RU184845U1

RU184845U1 - Thread guard of the nipple element of the threaded connections of oil and gas field pipes

Info

Publication number: RU184845U1
Application number: RU2018117920U
Authority: RU
Inventors: Сергей Александрович Рекин; Юрий Федорович Емельянов; Денис Викторович Никифоров; Алексей Сергеевич Мыслевцев; Евгений Валерьевич Леонов; Алексей Леонидович Бабаев
Original assignee: Публичное акционерное общество "Трубная металлургическая компания" (ПАО "ТМК")
Priority date: 2018-05-15
Filing date: 2018-05-15
Publication date: 2018-11-12

Abstract

Полезная модель относится к области нефтегазодобычи, в частности к устройствам для защиты резьбовых соединений нефтегазопромысловых труб при их транспортировании и хранении. Предохранитель содержит корпус, имеющий П-образный профиль, и установленные на нем стальную обечайку, съемную крышку, внутренний и наружный уплотнительные элементы, выполненные в виде колец из эластичного материала. Внутренний уплотнительный элемент расположен на внутренней поверхности корпуса в месте соприкосновения его с торцевой поверхностью ниппельного элемента. Наружный уплотнительный элемент имеет Г-образный профиль, основание которого, соприкасающееся с ниппельным элементом, выполнено коническим и с П-образными вырезами. Достигается герметичность ниппельного элемента резьбовых соединений с предохранителем при воздействии неблагоприятных факторов окружающей среды. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.The utility model relates to the field of oil and gas production, in particular to devices for protecting threaded joints of oil and gas field pipes during their transportation and storage. The fuse contains a housing having a U-shaped profile, and a steel shell mounted on it, a removable cover, inner and outer sealing elements made in the form of rings of elastic material. The inner sealing element is located on the inner surface of the housing at the point of contact with the end surface of the nipple element. The outer sealing element has a L-shaped profile, the base of which, in contact with the nipple element, is made conical and with U-shaped cutouts. A tightness of the nipple element of threaded connections with a fuse is achieved when exposed to adverse environmental factors. 2 s.p. f-ly, 1 ill.

Description

Полезная модель относится к области нефтегазодобычи, в частности к устройствам для защиты резьбовых соединений нефтегазопромысловых труб при их транспортировании и хранении.The utility model relates to the field of oil and gas production, in particular to devices for protecting threaded joints of oil and gas field pipes during their transportation and storage.

Основными требованиями к устройствам для защиты резьбы ниппельных элементов резьбовых соединений нефтегазопромысловых труб - предохранителям, являются стойкость к воздействию значительных ударных нагрузок, неблагоприятных факторов окружающей среды, легкое свинчивание-развинчивание.The main requirements for devices for protecting the threads of nipple elements of threaded connections of oil and gas field pipes - fuses, are resistance to significant shock loads, adverse environmental factors, easy make-up and unscrew.

Из уровня техники известно защитное устройство для концов труб, выполненное в виде предохранителя резьбы ниппельного элемента резьбового соединения, содержащее корпус, имеющий «П-образный» профиль, и установленные на нем стальную обечайку, съемную крышку и внутренний уплотнительный элемент, выполненный в виде кольца из эластичного материала и расположенный на внутренней поверхности корпуса в месте соприкосновения его с торцевой поверхностью ниппельного элемента (SU №1669406, F16L 57/00, опубл. 07.08.1991), которое принято в качестве ближайшего аналога.In the prior art, a protective device for pipe ends, made in the form of a thread guard nipple element of a threaded connection, comprising a housing having a "U-shaped" profile, and a steel shell mounted on it, a removable cover and an internal sealing element made in the form of a ring of elastic material and located on the inner surface of the body at the point of contact with the end surface of the nipple element (SU No. 1669406, F16L 57/00, publ. 07.08.1991), which is accepted as the closest anal og.

Указанное защитное устройство (предохранитель резьбового соединения) имеет недостаток, заключающийся в недостаточной степени защиты резьбы ниппельного элемента от воздействия окружающей среды и вымывания смазки в процессе транспортирования и хранения труб в связи с отсутствием наружного уплотнительного элемента.The specified protective device (threaded connection safety device) has the disadvantage of insufficiently protecting the threads of the nipple element from environmental influences and leaching of lubricant during transportation and storage of pipes due to the absence of an external sealing element.

