книги из ГПНТБ / Щербюк, Н. Д. Резьбовые соединения труб нефтяного сортамента и забойных двигателей
.pdfрезьба выполняется |
с шагом |
2,54 мм, а для остальных размеров |
с шагом 3,175 мм, |
как и для |
обсадных труб по ГОСТ 632--64 |
(рис. 53).
Номинальный диаметральный натяг в свинченном соединении составляет 0,31 мм для резьбы с шагом 2,54 мм и 0,41 мм для
Рис. 54. Профиль резьбы стандартных насосно-компрессорных труб с шагом 2,54 мм (10 ниток на 25,4 мм).
резьбы с шагом 3,175 мм. Размеры труб, муфт и резьбовых соеди нений по ГОСТ 633—63 указаны в табл. 27. Профиль резьбы с шагом 2,54 мм показан на рис. 54.
НОВЫЕ КОНСТРУКЦИИ РЕЗЬБОВЫХ СОЕДИНЕНИИ ОБСАДНЫХ И НАСОСНО-КОМПРЕССОРНЫХ ТРУБ
Применение конических резьб с трапецеидальным профилем позволяет существенно улучшить эксплуатационные характеристи ки обсадных и насосно-компрессорных труб. Соединения с трапе цеидальной резьбой обеспечивает хорошую свинчиваемость, без перекосов и заеданий, значительно уменьшают число оборотов при свинчивании.
Специальные соединения труб обеспечивают высокую проч ность при действии растягивающих нагрузок, минимальные габа риты колонны, высокую герметичность.
115
Рис. 56. Резьбовое соединение обсадных труб ОТТМ1.
Рис. 57. Профиль резьбы ОТТМ1, ОТТГ1, ТБО-4 и ТБО-5.
118
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а 29 |
|
|
|
|
Допускаемые отклонения резьбы ОТТМ1 |
|
|
||||
|
|
|
|
|
По конусности наружного и внут |
|||
|
По шагу |
|
|
реннего диаметров резьбы (от |
|
|||
|
|
По углу |
клонения от разности двух |
|
||||
|
|
|
|
диаметров на длине 100 мм) |
|
|||
|
|
|
|
наклона |
|
|
|
|
на длине |
на всей длине |
профиля |
|
|
|
|
||
|
трубы |
муфты |
|
|||||
25,4 мм |
резьбы |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|||
±0,050 |
±0,100 |
|
ГЗО' |
+0,35 |
+0,20 |
|
||
|
|
|
|
|
—0,20 |
—0,35 |
|
|
Обсадные высокогерметичные трубы ОТТГ1, ТБО-4 и ТБО-5 |
||||||||
Трубы |
О Т Т Г 1, ТБО -4 |
и Т Б О -5 обеспечиваю т |
вы сокую |
герме |
||||
тичность |
соединения и |
предназначены |
для |
крепления гл уб о ки х и |
||||
сверхгл убоких |
скв а ж и н |
с |
давлением |
газа |
до 500 |
кгс /с м 2. |
Трубы |
|
0 Т Т М 1
|
|
Рис. 58. |
Конструкции соединений труб ОТТМ1, ОТТГ1, ТБО-4 |
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
и ТБО-5. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
а— резьбовое соединение |
ОТТМ1; |
б— уплотнительная |
часть |
соединения. |
|
|
|||||||
О Т Т Г-1, |
ТБО -4 |
и |
Т БО -5 |
различаю тся |
только |
способом |
вы полне |
||||||||
ния |
концов: трубы |
О Т Т Г 1 — гладкие с |
муф тами, |
трубы |
Т Б О -5 — |
||||||||||
безмуфтовые |
с |
вы саж енны м и |
н а р у ж у |
концам и, |
трубы |
Т Б О -4 — |
|||||||||
безмуфтовые |
и |
имею т |
н а р уж н ую вы садку только |
с |
одного конца, |
||||||||||
где вы полняется муф товая часть соединения. |
|
|
|
|
|
|
|||||||||
В |
труб ах |
О Т Т Г 1, |
ТБО -4 и ТБ О -5 |
соединения |
одинаковы |
и |
|||||||||
обеспечивают полную взаимозаменяемость этих труб. |
Резьбовая |
||||||||||||||
часть этих соединений соответствует резьбовому соединению |
труб |
||||||||||||||
О ТТМ 1 |
(рис. |
58). |
П р и |
нарезании резьбы использую тся |
одни |
и |
те |
||||||||
119.
