Файл: Щербюк, Н. Д. Резьбовые соединения труб нефтяного сортамента и забойных двигателей.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 16.10.2024
Просмотров: 93
Скачиваний: 6
Рис. 41. Резьбовое соединение
а — ТБВК, ТБНК; б — замков бурильных труб.
Т ИП
высад ки
Внутрь
Н а р у ж у
|
|
|
Труба |
|
|
|
|
|
|
Обозначение резьбы, |
обоз |
услов |
толщи |
|
|
D, |
|
|
L |
|
предназначенной для |
D , |
D , |
^ВН. т |
4В |
1 |
соединения замка |
|||||
наче |
ный |
на стен- |
(min) |
min |
с трубами |
|||||
ние |
диаметр |
ки |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
9 |
|
|
|
|
57 , |
140 145 |
|
|
|
89 |
11 |
88,5 |
78,5 |
89,9 |
82,6 |
54 |
ТТ82Х5,08X1:32 |
||
|
102 |
9 |
100,5 |
90,5 101,9 |
94,6 |
68 |
140 145 |
ТТ94Х 5,08X1:32 |
||
|
|
10 |
66 |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
114 |
9 |
113,5 103,5 115,2 |
107,6 |
78 |
150 155 |
ТТ 107x5,08X1:32 |
|||
CQ |
|
10 |
76 |
|||||||
|
11 |
|
|
|
|
74 |
|
|
|
|
т |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
*- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
127 |
9 |
128,5 118,5 130,2 |
122,6 |
92 |
150 155 |
ТТ122Х5,08X1:32 |
|||
|
|
10 |
90 |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
Та б л ица |
18 |
||
|
|
Замок |
|
|
|
|
обозначе |
D |
d, |
d3 |
^вн. |
м L , |
|
ние замка |
||||||
|
|
|
|
|
||
|
|
88,24 |
89, |
82,34 132 |
||
ЗШК-П8 |
118 |
365 |
||||
ЗШК-133 |
133 100,21 |
101, |
94,31 132 |
|||
335 |
||||||
|
|
|
|
|
||
ЗУК-146 |
146 113,19 |
114, |
107,29 140 |
|||
565 |
||||||
|
|
|
|
|
||
ЗУК-155 |
155 128,15 |
129, |
122,25 140 |
|||
525 |
||||||
|
|
|
|
|
||
|
|
9 |
|
|
|
|
102 |
150 155 ТТ132Х5,08x1:32 |
|
|
139, |
|
140 |
10 |
138,5 128,5 140,2 |
132,6 |
100 |
ЗШК-178 |
178 138,13 |
132,23 140 |
|||
|
|
11 |
|
|
|
|
100 |
|
|
|
505 |
|
|
9 |
|
|
|
|
52 |
ТТ78Х5,08X1:32 |
ЗШК-Ю8 |
108 84,25 |
85, |
ГС |
|
|
|
|
|
|
|
78,35 132 |
|||
73 |
11 |
84,5 |
74,5 |
85,9 |
78,6 |
48 |
140 155 |
|
|
375 |
|
ELQ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Е—< |
|
9 |
|
|
|
|
68 |
|
|
|
101, |
|
|
|
|
|
|
ТТ94Х5,08X1:32 |
ЗУК-120 |
120 100,21 |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
94,31 132 |
|||
|
89 |
11 |
100,5 |
90,5 101,9 |
94,6 |
64 |
140 155 |
|
|
335 |
|
|
18 |
|
|
|
|
. |
|
я |
|
|
абл |
|
|
|
|
я |
|
|
|
т |
|
“а |
|
|
ж е н и е |
и |
|
|
|
о л |
СО |
43 |
|
|
о д |
|
||
|
|
||
|
П р |
|
Q |
|
|
|
|
|
|
|
обозна чение |
замка |
|
Обозначение резьбы |
предназначенной для соединения замка с трубами |
|
|
|
- |
|
|
|
L Imin |
|
|
|
as |
|
|
|
43 |
|
|
|
н |
|
|
|
55 |
|
|
|
43 |
|
|
|
« "п |
|
|
VD |
Q |
|
|
>» |
|
|
|
С. |
|
|
|
Н |
сГ |
|
|
|
|
|
|
|
толщи на |
стенки |
|
|
услов ный диа метр |
|
|
|
ГС о |
я |
|
|
О Г 5 |
|
|
|
<0 Я - |
|
|
|
о я |
|
|
|
тип высад ки |
|
|
107,29 140 |
|
144, |
565 |
|
н е ; 113,19 |
|
O' |
|
ЬйГ |
|
СП |
|
<м |
|
СО |
|
X |
|
со |
|
о |
|
ю |
|
X |
|
h- |
|
0 |
|
£- |
|
Н |
|
150 165 |
|
80,6 |
78,6 |
|
107,6 |
|
113,5 103,5 115,2 |
|
9 |
10 |
|
102 |
|
122,25 140 |
|
|
129, |
525 |
|
|
1-0 |
|
|
— |
|
|
ОО |
|
|
сч |
|
|
— |
|
|
Ю |
|
|
го |
|
|
—- |
|
|
ЗУК-155 |
|
|
ТТ122Х5,08X1:32 |
|
|
ю |
|
|
СО |
|
|
- |
|
|
О |
|
|
го |
|
|
93.3 |
91.3 |
89.3 |
|
122,6 |
|
|
130,2 |
|
|
ю - |
|
|
__ |
|
|
—- |
|
|
128,5 |
i |
|
|
|
аз О —
— —
rt*
__
^
127—0, 35 мм бе 73—С), 25 мм; размеры даны в f4М.