Техническая задача, решаемая заявляемой полезной моделью, заключается в разработке предохранителя резьбы ниппельного элемента резьбового соединения нефтегазопромысловых труб, обеспечивающего гарантированную защиту резьбы, уплотнительных и упорных поверхностей ниппельного элемента от воздействия окружающей среды (попадания влаги, агрессивных сред, пыли и других загрязнений) и вымывания защитного покрытия (например, смазки) в процессе транспортирования и хранения труб.The technical problem solved by the claimed utility model is to develop a thread safety device for the nipple element of the threaded joint of oil and gas field pipes, which provides guaranteed protection of the thread, sealing and thrust surfaces of the nipple element from environmental influences (moisture, aggressive media, dust and other contaminants) and washing protective coatings (e.g. lubricants) during transportation and storage of pipes.

Достигаемый технический результат заключается в обеспечении герметичности ниппельного элемента с навинченным на него предохранителем при воздействии неблагоприятных факторов окружающей среды, а также в обеспечении защиты от вымывания защитного покрытия.The technical result achieved is to ensure the tightness of the nipple element with a fuse screwed on it when exposed to adverse environmental factors, as well as to provide protection against leaching of the protective coating.

Указанный технический результат достигается за счет того, что в предохранителе резьбы ниппельного элемента резьбового соединения нефтегазопромысловых труб, содержащем корпус, имеющий П-образный профиль, и установленные на нем стальную обечайку, съемную крышку и внутренний уплотнительный элемент, выполненный в виде кольца из эластичного материала и расположенный на внутренней поверхности корпуса в месте соприкосновения его с торцевой поверхностью ниппельного элемента, согласно полезной модели, он дополнительно снабжен наружным уплотнительным элементом, выполненным в виде кольца из эластичного материала, имеющего Г-образный профиль, основание которого, соприкасающееся с ниппельным элементом, выполнено коническим и с П-образными вырезами, при этом основание корпуса предохранителя выполнено в виде Г-образного профиля для установки на нем наружного уплотнительного элемента. В частном варианте выполнения заявленного предохранителя максимальный внутренний диаметр П-образных вырезов в основании Г-образного профиля наружного уплотнительного элемента меньше номинального диаметра ниппельного элемента на 0,3 мм. В другом частном варианте выполнения предохранителя расстояние от сбега резьбы ниппельного элемента до основания корпуса составляет не менее 20 мм.The specified technical result is achieved due to the fact that in the thread guard of the nipple element of the threaded connection of oil and gas pipes containing a body having a U-shaped profile and steel shell mounted on it, a removable cover and an internal sealing element made in the form of a ring of elastic material and located on the inner surface of the housing in the place of contact with the end surface of the nipple element, according to the utility model, it is additionally equipped with an external an attentive element made in the form of a ring of elastic material having a L-shaped profile, the base of which in contact with the nipple element is made conical and with U-shaped cutouts, while the base of the fuse body is made in the form of a L-shaped profile for installation on it external sealing element. In a particular embodiment of the claimed fuse, the maximum inner diameter of the U-shaped cutouts at the base of the L-shaped profile of the outer sealing element is 0.3 mm less than the nominal diameter of the nipple element. In another particular embodiment of the fuse, the distance from the thread run of the nipple element to the base of the housing is at least 20 mm.

Полезная модель поясняется чертежом, на котором изображен продольный разрез предохранителя резьбы ниппельного элемента резьбового соединения нефтегазопромысловых труб.The utility model is illustrated by the drawing, which shows a longitudinal section of the thread safety lock of the nipple element of the threaded connection of oil and gas field pipes.

Предохранитель резьбы ниппельного элемента содержит корпус 1, стальную обечайку 2, съемную крышку 3, внутренний 4 и наружный 5 уплотнительные элементы.The thread protector of the nipple element comprises a housing 1, a steel shell 2, a removable cover 3, an inner 4 and an outer 5 sealing elements.

Корпус 1 предохранителя имеет П-образный профиль с торцевым отверстием под съемную крышку 3. Внутренняя поверхность корпуса 1 непосредственно сопрягается с защищаемыми элементами ниппельного элемента 6 и повторяет профиль резьбы 7, с учетом зазоров по боковым граням и вершинам профиля резьбы, и геометрию уплотнительных 8 и упорных 9 поверхностей ниппельного элемента 6 резьбового соединения, для защиты которого предназначен предохранитель. Основание П-образного профиля корпуса 1 выполнено в виде Г-образного профиля для установки на нем наружного уплотнительного элемента 5.The fuse housing 1 has a U-shaped profile with an end hole for the removable cover 3. The inner surface of the housing 1 is directly mated to the protected elements of the nipple element 6 and repeats the thread profile 7, taking into account the gaps on the side faces and vertices of the thread profile, and the geometry of the sealing 8 and resistant 9 surfaces of the nipple element 6 of the threaded connection, the fuse is intended for protection. The base of the U-shaped profile of the housing 1 is made in the form of a L-shaped profile for installation on it of the outer sealing element 5.

