Трубний нарізний елемент і трубне нарізне з’єднання, виконане на основі нарізного елемента

1. Трубний нарізний елемент, охоплюваний або охоплюючий, призначений для трубного нарізного з'єднання, який виконаний на кінці труби і який містить зовнішню охоплювану різь або внутрішню охоплюючу різь в залежності від того, є даний нарізний елемент охоплюваним або охоплюючим, профіль витків якої на вигляді у подовжньому перерізі по площині, що проходить через вісь даного нарізного елемента, містить вершину профілю, донну частину западини профілю, прямолінійну робочу бокову поверхню, прямолінійну бокову поверхню заходу і дві зони тангенціального з'єднання донної частини западини профілю, причому кожна з двох цих з'єдн увальних зон розташована між донною частиною западини профілю і однією з двох бокових поверхонь профілю, названою відповідною боковою поверхнею, і містить дугу кола, який відрізняється тим, що щонайменше одна з двох тангенціальних з'єднувальних зон донної частини западини профілю, названа «зоною з численними радіусами», містить дугу кола, названу основною дугою кола, опорне коло якої перетинає 2 (19) 1 3 71067 4 бокової поверхні профілю різі, яка формує тангенних з'єднувальних зон донної частини западини ціальну з'єднувальну зону між відповідною бокопрофілю з'єднують, кожна, донну частину западивою поверхнею профілю різі та донною частиною ни профілю різі з боковою поверхнею профілю різі, западини цього профілю. і дві з'єднувальні зони вершини профілю різі з'єд5. Трубний нарізний елемент за будь-яким з пп. 1нують, кожна, вершину профілю різі з боковою 4, який відрізняє ться тим, що кожна вторинна поверхнею цього профілю, причому форма і розкрива з'єднувальної зони з численними радіусами ташування кожної з'єднувальної зони вершини являє собою дугу кола. профілю виконані таким чином, щоб не взаємодія6. Трубний нарізний елемент за п. 5, який відрізти з тангенціальною з'єднувальною зоною донної няється тим, що відношення радіуса дуги кола частини западини профілю різі сполученого нарізкожної вторинної кривої до радіуса основної дуги ного елемента, яке відрізняється тим, що щокола з'єднувальної зони з численними радіусами найменше один з двох трубних нарізних елементів має величину, що знаходиться у діапазоні від 0,1 являє собою нарізний елемент з протиутомним до 0,4. профілем різей, виконаний відповідно до будь7. Трубний нарізний елемент за будь-яким з пп. 1якого з пп. 1-10. 6, який відрізняється тим, що тільки одна танген12. Трубне нарізне з'єднання за п. 11, яке відрізціальна з'єднувальна зона донної частини западиняється тим, що щонайменше одна з'єднувальна ни профілю різі з робочою боковою поверхнею зона вершини профілю різі одного трубного нарізпрофілю являє собою зону з численними радіусаного елемента, протилежна тангенціальній з'єднуми. вальній зоні донної частини западини профілю різі 8. Трубний нарізний елемент за будь-яким з пп. 1з численними радіусами сполученого трубного 6, який відрізняється тим, що кожна з двох тангенарізного елемента з протиутомним профілем різі, нціальних з'єднувальних зон донної частини запає супроводжуючою зоною, яка містить дві дуги дини профілю різі являє собою зону з численними кола, які тангенціально з'єднуються одна з одною, радіусами. одна з яких є основною дугою кола, а інша є вто9. Трубний нарізний елемент за п. 8, який відрізринною дугою кола, призначеною для здійснення няється тим, що радіус основної дуги кола з'єднутангенціального приєднання з'єднувальної зони вальної зони з численними радіусами, розташовавершини профілю до відповідної бокової поверхні ної з боку робочої бокової поверхні, перевищує цього профілю, при цьому у верхній точці з'єднанабо дорівнює радіусу основної дуги кола з'єднуваня відповідної бокової поверхні профілю, де опорльної зони з численними радіусами, розташованої не коло основної дуги кола супроводжуючої зони зі сторони бокової поверхні заходу. перетинає опорну пряму відповідної бокової пове10. Трубний нарізний елемент за будь-яким з пп. рхні, дотична до кола утворює строго позитивний 1-9, який відрізняється тим, що кут, який утворює гострий кут з опорною прямою бокової поверхні кожна з бокових поверхонь профілю різі з перпенпрофілю. дикуляром до осі даного нарізного елемента, є 13. Трубне нарізне з'єднання за п. 11 або 12, яке позитивним або таким, що дорівнює нулю. відрізняє ться тим, що обидва нарізних елементи, 11. Трубне нарізне з'єднання з підвищеною стійкісохоплюваний і охоплюючий, трубного нарізного тю до статичних і динамічних механічних впливів, з'єднання являють собою нарізні елементи за що містить охоплюваний трубний нарізний елебудь-яким з пп. 1-10. мент, розташований на кінці першої труби і з'єдна14. Трубне нарізне з'єднання за будь-яким з пп. 11ний за допомогою згвинчування з охоплюючим 13, яке відрізняється тим, що нарізні частини, що трубним нарізним елементом, розташованим на використовуються, містять різі взаємодіючого тикінці другої тр уби, за допомогою охоплюваної різі, пу, де вершина профілю витка різі взаємодіє у виконаної на охоплюваному трубному нарізному радіальному напрямку з донною частиною западиелементі, і охоплюючої різі, виконаної на охоплюни профілю витка сполученої з нею різі. ючому трубному нарізному елементі, причому 15. Трубне нарізне з'єднання за будь-яким з пп. 11профіль витків кожної, охоплюваної і охоплюючої, 13, яке відрізняється тим, що обидві бокові поверізі містить вершину профілю витка, донну частину рхні профілю витка різі знаходяться у контакті, при западини профілю витка, прямолінійну робочу наявності або без наявності контактного тиску між бокову поверхню, прямолінійну бокову поверхню ними, з двома боковими поверхнями профілю витзаходу і чотири з'єднувальні зони, кожна з яких ка сполученої різі на щонайменше частині довжимістить дугу кола, причому дві з цих тангенціальни нарізних частин. Даний винахід стосується охоплюваного або охоплюючого трубного нарізного елемента нарізного трубного з'єднання, здатного протистояти впливу як статичних, так і механічних напружень, що циклічно змінюються. Даний винахід стосується також нарізного трубного з'єднання, пристосованого для протистояння як статичним, так і механічним напруженням, що циклічно змінюються. Нарізні трубні з'єднання містять охоплюваний нарізний елемент, розташований на кінці першої труби, і охоплюючий нарізний елемент, розташований на кінці другої труби, яка являє собою трубу великої довжини або трубну муфту. Такі нарізні з'єднання використовуються, зокрема, для формування колони обсадних труб, або колони експлуа 5 71067 6 таційних труб, або колони бурильних тр уб, що виДонна частина западини профілю різі виконакористовуються для свердловин, призначених для на закругленою та такою, що проходить відповідно видобутку вуглеводневої сировини, або для анадо дуги кола, яка має радіус 0,97мм (або 0,038 логічних свердловин іншого призначення, таких, дюйми) і яка центрована на осі донної частини наприклад, як свердловини геотермічного типу. западини профілю різі. Ця дуга кола дотичним Американський Інститут Нафти (АРІ) визначає чином з'єднується з боковими поверхнями профіу своїй специфікації API 5B характеристики нарізлю різі. них з'єднань між обсадними трубами або між ексКут, який становить. 60° і який сформований плуатаційними трубами з використанням, зокрема, між боковими поверхнями профілю різі, що є реконічної різі із закругленими трикутними або з тразультатом трикутного профілю витків різі, забезпепецієподібними профілями витків різі. чує з використання у з'єднувальній зоні дуги кола Відомі також і інші типи нарізних трубних з'єддосить великого радіуса. нань, в яких використовується, наприклад, двостуВершини витків різі скошені таким чином, щоб пенева різь циліндричного або конічного профілю виключити будь-яку радіальну взаємодію між вер(дивися, наприклад, патент США 4521042). шинами профілю різі і донними частинами западин Донедавна обсадні або експлуатаційні труби в сполученої різі. основному повинні були протистояти різним споВисота скошеного таким чином профілю витків лученням статичних механічних впливів (таких, різі становить 3,08мм (або 0,121 дюйми), що віднаприклад, як зусилля розтягування, осьового стиповідає подвоєній висоті витків різі, виконаній для снення, плоский вигин, внутрішній або зовнішній нарізного з'єднання відповідно до норми API 5B. тиск), незважаючи на їх обмежену товщину, що є Проте, ці засоби можуть виявитися недостатпричиною необхідності їх використання у глибоких німи і тому у патенті США 4549754 описаний просвердловинах, де необхідно вставляти одна в одфіль різі, модифікований по відношенню до спену різні колони труб відмінних діаметрів. цифікації API 7D для бурильних тр уб, який робить Навпаки, бурильні труби, які використовуються можливим ще більше зменшити концентрації метільки для буріння свердловин, зазнають значних ханічних напружень. механічних впливів, що циклічно змінюються, але Різь, виконана відповідно до цього патенту проте не зазнають обмежень, що стосуються їх США 4549754, представляє в розрізі дно западини габаритних розмірів, оскільки тільки одна колона профілю, яке не є симетричним, але містить закрутруб заданого діаметра опускається у свердловиглення, центр якого зміщений у напрямку бокової ну на даний момент часу. поверхні заходу (протилежної по відношенню до Ме ханічні впливи циклічного характеру, якщо робочої бокової поверхні профілю) і радіус якого вони строго не обмежені, призводять