NO761774L

NO761774L - DEVICE FOR CONNECTING PIPE CONNECTIONS.

Info

Publication number: NO761774L
Application number: NO761774A
Authority: NO
Inventors: David Michael Frederick Parker
Original assignee: Attock Oilfield Equipment Comp
Priority date: 1975-09-19
Filing date: 1976-05-25
Publication date: 1977-03-22
Also published as: AU502355B2; GB1503395A; FR2324973A1; FR2324973B1; JPS5239821A; AU1435076A; DE2622944A1

Description

Rørforbindelse.Pipe connection.

Oppfinnelsen vedrører en gjenget rørforbindelse som innbefatter en gjenget tapp og en innvendig gjenget moffe av den type som benyttes for sammenkobling av rørlengder ende mot ende, idet en tapp som er festet til den ene enden av en rørlengde, skrus inn i en moffe som er festet til hosliggende ende av en annen rørlengde. Tappene og moffene kan være utført i ett med de respektive rørlengder som skal skjøtes. Alternativt kan tappene og moffene være utført som selvstendige elementer som eksempelvis er fastsveiset til rørlengdenes ender. I det etterføl-gende vil den enden av en tapp eller en moffe som er forbundet med en rørlengde benevnes som den indre enden til tappen eller moffen, mens den enden til tappen eller moffen som vender fra den rørlengde hvortil den er (festet, vil bli betegnet som tappens eller moffens ytre ende. The invention relates to a threaded pipe connection which includes a threaded spigot and an internally threaded socket of the type used for connecting pipe lengths end to end, in that a spigot which is fixed to one end of a pipe length is screwed into a socket which is fixed to the adjacent end of another pipe length. The spigots and sockets can be made in one with the respective pipe lengths to be joined. Alternatively, the spigots and sockets can be designed as independent elements which are, for example, welded to the ends of the pipe lengths. In what follows, the end of a spigot or a socket which is connected to a length of pipe will be referred to as the inner end of the spigot or socket, while the end of the spigot or socket facing away from the length of pipe to which it is (attached) will be referred to as the outer end of the pin or socket.

Det er kjent å benytte forbindelser av den ovenfor be-skrevne type ved skjøting eller sammenkobling av rørlengder som f.eks. skal drives ned i en jordformasjon, eksempelvis i hoved-saken vertikalt ned i havbunnen. Slike arbeider må ofte gjennom-føres under meget dårlige klimatiske betingelser og ut i fra plattformer som er utsatt for vær og vind, slik tilfellet er f. eks. med oljeboretårn som er anordnet over den jordformasjon hvor rørlengdene skal drives ned. For å lette innføringen av It is known to use connections of the above-described type when splicing or connecting pipe lengths such as e.g. must be driven down into an earth formation, for example in the main case vertically down into the seabed. Such work often has to be carried out under very poor climatic conditions and from platforms that are exposed to weather and wind, as is the case, for example. with oil derricks arranged above the soil formation where the pipe lengths are to be driven down. To facilitate the introduction of

tappen på en rørlengde i moffen på den underliggende rørlengde er det vanligvåcbenytte koniske gjengepartier på både tapp og moffe slik at dersom det forefinnes en liten skjevhet mellom de to rørlengder så kan tappens mindre ytterende allikevel føres inn i moffen ytterende, som vil ha en litt større diameter. the spigot on a length of pipe in the socket on the underlying pipe length, there are commonly used conical thread sections on both spigot and socket so that if there is a slight misalignment between the two pipe lengths, the smaller end of the spigot can still be fed into the socket end, which will have a slightly larger diameter.

Bruken av koniske gjengepartier gir en sprengkraft i forbindelsen når tappen strammes inn i moffen og når de sammenkoblede rørlengder utsettes for aksielle krefter under driften av de sammensluttede rørlengder ned 1 jordformasjonen. Skjøten utsettes også for en sprengkraft som følge av at trykk på innsiden eller utsiden kan forplante seg inn mellom skruegjengene. Skjøten kan også utsettes for krefter som forsøker å rive tapp og moffe fra hverandre, hvilke krefter oppstår dersom aksene til de to sammenkoblede rørlengder får en skråstilling i forhold til hverandre når rørlengdene drives ned i jordformasjonen. The use of conical thread portions provides an explosive force in the connection when the pin is tightened into the socket and when the connected pipe lengths are subjected to axial forces during the operation of the connected pipe lengths down 1 the soil formation. The joint is also exposed to an explosive force as a result of pressure on the inside or outside can spread between the screw threads. The joint can also be subjected to forces that try to tear the pin and socket apart, which forces arise if the axes of the two connected pipe lengths are tilted in relation to each other when the pipe lengths are driven down into the soil formation.