Корпус 1 предохранителя выполнен из полимерных материалов. На корпусе 1 предохранителя установлены стальная обечайка 2, съемная крышка 3, внутренний 4 и наружный 5 уплотнительные элементы, выполненные в виде колец из эластичного материала.The fuse housing 1 is made of polymeric materials. On the fuse case 1, a steel shell 2, a removable cover 3, an inner 4 and an outer 5 are installed sealing elements made in the form of rings of elastic material.

Стальная обечайка 2 установлена на корпусе 1 предохранителя для общего усиления конструкции, а также защиты корпуса 1 от ударных и других механических воздействий в процессе транспортирования и хранения труб.A steel shell 2 is mounted on the fuse housing 1 for general reinforcement of the structure, as well as for protecting the housing 1 from impact and other mechanical influences during transportation and storage of pipes.

Съемная крышка 3 служит для проведения шаблонирования ниппельного элемента 6 без снятия предохранителя, что исключает повреждения поверхностей резьбы 7, уплотнительных 8 и упорных 9 поверхностей соединения при проведении указанных работ, а также предотвращает попадание влаги, агрессивных сред, инородных тел и других загрязнений внутрь ниппельного элемента 6. Съемная крышка 3 может быть выполнена с отверстиями по торцу, что обеспечивает необходимую вентиляцию внутренней полости ниппельного элемента 6.The removable cover 3 is used to template the nipple element 6 without removing the fuse, which eliminates damage to the surfaces of the thread 7, sealing 8 and contact surfaces 9 during these operations, and also prevents moisture, aggressive media, foreign bodies and other contaminants from entering the nipple element 6. The removable cover 3 can be made with holes at the end, which provides the necessary ventilation of the internal cavity of the nipple element 6.

Уплотнительные элементы 4 и 5 предохранителя выполнены в виде колец из эластичного материала, например из резины, обладающей эластичностью, масло- и бензостойкостью и работоспособностью в диапазоне рабочих температур предохранителя - от -46° до +66°.Sealing elements 4 and 5 of the fuse are made in the form of rings made of an elastic material, for example, rubber with elasticity, oil and gas resistance and working capacity in the range of operating temperatures of the fuse - from -46 ° to + 66 °.

Уплотнительные элементы 4 и 5 служат для герметизации ниппельного элемента 6 с навинченным на него предохранителем - исключения попадания влаги, агрессивных сред, частиц пыли и других загрязнений на резьбу 7, уплотнительные 8 и упорные 9 поверхности, а также для предотвращения контакта уплотнительных поверхностей 8 с корпусом 1 предохранителя и возможного их повреждения.Sealing elements 4 and 5 are used to seal the nipple element 6 with a safety screw screwed onto it - to prevent moisture, aggressive media, dust particles and other contaminants from entering the thread 7, sealing 8 and thrust surfaces 9, and also to prevent contact of the sealing surfaces 8 with the housing 1 fuse and their possible damage.

Уплотнительные элементы 4 и 5 могут быть установлены на корпус 1 предохранителя, например с помощью клея.Sealing elements 4 and 5 can be installed on the fuse housing 1, for example with glue.

Внутренний уплотнительный элемент 4 предохранителя выполнен в виде кольца из эластичного материала и расположен на внутренней поверхности корпуса 1 в месте соприкосновения его с торцевой поверхностью 9 ниппельного элемента 6. Внутренний уплотнительный элемент 4 служит для предотвращения повреждения торцевой поверхности 9 ниппельного элемента 6 при контакте с корпусом 1 предохранителя.The inner sealing element 4 of the fuse is made in the form of a ring of elastic material and is located on the inner surface of the housing 1 in the place of contact with the end surface 9 of the nipple element 6. The inner sealing element 4 serves to prevent damage to the end surface 9 of the nipple element 6 in contact with the housing 1 fuse.