в експлуатазбільшений приблизно на 50% по відношенню до ції до руйнування від утомленості, виникаючого у радіуса відповідно до документа АРІ і становить кореневій частині профілю витків різі, звичайно з приблизно 1,45мм (або 0,057 дюйми). боку робочих бокових поверхонь профілю різі, які Це закруглення з'єднане дотичним чином з знаходяться під навантаженням. робочою боковою поверхнею профілю, причому ця Це місце найбільш частого виникнення тріщин поверхня з'єднана за допомогою менш критичного від утомленості визначається концентрацією мепрофілю з боковою поверхнею заходу, тобто за ханічних напружень у з'єднанні між боковою поведопомогою простого відрізка прямої або криволірхнею профілю і донною частиною западини пронійної лінії з радіусом 0,81мм (або 0,032 дюйми), філю різі. після якої йде відрізок прямої лінії. Для того, щоб підвищити стійкість трубного У цьому випадку дно западини профілю різі нарізного з'єднання по відношенню до циклічних вийняте більше, ніж у різі відповідно до норми АРІ, механічних впливів, необхідно зменшити рівень і вимагає, таким чином, дуже великої товщини вимаксимальних механічних напружень шляхом знихідної тр уби для того, щоб нарізати таку різь. ження загального рівня механічних напружень на Таке технічне рішення не розглядається для робочій боковій поверхні профілю і шляхом реаліколон труб, призначених для експлуатації свердзації можливо менш кутастого з'єднання між роболовин у тому випадку, коли ці труби одночасно чою боковою поверхнею і донною частиною запазазнають впливу статичних та механічних напрудини профілю різі. жень, що циклічно змінюються. Специфікація API 7D визначає бурильні труби Тепер зустрічаються такі вимоги до стійкості з міцною конічною різзю, пристосовані для протипо відношенню до зовнішніх впливів у підводних стояння експлуатаційним механічним впливам. колонах труб, зв'язуючи х дно моря з платформаВитки трубної різі відповідно до норми APT 7D ми, що забезпечують видобуток вуглеводневої мають сильно закруглену трикутн у форму з робосировини у морі. чими та взаємодіючими одна з одною боковими Такі колони труб, названі фахівцями у даній поверхнями профілю різі, кожна з яких розташоваобласті техніки англійським на під кутом 30° по відношенню до перпендикулятерміном «risers», дійсно зазнають впливу мера до осі даного нарізного елемента. ханічних напружень, що циклічно змінюються, зокНеобхідно зазначити, що робоча бокова поверема, виникаючих внаслідок наявності морських рхня профілю різі являє собою поверхню, яка розтечій, які викликають вібрації колони труб, внасліташована на кожному витку різі зі сторони, протидок хвилювання моря, приливів і відпливів, а також лежної вільному кінцю даного нарізного елемента. внаслідок можливого переміщення самих цих плаЦе визначення буде використане протягом всього тформ. тексту представленого тут опису. Такі вимоги до стійкості по відношенню до зо 7 71067 8 внішніх механічних впливів зустрічаються також у ного нарізного з'єднання, який був би одночасно наземних свердловинах, зокрема, у процесі опусособливо стійким: кання колони труб з обертанням для цементації a) до статичних механічних зовнішніх впливів, свердловин у випадках, що часто зустрічаються, зокрема, до розтягування в осьовому напрямку, до свердловин, які відхиляються від вертикалі і які стиснення в осьовому напрямку, до вигину, крутінпредставляють вигини. ня, до впливу внутрішнього або зовнішнього тиску і Саме тому були зроблені спроби удосконалидо роз'єднання у процесі згвинчування, які діють ти трубні нарізні з'єднання для обсадних труб, ексокремо або у різних сполученнях (наприклад, розплуатаційних труб або для трубних колон типу тягування в осьовому напрямку плюс вн утрішній «risers» таким чином, щоб підвищити їх стійкість тиск); від утомленості. b) до механічних зовнішніх впливів циклічного У міжнародній патентній публікації WO характеру. 98/50720 описане таке вдосконалене трубне наріТакий нарізний елемент далі буде називатися зне з'єднання. нарізним елементом, що має протиутомний проОписана у цій публікації трубна різь містить філь різі. витки трапецієподібного профілю, одержані на Були також зроблені зусилля, направлені на основі так званих витків типу «buttress», що відпоте, щоб нарізний трубний елемент відповідно до відають специфікації API 5B. даного винаходу міг бути реалізований з викорисТрапецієподібна форма профілю витків різі танням різі будь-якого типу, наприклад, конічної, обмежує небезпеку деформації нарізних елеменциліндричної або комбінованої цилідроконічної, з тів, яка здатна призвести до пошкодження з'єдодним або декількома ступенями, з витками транання у процесі його згвинчування, зокрема, внапецієподібного або трикутного профілю, взаємодіслідок надмірного затягування. ючих або не взаємодіючих між собою у радіальноДонні частини западин витків різі є по суті му напрямку. Такі не взаємодіючі у радіальному прямолінійними і з'єднуються з кожною з бокових напрямку різі можуть бути, наприклад, типу описаповерхонь профілю за допомогою закруглення, них в європейській патентній заявці ЕР 454147, з радіус якого має величину у діапазоні від 10% до одночасним контактом двох бокових поверхонь з 50% від величини повної ширини донної частини боковими поверхнями профілю сполученої різі (ще западини витка різі (і переважно у діапазоні від названої «rugged thread»), з осьовим стягуванням 16% до 26% від цієї повної ширини), причому це або ж типу клина із змінною шириною профілю, як закруглення закінчується тангенціально по відноце описане, наприклад, у патентному документі шенню до бокової поверхні і до дна западини витUS Re 30647. ка різі. Крім того, необхідно, щоб нарізний елемент Висота витків різі у цьому випадку виконана можна було досить легко виготовити і легко конттакою, щоб виключити будь-яку можливість взаєролювати. модії у радіальному напрямку між донною частиНарізний елемент відповідно до даного винаною западини витка різі і вершиною відповідного ходу повинен бути придатний для формування витка сполученої різі, підтримуючи між ними радітрубних нарізних з'єднань, призначених для утвоальний зазор, величина якого становить щонайрення колон труб, що застосовуються для видобуменше 0,25мм (або 0,010 дюйми). тку вугле водневої сировини, колон обсадних труб Беручи до уваги типи різі, наведені як приклад, свердловин, колон труб для морського видобутку закруглення у донній частині западини витка різі вуглеводнів (тобто колон типу «risers») або колон мають величину радіуса порядку 0,5мм проти труб, призначених для аналогічного використання. 0,15мм для радіусів, що визначаються нормою API Крім того, була зроблена спроба реалізувати 5B. герметичні трубні нарізні з'єднання, зокрема, неТакі радіуси закруглень можуть показатися проникні для газу, навіть при впливі механічних дуже малими, якщо порівнювати їх з радіусами напружень, що циклічно змінюються. закруглень для бурильних труб , однак трапецієпоНарізний елемент відповідно до даного винадібна форма витків різі, що використовуються у ходу, як варіант реалізації, повинен бути придатцьому випадку, не дозволяє виконувати такі великі ний для формування колон бурильних тр уб. радіуси закруглень, як у випадку витків трикутного Була також поставлена задача реалізувати профілю при умові зменшення площі робочої потрубне нарізне з'єднання, в якому тільки один наверхні бокових поверхонь профілю витків, що знарізний елемент, наприклад, охоплюючий нарізний ходяться у контакті. елемент, був би модифікований для того, щоб Крім того, різі, виконані відповідно до цієї пубзабезпечити протидію механічним впливам циклілікації WO 98/50720, не пристосовані до викорисчного характеру, але який при цьому був би сумістання так званих взаємодіючих витків, які характеним зі сполученим з ним нарізним елементом, що ризуються взаємодією у радіальному напрямку між не пройшов модифікацію. вершинами витків однієї різі і відповідними донниЯк варіант реалізації була також поставлена ми частинами западин сполученої з нею різі. Опизадача створити трубне нарізне з'єднання, в якому сані тут витки різі являють собою витки типу «клибули б модифіковані обидва взаємодіючих нарізну» із змінною шириною, як це описане у них елемента для забезпечення стійкості по відпатентному документі US Re 30647. ношенню до механічних впливів циклічного харакВідповідно до даного винаходу була зроблена теру. спроба реалізувати охоплюваний або охоплюючий Відповідно до даного винаходу тр убний нарізтрубний нарізний елемент, призначений для трубний елемент з протиутомним профілем різі, охоп 9 71067 10 люваного або охоплюючого типу, виконаний на ється: кінці труби і містить зовнішню охоплювану різь або - положенням опорної точки бокової поверхні внутрішню охоплюючу різь, в залежності від чого профілю витка різі, даний нарізний елемент називається охоплюваний - кутом, утвореним між дотичною до опорного або охоплюючий. кола основної дуги кола та відповідною боковою Витки різі містять вершину профілю різі, пряповерхнею профілю витка різі, молінійну робочу бокову поверхню, прямолінійну - кутом, утвореним між дотичною до кола та бокову поверхню заходу і дві тангенціальні з'єднудонною частиною западини витка різі. вальні зони або так звані зони «донної частини Радіус основної дуги кола у кожній зоні з чисзападини витка різі». ленними радіусами у донній частині западини витКожна з двох тангенціальних з'єднувальних ка різі перевищує радіус так званої «дуги стандарзон