Det er kjent mange forslag for slike skjøtutførelser hvor man tar sikte på å redusere virkningen til sprengkrefter og andre krefter, men ingen av de hittil kjente forslag har resul-tert i en helt tilfredsstillende utførelse. Foreliggende oppfin-nelse tar sikte på å tilveiebringe en rørforbindelse som er bedre enn de hittil kjente. Many proposals are known for such joint designs where the aim is to reduce the impact of blasting forces and other forces, but none of the proposals known to date have resulted in a completely satisfactory design. The present invention aims to provide a pipe connection that is better than those previously known.

Ifølge oppfinnelsen er det derfor tilveiebragt en rør-forbindelse som angitt i krav 1. Ytterligere trekk ved oppfinnelsen vil gå frem av underkravene. According to the invention, a pipe connection is therefore provided as stated in claim 1. Further features of the invention will be apparent from the subclaims.

Når tappen er skrrudd helt inn i moffen vil moffens koniske flate få samvirke med tappens koniske skulder, slik at denne skulder kan motstå enhver tendens som den ytre enden til moffen vil ha til å bevege seg radielt utover under påvirkning av de krefter som virker under bruk av rørforbindelsen. Dessuten vil den koniske skulder på moffen få samvirke med den koniske flaten på tappen slik at denne skulder kan motvirke enhver tendens som tappens ytterende har til å beveges seg radielt innover under påvirkning av de krefter som virker under bruk av rørfor-bindelsen. When the pin is screwed all the way into the socket, the conical surface of the socket will cooperate with the conical shoulder of the socket, so that this shoulder can resist any tendency that the outer end of the socket will have to move radially outwards under the influence of the forces acting during use of the pipe connection. In addition, the conical shoulder on the socket will interact with the conical surface of the pin so that this shoulder can counteract any tendency that the outer end of the pin has to move radially inward under the influence of the forces acting during use of the pipe connection.

Oppfinnelsen skal beskrives nærmere under henvisning til tegningen som viser et halvsnitt gjennom en rørforbindelse ifølge oppfinnelsen. The invention shall be described in more detail with reference to the drawing which shows a half section through a pipe connection according to the invention.

Den viste rørforbindelse innbefatter en moffe 1 og en tapp 2. Ved bruk av rørforbindelsen for sammenskjøting av to rør-lengder ende mot ende sveises innerenden 3 på moffen 1 til en rørlengde, mens innerenden 4- til tappen 2 fastsveises til enden av den neste rørlengde. På tegningen er tførforblndelsens lengdeakse betegnet med 5- The pipe connection shown includes a socket 1 and a pin 2. When using the pipe connection for joining two pipe lengths end to end, the inner end 3 of the socket 1 is welded to one pipe length, while the inner end 4 of the pin 2 is welded to the end of the next pipe length . In the drawing, the longitudinal axis of the connecting rod is denoted by 5-

Moffen 1 er av metall, f.eks. stål, og har sirkulært tverrsnitt. Moffen er boret ut i fra ytterenden slik at den har en konisk boring 6. Veggen i denne boringen 6 skrår innover i retning fra moffens ytterende og mot innerenden, og hellingen er ca. 1 til 8. Ved sin ytterende har moffen 1 en konisk flate 7 med en kjeglevinkel på 135°• Flatens 7 akse er koaksial med rør-forbindelsens akse 5« Ved sin innerende avsluttes boringen 6 med en konisk skulder 8 med en kjeglevinkel på 120°. Denne flates 8 akse er også koaksial med rørforbindélsens akse 5-I veggen til boringen 6 er det uttatt gjenger 9» Disse gjengene er utformet i samsvar med British Standard's Specification nr. 1657/1953»The sleeve 1 is made of metal, e.g. steel, and has a circular cross-section. The sleeve is drilled out from the outer end so that it has a conical bore 6. The wall in this bore 6 slopes inwards in the direction from the outer end of the sleeve and towards the inner end, and the slope is approx. 1 to 8. At its outer end, the socket 1 has a conical surface 7 with a cone angle of 135°• The axis of the surface 7 is coaxial with the axis of the pipe connection 5« At its inner end, the bore 6 ends with a conical shoulder 8 with a cone angle of 120° . The axis of this surface 8 is also coaxial with the axis of the pipe connector 5-In the wall of the bore 6 there are tapped threads 9" These threads are designed in accordance with British Standard's Specification no. 1657/1953"