Выполнение наружного уплотнительного элемента 5 предохранителя в виде кольца из эластичного материала, имеющего Г-образный профиль, увеличивает площадь контакта наружного уплотнительного элемента 5 с корпусом 1 предохранителя, а также обеспечивает их надежное соединение.The implementation of the outer sealing element 5 of the fuse in the form of a ring of elastic material having a L-shaped profile increases the contact area of the outer sealing element 5 with the housing 1 of the fuse, and also ensures their reliable connection.

Основание наружного уплотнительного элемента 5 предохранителя, имеющего Г-образный профиль, соприкасающееся с ниппельным элементом 6, выполнено коническим и с П-образными вырезами, что обеспечивает эластичность и гибкость наружного уплотнительного элемента 5, предотвращает его повреждение при соприкосновении с ниппельным элементом 6 и разгерметизацию предохранителя.The base of the external sealing element 5 of the fuse, having a L-shaped profile in contact with the nipple element 6, is made conical and with U-shaped cuts, which provides elasticity and flexibility of the external sealing element 5, prevents its damage in contact with the nipple element 6 and depressurization of the fuse .

Максимальный внутренний диаметр d₁ П-образных вырезов в основании Г-образного профиля наружного уплотнительного элемента 5 меньше номинального диаметра D₁ ниппельного элемента 6 на 0,3 мм, что обеспечивает гарантированный контакт между наружным уплотнительным элементом 5 и ниппельным элементом 6, номинальный диаметр которого выполнен с любым значением в поле допусков.The maximum inner diameter d _{1 of the} U-shaped cutouts at the base of the L-shaped profile of the outer sealing element 5 is less than the nominal diameter D _{1 of the} nipple element 6 by 0.3 mm, which ensures guaranteed contact between the outer sealing element 5 and the nipple element 6, the nominal diameter of which performed with any value in the tolerance field.

Корпус 1 предохранителя выступает за резьбу 7 ниппельного элемента 6 не менее чем на 20 мм. То есть расстояние L₁ от сбега резьбы 7 ниппельного элемента 6 до основания корпуса 1 составляет не менее 20 мм. При расстоянии L₁ менее заявленного значения не гарантировано полное закрытие резьбы 7 ниппельного элемента 6, что может привести, в некоторых случаях, к установке наружного уплотнительного элемента 5 предохранителя на последних витках резьбы 7 ниппельного элемента 6, к повреждению резьбы и не позволит обеспечить герметичность конструкции.The fuse housing 1 protrudes beyond the thread 7 of the nipple element 6 by at least 20 mm. That is, the distance L ₁ from the run of thread 7 of the nipple element 6 to the base of the housing 1 is at least 20 mm. When the distance L _{1 is} less than the declared value, the complete closure of the thread 7 of the nipple element 6 is not guaranteed, which may lead, in some cases, to the installation of the outer sealing element 5 of the fuse on the last turns of the thread 7 of the nipple element 6, damage to the thread and will not allow for tightness of the structure .

Заявляемый предохранитель резьбы ниппельного элемента работает следующим образом. Предохранитель навинчивают на ниппельный элемент 6, при этом внутренняя поверхность корпуса 1 предохранителя, повторяющая профиль резьбы 7 и геометрию уплотнительных 8 и упорных 9 поверхностей ниппельного элемента 6, непосредственно сопрягается с защищаемыми элементами ниппельного элемента 6. Завершение процесса свинчивания предохранителя и ниппельного элемента 6 осуществляется при контактировании торцевой поверхности 9 ниппельного элемента 6 с внутренней поверхностью корпуса 1 предохранителя, в зоне расположения внутреннего уплотнительного элемента 4.The inventive thread guard of the nipple element operates as follows. The fuse is screwed onto the nipple element 6, while the inner surface of the fuse housing 1, repeating the thread profile 7 and the geometry of the sealing 8 and the thrust 9 surfaces of the nipple element 6, is directly mated to the protected elements of the nipple element 6. The screwing process of the fuse and the nipple element 6 is completed when contacting the end surface 9 of the nipple element 6 with the inner surface of the fuse housing 1, in the area of the inner seal element ceiling elements 4.

Предохранитель резьбы может быть использован также для защиты резьбы ниппельных элементов резьбовых соединений нефтегазопромысловых труб, на поверхность которых нанесено затвердевающее покрытие.The thread guard can also be used to protect the threads of the nipple elements of the threaded joints of oil and gas field pipes, on the surface of which a hardening coating is applied.