донної частини западини витка різі розташотного кола», що проходить через опорну точку вана між дном западини витка різі та однієї з бокобокової поверхні профілю витка різі, яка сама буде вих поверхонь профілю витка, названою також формувати зону тангенціального з'єднання між «відповідною боковою поверхнею», і містить дугу відповідною боковою поверхнею та донною частикола. ною западини витка різі. Щонайменше одна з двох зон тангенціального Таким чином, даний винахід забезпечує викоз'єднання донної частини западини витка різі, наристання досить великого радіуса з'єднання у кризвана також «з'єднувальною зоною з численними тичних зонах, розташованих у середині зони з'єдрадіусами», містить дугу кола, названу також «оснання, де розташована основна дуга кола, і новною дугою кола», опорне коло якої перетинає декілька менших радіусів у з'єднанні з відповідною опорну пряму відповідної бокової поверхні у так боковою поверхнею профілю різі і з донною частизваній «опорній точці бокової поверхні», і правиною западини витка різі, де розташовані вторинні льну і так звану «вторинну криву», розташовану по криві, і все це без надмірного витрачання висоти одну і по іншу сторони від основної дуги кола, яка витка різі. з'єднує дотичним чином цю основну дугу кола, з Для заданої висоти витка різі чим ближче опоодного боку, з відповідною боковою поверхнею, а з рна точка бокової поверхні витка розташована до іншого боку, з донною частиною западини витка донної частини западини цього витка, тим більшою різі. При цьому з'єднання, що не є тангенціальним, виявляється площа бокової поверхні профілю витбуде забезпечувати ефект піка механічних напрука, призначена для опори на відповідну бокову жень, особливо несприятливого з точки зору утомповерхню витка сполученого нарізного елемента, леності на рівні цієї точки з'єднання. що дозволяє поліпшити статичні характеристики Крім того, ця вторинна крива повинна бути одержаного таким чином нарізного з'єднання. правильною, тобто такою, яка не має будь-якої У випадку нарізних елементів, які відповідають особливої точки, здатної створити на цьому рівні існуючому рівню техніки у даній області, радіальна пік механічних напружень. висота зони з'єднання (тобто відстань від опорної В опорній точці бокової поверхні дотична до точки бокової поверхні до дна западини витка різі) опорного кола основної дуги кола, утворює позипропорційна радіусу цієї зони. Отже, для цих нарітивний гострий кут з опорною прямою відповідної зних елементів і для заданої висоти витка різі бокової поверхні. будь-який виграш відносно утомних характеристик Потрібно зазначити, що позитивним напрям(при циклічних механічних впливах) призводить до ком є такий напрямок, в якому основна дуга кола погіршення статичних характеристик. не знімає матеріал витків різі або не входить у цей У випадку даного винаходу і внаслідок позитиматеріал. При цьому негативний кут між дотичною вного кута між дотичною до опорного кола дуги та боковою поверхнею профілю буде особливо основного кола та боковою поверхнею профілю небажаним з точки зору стійкості від утомленості. радіальна висота зони з'єднання пропорційна раЦе опорне коло основної дуги кола є дотичним діусу дуги основного кола, але коефіцієнт цієї проабо перетинаючим по відношенню до опорної порціональності виявляється тим менше, чим біпрямої донної частини западини витка різі і дотичльше цей позитивний кут. При цьому може бути на до опорного кола утворює у точці перетину або зроблена спроба поліпшити або стійкість від утомдотику, що розглядається, кут, величина якого леності із заданими статичними характеристиками, знаходиться у діапазоні від -15° до +15°, з опорабо статичні характеристики із заданою часткою ною прямою донної частини западини витка різі. утомленості, або ж одночасно стійкість від утомУ тому випадку, коли опорне коло основної дуленості і статичні характеристики. ги кола торкається опорної прямої донної частини Переважно, кут між дотичною до опорного козападини витка різі, цей кут є н ульовим і вторинна ла основної дуги кола зони з численними радіусакрива з боку донної частини западини витка різі ми та відповідною боковою поверхнею в опорній перетворюється у точк у. точці бокової поверхні має величину у діапазоні У тому випадку, коли донна частина западини від +10° до (70°-J), де J означає кут нахилу відповитка різі перетворюється у точку, опорна пряма відної бокової поверхні профілю, тобто кут між цієї донної частини западини витка різі по визнапрямолінійною частиною бокової поверхні та перченню являє собою пряму, що проходить через пендикуляром до осі трубного нарізного елемента. дно западини витка різі, яка паралельна осі нарізКут нахилу бокової поверхні профілю витка різі ного елемента. вважається позитивним у тому випадку, коли боФорма та розташування основної дуги кола у кова поверхня не намагається нависати над донбудь-якій зоні з численними радіусами визначаною частиною западини витка різі. 11 71067 12 Переважно, кут між дотичною до опорного кошини витка різі з'єднує кожну вершину ви тка різі з ла основної дуги кола з'єднувальної зони з чисйого боковою поверхнею. ленними радіусами та несучою боковою поверхПрофіль та розташування кожної зони з'єднею в опорній точці бокової поверхні має величину нання вершини витка різі виконані таким чином, у діапазоні від +15° до (45°-J), де J має те саме щоб не взаємодіяти з тангенціальною зоною з'єдвизначення, що і у попередньому викладі. нання донної частини западини витка різі сполучеКонфігурація з позитивним або нульовим куного нарізного елемента. том нахилу бокової поверхні є переважною з точки Щонайменше один з двох нарізних елементів, зору концентрації напружень у кореневій частині охоплюваний або охоплюючий, являє собою трубвитків різі. ний нарізний елемент з протиутомним профілем Переважно, радіус дуги основного кола з'єднурізі відповідно до даного винаходу. вальної зони з численними радіусами має величиПереважно і відповідно до варіанту реалізації ну у діапазоні від 150% до 250% від радіуса дуги даного винаходу щонайменше одна зона з'єднанстандартного кола, яка буде формувати тангенціня вершини витка різі трубного нарізного елеменальну зону з'єднання, що проходить через опорну та, розташована проти зони тангенціального з'єдточку бокової поверхні. нання донної частини западини витка різі з Також переважно, щоб кожна вторинна крива численними радіусами трубного нарізного елеменз'єднувальної зони з численними радіусами являта із сполученим протиутомним профілем різі, явла собою дугу кола. ляє собою так звану супроводжуючу зону, яка місПереважно, щоб відношення радіуса дуги кола тить дві дуги кола, з'єднані одна з одною дотичним кожної вторинної кривої до радіуса основної дуги чином, одна з яких являє собою основну дугу кола, кола мало величину у діапазоні від 0,1 до 0,4. а інша являє собою дугу вторинного кола, причому Мінімальна величина цього відношення виця остання призначена для здійснення дотичного ключає надмірний підйом напружень на рівні втоз'єднання зони з'єднання вершини витка різі з відринних кривих. повідною боковою поверхнею. Максимальна величина цього відношення обКрім того, у так званій «верхній точці з'єднанмежує загальну протяжність з'єднувальної зони з ня» відповідної бокової поверхні, де опорне коло численними радіусами. основної дуги кола супроводжуючої зони перетиДаний винахід може застосовуватися шля хом нає опорну пряму відповідної бокової поверхні, модифікації профілю витків різі або з боку тільки дотична до кола утворює строго негативний гостоднієї бокової поверхні профілю витка, зокрема, рий кут з опорною прямою боковою поверхнею. робочої бокової поверхні, яка звичайно є найбільш Відповідно до вищезгаданої умови такий знак навантаженою, або на обох бокових сторонах кута означає, що дуга основного кола вершини профілю. витка різі проникає у матеріал витка різі. Цей винахід також може застосовуватися як Таке розташування дозволяє збільшити площу для витків різі, що мають профіль трикутної форбокових поверхонь, що знаходяться у контакті, для ми, так і для витків, що мають трапецієподібну заданої висоти витка цієї різі. форму профілю з фіксованою або змінною шириВідповідно до переважного варіанту реалізації ною, а також для конічної, циліндричної та комбіданого винаходу з точки зору вартості тільки один нованої різі з одним або декількома ступенями. з нарізних елементів, охоплюваний або охоплююРізні способи реалізації даного винаходу бучий, являє собою нарізний елемент з протиутомдуть представлені у подальшому викладі, але не ним профілем різі відповідно до даного винаходу, будуть обмежувальними для даного винаходу. сумісний з іншим нарізним елементом, який являє Даний винахід стосується також трубного нарісобою звичайний нарізний елемент, виконаний зного з'єднання з підвищеною стійкістю до статичвідповідно до існуючого рівня техніки у даній обланих та механічних впливів, що циклічно змінюютьсті. ся, яке містить охоплюваний трубний нарізний Відповідно до іншого переважного варіанту елемент на кінці першої труби, що з'єдн ується за реалізації даного винаходу з точки зору одержання допомогою згвинчування з охоплюючим трубним максимально сприятливих характеристик, обидва нарізним елементом на кінці другої труби за допонарізних елемента, охоплюваний і охоплюючий, могою охоплюваної різі на охоплюваному трубноявляють собою нарізні елементи з протиутомним му нарізному елементі та охоплюючої різі на охоппрофілем