•»(*)&> |
||
S4IO |
||
S О-И |
||
- |
печ |
|
£ |
• |
|
СО U |
||
0 « |
1 |
|
I X |
|
|
|
гО1Л |
|
|
29 мм; 1 1' для труб Т |
0,31 и 0,3 |
|
|
мм; 102—0 , |
0,37 мм, А |
0,25; 0,29 ; |
|
1ВК: 89—0,2 6 |
0,31; 0,35 и |
ющему пояску: |
г |
•* >> |
|
Г-" аз О. |
||
43е'1 5 |
||
|
|
- |
|
|
§ |
|
льные шатяги по резьбе |
зирующе Му ПОЯС1ку; 0, 2< |
; соотве!гственно по ста< |
МI
1 03 СО СОh iJ
[тые ди о по с 1 1 4 -0 ,
£§ в
о-Йв
3ь г
ОА
и •—<
•о ®
ко
О1
Я СМ
-о
«3 2
M H 9 I |
« 5 1 |
|
а ” |
|
а 7 * . |
Л ж Л с1е н |
с - 7 |
|
сз |
|
Я 00 |
Число оборотов приводных роли
ков |
предварительного |
свинчива |
|
ния составляет 50— 70 об/мин. |
|||
В |
процессе свинчивания на |
||
ниппельную |
часть |
соединения |
|
действует |
осевая |
нагрузка |
|
1000 кгс. Количество свинчива ний фиксируется специальными счетчиками. Стенд рассчитан для
испытания |
замков размером до |
|||
155 |
мм. |
|
|
|
|
Сравнительным |
испытаниям |
||
на |
износостойкость |
подвергли |
||
резьбовые |
соединения |
замка |
||
ЗШ-146 с резьбой 3-121 с исполь зованием обычной графитовой смазки УСсА по ГОСТ 3333— 55. Испытывали также резьбовые соединения с резьбой спе
циального |
профиля |
3-122 и |
М К У 122Х 8Х 1 : 6. |
|
|
Образцы |
резьбовых |
соедине |
ний изготовляли из стали марки 40ХНМА со следующими меха ническими свойствами после тер мообработки: ат= 70 кгс/мм2, 65 = = 16%, ф = 62%, а,,= 12 кгс-м/см2
и НВ 255. Крутящий момент свин чивания 1800 кгс-м. Профили но вых и изношенных резьб муфт измеряли с помощью гипсовых слепков.
На рис. 43 представлена зави симость процентного износа (от носительно первоначальной пло щади) витка от его расположе ния по длине резьбы муфты (от большого диаметра конуса) пос ле 600-кратного свинчивания — развинчивания, а на рис. 44 ха рактер износа.