Предлагаемый предохранитель резьбы ниппельного элемента был опробован для защиты резьбового соединения нефтегазопромысловых труб диаметром 114 мм, с конусностью резьбы 1:16, шагом резьбы 5,08 мм, углами наклона опорной грани резьбы - 4° и закладной грани резьбы - 24°, углом наклона упорной поверхности ниппельного элемента - 15°.The proposed thread lock of the nipple element was tested to protect the threaded connection of oil and gas field pipes with a diameter of 114 mm, with a taper of the thread 1:16, a thread pitch of 5.08 mm, an angle of inclination of the reference face of the thread - 4 ° and a embedded face of the thread - 24 °, an angle of inclination of the resistant the surface of the nipple element is 15 °.

Предохранитель резьбы навинчивали на ниппельный элемент. Корпус предохранителя резьбы изготовлен, в частности из удароустойчивого пластика, имеет П-образным профиль, основание которого выполнено в виде Г-образного профиля для установки на нем наружного уплотнительного элемента. На внешней поверхности корпуса предохранителя установлена стальная обечайка, в торцевом отверстии корпуса установлена съемная крышка, по торцу которой выполнены отверстия. Внутренняя поверхность корпуса предохранителя повторяет профиль резьбы и геометрию уплотнительных и упорных поверхностей ниппельного элемента резьбового соединения.The thread guard was screwed onto the nipple element. The thread safety housing is made, in particular, of impact-resistant plastic, has a U-shaped profile, the base of which is made in the form of a L-shaped profile for installing an external sealing element on it. A steel shell is installed on the outer surface of the fuse case, a removable cover is installed in the end hole of the case, at the end of which holes are made. The inner surface of the fuse body repeats the thread profile and the geometry of the sealing and thrust surfaces of the nipple element of the threaded connection.

Внутренний и наружный уплотнительные элементы выполнены в виде колец, например из резины. Внутренний уплотнительный элемент расположен на внутренней поверхности корпуса в месте соприкосновения его с торцевой поверхностью ниппельного элемента. Наружный уплотнительный элемент выполнен с Г-образным профилем, основание которого, соприкасающееся с ниппельным элементом, выполнено коническим и с П-образными вырезами, что обеспечивает его эластичность и гибкость, предотвращает повреждение при соприкосновении с ниппельным элементом и разгерметизацию предохранителя.The inner and outer sealing elements are made in the form of rings, for example of rubber. The inner sealing element is located on the inner surface of the housing at the point of contact with the end surface of the nipple element. The outer sealing element is made with a L-shaped profile, the base of which, in contact with the nipple element, is made conical and with U-shaped cutouts, which ensures its elasticity and flexibility, prevents damage when it comes into contact with the nipple element and depressurization of the fuse.

В процессе проведения испытаний при попадании воды, частиц пыли и других загрязнений на предохранитель, навинченный на ниппельный элемент, было обеспечено сохранение герметичности конструкции - резьба, уплотнительные и торцевые поверхности соединения остались сухими и чистыми, наружный уплотнительный элемент был прочно и четко зафиксирован на основании корпуса.During testing, when water, dust particles and other contaminants get on the fuse screwed on the nipple element, the structure was kept tight - the thread, sealing and end surfaces of the connection remained dry and clean, the outer sealing element was firmly and clearly fixed to the base of the housing .

Предохранитель резьбы ниппельного элемента обеспечивает герметичность соединения при неблагоприятных условиях окружающей среды и защиту резьбы при транспортировании труб.The thread protector of the nipple element ensures tightness of the connection under adverse environmental conditions and thread protection during pipe transportation.

Claims

1. The thread guard of the nipple element of the threaded joint of oil and gas field pipes, comprising a housing having a U-shaped profile and a steel shell mounted on it, a removable cover and an internal sealing element made in the form of a ring of elastic material and located on the inner surface of the housing in contact it with the end surface of the nipple element, characterized in that it is additionally equipped with an external sealing element made in the form of a ring of elastic mat A series having a L-shaped profile, the base of which in contact with the nipple element, is made conical and with U-shaped cutouts, while the base of the fuse housing is made in the form of a L-shaped profile for installing an external sealing element on it.

2. The fuse according to claim 1, characterized in that the maximum inner diameter of the U-shaped cutouts at the base of the L-shaped profile of the outer sealing element is 0.3 mm less than the nominal diameter of the nipple element.

3. The fuse according to claim 1, characterized in that the distance from the thread run of the nipple element to the base of the housing is at least 20 mm.