різі відповідно до даного винаходу. люючому тр убному нарізному елементі. Відповідно до іншого варіанту реалізації трубУ цьому випадку під трубою потрібно розуміти не нарізне з'єднання відповідно до даного винахояк трубу відносно великої довжини, так і трубу відду застосовується до так званих взаємодіючих носно малої довжини, наприклад, типу муфти. різей, в яких вершина витка однієї різі взаємодіє у Витки різі кожної з нарізних ділянок містять радіальному напрямку з донною частиною западивершину ви тка, донну частину западини витка, ни витка сполученої різі. прямолінійну робочу бокову поверхню, прямоліВідповідно до ще одного варіанту реалізації нійну бокову поверхню заходу та чотири зони з'єдтрубне нарізне з'єднання відповідно до даного нання, кожна з яких містить дугу кола. винаходу застосовується до різей, в яких обидві Серед чотирьох цих зон, кожна з двох так звабокові поверхні кожного витка різі знаходяться у них зон тангенціального з'єднання донної частини механічному контакті, з наявністю або без наявнозападини витка з'єднує цю донну частину западисті контактного тиску, з двома боковими поверхняни витка з так званою відповідною боковою поверми відповідного витка сполученої різі на щонаймехнею, і кожна з двох так званих зон з'єднання вернше частині довжини цих нарізних ділянок. Таким 13 71067 14 чином, даний винахід застосовується також до так ного з'єднання, показаного на фіг.8А, на рівні зон званих витків різі типу «rugged thread» з осьовим з'єднання, показаних на фіг.6В та 7С, стягуванням або з клином змінної ширини. - На фіг.9А зображений вигляд декількох триІнші характеристики та переваги даного винакутних витків різі відповідно до іншого варіанту ходу будуть краще зрозумілі з наведеного нижче реалізації охоплюючого нарізного елемента відпойого докладного опису та прикладених креслень, відно до даного винаходу, які можуть служити не тільки для кращого розумін- На фіг.9В та 9С зображені вигляди зон з'єдня цього винаходу, але також можуть робити, у нання між боковими поверхнями витків різі, покаразі необхідності, свій внесок у визначення цього заної на фіг.9 А, винаходу. - На фіг.10А зображений вигляд декількох триВсі креслення являють собою схематичні викутних витків різі відповідно до іншого варіанту гляди у половинному подовжньому розрізі, викореалізації охоплюваного нарізного елемента віднаному по площині, що проходить через вісь наріповідно до даного винаходу, зного елемента або нарізного з'єднання. - На фіг.10В та ЮС зображені вигляди зон - На фіг.1 зображений вигляд муфтового наріз'єднання між боковими поверхнями витків різі, зного з'єднання між двома трубами за допомогою показаної на фіг.10А, конічної різі, - На фіг.11А зображений вигляд декількох вит- На фіг.2 зображений вигляд так званого інтеків різі відповідно до іншого варіанту реалізації грального нарізного з'єднання між двома трубами нарізного з'єднання відповідно до даного винахоза допомогою конічної різі, розташованої в два ду, утвореного з'єднанням нарізних елементів, ступеня, показаних на фіг.9 А та 10 А, - На фіг.3А зображений вигляд декількох вит- На фіг.11В зображений вигляд деталі нарізків трапецієподібної різі охоплюючого нарізного ного з'єднання, показаного на фіг.11А, на рівні зон елемента відповідно до існуючого рівня техніки у з'єднання, показаних на фіг.9С та 10В, даній області, - На фіг.11С зображений вигляд деталі наріз- На фіг.3В, 3С, 3D та 3Е зображені вигляди ного з'єднання, показаного на фіг.11А, на рівні зон зон з'єднання між поверхнями витків різі, показаної з'єднання, показаних на фіг.9В та 10С, на фіг.3 А, - На фіг.12 зображений графік, що показує На фіг.4А зображений вигляд декількох трапезміну відношення радіуса дуги основного кола до цієподібних витків різі охоплюваного нарізного радіуса стандартного кола зони з'єднання у функелемента відповідно до даного винаходу, ції кута в опорній точці бокової поверхні для різних - На фіг.4В, 4С, 4D та 4Е зображені вигляди значень кута у точці з'єднання донної частини зазон з'єднання між поверхнями витків різі, показаної падини витка різі, на фіг.4 А, - На фіг.13 зображений той самий графік, але - На фіг.4F та 4G зображені вигляди однієї з для різних значень кута нахилу робочої бокової деталей вигляду, показаного на , фіг.4В, поверхні, - На фіг.5А зображений вигляд декількох тра- На фіг.14 зображений графік, що показує пецієподібних витків нарізного з'єднання відповідзміну основного механічного напруження у функції но до даного винаходу, утвореного з'єднанням кутового положення на зоні з'єднання між донною нарізних елементів, показаних на фіг.3 А та 4 А, частиною западини витка різі та робочої бокової - На фіг.5В зображений вигляд деталі нарізноповерхні у трубному нарізному з'єднанні, що заго з'єднання, показаного на фіг.5А, на рівні зон знає впливу вн утрішнього тиску деякого текучого з'єднання, показаних на фіг.3С та 4В, середовища. - На фіг.6А зображений вигляд декількох траНа фіг.1 представлений схематичний вигляд у пецієподібних витків у варіанті реалізації охоплюподовжньому розрізі муфтового нарізного з'єднанючого нарізного елемента відповідно до даного ня 200, виконаного між двома трубами великої винаходу, довжини 101 та 101'. - На фіг.6В, 6С та 6Е зображені види зон з'єдУ цьому випадку під трубами великої довжини нання між поверхнями витків різі, показаної на потрібно розуміти труби, довжина яких становить фіг.6 А, декілька метрів і досягає, наприклад, порядку 10м. - На фіг.7А зображений вигляд декількох траТакі труби звичайно з'єднуються одна з одною пецієподібних витків у варіанті реалізації охоплюдля того, щоб сформувати, наприклад, колони ваного нарізного елемента відповідно до даного обсадних труб, або колони експлуатаційних труб, винаходу, або колони труб типу «risers», призначених для - На фіг.7В, 7С, 7D та 7Е зображені види зон наземних або морських свердловин видобутку з'єднання між поверхнями витків різі, показаної на вуглеводневої сировини, або колони бурильних фіг.7 А, труб, призначених для буріння таких свердловин. - На фіг.8А зображений вигляд декількох траЦі труби можуть бути виготовлені з різних типецієподібних витків у варіанті реалізації нарізного пів сталі, зовсім нелегованої, слабо легованої або з'єднання відповідно до даного винаходу, утворесильно легованої, і навіть з інших залізистих або ного з'єднанням нарізних елементів, показаних на незалізистих сплавів, для того, щоб ці труби були фіг.6 А та 7А, належним чином адаптовані до різних умов екс- На фіг.8В зображений вигляд деталі нарізноплуатації, таких, наприклад, як рівень зовнішніх го з'єднання, показаного на фіг.6А, на рівні зон механічних впливів або корозійний характер внутз'єднання, показаних на фіг.6С та 7В, рішнього або зовнішнього по відношенню до цих - На фіг.8С зображений, вигляд деталі нарізтруб текучого середовища. 15 71067 16 У цьому випадку можна також використовуваметалу з металом. Опорні поверхні 5 та 6 формути труби, вигото влені зі сталі, менш стійкої до коють таким чином, що опорні поверхні герметизації розії, але які містять відповідне покриття, виконароблять дане нарізне з'єднання герметичним нане, наприклад, з синтетичного матеріалу, що віть при високому тиску вн утрішнього або зовнішвиключає контакт між сталлю та корозійним текунього текучого середовища. чим середовищем. Якщо у цьому випадку небажано мати надійну Труби 101 та 100’ містять на своїх кінцях іденгерметичність з'єднання, можна усун ути обмежутичні охоплювані нарізні елементи 1, 1’ і з'єднані вальний виступ 10, тобто поперечну поверхню один з одним за допомогою з'єднувальної муфти упора 8 і конічні опорні поверхні 5 та 6. 202, що містить на кожному з своїх кінців охоплюЯк варіант реалізації нарізне з'єднання двох ючий нарізний елемент 2, 2’. труб великої довжини може здійснюватися безпоОхоплювані нарізні елементи 1, 1’ з'єднані за середньо, як це проілюстровано на фіг.2. Цей тип допомогою згвинчування відповідно з охоплюючиз'єднання, в якому використовується тільки одне ми нарізними елементами 2, 2', утворюючи при нарізне з'єднання, називається інтегральним. цьому два симетричних нарізних з'єднання 100, Одна труба 301 забезпечена на одному зі сво100', зв'язаних за допомогою обмежувального виїх кінців охоплюваним нарізним елементом 1, а ступу 10, що має довжину, яка становить декілька друга тр уба 302 забезпечена на відповідному її сантиметрів. кінці охоплюючим нарізним елементом 2. Цей обмежувальний виступ 10 з'єднувальної Охоплюваний нарізний елемент 1 містить зовмуфти має внутрішній діаметр, по суті ідентичний нішню охоплювану різь, утворену у цьому випадку внутрішньому діаметру труб 101, 101’, таким чидвома циліндричними ступенями або уступами ном, щоб не спричиняти збурення потоку текучого 303, 303' з витками трикутного, круглого або трасередовища, який проходить всередині цих тр уб. пецієподібного профілю, відділеними один від одОскільки нарізні з'єднання 100, 100' є симетриного поперечним кільцевим виступом 307, причому чними, у подальшому викладі буде описано функступінь меншого діаметра 303' розташований з ціонування тільки одного з цих з'єднань. боку вільного кінця 309' даного елемента, вільний Як можна побачити на фіг.1, різі представлені кінець 309' якого представляє поперечну кільцеву тут твірними або обвідними вершин та донних часповерхню. тин западин витків різі. У просторі між нарізною частиною 303' та кінОхоплюваний нарізний елемент 1 містить охоцевою поверхнею 309' із