se også American National Standard ASENI BL. 9-1973- Gjengeflan-kene 10 i gjengene 9 står hovedsakelig vinkelrett på veggen i boringen 6, og det betyr at flankene danner en vinkel på ca. 7° med rørforbindelsens akse 5. see also American National Standard ASENI BL. 9-1973- The thread flanks 10 in the threads 9 are mainly perpendicular to the wall in the bore 6, and this means that the flanks form an angle of approx. 7° with the axis of the pipe connection 5.

Tappen 2 er også av metall, f.eks. stål, og har sirkulært tverrsnitt. Tappen har gjenger 11 som samsvarer med gjengene 9 i moffen 1. Flankene 12 til disse gjenger danner en vinkel på ca. 7° med rørforbindelsens akse 5. Mellom tappens ytterende 13 og ytterenden til gjengepartiet 11 har tappen en konisk "flate 14 som representerer en forlengelse av den koniske flate som gjengebunnene ligger på. Flaten 14 har samme kjeglevinkel som veggen i boringen 6 iramoffen 1, og flaten 14 har en lett pas-ningsklaring i boringen 6 når tappen 2 er skrudd helt inn i moffen 1. Ved sin ytterende har tappen en konisk flate 15 med en kjeglevinkel på 120°. Aksen til denne flate 15 er koaksial med aksen 5- Nær sin innerende har tappen en.konisk skulder 16 med en kjeglevinkel på lj55°>og også aksen til denne flaten 16 er koaksial med aksen 5- De relative stillinger til de koniske flater 15 og 16 velges slik at når tappen 2 er skrudd helt inn i moffen 1 vil skulderen 16 få samvirke med ytterendeflaten 7 på moffen 1, mens ytterendeflaten 15 på tappen får samvirke med skulderen 8 på moffen 1. Pin 2 is also made of metal, e.g. steel, and has a circular cross-section. The pin has threads 11 which match the threads 9 in the socket 1. The flanks 12 of these threads form an angle of approx. 7° with the axis of the pipe connection 5. Between the pin's outer end 13 and the outer end of the threaded portion 11, the pin has a conical surface 14 which represents an extension of the conical surface on which the threaded bottoms lie. The surface 14 has the same cone angle as the wall of the bore 6 in the frame 1, and the surface 14 has a slight fitting clearance in the bore 6 when the pin 2 is screwed completely into the socket 1. At its outer end, the pin has a conical surface 15 with a cone angle of 120°. The axis of this surface 15 is coaxial with the axis 5- Near at its inner end, the stud has a conical shoulder 16 with a cone angle of lj55°> and also the axis of this surface 16 is coaxial with the axis 5- The relative positions of the conical surfaces 15 and 16 are chosen so that when the stud 2 is screwed all the way into the sleeve 1, the shoulder 16 will interact with the outer end surface 7 of the sleeve 1, while the outer end surface 15 of the pin will interact with the shoulder 8 of the sleeve 1.

Når tappen 2 er skrudd helt inn i moffen 1 vil den koniske flate 7 i moffen 1 samvirke med den koniske skulder 16 på tappen 2 slik at skulderen 16 kan motstå enhver tendens for den ytre enden av moffen 1 til å bevege seg radielt utover under påvirkning av de krefter som oppstår under bruk av forbindelsen. Den koniske skulder 8 i moffen 1 samvirker med den koniske flate 15 på tappen 2 slik at skulderen 8 kan motstå enhver tendens for tappens 2 ytterende til å bevege seg radielt innover under påvirkning av de krefter som oppstår under bruk av forbindelsen. When the pin 2 is fully screwed into the socket 1, the conical surface 7 in the socket 1 will cooperate with the conical shoulder 16 on the socket 2 so that the shoulder 16 can resist any tendency for the outer end of the socket 1 to move radially outwards under impact of the forces that arise during use of the connection. The conical shoulder 8 in the socket 1 cooperates with the conical surface 15 on the pin 2 so that the shoulder 8 can resist any tendency for the outer end of the pin 2 to move radially inwards under the influence of the forces arising during use of the connection.