ж е |
резьбовые резцы и калибры . |
Переход с труб |
О ТТМ 1 |
на |
трубы |
|||||||||||||||
того |
ж е диаметра типа |
О Т Т Г 1, |
Т Б О -4, ТБ О -5 |
и |
наоборот |
м ож ет |
||||||||||||||
осущ ествляться без |
переводников. Н а р у ж н ы й |
диаметр |
соединения |
|||||||||||||||||
труб Т Б О -4, |
Т Б О -5, |
а т а кж е |
О ТТГ1 |
с муф тами ум еньш енного д иа |
||||||||||||||||
метра на |
9— 12 мм меньше |
н а р уж н о го |
диаметра муф ты |
стандарт |
||||||||||||||||
ны х труб. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Герметичность соединения |
обеспечивается |
коническим и |
уп л о т |
|||||||||||||||||
нительными поверхностями, располож енны м и |
за |
резьбой |
со сторо |
|||||||||||||||||
ны |
м еньш их диаметров. |
В соединении |
предусмотрен |
ко н та кт по |
||||||||||||||||
внутренним упорны м |
торцам , |
точно ф иксирую щ ий |
|
заданны й |
н а тя г |
|||||||||||||||
при |
закреплении соединения |
и |
обеспечиваю щ ий |
беззазорную по |
||||||||||||||||
верхность внутреннего канал а |
колонны . П р и закреплении |
соедине |
||||||||||||||||||
ния создается посадка по уплотнительны м поверхностям |
и |
по вн у |
||||||||||||||||||
треннему |
и н а р уж н о м у диам етрам резьбы |
с диаметральны м |
н атя |
|||||||||||||||||
гом приблизительно 0,5 мм. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
Н аличие специальных уплотнительны х |
поверхностей |
дало воз |
||||||||||||||||||
м ож ность |
несколько |
ум еньш ить |
диаметральны й н а тя г |
в |
резьбовой |
|||||||||||||||
части |
(по |
сравнению |
с резьбой |
О Т Т М 1 ) с целью |
лучш его |
докреп- |
||||||||||||||
ления соединения по внутренним упорны м торцам . |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
Размеры труб и муф т О ТТГ1 |
ука за н ы |
в табл. |
30 и на рис. 59. |
|||||||||||||||||
О сновные требования к размерам , материалам и |
|
методам |
испы |
|||||||||||||||||
таний соответствую т |
ГО С Т 632— 64. Размеры |
соединений и концов |
||||||||||||||||||
труб приведены на рис. 60 и |
в табл. 31. П роф иль |
|
резьбы |
и |
допу |
|||||||||||||||
скаемы е |
отклонения |
от |
ном инальны х |
размеров |
резьбы |
|
ука за н ы |
|||||||||||||
на рис. 57 и в табл. |
29. |
Д опускаем ы е отклонения |
по |
конусности |
||||||||||||||||
гл а д ки х уплотнительны х |
ко ниче ских |
поверхностей |
|
трубы |
и муф ты |
|||||||||||||||
на длине, |
равной 14 |
мм, не долж ны |
превы ш ать ± 0 ,0 3 |
мм. |
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а 30 |
||||
|
|
|
|
Размеры труб и муфт ОТТГ1 в мм |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
Труба |
|
|
|
|
|
|
|
Муфта |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
услов |
|
|
|
наружньй диаметр |
|
|
диаметр |
|
ширина |
внутрен |
||||||||||
наружный |
толщина |
|
|
>м |
|
длина |
|
|||||||||||||
ный |
|
|
|
|
фаски |
|
торцовой |
ний диа |
||||||||||||
диа |
|
диаметр |
стенки |
нормаль |
уменьшен |
|
у торца |
плоскости* |
|
метр |
||||||||||
метр |
|
D |
6 |
|
муфты |
|
В |
|
|
dM |
||||||||||
|
|
|
|
|
ный |
|
|
ный |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
114 |
|
114,3 |
7-9 |
133 |
|
|
124 |
|
205 |
116,2 |
|
6,0 |
|
|
97 |
|||||
127 |
|
127,0 |
8+9 |
146 |
|
|
136 |
|
210 |
128,9 |
|
6,0 |
|
|
110 |
|||||
140 |
|
139,7 |
8+11 |
159 |
|
|
149 |
|
218 |
141,6 |
|
6,5 |
|
|
119 |
|||||
168 |
|
168,3 |
8+12 |
188 |
|
|
178 |
|
225 |
170,2 ■ |
7,0 |
|
|
148 |
||||||
178 |
|
177,8 |
8+14 |
198 |
|
|
187 |
|
234 |
149,7 |
|
7,0 |
|
|
158 |
|||||
194 |
|
193,7 |
8+14 |
216 |
|
|
206 |
|
242 |
195,6 |
|
7,5 |
|
|
172 |
|||||
219 |
|
219,1 |
8+12 |
245 |
|
|
232 |
|
254 |
221,0 |
|
8,5 |
|
|
198 |
|||||
245 |
|
244,5 |
8+14 |
270 |
|
|
257 |
|
254 |
246,4 |
|
8,5 |
|
|
223 |
|||||
273 |
|
273,1 |
8 + 12 |
299 |
|
|
286 |
|
254 |
275,0 |
|
8,5 |
|
|
256 |
|||||
* Размер В указан только для муфт с нормальным наружным диаметром.
