Різьбове з’єднання обсадних та насосно-компресорних труб

Різьбове з'єднання обсадних та насоснокомпресорних труб, що включає муфту з внутрішніми різьбами, кінці труб з різьбами, відповідними різьбам муфт, і конічними поверхнями на внутрішній поверхні труб від торця, і герметизуючий елемент з можливістю взаємодії своїми конічними поверхнями з відповідними конічними внутрішніми поверхнями труб, яке відрізняється тим, що на зовнішній і внутрішній поверхнях циліндричної 3 57111 шення жорсткості герметизую чого елемента і його пружної деформації. Для вирішення задачі відомий герметизуючий елемент з конічними поверхнями і торцями з двох сторін виконується із кільцевими канавками між його торцями як на зовнішній , так і на внутрішній поверхні герметизуючого елемента, при чому відстань між торцями герметизую чого елемента відповідає найбільшій допустимій відстані між торцями труб у з'єднанні, а сумарна ширина канавок відповідає найбільш допустимій величині розсіювання відстані між торцями труб у з'єднанні, також має кут φ між твірними конічної поверхні, який забезпечує найбільш можливу площу контакту конічних поверхонь герметизую чого елемента з відповідними поверхнями труб при відсутності само заклинювання, визначений шляхом дослідження явища самозаклинювання при контакті конічних поверхонь герметизуючого елемента і труби, який залежить від коефіцієнта тертя між матеріалом герметизуючого елемента і матеріалом труби. Корисна модель ілюструється кресленням, де на Фіг. зображено загальний вигляд запропонованого з'єднання. Різьбове з'єднання обсадних та насоснокомпресорних труб складається з кінців труб 1, з'єднаних муфтою 2 і розміщеним між ними герметизуючим елементом 3 з двома упорними уступами 4, між якими на зовнішній і на внутрішній поверхні герметизуючого елемента виконані кільцеві канавки 5, і ущільнюючими конічними поверхнями. Кут φ між твірними яких визначається із умови відсутності само заклинювання та максимальної площі контакту: к  arctg  (1) де γ - коефіцієнт тертя між матеріалом герметизую чого елемента та матеріалу труби; А гранично допустимий діаметр герметизую чого конуса dk і його лінійні розміри по осі труби lk , визначаються залежностями: dk  Dmax k  2hT lk  dk  d tg k 2 Комп’ютерна верстка Н. Лиcенко (2) 4 де Dmax k - максимальний допустимий зовнішній діаметр герметизуючого елемента у муфті; hT - висота упорного уступа герметизую чого елемента; d - внутрішнй діаметр труби. З'єднання працює наступним чином: при згвинчуванні муфти 2 і труб 1 конічні поверхні 6 і упорні уступи 4 герметизуючого елемента 3 входять в контакт з відповідними конічними поверхнями і торцями труб 1 і частково деформуються, чим забезпечують герметизацію з'єднання. Якщо з'єднання виконано з відстанню між торцями, меншою за максимально допустиму, то герметизуючий елемент 3 пружньо стискається в осьовому напрямку за рахунок кільцевих канавок 5, не руйнуючись і забезпечує герметичність контакту ущільнюючих поверхонь 4 і 6. При згинаючих навантаженнях, які діють на різьбове з'єднання, герметизуючий елемент 3 пружньо згинається за рахунок кільцевих канавок 5, чим не порушується герметичність контакту ущільнюючих поверхонь 4 і 6. Оскільки кут φ між твірними конічних ущільнюючих поверхонь 6 залежить від коефіцієнта тертя, то сили тертя на конічних поверхнях 6 герметизуючого елемента і труби в осьовому напрямку не більше осьових сил, які стискають герметизуючий елемент при згвинчуванні, і тому не відбувається само заклинювання і руйнування герметизую чого елемента. При цьому кут φ забезпечує контакт між конічними поверхнями 6 труби і герметизую чого елемента по найбільшій площі і тим самим забезпечує більшу герметичність різьбового з'єднання. Для виготовлення герметизую чого елемента 3 використовують матеріал з коефіцієнтом об'ємного розширення більшим ніж у матеріалу труби і муфти, що забезпечує підвищення герметичності різьбового з'єднання при високих експлуатаційних параметрах тиску та температури. Економічна ефективність запропонованої конструкції різьбового з'єднання слідує із підвищення герметичності різьбового з'єднання при експлуатації свердловин в умовах високих тисків та температур і під дією значних крутних та згинаючих навантажень. Підписне Тираж 23 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601