29. Обсадные трубы с треугольной резьбой (особенности и элементы конструкции, достоинства и недостатки).

На наружной поверхности концов обсадных труб, изготовляемых в соответствии с ГОСТ 632—64, нарезана коническая резьба треугольного профиля (рис. 26).

Рис. 26. Профиль резьбы по ГОСТ 632—64

Угол при вершине профиля резьбы равен 60°. Биссектриса этого угла должна быть перпендикулярна к оси резьбы. Вершины и впадины резьбы закруглены, причем радиус закругления вершин немного больше радиуса закругления впадин. Шаг резьбы, измеряемый параллельно оси ее, равен 3,175 мм; на длине в 25,4 мм разме­щаются восемь витков (ниток) резьбы, поэтому часто ее называют восьминиточной.

Резьба выполнена на слабоконической поверхности конца трубы. Конусность резьбы, т. е. отношение разности диаметров ее в двух поперечных сечениях к расстоянию между последними, равна 1/16. Коническая резьба позволяет путем натяга при свинчивании соединяемых деталей достичь несколько большей герметичности соединения по сравнению с цилиндрической резьбой при одинаковой точности изготовления.

Если при навинчивании вручную до отказа торец муфты намного не дойдет до конца сбега резьбы на трубе, то при до-креплении соединения машиной без контроля величины крутящего момента напряжения в теле трубы и в муфте в момент, когда торец муфты подойдет к концу сбега резьбы, могут оказаться чрезмерно высокими, опасными для целостности резь­бового соединения. Напротив, если при навинчивании муфты на трубу вручную до отказа расстояние между торцом муфты и концом сбега резьбы на трубе будет значительно меньше величины А, после докрепления машиной и совмещения торца муфты с концом сбега резьбы соединение будет слабо затянуто и негерметично. Перед навинчиванием муфты резьба должна , быть очищена и покрыта смазкой,- обеспечивающей герметичность соединения и предохраняющей резьбу от зазоров и коррозии. Для защиты резьб от повреждения и загрязнения при транспортировке и хранении на свободный конец трубы навинчивают предохранительное кольцо, а в муфту ввинчивают пробку. Предварительно эти резьбы должны быть покрыты антикоррозийной смазкой.

Рассмотренным выше соединениям с резьбой треугольного профиля присущи два крупных недостатка. Во-первых, прочность такого муфтового соединения составляет от 55 до 70% прочности по телу не нарезанного участка трубы; наиболее слабым является сечение по основной плоскости. Во-вторых, недостаточно высока герметичность их. Поэтому трубы с такими соединениями целесообразно использовать для комплектования прежде всего нижних участков обсадных колонн, где прочность на растяжение не является серьезным лимитирующим фактором, а избыточное внутреннее давление сравнительно не­велико.

30. Обсадные трубы с трапецеидальной резьбой (особенности и элементы конструкции, достоинства и недостатки).

Муфтовые соединения с резьбой трапецеидального профиля. Прочность соединения можно существенно повысить, если треугольный профиль резьбы с большим углом при вершине заменить трапецеидальным с малыми углами наклона боковых граней. В последние годы применяются трубы, на которых нарезана трапецеидальная резьба с конусностью l/16, шагом 5,08 мм, глубиной 1,6 мм и углами наклона граней профиля 3 и 10° (рис. 28). Посадка резьбы осуществляется по внутреннему и наружному диаметрам ее. При свинчивании от руки муфты с трубой осевой натяг должен быть равен 14±3 мм; после докрепления соединения машиной торец муфты должен совпадать с последней риской на трубе или не доходить до нее не более чем на 5 мм; диаметральный натяг при этом составит 0,75 мм.

Ось резьбы

Линия, параллельная оси резьбы

Рис. 28. Трапецеидальная кониче­ская резьба

Трубы с такими соединениями в СССР имеют шифр ОТТМ1 (обсадные трубы с трапецеидальной резьбой, с муфтами). По данным ВНИИБТ, прочность на растяжение резьбовых соединений ОТТМ1 на 25—50% выше, чем соединений с резьбой треугольного профиля по ГОСТ 632—64.

Трубы с муфтовыми соединениями повышенной герметичности имеют шифр ОТТГ1. Они снабжены резьбой такого же профиля, что и трубы ОТТМ1, но отличаются от последних, во- первых, наличием уплотнительных поверхностей — наружной у ниппельного конца трубы и внутренней — в срединной части муфты; во-вторых, тем, что резьбовое соединение закрепляется до упора торца трубы в срединный выступ муфты (рис. 29). При таком закреплении соединения создается посадка по уплотнительным коническим поверхностям и по внутреннему и на­ружному диаметрам резьбы, точно фиксируется заданный диаметральный натяг (---'0,5 мм), устраняется зазор между соединяемыми деталями, чем достигается более высокая герметичность. Отклонения по конусности гладких уплотнительных по­верхностей трубы и муфты на длине 14 мм не должны превы­шать ±0,03 мм.

Рис. 29. Соединение обсадных труб ОТТГ1

Безмуфтовые соединения с резьбой трапецеидального профиля. Существуют безмуфтовые соединения труб с утолщенными концами и труб с постоянной по длине толщиной стенок.

Трубы с утолщенными концами разработаны в двух вариантах. В трубах ТБО-4 (трубы безмуфтовые обсадные) утолщены оба конца; на одном из концов нарезана наружная, а на другом—внутренняя коническая трапецеидальная резьба. В трубах ТБО-5 утолщен только один конец, на котором нарезана внутренняя резьба; на другом, неутолщенном, конце име­ется наружная резьба. Профиль и размеры трапецеидальных резьб на трубах ТБО такие же, как и на трубах ОТТМ1.

На концах труб ТБО имеются такие же гладкие конические уплотнительные поверхности, как и на трубах ОТТГ1 (рис. 30). Соединения закрепляются до упора торцов. Трубы ТБО и ОТТГ1 можно соединять друг с другом без дополнительных переводников.

Рис. 30. Конструкции соединений труб с тра­пецеидальной резьбой:

а—резьба; б—уплотнительная часть соединения

Трубы ТБО и ОТТГ1 рекомендуется использовать для укомплектования участков обсадных колонн с избыточным внутрен­ним давлением до 50 МПа.

Безмуфтовые трубы ОГ-1м/с постоянной по длине толщиной стенок снабжены на одном конце наружной, а на другом — внутренней конической резьбой трапецеидального профиля. Конусность резьбы l/12; шаг—5,08 мм; рабочая высота профиля 1,4 мм; боковые грани профиля наклонены под углами 3 и 30° (рис. 31). Резьбовое соединение закрепляется до упора торцов. Посадка резьбы происходит по внутреннему диаметру ее; кроме того, для увеличения жесткости муфтового конца предусмотрена посадка по срезанным вершинам профи­ля на участке от начала сбега резьбы на ниппельном конце трубы до упорного уступа, v

По данным ВНИИБТ, прочность соединений ОГ-1м при растяжении составляет около 50% прочности тела трубы в не нарезанной части, а герметичность при использовании смазок Р-2, Р-402 достигает при гидравлическом испытании 35 МПа.

Характерной особенностью обсадных колонн, составленных из труб ОГ-1м, является постоянство наружного диаметра по всей длине.