120
Рис. 60. Соединение труб ОТТГ1.
121
|
внутренний |
условный |
диаметр |
резьбы в ос |
|
диаметр |
новной пло |
|
скости «/ВИфт |
|
|
Основные размеры соедине |
||
|
Труба |
|
|
|
наружный |
диаметр ко |
расстояние |
расстояние |
длина |
от торца |
||||
диаметр |
нического |
от торца до |
трубы до |
резьбы |
резьбы в пло |
пояска в пло |
конца сбега |
основной |
с полным |
скости торца |
скости торца |
резьбы L |
плоскости |
профилем |
трубы d2 |
трубы d2 |
|
и |
/ |
114 |
111,100 |
110,175 |
106,375 |
98 |
66 |
42 |
127 |
123,800 |
122,750 |
118,950 |
100 |
68 |
44 |
140 |
136,500 |
135,200 |
131,400 |
104 |
72 |
48 |
168 |
165,075 |
163,525 |
159,725 |
108 |
76 |
52 |
178 |
174,600 |
172,800 |
169,000 |
112 |
80 |
56 |
194 |
190,475 |
188,425 |
184,625 |
116 |
84 |
60 |
219 |
215,875 |
213,450 |
209,650 |
122 |
90 |
66 |
245 |
241,275 |
238,850 |
235,050 |
122 |
90 |
66 |
273 |
269,850 |
267,425 |
263,625 |
122 |
90 |
66 |
После машинного свинчивания должно быть обеспечено сопря жение торца трубы и внутреннего упора муфты или муфтовой ча сти трубы по всему периметру стыка упорных поверхностей.
Величины разрушающих нагрузок труб ОТ'ГП с нормальными муфтами равны разрушающим нагрузкам труб ОТТМ1. Для труб ОТТГ1 с муфтами уменьшенного диаметр'а, труб ТБО-4 и ТБО-5 с небольшой толщиной стенки разрушающие нагрузки также равны разрушающим нагрузкам для труб ОТТМ1, а для толстостенных труб нагрузки несколько снижаются, так как раз рушение в этом случае происходит по муфтовой части соединения.
Обсадные гладкие безмуфтовые трубы О П м
Соединение обсадных труб ОГ1м выполнено в габаритных размерах тела гладкой трубы. Трубы ОГ1м предназначены для хвостовиков обсадных колонн, а также эксплуатационных колонн. Прочность резьбового соединения труб О П м при действии растя гивающих нагрузок составляет около 50% от прочности по телу трубы, что позволяет спускать обсадную колонну из труб О П м на глубину 2000— 3500 м в зависимости от материала труб.