зовнішньої сторони розплювану різь 3, виконану відповідно до специфікаташована конічна опорна поверхня 311’. ції API 5B, яка є конічною з трикутним або трапеЗ протилежної сторони на охоплюваному елецієподібним профілем витка різі і розташовану на менті нарізна частина 303 продовжується частизовнішній поверхні охоплюваного нарізного еленою, яка не має різі і яка містить конічну опорну мента. Охоплювана різь 3 відділена від вільного поверхню 311 і поперечну кільцеву поверхню 309, кінця 7 цього елемента за допомогою кромки 11, яка утворює круговий виступ. яка не містить різі. Вільний кінець 7 має кільцеву і Охоплюючий нарізний елемент 2 містить зі по суті поперечну поверхню. своєї внутрішньої сторони охоплюючі засоби, споБіля вільного кінця 7 на зовнішній поверхні лучені з охоплюваними засобами. кромки 11 розташована опорна конічна поверхня Охоплюючий нарізний елемент 2 містить, та5, конусність якої перевищує конусність охоплюваким чином, охоплюючу різь, утворену двома циліної різі 3. ндричними ступенями 304, 304', відділеними один Охоплюючий елемент 2 містить засоби, сповід одного поперечним кільцевим виступом 308, лучені із засобами охоплюваного елемента 1, тобпричому ступінь більшого діаметра 304 розташото засоби, яким вони відповідають за формою і які ваний з боку поперечного кільцевого вільного кінця за їх розташуванням призначені для взаємодії з 310 охоплюючого елемента. охоплюваними засобами. Цей охоплюючий елемент додатково містить Охоплюючий елемент 2 містить також, всередві конічні опорні поверхні 312, 312', відповідні дині своєї охоплюючої конічної нарізної частини 4, охоплюваним опорним поверхням 311, 311’, і кільчастину, яка не містить різі і яка розташована між цеву поперечну поверхню 310', яка утворює кінценарізною частиною та обмежувальним виступом вий виступ на кінці елемента, який протилежний 10. його вільному кінцю 310. Ця частина, що не має різі, містить, зокрема, У згвинченому стані даного нарізного з'єднанпо суті поперечну кільцеву поверхню орієнтації 8, ня охоплювані нарізні частини 303, 303' загвинчені утворюючу круговий уступ на кінці обмежувальновідповідно в охоплюючі нарізні частини 304, 304' і го виступ у, і конічну опорну поверхню 6, що продоцентральні виступи 307, 308 упираються один в вжує цей уступ. один. Поперечні кінцеві поверхні 309, 309' знахоЗ'єднання виконане шляхом загвинчування дяться у можливому контакті з кінцевими попереохоплюваного елемента 1 в охоплюючий елемент чними поверхнями відповідних виступів 310, 310’ і 2. утворюють допоміжні упори, що доповнюють осноЗагвинчування охоплюваної різі в охоплюючу вні упори 307, 308. різь припиняється після того, як поперечні поверхОхоплювані опорні поверхні 311, 311’ взаємоні 7 та 8 увійдуть в упорний контакт одна з одною. діють у радіальному напрямку відповідно з охопОпорні поверхні 5 та 6 передбачені для того, щоб люючими опорними поверхнями 312, 312’, забезвзаємодіяти одна з одною у радіальному напрямку печуючи високий контактний тиск металу з і знаходяться внаслідок цього під тиском контакту металом, що здатні герметизувати дане нарізне 17 71067 18 з'єднання по відношенню до зовнішніх або внутріявляють собою зони з'єднання вершини профілю шніх текучи х середовищ. різі. Як варіанти реалізації, не показані на наведеКваліфікація як тангенціальних для цих зон них у додатку фігурах, муфтове нарізне з'єднання з'єднання 22, 32, 42, 52 відображає той факт, що може містити циліндричну різь, а інтегральне нарідуга кола, за допомогою якої утворені ці зони, є зне з'єднання може містити конічну різь. тангенціальною або дотичною на своїх кінцях по Кожна з нарізних ділянок також може мати дві відношенню до поверхонь, які ця дуга з'єднує. Це конічні різі з різною конусністю або циліндроконічвиключає наявність будь-якої кутастості, здатної ного типу, причому нарізні частини однієї і тієї састворити пік концентрації механічних напружень у мої різі можуть бути ступінчастими або не містити тому випадку, коли ці зони зазнають механічних ступенів. впливів. На подальших фігура х представлені декілька На фіг.4 А зображений профіль витка 11 зовніваріантів реалізації витків різі трубних нарізних шньої охоплюваної конічної різі 3 охоплюваного елементів, призначених для трубних нарізних трубного нарізного елемента 1, показаного на з'єднань, що забезпечують протидію як статичним, фіг.1. так і механічним впливам, що циклічно змінюютьЯк і профіль охоплюючого витка 12, профіль ся. охоплюваного витка 11 має трапецієподібну форНа фіг.3А показаний виток 12 внутрішньої кому і містить чотири прямолінійні сторони, а саме, нічної охоплюючої різі 4 охоплюючого трубного вершину профілю 17, донну частину западини нарізного елемента 2, показаного на фіг.1. профілю 19 і дві бокові сторони: робочу бокову Охоплюючі витки 12 різі мають трапецієподібсторону 13 та бокову сторону за ходу 15. ний профіль і містять чотири прямолінійні сторони, Охоплювані витки різі 11 виконані таким чиа саме, вершину профілю 20, дно западини профіном, щоб вони загвинчувалися в охоплюючу різь лю 18 і дві бокові сторони: робочу бокову сторону 12. Вершини і донні частини западин профілю 14 і бокову сторону за ходу 16. охоплюваної різі нахилені, наприклад, на той саУ представленому тут випадку вершини і донні мий кут С, що і вершини і донні частини западин частини западин профілю різі нахилені під кутом С профілю охоплюючої різі. Кут нахилу А робочої по відношенню до осі даного нарізного елемента. бокової поверхні і кут нахилу В бокової поверхні Цей кут С являє собою кут конуса різі. Висота заходу профілю охоплюваної різі 11 ідентичні відпрофілю витка різі є постійною на кожній боковій повідним кутам нахилу профілю охоплюючої різі стороні. 12. Можна також поперемінним чином мати на коБокові поверхні з'єднані з вершиною і донною нічній різі вершини і донні частини западин профічастиною западини профілю різі за допомогою лю, розташовані паралельно осі даного нарізного чотирьох тангенціальних з'єднувальних зон 21, 31, елемента, але при цьому висота профілю витка 41, 51. різі буде більшою зі сторони боковій поверхні заТангенціальні з'єднувальні зони вершини проходу, чим з боку робочої бокової поверхні для тофілю 31, 41 і донної частини западини профілю 51 го, щоб різь була конічною. утворені простими дугами кола, що мають відповіБокова поверхня заходу 16 являє собою бокодно радіуси r1sp, r1se і r1fe, і представлені на фіг.4С, ву поверхню, яка першою торкається відповідної 4D та 4Е. бокової поверхні сполученої різі у тому випадку, Тангенціальна з'єднувальна зона 21 донної коли охоплюваний і охоплюючий нарізні елементи частини западини профілю витка різі, розташована загвинчують один в іншій. Бокова поверхня заходу між донною частиною западини профілю і його розташована на профілі витка різі з боку вільного робочою боковою поверхнею, утворена декількома кінця даного нарізного елемента. послідовно розташованими дугами кола, що маРобоча бокова поверхня 14 профілю розташоють різні радіуси, і дотичними між собою. вана, таким чином, з боку, протилежного вільному Ця з'єднувальна зона 21, показана на фіг.4В, кінцю даного нарізного елемента. 4F та 4G, внаслідок згаданої вище обставини наЦя робоча бокова поверхня 14 утворює кут А з зивається зоною «з численними радіусами». перпендикуляром до осі нарізного елемента і боЦя зона з численними радіусами 21 містить у кова поверхня заходу утворює кут В з тим самим своїй середній частині дугу кола, названу «основперпендикуляром. ною дугою кола» 23, що має радіус rp1 і дугу кола, У цьому випадку кути А та В визначаються як названу «вторинною дугою кола» і розташовану з позитивні за наведеним вище визначенням внакожної сторони від цієї основної дуги кола, а саме, слідок того, що відповідні бокові поверхні 14 та 16 першу вторинну дугу кола 25, розташовану з боку не нависають над донною частиною западини 18 робочої бокової поверхні 13, що має радіус rs1 і профілю різі. дотичну до цієї робочої бокової поверхні, і другу Бокові поверхні з'єднані з вершиною і донною вторинну дугу кола 27, розташовану з боку донної частиною западини профілю різі за допомогою частини западини профілю витка 19, що має радічотирьох тангенціальних з'єднувальних зон 22, 32, ус rТ1 і дотичн у до цієї донної частини западини 42, 52, кожна з яких утворена звичайною дугою профілю різі. кола, як це показане на фіг.3В, 3С, 3D та 3Е. Опорне коло основної дуги кола 23 перетинає З'єднувальні зони 22 і 52, що відповідно мають опорну пряму робочої бокової поверхні 13 у точці радіуси r2fp і r2fe, являють собою зони тангенціальPRF1, яку називають «опорною точкою бокової поного з'єднання донної частини западини профілю верхні» без проходження вздовж цієї опорної прярізі, тоді як зони 32 і 42, що мають радіуси r2sp і r 2se, мої. 19 71067 20 Таким чином, у цій точці PRF1 існує деякий кут сильно позитивного кута А, спричиняє за собою D між дотичною 61 до опорного кола основної дуги великі значення відношення (rp1/rн1), які вимагають кола 23 і опорною прямою робочої бокової повервикористання вторинних дуг кіл малого радіуса, які хні 13 профілю різі. Цей кут D є строго позитивним є джерелами небажаних піків механічних напруна основі визначення знаку кута, що використовужень в експлуатації на рівні дуг 25 та 27. ється тут, відповідно до якого такий кут є позитивСаме тому величини кутів D та Ε потрібно виним у тому випадку, коли основна дуга кола не бирати швидше з урахуванням величин кутів А та входить у матеріал