For å hindre at et fluidum under trykk kan trenge inn mellom gjengene 9 og 11 i fra utsiden av forbindelsen er det på tappen 2 anordnet en tetningsring 17 nær innerenden til gjengepar tiet 11. Når tappen 2 er skrudd helt inn i moffen 1 vil tetnings-ringen 17 tette mellom de motliggende flater på tappen 2 og moffen 1 nær moffens ytterende. For å hindre en lignende inntrenging av trykkfluidum fra innsiden av rørforbindelsen er en tetningsring 18 montert i et omløpende spor 19 i veggen i boringen 6, In order to prevent a fluid under pressure from penetrating between the threads 9 and 11 from the outside of the connection, a sealing ring 17 is arranged on the pin 2 near the inner end of the threaded part 11. When the pin 2 is screwed completely into the socket 1, the sealing the ring 17 tightly between the opposing surfaces of the pin 2 and the sleeve 1 near the outer end of the sleeve. In order to prevent a similar penetration of pressurized fluid from the inside of the pipe connection, a sealing ring 18 is mounted in a circumferential groove 19 in the wall of the bore 6,

nær skulderen 8.near the shoulder 8.

Selv om rørforbindelsen kan benyttes for sammenskjø-ting av rørlengder med vilkårlige diametre så egner den seg spe-sielt godt for sammenskjøting av rørseksjoner hvor ytterdiamete-ren minst er 40 cm. Although the pipe connection can be used for joining pipe lengths with arbitrary diameters, it is particularly suitable for joining pipe sections where the outer diameter is at least 40 cm.

Claims

1. Pipe connection of the type which includes a pin and a socket and which is intended for connecting pipe lengths end to end, where the socket has an internal conical threaded part and the pin has an external conical threaded part, which threaded parts are intended for screw engagement with each other, as the pin has a first shoulder which can be brought into cooperation with the socket's outer

end when the pin is screwed completely into the socket, during which the cooperating surfaces of the aforementioned first shoulder and the outer end of the socket are inclined in relation to the longitudinal axes of the socket and the socket so that when the socket is screwed completely into the socket, a radial expansion of the outer end of the socket is counteracted by the said first shoulder, characterized in that the outer end of the spigot can be brought into cooperation with the other shoulder in the socket when the spigot is screwed completely into the socket, the cooperating surfaces on the aforementioned second shoulder and the outer end of the spigot being inclined in relation to the longitudinal axes of the socket and the spigot as follows that when the pin is screwed completely into the socket, radial contraction of the pin's outer end will be counteracted by the aforementioned second shoulder.

2. Pipe connection according to claim 1, characterized in that at least one circumferential zone in the said second shoulder surrounds a circumferential zone in the outer end of the pin when the pin is screwed completely into the socket.

3. Pipe connection according to claim 1 or 2, characterized in that the second shoulder has a conical surface whose axis is coaxial with the longitudinal axis of the socket.

4. Pipe connection according to claim 3, characterized by the fact that the cone angle of the conical surface of the second shell lies within the range 140 - 100°.

5. Pipe connection according to claim 4, characterized in that the outer end of the pin has a conical surface with the same or substantially the same cone angle as the conical surface on the aforementioned second shoulder.

6. Pipe connection according to one of the preceding claims, characterized by . that the screw threads on both the pin and socket are trapezoidal threads.

7. Pipe connection according to one of the preceding claims, characterized in that it is provided with sealing devices to prevent the penetration of fluid under pressure between the threads.

8. Pipe connection according to claim 7, characterized in that the sealing devices include a sealing ring mounted on the spigot near the aforementioned first shoulder and which, when the spigot is screwed completely into the socket, interacts with the inner wall of the socket near the outer end of the socket.

9. Pipe connection according to claim 7 or 8, characterized in that the sealing devices include a sealing ring which is mounted in a circumferential groove formed in the inner wall of the socket near the aforementioned second shoulder and which, when the pin is screwed completely into the socket, interacts with the pin's outer wall near its outer end.