Конструкция соединений |
труб ОП м , так же как |
и обсадных |
||||
труб, свариваемых над устьем скважины, |
позволяет |
уменьшить |
||||
диаметр колонны и существенно сократить расход металла. |
||||||
В соединении труб О П м |
(рис. 61) |
применена |
трапецеидаль |
|||
ная резьба упорного типа с шагом 5,08 |
мм, |
конусностью |
1: 12, ра |
|||
бочей высотой профиля 1,4 мм и углами наклона 3° |
и 30°. |
Посадка |
||||
резьбы осуществляется по внутреннему диаметру резьбы, крометого, для увеличения жесткости муфтового конца предусмотрена
Т а б л и ц а 31
ний ОТТГ1 в мм |
|
|
|
|
|
||
|
|
диаметр |
Муфта |
|
|
|
|
внутренний |
внутренний |
расстояние |
расстояние |
длина |
|
||
конической |
от торца |
общая |
|||||
диаметр |
|
расточки в |
диаметр |
от торца |
муфты до |
резьбы |
|
резьбы в ос |
расчетной |
резьбы в плос |
муфты до |
расчетной |
с полным |
длина |
|
новной плоско- |
плоскости |
кости торца |
внутреннего |
плоскости |
профилем |
резьбы |
|
ста |
м |
уплотнения |
муфты d4 |
упора Li |
уплотне |
и |
/» |
|
|
^упл |
|
|
ния /4 |
|
|
111,100 |
106,425 |
112,475 |
96 |
88 |
77 |
82 |
|
123,800 |
119,000 |
125,175 |
98 |
90 |
79 |
84 |
|
136,500 |
131,450 |
137,875 |
102 |
94 |
83 |
88 |
|
165,075 |
159,775 |
166,450 |
106 |
98 |
87 |
92 |
|
174,600 |
169,050 |
175,975 |
ПО |
102 |
91 |
96 |
|
190,475 |
184,675 |
191,850 |
114 |
106 |
95 |
100 |
|
215,875 |
209,700 |
217,250 |
120 |
112 |
101 |
106 |
|
241,275 |
235,100 |
242,650 |
120 |
112 |
101 . |
106 |
|
269,850 |
263,675 |
271,225 |
120 |
112 |
101 |
106 |
|
посадка по срезанным вершинам профиля резьбы на участке от начала сбега резьбы ниппельного конца до упорного уступа.
Размеры труб О П м ука заны в табл. 32 и на рис. 62.
Профиль резьбы приве ден на рис. 63.
Требования к основным размерам, материалам и ме тодам испытаний труб соот ветствуют ГОСТ 632—64.
Для |
закрепления |
соеди |
нений |
О П м с упором по |
|
торцам |
требуется |
девять |
■оборотов, т. е. в 2 раза мень
ше, чем |
для ' соединений |
||||
стандартных обсадных труб. |
|||||
Соединение |
труб О П м |
при |
|||
применении |
|
смазок |
Р-2, |
||
Р-402 обеспечивает герме-, |
|||||
точность |
при |
внутреннем |
|||
гидравлическом давлении до |
|||||
350 кгс/см2. Для условий, |
|||||
требующих |
более |
высокой |
|||
герметичности, |
может |
быть |
|||
использован |
|
уплотнитель |
|||
ный состав УС-1. |
|
Рис. 61. Обсадные безмуфтовые трубы ОГ1м. |
|||
При |
действии |
растяги |
|||
вающих нагрузок, |
так |
же как и для соединений резьбы труб |
|||
'ОТТМ1, в соединении не возникает поперечных давлений. Испыта-
122 |
123 |
to
4 ь
|
Труба |
|
||
услов |
наруж |
толщи |
внут |
|
ный |
ный |
на |
ренний |
|
диа |
диа |
стенки |
диа |
|
метр |
метр |
б |
метр |
|
D |
d |
|||
|
|
|||
114 |
114, 3 |
8 |
98 . 3 |
|
9 |
96. 3 |
|||
|
|
|||
127 |
127,0 |
8 |
111,0 |
|
9 |
109,0 |
|||
|
|
|||
|
|
8 |
123. 7 |
|
140 |
139 ,7 |
9 |
121. 7 |
|
10 |
119. 7 |
|||
|
|
|||
|
|
11 |
117. 7 |
|
|
|
8 |
152. 3 |
|
168 |
168,3 |
9 |
150. 3 |
|
10 |