витка різі. Внаслідок цього доС для того, щоб величина відношення (rp1/rн1) знатична 61 є внутрішньою у витку різі 11 по відноходилася у діапазоні від 1,5 до 2,5. У випадку, що шенню до опорної прямої робочої бокової поверхні розглядається тут Е=10° і D=30°. профілю витка різі. Вторинні дуги кіл 25 та 27 мають радіуси відОпорне коло основної дуги кола 23 перетинає повідно rs1 і rТ1 які менше, ніж радіус rp1. опорну пряму бокової поверхні профілю витка 19 у Це не є заважаючим фактором для експлуататочці PRF1 без проходження вздовж цієї опорної ційної стійкості нарізних з'єднань, оскільки було прямої. встановлене, що найбільш навантаженою і, отже, Таким чином, дотична 63 до опорного кола оснайбільш критичною частиною зони з'єднання новної дуги кола 23 у точці PRF1 утворює деякий донної частини западини профілю витка різі є сетрохи позитивний кут Ε з опорною прямою бокової редня частина основної дуги кола 23 в основі різі і поверхні профілю витка 19. з боку робочої бокової поверхні профілю цього Було встановлено, що для нормального функвитка. ціонування нарізного з'єднання потрібно обмежити Дійсно, у нарізних з'єднаннях, що зазнають величину кута Ε у діапазоні від +15° до -15°, додавпливу розтяжних зусиль значної інтенсивності, вши йому величину, наприклад, 10°, причому відале такої, що змінюється, звичайно спостерігаєтьповідно до визначення знаків, що використовується поява тріщин від утомленості, які виникають у ся, у цьому випадку негативна величина кута середній частині зони з'єднання донної частини відповідає основній дузі кола, що входить у матезападини профілю витка різі з боку робочої бокоріал різі або, швидше у матеріал донної частини вої поверхні профілю, який приймає на себе зузападини профілю різі, як у цьому випадку. силля розтягування, що впливають на нарізні елеТа обставина, що положення точки PRF1 на роменти. бочій боковій поверхні 13 профілю витка різі, а Дуже малий радіус вторинної дуги кола може, також величини кутів D та Е, є фіксованими, допроте, забезпечити виникнення вторинного піка зволяє точно визначити величину радіуса rp1 осномеханічних напружень на рівні дуг 25 або 27, який вної дуги кола 23. здатний, як друга спонукальна причина, призвести У тому випадку, коли конусність різі є невелидо виникнення тріщин від утомленості у процесі кою (тобто величина кута С становить усього декіексплуатації. лька градусів) і коли робоча бокова поверхня 13 Дуже великий радіус вторинної дуги може припрофілю витка різі є по суті перпендикулярною до звести до формування дуг 25 або 27 дуже великих донної частини западини профілю витка різі 19, відносних розмірів, особливо у тому випадку, коли величина радіуса rp1 є близькою до подвоєної верадіус rp1 є досить великим. личини радіуса rн1 деякого гіпотетичного кола 29, Переважно, величину відношення rs1/rp1 вибияке назване «стандартним колом» і яке проходить рають у діапазоні від 0,1 до 0,4. через точку PRF1, причому це коло одне буде утвоНа фіг.5А зображений охоплюваний виток різі рювати тангенціальну зону з'єднання між робочою 11, показаний окремо на фіг.4А, і о хоплюючий вибоковою поверхнею та донною частиною западини ток різі 12, показаний окремо на фіг.3А, одночасно профілю витка різі. Це означає, що стандартне в охоплюваному і охоплюючому нарізних елеменколо 29, що проходить через точку PRF1, одночастах 1 та 2, з'єднаних між собою шляхом згвинчуно є дотичним до донної частини западини профівання для того, щоб утворити трубне нарізне з'єдлю витка різі 19 і до його робочої бокової поверхні нання типу з'єднання 100, показаного на фіг.1. 13. Витки різі 11 та 12, показані на фіг.5А, є так Фактором, що впливає найбільшою мірою на званими взаємодіючими, оскільки вершина 20 величину відношення (rp1/rн1), беручи до уваги допрофілю витка однієї з різей, у цьому випадку охопустимі зміни, є величина кута D. плюючої різі, взаємодіє у радіальному напрямку з У тому випадку, коли кут D є дуже малим і стадонною частиною западини 19 профілю витка споновить, наприклад, менше 10°, величина віднолученої різі, у цьому випадку охоплюваної різі. шення (грі/гні) ледве перевищує 1 і, отже, її вплив Робочі бокові поверхні профілів витків охопна стійкість від утомленості виявляється обмежелюваної і охоплюючої різі 13, 14 також знаходятьним. Таким чином, потрібно вибирати величину ся у взаємному контакті і зазнають впливу зусиль кута D, що перевищує 10° і переважно, що переосьового розтягування, виникаючих під дією власвищує 15°. ної ваги тр уб, що утворюють колону, і, у випадку Дуже велика величина кута D може призвести нарізних з'єднань показаного на фіг.1 типу, також до геометричної несумісності у випадку витків різі зусиль, виникаючих внаслідок упора одна в одну з робочими боковими поверхнями, сильно нахилепоперечних поверхонь 7, 8 при створенні моменту ними у позитивному напрямку. Саме тому з верхзгвинчування на рівні у декілька кН.м. ньої сторони величину кута D обмежують значенТут потрібно зазначити, що аналогічні зусилля ням (70°-А) і переважно значенням (45°-А). забезпечуються у процесі входження у взаємний Крім того, велика величина кута D, у випадку упор виступів 307, 308, показаних на фіг.2. 21 71067 22 Знову повертаючись до фіг.5 А, потрібно зазі 12, що має трапецієподібний профіль, в основзначити, що деякий зазор передбачений між верному подібний профілю різі, показаної на фіг.3А. шиною охоплюваного витка різі 17 і донною частиПроте, ця різь містить, у порівнянні з різзю, поною западини охоплюючого витка різі 18, а також казаною на фіг.3 А, відмінності, які стосуються двох між боковими поверхнями заходу 15, 16. з'єднувальних зон з боку робочої бокової поверхні Ці зазори обмежують також небезпеку взаєпрофілю, а саме, зони 22 донної частини западини модії між з'єднувальними зонами охоплюваної і профілю витка різі і зони 32 вершини профілю витохоплюючої різі, наприклад, взаємодії у сполучека різі, причому обидві ці з'єднувальні зони являних парах з'єднувальних зон 31/22, 41/52 і 51/42, ють собою зони з численними радіусами. навіть для ідентичних радіусів між сполученими З'єднувальна зона 22 детально представлена з'єднувальними зонами. на фіг.6В. Радіус r2s p з'єднувальної зони 32 вершини Ця зона містить основну дугу кола 24 і одну профілю витка охоплюючої різі з боку робочої бовторинну дугу кола 26, дотичну з одного боку по кової поверхні вибирається досить великим для відношенню до основної дуги кола і з іншого боку того, щоб не взаємодіяти із з'єднувальною зоною з по відношенню до робочої бокової поверхні 14. численними радіусами 21. Основна дуга кола тангенціально приєднана до Будь-яка взаємодія між цими зонами 21 та 32 донної частини западини витка різі 18 таким чибуде викликати ефект піка механічних напружень і ном, щоб не було необхідності передбачати другу неприйнятний ступінь ризику руйнування у процесі вторинну дугу кола для того, щоб здійснити з'єдексплуатації. нання на цьому рівні. Використання з'єднувальної зони 21 з численОсновна дуга кола 24 перетинає робочу боконими радіусами у донній частині западини витка ву поверхню 14 у точці PRF 2 і дотична 62 до опорохоплюваної різі з боку робочої бокової поверхні ного кола основної дуги кола 24 у точці PRF2 утвопрофілю дозволяє збільшити радіус критичної часрює кут D, точно позитивний, з опорною прямою тини найбільш навантаженої зони тангенціального робочої бокової поверхні 14. з'єднання, якщо фіксується вихідна точка зони У цьому випадку також використовується вже тангенціального з'єднання на робочійбоковій позгадуване вище визначення знаку кута. верхні профілю (дивися наведений вище аналіз На фіг.4В кут D має величину +30°. величин відношення rp1/rн1). Внаслідок тієї обставини, що цей кут D є позиМожна також зафіксувати мінімальну величину тивним, радіус rp2 основної дуги кола 24 перевирадіуса основної дуги кола і проаналізувати вищує радіус rн2 стандартної дуги кола 30, яка одна граш на робочій поверхні витків різі і, отже, на стаутворює тангенціальну з'єднувальну зону між ротичних характеристиках нарізного з'єднання. Прабочою боковою поверхнею 14 та донною частиною вильно, що цей виграш частково зменшується западини витка різі 18. внаслідок використання єдиного радіуса r2sp на Величина відношення rp2/rн2 знаходиться у засполученому охоплюючому з'єднанні (див. фіг.5В). лежності від тих самих умов, які були описані вище Проте потрібно зазначити, що у цьому випадку для з'єднання 21, показаного на фіг.4В, причому було необхідно модифікувати, по відношенню до даний випадок являє собою окремий випадок, в існуючого стан у техніки у даній області, тільки одякому кут Ε дорівнює н улю. ну з'єдн увальну зону і тільки на одному нарізному Вторинна дуга кола 26 має радіус rs2, який елементі, а саме, на охоплюваному елементі у менший, ніж радіус основної дуги кола, за міркуцьому випадку. ваннями, вже описаними вище для випадку, покаТочно так само можна модифікувати один заного на фіг.4В. тільки охоплюючий нарізний елемент. У цьому З'єднувальна зона 32 вершини профілю витка випадку можна використати труби 101, які містять різі детально представлена на фіг.6С. охоплювані нарізні елементи 1, виготовлені відпоЦя зона містить основну дугу кола 34 і одну відно до існуючого рівня техніки у даній області, і вторинну дугу кола 36, причому ця дуга кола є дозабезпечувати тільки нарізні муфти 202 модифікотичною з одного боку по відношенню до основної ваною охоплюючою різзю, що містить з'єднувальдуги кола 34, з іншого боку по