Резьбовые соединения обсадных труб

Соединения с конической резьбой треугольного профиля. Угол при вершине треугольного профиля резьбы равен 60⁰. 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 равен 3,175 мм, на длине 25,4 мм размещаются 8 витков (ниток) резьбы, поэтому она называется восьминиточной.

Резьба выполнена на слабоконической поверхности конца трубы (конусность составляет 12⁰). Коническая резьба позволяет путем навинчивания достичь большей герметичности в соединении по сравнению с цилиндрической резьбой.

При нарезке резьбы в зоне сочленения конуса с цилиндрической поверхностью трубы образуются несколько витков неполного профиля: вершины их срезаны. Конец непрерывно исчезающей нитки резьбы называют концом сбега. От этой точки конца сбега принято вести счет витков резьбы.

Плоскость, в которой диаметр витка с полным профилем точно равен наружному диаметру цилиндрической поверхности трубы, называют основной плоскостью. Основная плоскость совпадает с пятым витком от конца сбега (первым витком полного профиля).

На внутренней поверхности муфты нарезают такие же конические резьбы, как и на концах трубы, причем вершины конусов обращены друг к другу. Но так как радиусы закругления вершин и впадин различны, при свинчивании муфты с трубой в соединении образуется тонкий зазор (0,076 мм). В этот зазор выдавливается излишек смазки, т.е. он выполняет роль гидравлического затвора.

Большая часть обсадных труб имеет соединения с нормальной длиной резьбы. На трубах диаметром 127 и 140 мм с толщиной стенки 6 мм; диаметром 194 мм и более с толщиной стенки 7 мм длина резьбы короче нормальной и называется короткой резьбой. ГОСТом предусмотрены также обсадные трубы диаметром 144-245 мм с удлиненной резьбой.

Резьбовые соединения треугольного профиля имеют недостатки:

1. Прочность соединения составляет 55-70% прочности по телу ненарезанного участка трубы; наиболее слабым является сечение по основной плоскости.

2. Невысокая герметичность. Поэтому трубы с таким профилем резьбы целесообразно использовать для комплектования прежде всего нижних участков обсадных колонн, где прочность на растяжение не является ограничивающим фактором, а избыточное внутреннее давление сравнительно невелико.

Перед навинчиванием муфты резьба должна быть очищена и покрыта смазкой, обеспечивающей герметичность соединения и предохраняющей резьбу от задиров и коррозии. При транспортировке на свободный конец трубы навинчивают предохранительное кольцо, а в муфту ввинчивают пробку. Предварительно эти резьбы должны быть покрыты антикоррозийной смазкой.

Соединения с резьбой трапецеидального профиля. Трапецеидальный профиль резьбы является более прочным по сравнению с треугольным профилем. У трапецеидальной резьбы шаг составляет 5,08 мм; глубина 1,6 мм и угол наклона граней профиля 3⁰ и 10⁰.

Наиболее эффективный способ повышения герметичности является сварка соединений обсадных труб. Применяется несколько типов сварных соединений:

· раструбное;

· двухраструбное;

· муфтовое;

· встык;

· ниппель-раструбное и др.

Прочность двухраструбного соединения несколько выше прочности стандартного резьбового соединения. Трубы сваривают непосредственно над устьем скважины. Прочность сварного соединения может быть повышена до прочности тела трубы, если использовать специальные трубы с утолщенными на 8-10 мм по диаметру концами.