148. 3 |
|||
|
|
1 1 |
146. 3 |
|
|
|
12 |
144. 3 |
|
|
|
8 |
177. 7 |
|
194 |
193,7 |
9 |
175. 7 |
|
10 |
173. 7 |
|||
|
|
12 |
169 ,7 |
|
|
|
14 |
165. 7 |
|
|
|
9 |
201 ,1 |
|
219 |
219,1 |
10 |
199.1 |
|
11 |
197.1 |
|||
|
|
|||
|
|
12 |
195.1 |
|
|
|
8 |
228. 5 |
|
245 |
244, 5 |
9 |
226. 5 |
|
10 |
224. 5 |
|||
|
|
11 |
222 . 5 |
|
|
|
12 |
220. 5 |
|
|
|
М |
216. 5 |
|
|
|
8 |
257. 1 |
|
273 |
273,1 |
9 |
255. 1 |
|
10 |
253. 1 |
|||
|
|
|||
|
|
12 |
249. 1 |
|
Т а б л и ц а 32
Основные размеры безмуфтовых труб ОГ1м в мм
Ниппельный конец трубы
внутренний диаметр резь бы в основной плоскости
^вн. н
105,7
118,4
131,1
159,7
185,1
диаметр
большого
основания конуса dt
109, 5
122, 2
134 ,9
163, 5
188, 9
диа метр меньшего основания конуса d t
104. 0
103. 0
116. 7
115. 7
129. 4
128. 4
127. 4
127. 4
158. 0
157. 0
156
156. 0
156
183. 4
182. 4
181. 4
181. 4
|
|
Муфтовый конец трубы |
|
|
|
длина |
внутренний |
диаметр |
внутренний |
длина |
длина |
диаметр резь |
конической |
диаметр резь |
|||
кону |
бы в основной |
выточки |
бы в плоскости |
кону |
резь |
са L |
плоскости |
в плоскости |
торца d% |
са Lt |
бы l 2 |
|
^вн, м |
торца dA |
|
|
|
66 |
105,4 |
109,3 |
106,4 |
|
|
78 |
|
|
|
|
|
66 |
118,1 |
122,0 |
119,1 |
90 |
82 |
78 |
|
|
|
|
|
66 |
|
|
|
|
|
78 |
130, 8 |
134,7 |
131, 8 |
|
|
90 |
|
|
|
|
|
90 |
|
|
|
|
|
66 |
|
|
|
|
|
78 |
159,4 |
163,3 |
160,4 |
|
|
90 |
|
|
|||
90 |
|
|
|
|
|
90 |
|
|
|
|
|
66 |
|
|
|
|
|
78 |
184, 8 |
188,7 |
185,8 |
105 |
95 |
90 |
|||||
90 |
|
|
|
|
|
90 |
|
|
|
|
|
|
|
207. 8 |
78 |
|
|
|
|
210, 5 |
214, 3 |
206. 8 |
90 |
210, 2 |
214,1 |
211, 2 |
|
206, 8 |
90 |
|
|
|
|||
|
|
206, 8 |
90 |
|
|
|
|
|
|
234. 2 |
66 |
|
|
|
|
|
|
233. 2 |
78 |
235, 6 |
239, 5 |
236, 6 |
|
235,9 |
239, 7 |
232. 2 |
90 |
||||
|
|||||||
|
|
232. 2 |
90 |
|
|
|
|
|
|
232. 2 |
90 |
|
|
|
|
|
|
232. 2 |
90 |
|
|
|
|
|
|
262, 8 |
66 |
|
|
|
|
264, 5 |
268, 3 |
261. 8 |
78 |
264, 2 |
268,1 |
265, 2 |
|
260, 8 |
90 |
|
|
|
|||
|
|
260 .8 |
90 |
|
|
|
Рис. 63. Профиль резьбы ОПм.
125
ния труб ОГ 1м на растяжение показали, что разрушение происхо дит в зоне крайних витков резьбы, находящихся в зацеплении по телу ниппельной или муфтовой части трубы.
Насосно-компрессорные безмуфтовые трубы НКБ-1
Трубы НКБ-1 обеспечивают надежную герметичность и пред
назначены для эксплуатации |
в скважинах с давлением газа до |
500 кгс/см2. Соединения труб |
НКБ-1 равнопрочны с телом глад |
кой трубы и рассчитываются на растяжение, исходя из площади поперечного сечения тела гладкой трубы. Наружный диаметр со единений НКБ-1 на 3— 5 мм меньше наружного диаметра муфты стандартных труб с гладкими концами.
С целью предотвращения завихрения газа при эксплуатации скважин и уменьшения разъедания стыка соединения от э р о з и и и коррозии предусмотрен контакт по внутренним упорным тор цам, обеспечивающий беззазорную поверхность внутреннего про ходного канала. В соединении труб НКБ-1 применена резьба упор-
Рис. 64. Насосно-компрессорные трубы НКБ1 диа метром 60-М 14 мм.
126