Файл: Щербюк, Н. Д. Резьбовые соединения труб нефтяного сортамента и забойных двигателей.pdf

Рис. 66. Профиль резьбы НКБ1 и НКМ.

Та б ли ц а 35

Параметры профиля резьбы НКБ1 и НКМ

Допускаемые отклонения по конусности гладких уплотнитель­ ных конических расточек муфтового конца труб и гладкого уплот­ нительного конического пояска ниппельного конца труб не долж­ ны превышать ±0,03 мм по длине пояска.

Насосно-компрессорные высокогерметичные муфтовые трубы НКМ

Трубы НКМ гладкие с муфтами предназначены для эксплуата­ ции в скважинах с давлением газа до 500 кгс/см2. Профиль резь­ бы соединений НКМ такой же, как и для соединений НКБ1. Гер­ метичность соединения обеспечивается коническими уплотнитель­

профилем обеспечивает соединению НКМ высокую сопротивляе­ мость растяжению.

Прочность соединения составляет 85—90% прочности тела тру­

с гладкими концами. Размеры труб и муфт НКМ приведены в

130

Рис Ы Насосно-компрессорные трубы НКМ.

профиля, воспринимающей осевую нагрузку, радиальное усилиеQ, уменьшается. При радиальная нагрузка исчезнет и выход витка резьбы из зацепления произойдет только вследствие умень­ шения поперечных размеров трубы от удлинения при растяжении.

где P i — растягивающая нагрузка, приходящаяся на виток резьбы. Сила трения в витках резьбы Q iT противодействует поперечно­ му сужению трубы в опасном сечении. Следовательно, уменьше­ ние диаметральных размеров от удлинения в свободной от резьбы

части трубы может быть больше, чем в резьбовой части.

На рис. 71 изображены полученные экспериментальным путем диаметральные деформации, измеренные по внутреннему диамет­ ру труб ОТТМ1 при приложении растягивающих нагрузок, а так­ же остаточные деформации.после разрушения соединения.

Характер диаметральных деформаций по длине соединения с трапецеидальной резьбой подтверждает наличие сил, препятст­ вующих выходу резьбы из зацепления. В опасном сечении трубы зазоры по посадочным поверхностям начинают образовываться при больших пластических деформациях гладкой части трубы, вызывающих уменьшение диаметра на 2 мм и более.

На рис. 72 показаны остаточные деформации, измеренные по внутреннему диаметру труб с соединениями по. ГОСТ 632—64 после разрушения соединения. С увеличением диаметра трубы остаточные деформации несколько уменьшаются, что объясняется соответствующим увеличением упругих деформаций. Наибольшая общая диаметральная деформация трубы при выходе резьбы из зацепления наблюдается на расстоянии 10— 15 мм от опасного сечения по направлению к торцу трубы и во всех случаях прибли­ зительно равна удвоенной рабочей высоте профиля.

Сравнение характеристик диаметральных деформаций соеди­ нений с трапецеидальной резьбой (см. рис. 71) наглядно показы­ вает влияние радиальной составляющей для резьб с углом профи­ ля 60°, способствующей выходу резьбы из зацепления.

134

Рис. 71. Диаметральные дефор­ мации по длине резьбы с тра­ пецеидальным профилем при растяжении и остаточные диа­ метральные деформации после

вырыва резьбы.

ложения нагрузки, равной 90% от разрушающей; 5 — после приложе­ ния нагрузки, равной 98% от раз­ рушающей; 6 — после вырыва резь­ бы.

0 Ю 20 30 W 50 60 70 80т

Рис. 72. Остаточные диаметральные деформации по длине резьбы по ГОСТ 632—64 после выхода резьбы из зацепления.

135

Соединения обсадных труб с трапецеидальной резьбой

Соединения с трапецеидальной резьбой разрушаются вследст­ вие разрыва по телу трубы в опасном сечении или вследствие вырыва резьбы. В первом случае разрушающую нагрузку опре­ деляют исходя из площади опасного сечения тела трубы под по­ следней свинченной ниткой

в опасном сечении трубы, при которых, в результате сползания витка, образуется зазор по посадочному диаметру наружной и вну­ тренней резьбы, равный рабочей высоте профиля. Поскольку для резьбовых соединений обсадных труб угол наклона |3 стороны про­ филя, воспринимающей осевую нагрузку, меньше угла трения ф, то при перемещении витка резьбы в радиальном направлении воз­ никает сила трения QJT, препятствующая выходу резьбы из за­

ленным аналогично внутреннему давлению —•от центра окружно­ сти трубы, но приложенным к поверхности резьбы

Относительное изменение диаметральных размеров определяют относительной окружной деформацией st

136

Относительную деформацию, уменьшающую диаметральные размеры витка трубы, находящегося в зацеплении, определяют как для двухосного напряженного состояния

В муфте за счет той же силы трения создается давление, при­ ложенное к поверхности резьбы и равное условному давлению q, действующему на трубу, но противоположное по направлению. Окружное сжимающее напряжение в муфте щм равно

где Оо — осевое напряжение в опасном сечении трубы.

Поскольку осевая нагрузка, воспринимаемая первыми нитками резьбы муфты, незначительна, то осевыми напряжениями, возни­ кающими в муфте в зоне опасного сечения трубы, можно без ущерба пренебречь. Относительную деформацию, уменьшающую диаметральные размеры витка муфты за счет силы трения, в этом случае определяют как для одноосного напряженного состояния