відношенню до рону зону з численними радіусами між донною часбочої бокової поверхні 14. тиною западини профілю витка різі та його Опорне коло основної дуги кола 34 перетинає робочою боковою поверхнею. робочу бокову поверхню профілю у точці PRH2 або І нарешті, потрібно підкреслити, що витки різі, в так званій «верхній точці з'єднання». що містять з'єднувальні зони з численними радіуДотична 66 у точці PRH2 до основної дуги кола сами, не є складнішими з точки зору їх механічної 34 утворює кут Η з робочою боковою поверхнею обробки або контролю, чим стандартні витки різі, 14 профілю. які виконані відповідно до існуючого рівня техніки у Цей кут Η є негативним відповідно до визнаданій області і які мають з'єднувальні зони з єдичення знаку кута, що використовується у даному ним радіусом закруглення: у цьому випадку мехадокументі. Це означає, що основна дуга кола 34 нічна обробка здійснюється за допомогою інструвходить у матеріал витка 12 різі або «закусує» цей мента відповідної форми і контроль матеріал. реалізовується звичайним чином шляхом наклаПереважність такої конфігурації для з'єднувадення на виготовлену різь двох калібрів, механічно льної зони 32 полягає у тому, що, маючи ідентичоброблених для двох границь допуску на виготовний радіус, вона забезпечує розташування точки лення (так званий контроль типу «overlay»). PRH2 ближче до вершини профілю, чим у разі з'єдНа фіг.6А представлений виток охоплюючої рінання типу 42 (див. фіг.6В), утвореного єдиною 23 71067 24 дугою кола. нарізного з'єднання не обмежується стійкістю від Якщо необхідно, можна забезпечити тангенціутомленості немодифікованого нарізного елеменальне з'єднання способом, не представленим на та, як це мало місце у випадку, показаному на фіг.6С, зони 32 з вершиною профілю різі за допофіг.3 А. могою іншої вторинної дуги кола. Проте такий тип нарізного з'єднання вимагає Крім того, радіус rp6 основної дуги кола 34 при забезпечення охоплюваного і охоплюючого нарізнеобхідності може бути нескінченним, причому у них елементів модифікованою різзю з протиутомцьому випадку дуга 34 стає відрізком прямої. ним профілем. Радіус rs6 вторинної дуги кола 36 у будь-якомуНа фіг.9А представлений профіль витка 12 випадку має величину, меншу, ніж величина радіуохоплюючої різі трикутної форми охоплюючого са rs6 основної дуги кола 34. Те саме буде мати трубного нарізного елемента 2, показаного на місце і для іншої вторинної дуги кола з боку верфіг.1. Профіль витка 12 охоплюючої різі містить: шини профілю витка різі. - вершину витка S2, На фіг.7А представлений профіль витка охоп- донну частину западини витка F2, люваної різі 11, що має у цілому трапецієподібну - робочу бокову поверхню профілю 14, яка форму, подібну формі, показаній на фіг.4А. утворює кут А з перпендикуляром до осі нарізного Ця різь має форму профілю, пристосовану для елемента 2, загвинчування в охоплюючу різь 12, показану на - бокову поверхню заходу профілю 16, яка фіг.6 А. утворює кут В з перпендикуляром до осі нарізного Як і у випадку, представленому на фіг.6А, тут елемента 2. з'єднувальні зони 41 та 51 з боку бокової поверхні Кожний з кутів А та В має величину 30°, як про заходу виконані у вигляді дуг кола з єдиним радіуце згадано у специфікації АРІ 5В. сом (див. фігури 6D та 6Е), тоді як з'єднувальні Визначення робочої бокової поверхні та бокозони 21 та 31 з боку робочої бокової поверхні яввої поверхні заходу тут є таким самим, як і навеляють собою зони з численними радіусами. дене вище в описі. Оскільки у цьому випадку зона 21 тангенціальОскільки тут різь 4 є конічною, лінія, що з'єдн ує ного з'єднання донної частини западини профілю вершини профілю різі, і лінія, що з'єднує донні часрізі (див. фіг.7С) подібна з'єднувальній зоні 21, тини западин профілю різі, утворює кут С з віссю показаній на фіг.4А, за винятком того, що у цьому даного нарізного елемента. випадку кут Ε дорівнює нулю, відпадає необхідБокові поверхні 14, 16 з'єднані з вершиною ність у використанні вторинної дуги кола для з'єдпрофілю S2 і донною частиною западини профілю нання основної дуги кола 23 з донною частиною F2 різі за допомогою тангенціальних з'єднувальних западини профілю витка різі 19: в результаті зона зон 22, 32, 42, 52. 21 повністю відповідає зоні 22, показаній на фіг.6В. З'єднувальні зони 32, 42 вершини профілю є Зокрема, тут к ут D дорівнює +30°. симетричними одна одній по відношенню до перЗ'єднувальна зона 31 вершини профілю витка пендикуляра до осі нарізного елемента, що прохорізі (див. фіг.7В) також є подібною і повністю віддить через вершину профілю S2. Обидві ці зони повідає з'єднувальній зоні 32, показаній на фіг.6С. утворені єдиною дугою кола, що має радіус r2s На фіг.8А представлений профіль витка охоп(див. фіг.9С). люваної різі 11, показаний на фіг.7А, і профіль З'єднувальні зони 22, 52 донної частини запавитка охоплюючої різі 12, показаний на фіг.6А, дини профілю різі не є симетричними одна одній одночасно для нарізних елементів 1 та 2, з'єднапо відношенню до перпендикуляра до осі нарізноних між собою за допомогою згвинчування для го елемента, що проходить через донну частину утворення трубного нарізного з'єднання типу з'єдзападини профілю F2, але ці з'єднувальні зони нання 100, показаного на фіг.1. мають численні радіуси (див. фіг.9В). Витки різі 11, 12, показані на фіг.8А, являють З'єднувальна зона 22 містить основну дугу кособою витки взаємодіючого типу, як і витки, покала 24, що має радіус rp2 , яка у точці F2 торкається зані на фіг.3А: в цьому випадку тільки вершини опорної прямої донної частини западини витка різі. охоплюючих витків 20 знаходяться у контакті при Опорне коло основної дуги кола 24 перетинає у певному контактному тиску з донними частинами точці PRF2 опорну пряму робочої бокової поверхні западин профілю охоплюваної різі 19, а також у 14. контакті знаходяться робочі бокові поверхні проНа основі умов, вже згадуваних раніше, опорфілів 13 та 14 о хоплюваної і охоплюючої різі. ну пряму донної частини западини профілю різі у На фіг.8В та 8С представлене відносне розвипадку трикутної різі визначають як пряму, що ташування з'єднувальних зон з численними радіупаралельна осі даного нарізного з'єднання і що сами 21, 32, 31, 22 у складеному стані даного наріпроходить через донну частину западини F2 прозного з'єднання. Внаслідок модифікації з'єднання філю різі. на вершині профілю витка різі робочі бокові повеУ точці PRF2 дотична 62 до основної дуги кола рхні 13, 14 охоплюваної і охоплюючої різі можуть 24 утворює позитивний кут D з робочою боковою бути розташовані на більшій площі, ніж у випадку, поверхнею 14. Цей кут D має величину, наприпоказаному на фіг.5 А, і можуть, таким чином, виклад, 30°. тримувати більш значні статичні навантаження на З'єднувальна зона 22 містить також вторинну розтягування. дугу кола 26, що має радіус rs2, один кінець якої є Крім того, оскільки у цьому випадку охоплювадотичним до кінця основної дуги кола 24, а інший її ний і охоплюючий нарізні елементи, обидва були кінець є дотичним до робочої бокової поверхні 14. модифіковані, стійкість від утомленості даного Радіус rp2 основної дуги кола 24 внаслідок цьо 25 71067 26 го перевищує радіус r н2 не позначеного тут станфіг.9В, і відповідають їм. дартного кола, дотичного у точці PRF2 до робочої На фіг.11А зображений профіль охоплюваної бокової поверхні профілю і у точці F2 до опорної різі 11, показаний на фіг.10А, і профіль охоплююпрямої донної частини западини профілю різі і чої різі, показаний на фіг.9А, з'єднані між собою за забезпечує таким чином протиутомні характерисдопомогою згвинчування для того, щоб сформуватики для з'єднання донної частини западини проти тр убне нарізне з'єднання типу того, яке показафілю різі з робочою боковою поверхнею. не на фіг.1. Радіус rs2 має величину, меншу, ніж радіус rp2 , і Профілі різі 11 та 12 знаходяться у взаємному його величина переважно знаходиться у діапазоні контакті і відчувають певний контактний тиск на від 0,1 до 0,4 від величини радіуса rp2 . двох своїх бокових поверхнях: робоча бокова поЗ'єднувальна зона 52 містить основну дугу коверхня 13 охоплюваної різі знаходиться у контакті ла 54, що має радіус rp4, яка є дотичною у точці F2 з робочою боковою поверхнею 14 охоплюючої різі і до опорної прямої донної частини западини пробокова поверхня заходу 15 охоплюваної різі знафілю різі. Опорне коло цієї основної дуги 54 переходиться у контакті з боковою поверхнею заходу тинає у точці PRF4 опорну пряму бокової поверхні 16 охоплюючої різі. заходу 16. Але у цьому випадку існує невеликий зазор У точці PRF4 дотична 68 до основної дуги кола між вершинами і донними частинами западин 24 утворює позитивний кут F з боковою поверхнею профілю сполучених нарізних ділянок (тобто зазозаходу 16. Цей кут F має величину, наприклад, ри в парах F1/S2 та F2/S1) і між відповідними з'єд15°. нувальними зонами (тобто зазори в парах 21/42, З'єднувальна зона 52 містить також вторинну 51/32, 41/52, 31/22), як показано на фіг.11В та 11С. дугу кола 56, що має радіус rS4, один кінець якої є Ці зазори і форма профілю різі та з'єднувальдотичним по відношенню до кінця основної дуги них зон з основними дугами кіл, які мають досить кола 54, а інший кінець цієї дуги є дотичним по великий радіус у донній частині западин профілю відношенню до бокової поверхні заходу 16. різі, забезпечують необхідну стійкість від утомлеРадіус rp4 основної дуги кола 54 внаслідок цьоності трубного нарізного з'єднання цього типу при го перевищує