Анализируя кривые износа, можно сделать вывод, что изно состойкость резьб 3-122 и МКУ122 по сравнению с резьбой 3-121 в среднем выше соответст венно в 1,3 и 1,5 раза. Следова тельно, увеличение ширины среза
98
|
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
19 |
||
Обозна |
Обозна |
Ниппель и муфта |
Ниппель |
|
|
Муфта |
|
|
|||
чение |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
чение |
замко |
D |
d |
^ср |
4, |
dz ' |
|
^3 |
d, |
h |
l, |
замка |
вой |
|
|||||||||
|
резьбы |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ЗШК-Ю8 |
3-86 |
108 |
54 |
80,848 |
86,128 |
71,295 |
89 |
80,860 |
87,0 |
94 105 |
|
ЗШК-П8 |
3-101 |
118 |
62 |
94,844 |
101,438 |
77,438 |
96 |
96,186 |
103,9 |
101 112 |
|
ЗУК-120 |
3-102 120 |
70 |
80,848 |
102,003 |
85,003 |
102 |
96,735 |
103,6 |
107 118 |
||
ЗШК-133 |
3-108 133 |
72 |
103,429 |
108,709 |
89,709 |
114 |
103,441 |
110,3 |
120 132 |
||
ЗУК-146 |
3-122 146 |
82 |
117,501 |
122,781 |
103,781 |
114 |
117,513 |
124,5 |
120 132 |
||
ЗУК-155 |
3-133 155 |
95 |
128,059 |
133,339 |
114,339 |
114 |
128,071 |
135,0 |
120 132 |
||
ЗШК-178 |
3-147 178 101 |
142,011 |
147,949 |
126,782 |
127 |
141,363 |
150,5 |
133 150 |
|||
вершин профиля и увеличение шага оказывают существенное влияние на повышение износостойкости замковой резьбы в про
цессе интенсивного многократного свинчивания. На износ резьбы оказывает существенное влияние качество смазки. Замена обыч ной графитовой смазки на смазку типа Р-416 с металлическими наполнителями повышает износостойкость примерно па 40%.
4 99
о
о
Ид нос относительно перВоначаль■
Рис. 43. Зависимость процента износа (относи тельно первоначальной площади) витка от его расположения по длине резьбы муфты (от большого диаметра конуса) после 600-кратного свинчивания — развинчивания.
/ — МКУ122; 2 -3 -1 2 2 ; 3 — 3-121-
Рис. 44. Характер износа внутренней замковой резьбы с различными профилями, свинченных 600 раз на стенде СМС.
/ — МКУ 122X8X1:6; 2 - 3-122X6, 3 5 x 1 :? ; 5 — 3-121X5, 0,8Х! : 4.
Шифр замковой резьбы
3-73; 3-86; 3-102; 3-108; 3-122; 3-133
3-101; 3-121
3-147; 3-161; 3-171
3-201
Та б ли ц а 20
|
Шаг резь бы S, мм |
Конус ность |
Угол наклона Ф |
Высота исходного профиля //, мм |
Высота профиля h , мм |
Высота среза вер шин е , мм |
Радиус закругле ния R, мм |
6,350 |
1:6 |
4°45'48" |
5,487 |
3,095 |
1,426 |
0,965 |
5,080 |
1:4 |
7°07'30" |
4,376 |
2,993 |
0,875 |
0,508 |
6,350 |
1:6 |
4°45'48" |
5,487 |
3,755 |
1,097 |
0,635 |
6,350 |
1:4 |
7°07'30" |
5,471 |
3,742 |
1,094 |
0,635 |
Утяжеленные и ведущие бурильные трубы
В большинстве случаев резьбовые соединения утяжеленных бурильных труб разрушаются по первому сопряженному витку резьбы ниппеля (на расстоянии 24 мм от упорного уступа) и по следнему витку резьбы муфты (на расстоянии 10 мм от меньшего диаметра конуса ниппеля). Разрушение, как правило, усталостное.
В результате поперечного и продольного переменного изгиба во впадинах резьбы появляются усталостные трещины. Образова нию и развитию усталостных трещин способствует глинистый ра створ и недостаточный крутящий момент свинчивания резьбового соединения. При недостаточном Л4кр резьбовое соединение «дышит и качается» около вертикальной плоскости.
Резьбовое соединение при изгибе является зоной меньшей же сткости. Если определить прогибы, то можно установить, что в зоне меньшей жесткости возникает больший местный изгиб, чем изгиб тела УБТ. В этом месте возникают более высокие напряже ния изгиба. Вследствие наличия надреза (концентратора) разру шается именно резьбовое соединение. Введение зарезьбовых раз гружающих канавок в резьбе или на соседних участках тела УБТ с несколько меньшим моментом сопротивления изгибу вызывает
изгиб |
в этих местах (гладких канавках, без концентраторов), а |
не в |
резьбовом соединении. Прогибы выравниваются — резьбовое |
соединение УБТ разгружается. |
|
На износ и разрушение резьбовых соединений УБТ существен но влияет степень их уравновешивания. Практически установлено, что в хорошо уравновешенных резьбовых соединениях УБТ отно шение момента сопротивления изгибу опасного сечения муфты к моменту сопротивления изгибу опасного сечения ниппеля №н
равно 2,5. Кроме того, утяжеленная бурильная труба должна быть выполнена с жесткими допусками на кривизну канала относитель-
101