичным о хва ты ваемому компоненту, причем оба гнезда разде лены буртиком, вн утренняя стенка которого об разует внутреннюю трубчатую зону 12. Резьбовое соединение по одному из пунктов 811, отличающееся тем, что оно содержит, по мень о СМ со см 27612 шей мере, одну опорную поверхность герметизации при контакте металла с металлом между охватываемым компонентом и охватывающим гнездом. 13. Резьбовое соединение по одному из пунктов 112, отличающееся тем, что зона отверстия сопряжена с внутренней трубчатой зоной каждого компонента по фаске или закруглению. 14. Резьбовое соединение по одному из пунктов 1-13, отличающееся тем, что слой представляет собой слой для защиты соединения от коррозии. 15. Резьбовое соединение по одному из пунктов 1-13, отличающееся тем, что слой представляет собой слой для снижения потерь напора цирку лирующей текучей среды. Настоящее изобретение относится к области добычи нефти и газа, а, более точно, к резьбовому соединению труб. Изобретение в целом касается использования защитных слоев или покрытий на внутренней поверхности труб и резьбовых трубны х соединений, обеспечивающих, в частности, защи ту тр уб от коррозии или улучшающи х условия циркуляции текучих сред внутри этих тр уб, а также касается труб и резьбовых соединений для труб, снабженных таким внутренним слоем или покрытием. Такие трубы и соответствующие тр убные резьбовые соединения используются при эксплуатации месторождений нефти и газа, в частности, для скважин, в которые закачивают воду. В самом общем смысле предлагаемое изобретение касается любой трубы и связанного с ней резьбового соединения, подвергающимся в процессе эксплуатации тяжелому и интенсивному коррозионному воздействию в контакте с циркулирующей в этой трубе текучей средой. Это в полной мере относится, в частности, к трубам и резьбовым трубным соединениям, используемым для подачи воды, например, в нефтяные скважины или эксплуатируемых в геотермальных скважинах, вследствие специфического состава и повышенной температуры воды, которая находится в контакте с этими трубами. Известен и практически используется способ защиты от коррозии внутренних повер хностей труб, а также соответствующих стыков этих тр уб, при помощи нанесения на эти внутренние поверхности тонкого слоя пластмассового покрытия, например, смолы, типа эпоксидной. Такое покрытие имеет превосходное сцепление со сталью и очень хорошо сопротивляется коррозии. Независимо от этих проблем защиты от коррозии такие покрытия на внутренних поверхностях труб и элементов соответствующи х тр убных соединений используются также для уменьшения потерь напора и, в частности, для сглаживания шероховатостей внутренних стенок труб и компонентов трубных соединений с целью максимально возможного устранения завихрений, возникающих на внутренних стенках труб и их стыков в процессе циркуляции текучих сред. Однако, на уровне стыка труб, между, например, торцевой кольцевой поверхностью охватываемого конца трубы и кольцевой поверхностью, образующей упор в охватывающем элементе данного трубного соединения, отмечается при свинчивании данного резьбового соединения, что давление сжатия соединяемых элементов стремится вызвать в непосредственной близости от зоны механического контакта образование тре щин на защитном покрытии и его разрушение. В результате этого происходит шелушение защитного покрытия и интенсивная коррозия обнаженного таким образом металла, локализованная в зоне нарушения целостности защитного покрытия, или, в случае , когда упомянутое покрытие используется для улучшения качества внутренней поверхности труб, на ходящейся в контакте с циркулирующей текучей средой, формируются дополнительные возмущения потока циркулирующей текучей среды. Коррозия изнутри, даже если она не является причиной непосредственных утечек циркулирующей по трубам среды.препятствует повторному использованию без ремонта или восстановления компонентов трубного стыка после его развинчивания. Такая коррозия может привести к разрушению упорных зон и повреждению опорных поверхностей герметизации стыков. Были предложены различные технические решения, позволяющие помешать возникновению этой локализованной коррозии. В основном эти решения основываются на использовании упруги х герметизирующи х колец, изготовленных из эластомеров или некоторых пластических материалов, обладающих соответствующими свойствами. Некоторые герметизирующие кольца упомянутого выше типа, например, кольца, изготовленные из политетрафторэтилена, характеризуются высокой механической прочностью, превосходной устойчивостью к коррозии и хорошей совместимостью с пластмассовыми защитными покрытиями, используемыми для обработки внутренних по вер хностей мета лличе ских тр уб и средств их соединения. Используемые герметизирующие кольца могут быть усилены волокнами углерода или стекла. Приведенные ниже примеры описывают различные варианты использования таких уплотнительных колец. Так, патент [1] раскрывает трубное соединение интегрального типа, в котором охватываемый резьбовой конец одной трубы завинчивается в резьбовое охватывающее гнездо другой трубы. Внутренние стенки труб и др уги х компонентов данного стыка покрыты тонким слоем фенольной смолы типа фенолформальдегидной смолы толщиной от 0,002 до 0 ,006 дюйма (от 0,05 до 0,15 мм). Уплотнительное кольцо, изготовленное из политетрафторэтилена, частично вставляется в кольцевое гнездо охватывающей стенки с упором в заплечик этого гнезда. Это упло тнительное кольцо имеет поперечное се чение 1-образной 27612 формы таким образом, что его наружная расширенная зона вставляется в гнездо, тогда как конец охватываемого конца трубы в конце свинчивания данного тр убного стыка прижимает боковую кромку уплотнительного кольца к заплечику. Степень обжатия ограничивается упорами . В патенте [2] описывается др угой способ резьбового соединения двух тр уб. В этом случае используется резьбовая муфта, позволяющая соединить встык два охватываемых конца двух труб. Вн утренняя поверхность труб защи щается от коррозии при помощи покрытия из пластического материала, образованного слоем фенольной, эпоксифенольной* или эпоксиполиамидной смолы. Здесь уплотнительное кольцо устанавливается в середине муфты в двойной внутренней канавке. Уплотнительное кольцо изготовлено из политетрафторэтилена, усиленного 5% стекловолокна и 5% волокон углерода, и имеет поперечное сечение U-образной формы, причем две ветви этого сечения вставляются в две параллельные друг другу канавки. Два фронтальных торца охва тываемых соединяемых тр уб частично перекрывают вершину каждой ветви, блокируя таким образом уплотнительное кольцо в его гнезде. Упорные выступы на концах муфты регулируют степень завинчивания каждой трубы. Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является резьбовое соединение труб, содержащее два тр убчаты х компонента, каждый из которых снабжен резьбой и содержит внутреннюю тр убчатую зону, продолжающуюся кольцевой поверхностью, слой, покрывающий внутреннюю трубчатую зону каждого компонента и по меньшей мере часть радиального участка кольцевой поверхности, причем соединение обоих компонентов выполнено завинчиванием по меньшей мере одного резьбовою охватываемого компонента в охватывающее резьбовое гнездо [3]. В [3] описывается резьбовое трубное соединение, аналогичное в принципе резьбовому трубному соединению, раскрытому в [2]. Однако, в данном случае используется уплотнительное кольцо, изготовленное из полите, рафторэтилена, поперечное сечение которого является практически прямоугольным и его высота в радиальном направлении примерно в полтора раза превышает его ширину, измеренную в направлении, параллельном оси этого кольца. Когда фронтальные торцы противоположных друг другу охватываемых труб сжимают это уплотнительное кольцо, его поперечное сечение, первоначально имевшее прямоугольную форму, деформируется и принимает Т-образную форм у, а его вн утренняя поверхность определяет проходное сечение, равное проходному сечению соединяемых труб, что исключает всякие возмущения потока текучей среды. Сжатие уплотнительного кольца контролируется при помощи стопорных выступов. В тексте упомянутого патента не дается никаких указаний относительно опасности образования трещин покрытия на прямых угла х или рядом с ними. Хотя вышеописанные различные методы защиты зоны соединения труб от коррозии обла дают определенными преимуществами, все они имеют недостаток, который состоит в необходимости использования уплотнительных колец, изготовленных из эластомера или пластомера Эти кольца сами по себе имеют реальные недостатки Дело в том, что такие у плотните л ьные кольца обычно должны устанавливаться с большой точностью для того, чтобы обеспечить их надлежащее положение между уплотнительными поверхностями соединяемых элементов. Эти уплотнительные кольца должны также при каждом развинчивании тр убного соединения и его повторном свинчивании подвергаться тщательному контролю и чаще всего подлежат замене после однократного использования по причине старения материала или пластических деформаций В случае использования относительно жестких уплотнительных колец, например, колец, изготовленны х из полите тра фтор этилен а, они мо гут быть раздроблены, если были неправильно установлены, и могут в ряде случаев также вызвать образование трещин на значительно более мягком материале покрытия внутренней поверхности труб. Эти уплотнительные кольца также могут быть вытолкнуты из своих гнезд и могут оказаться внутри тр убы или же могут быть вырваны или повреждены в процессе внутреннего контроля тр уб Отметим также, что на месте непосредственной эксплуатации эти уплотнительные кольца требуют дополнительных манипуляций, которые должны выполняться с большой точностью В основу предлагаемого изобретения поставлена задача создания такого резьбового соединения труб, которое позволило бы получить защищенный от коррозии в условиях изменяющи хся контактных напряжений (при развинчивании и повторном свинчивании) стык труб, за счет создания в соединении оптимальных по величине контатных напряжений Поставленная задача решается предлагаемым изобретением, которое, как и известное резьбовое соединение труб, содержит два трубчатых компонента, каждый из которых снабжен резьбой и содержит внутреннюю трубчатую зону, продолжающуюся кольце вой по вер хностью, слой, покрывающий внутреннюю трубчатую зону каждого компонента и по меньшей мере часть радиального участка кольцевой поверхности, причем соединение обоих компонентов выполнено завинчиванием по меньшей мере одного резьбового охватываемого компонента в охватывающее резьбовое гнездо, а, согласно изобретению, в свинченном состоянии обо кольцевые поверхности находятся в упорном контакте по общей образующей на внешнем участке и х поверхности , при этом образующие кольцевых поверхностей формируют в направлении к внутренней части соединения от начальной точки увеличивающееся отверстие и сходя тся со внутренней трубчатой зоне их соотвующегс компонента, а отверстие заполнено по меньшей мере частично контактирующими друг с другом защитными слоями обоих компонентов. Особенностью предлагаемого резьбового соединения является и то, что в зоне отверстия осевое расстояние между двумя образующими выполнено постепенно увеличивающимся от на 27612 чальной точки, при этом образующая по меньшей мере одного компонента отклоняется от естественного геометрического продолжения общей образующей. Особенно стью предла гаемо го резьбо вого ' соединения являе тся и то, что защи тный слой покрывает, перед первым свинчиванием резьбового соединения, часть опорных контактных зон каждого компонента за йачальной точкой. Особенностью предлагаемого резьбового соединения является и то, что защитным слоем покрыта перед первым свинчиванием зона резьбового соединения, заканчивающаяся вблизи начальной точки. Особенностью предлагаемого резьбового соединения является и то, что в начальной точке угол (X) отверстия составляет от 5° до 30°. Особенностью предлагаемого резьбового соединения является и то, что отверстие имеет V-образную форму, при этом угол отверстия (X) разделен на равные части (а1,