радіус rн4, не позначеного тут станзовнішніх впливах стиснення і розтягування або дартного кола, дотичного у точці PRF4 по віднопри згинаючих зовнішніх впливах. шенню до бокової поверхні заходу 16 і дотичного у На фіг.12 та 13 зображене співвідношення, точці F2 по відношенню до опорної прямої донної для різних сполучень величин кутів А і Ε з величичастини западини профілю різі і забезпечує таким ною кута D, на величину відношення rp1/rн1і радіуса чином протиутомні характеристики для з'єднання основної дуги кола з'єднувальної зони з численнидонної частини западини профілю різі з робочою ми радіусами у донній частині западини профілю боковою поверхнею. різі до радiуса дуги стандартного кола, що утворює Радіус rS4 має величину, меншу, ніж радіус rp4 , тангенціальну з'єднувальну зону. і його величина переважно знаходиться у діапазоНа цих фіг.12 та 13 можна побачити, що велині від 0,1 до 0,4 від величини радіуса rp4. чина відношення грі/гні зростає із збільшенням Таким чином, запропонована конструкція нарікута D. На фіг.12 можна побачити, що вплив кута Ε зного елемента забезпечує збільшення стійкості є помірним і знаходиться у співвідношенні з невевід утомленості донних частин западин профілю ликими змінами, допустимими для цього кута: кут різі у тому випадку, коли обидві бокові поверхні 14 Ε з величиною 15° дозволяє забезпечити значення та 16 профілю цієї різі зазнають впливу циклічних відношення rp1/rн1, тро хи більш високі, ніж у тому механічних впливів при умові, що робоча бокова випадку, коли Е=0°. поверхня навантажена більше, що звичайно відДля робочих бокових поверхонь різі трапецієповідає випадку колон труб, які працюють попереподібного профілю, які звичайно мають відносно мінним чином на розтягування і на стиснення або невеликий нахил і відповідають значенню співвідякі зазнають впливу згинаючих з усиль. ношення (А-С), близькому до 0°, величина кута D На фіг.10А зображений профіль витка 11 охопереважно вибрана у діапазоні від 15° до 45°, що плюваної різі, пристосованої для загвинчування в відповідає переважному діапазону, заявленому охоплюючу різь 12, показану на фіг.9 А. для величин цього кута у тому випадку, коли велиЦей профіль охоплюваного витка різі 11 місчина кута А є н ульовою. тить вершину профілю S1, донну частину западиНа фіг.13 зображене співвідношення величини ни профілю F1, робочу бокову поверхню 13 і бококута А і співвідношення rp1/rн1 . При цьому величина ву поверхню заходу 15. даного співвідношення збільшується у тому випадБокові поверхні 13 та 15 з'єднані з вершинами ку, коли кут А збільшується за своєю алгебраїчною профілю S1 і донними частинами западин профівеличиною. лю F1 за допомогою з'єднувальних зон 21, 31, 41, Незначна негативна величина кута А (це озна51. чає, що робочі бокові поверхні профілю різі навиЗ'єднувальні зони 31, 41 вершини профілю рісають у вигляді крюка по типу «hook threads») призі, показані на фіг.10В, утворені дугою кола, що зводить до необхідності вибирати відносно велику має радіус r1s, і подібні з'єднувальним зонам 32, величину кута D для одержання істотного збіль43, показаним на фіг.9С. шення величини радіуса rp1. З'єднувальні зони 21, 51 донної частини запаЗначна позитивна величина кута А примушує дини профілю різі, показані на фіг.10С, являють обмежувати величину кута D значенням у 30°, і собою зони з численними радіусами. Ці з'єднуванавіть 20°. Такі значення кута А з устрічаються на льні зони подібні зонам 22, 52, показаним на різі трикутного профілю. 27 71067 28 Крім того, бокові поверхні заходу різі трапецієВикористання з'єднання з численними радіуподібного профілю звичайно мають трохи більший сами забезпечує незначне пониження кутового нахил, ніж робочі бокові поверхні. При цьому веположення опорної точки бокової поверхні до рівличина кута В може безпосередньо впливати на ня 0,32мм проти 0,375мм для стандартного з'єдвеличину кута А. нання і зменшення приблизно на 20% максимальНа фіг.14 зображена зміна основного механічної величини основного напруження s. ного напруження у з'єднувальній зоні між донною Таке зменшення спричиняє суттєвий виграш у частиною западини профілю різі та робочою бококількості циклів навантаження до руйнування від вою поверхнею у середній частині нарізної ділянки утомленості такого нарізного з'єднання. в описаній нижче конфігурації нарізного з'єднання Використання відношення rs1/rp1 що дорівнює для труб типу «risers» у колоні зв'язку між морсь0,3, дозволяє обмежити появу вторинного піка ким дном і добувною платформою, що використонапруження в положенні 70°. вується на морському родовищі: Даний винахід не обмежується тими способа- труби, що мають зовнішній діаметр 339,7мм ми його практичної реалізації, які були описані в описі. (або 13 3 8 дюйми) зістиковані одна з одною за Даний винахід може застосовуватися, зокредопомогою муфтових нарізних з'єднань типу з'єдма, до циліндричної різі (кут С=0°) типу різі 303, нання, показаного на фіг.1, 303', 304, 304', що використовується в трубних - використана конічна різь (конусність різі станарізних з'єднаннях типу з'єднання 300, показаноновить 1/6 або кут С дорівнює 4,8°), го на фіг.2. - різь, що використовується, містить 4 витки на Цей винахід також може бути застосований до дюйм (крок різі при цьому становить 6,35мм), різі трапецієподібного профілю, обидві бокові по- витки різі трапецієподібного профілю мають верхні якого знаходяться у контакті, з наявністю висоту 2,1мм до вершин і донні частини западин або без наявності між ними контактного тиску, з профілю різі паралельні осі труб, що використовудвома боковими поверхнями сполученої різі. ються, Це відноситься до. випадку так званої різі типу - профіль різі має прямі робочі бокові поверхні «rugged thread», що використовується для наріз(кут А=0°), них з'єднань, призначених для роботи на розтягу- профіль різі має похилі бокові поверхні заховання і на стиснення, наприклад, типу нарізних ду (к ут В=15°), з'єднань, описаних у патентному документі ЕР - осьове розтяжне навантаження, що призво454147. У цьому документі робочі бокові поверхні дить до виникнення розтяжних напружень у матеохоплюваної і охоплюючої різі знаходяться у взаєріалі труб, становить 80% від межі пружності мамному контакті при наявності контактного тиску і теріалу, що використовується, бокові поверхні заходу о хоплюваної і охоплюючої - нарізні з'єднання загвинчені до упора з викорізі також знаходяться у контакті одна з одною на ристанням стандартного моменту затягування. значній частині довжини нарізних ділянок. На фіг.14 виконане порівняння розрахованої Це також відноситься до випадку різі зі стягнучисельними методами величини основного розтятими в осьовому напрямку боковими поверхнями, жного напруження на елементарному кубику маописаного у міжнародній патентній публікації WO теріалу на поверхні з'єднувальної зони між донною 00/14441. частиною западини витка різі та робочою боковою Це також відноситься до випадку клиноподібповерхнею у випадку стандартного з'єднання з ної різі із змінною шириною профілю, описаною у використанням єдиної дуги кола, що має радіус міжнародній патентній публікації WO 94/29627. 0,375мм (крива STD), і для з'єднання з численними Опис різі трикутного профілю із з'єднувальною радіусами (крива RM). зоною донної частини западини профілю різі з чиЗ'єднувальна зона з численними радіусами сленними радіусами на кожній боковій поверхні має такі параметри: може бути безпосередньо адаптований до такої D=30° E=0° різі з трапецієподібним профілем, оскільки трапеrp1=0,64мм rs1=0,19мм rp1/rs1=0,3 цієподібна різь є усього лише різзю трикутного При цьому положення точки PRF1 на робочій профілю, вершини і донні частини западин якої боковій поверхні віддалене на відстань 0,32мм від зрізані. опорної прямої донної частини западини профілю У випадку такої трапецієподібної різі можна різі. використати у донній частині западин її профілю На фіг.14 зображений елементарний кубик маз'єднувальні зони з численними радіусами, в яких теріалу на поверхні з'єднувальної зони у кутовому радіуси основної дуги кола є різними для з'єднуваположенні q і представлено основне напруження s льної зони, що відноситься до робочої бокової розтягування на поверхні цього кубика, перпендиповерхні, і з'єднувальної зони, що відноситься до кулярне до дотичної по відношенню до поверхні бокової поверхні заходу. з'єднувальної зони у функції кутового положення q. Оскільки бокова поверхня заходу у профілі різі Положення 0° відповідає кінцю зони з'єднання з звичайно є менш навантаженою, ніж робоча бокодонною частиною западини профілю витка різі і ва поверхня цього профілю, у трапецієподібній положення 90° відповідає іншому кінцю цієї з'єднурізі, де обидві ці бокові поверхні знаходяться у вальної зони з боку робочої бокової поверхні. контакті з відповідними боковими поверхнями споЗазначається наявність максимуму основного лученого нарізного елемента, основний радіус rр напруження s в середній частині з'єднувальної переважно має декілька більшу величину для зони, зокрема, в околі кутового положення 30°. з'єднувальної зони 21 і/або 22 з боку робочої боко 29 71067 30 вої поверхні, ніж для з'єднувальної зони 51 і/або же бути ідентичним для з'єднувальних зон 21, 22, 52 з боку бокової поверхні заходу. 51, 52. Альтернативним чином основний радіус rр мо 31 71067 32 33 71067 34 35 71067 36 37 Комп’ютерна в ерстка О. Гапоненко 71067 Підписне 38 Тираж 37 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601