Меню

Типы резьб соединений для обсадных труб



Резьбовые соединения обсадных труб

Профиль резьбы

5.1.1 Форма и геометрические параметры профиля трапецеидальной резьбы резьбовых соединений ОТТМ и ОТТГ обсадных труб и муфт к ним должны соответствовать указанным на рисунке 1 и в таблице 1.

Предельные отклонения геометрических параметров профиля резьбы должны соответствовать указанным в таблицах 1 и 2.

* Размер для справок.

α — угол профиля; α1, α2 — углы наклона сторон профиля; b — ширина вершины профиля; b1 — ширина впадины профиля; φ — угол уклона резьбы; h1 — высота профиля; Р — шаг резьбы; r, r1, r2, r3 — радиусы скругления профиля

Рисунок 1 — Форма и геометрические параметры профиля трапецеидальной резьбы резьбовых соединений

Таблица 1 — Геометрические параметры профиля трапецеидальной резьбы резьбовых соединений ОТТМ и ОТТГ

Наименование параметра Номинальное значение Предельное отклонение
Шаг резьбы Р 5,08 Таблица 2
Высота профиля h1 1,60 ±0,03
Угол профиля α * 13°
Угол наклона стороны профиля
α1 ±1°
α2 10° ±1°
Ширина вершины профиля b * 2,29
Ширина впадины профиля b1, * 2,43 + 0,05
Радиус округления профиля:
r * 0,20 + 0,05
r1, * 0,80 -0,05
r2, * 0,20 -0,05
r3, * 0,80 + 0,05
Угол уклона резьбы φ * 1°47’24»
Конусность резьбы K * 6,25 (1:16) Таблица 2
* Размер для справок ** Конусность наружного и внутреннего диаметров резьбы трубы и муфты на длине резьбы 100 мм. Примечание — Параметры резьбы для справок и их предельные отклонения приведены для проектирования резьбообразующего инструмента и контролю не подвергаются.

Таблица 2 — Предельные отклонения шага и конусности трапецеидальной резьбы резьбовых соединений ОТТМ и ОТТГ

Тип соединения Предельное отклонение
шага резьбы Р конусности резьбы К
на длине 25,4 мм * на всей длине резьбы с полным профилем трубы муфты
условным диаметром до 194 мм включ. условным диаметром св. 194 мм для труб условным диаметром до 194 мм включ. для труб условным диаметром св. 194 мм
ОТТМ ±0,05 ±0,10 + 0,25 +0,25 +0,00 +0,10
-0,10 -0,25 -0,25
ОТТГ +0,15 +0,20 +0,00 +0,05
-0,05 -0,15 -0,20
* Предельные отклонения шага резьбы на длине 25,4 мм допускаются на расстоянии между любыми двумя витками резьбы с полным профилем, не превышающим 25,4 мм. На расстоянии между любыми двумя витками резьбы, превышающем 25,4 мм, допускается увеличение предельных отклонений шага резьбы пропорционально увеличению расстояния, но не более указанных в настоящей таблице предельных отклонений для всей длины резьбы с полным профилем.

Основные параметры резьбового соединения ОТТМ

5.2.1 Общий вид резьбового соединения ОТТМ при свинчивании вручную и при механическом свинчивании показан на рисунке 2.

D — наружный диаметр трубы; DM — наружный диаметр обычной муфты; DC — наружный диаметр специальной муфты; d — внутренний диаметр трубы; LM — длина муфты; t — толщина стенки трубы

Рисунок 2 — Общий вид резьбового соединения ОТТМ

5.2.2 Основные геометрические параметры и предельные отклонения параметров резьбового соединения ОТТМ должны соответствовать указанным на рисунках 3 и 4 и в таблицах 3 и 4.

* Размер для справок.

** Размер не регламентируется.

D — наружный диаметр трубы; dВН — внутренний диаметр резьбы в основной плоскости; d1 — наружный диаметр резьбы в плоскости торца трубы; d2 — внутренний диаметр резьбы в плоскости торца трубы; L — общая длина резьбы трубы (от торца трубы до конца сбега резьбы); l -длина резьбы трубы с полным профилем (длина резьбы от торца трубы до основной плоскости); l1 -длина резьбы с неполным профилем; l2 — длина сбега резьбы трубы

Рисунок 3 — Основные геометрические параметры резьбового соединения ОТТМ трубы

Таблица 3 — Основные геометрические параметры резьбового соединения ОТТМ трубы

Условный диаметр трубы Наружный диаметр трубы D* Внутренний диаметр резьбы в основной плоскости dВН * Наружный диаметр резьбы в плоскости торца трубы d1* Внутренний диаметр резьбы в плоскости торца трубы d2* Общая длина резьбыL ±2 Длина резьбы с полным профилемl* Длина сбега резьбыl2, не более
101,60 98,400 99,287 96,087
114,30 111,100 111,675 108,475
127,00 123,800 124,250 121,050
139,70 136,500 136,700 133,500
146,10 142,850 143,050 139,850
168,28 165,075 165,025 161,825
177,80 174,600 174,300 171,100
193,68 190,475 189,925 186,725
219,08 215,875 214,950 211,750
244,48 241,275 240,350 237,150
273,05 269,850 268,925 265,725
298,45 295,250 294,325 291,125
323,90 320,650 319,725 316,525
339,72 336,525 335,600 332,400
* Размер для справок.
Читайте также:  Банная печь рамунаса с кирпичной трубой

* Размер для справок.

В — ширина торцовой плоскости обычной муфты; dBH — внутренний диаметр резьбы в основной плоскости; dQ — диаметр фаски в плоскости торца муфты; d3 — внутренний диаметр резьбы в плоскости торца муфты; l3 — длина резьбы с полным профилем муфты; r — радиус скругления кромки торца специальной муфты

1. Для выхода резьбообразующего инструмента на середине муфты может быть выполнена проточка глубиной, превышающей высоту профиля резьбы h1 не более чем на 0,50 мм. Проточка не должна иметь острых кромок. При отсутствии проточки допускается перерез встречных ниток в середине муфты на длине резьбы с неполным профилем.

2 Для специальных муфт допускается замена фаски 35° ±5° скруглением кромки торца радиусом, не превышающим ширину фаски.

Рисунок 4 — Основные геометрические параметры резьбового соединения ОТТМ муфты

Таблица 4 — Основные геометрические параметры резьбового соединения ОТТМ муфты

Условный диаметр трубы Наружный диаметр трубы D * Внутренний диаметр резьбы в основной плоскости dВН * Внутренний диаметр резьбы в плоскости торца муфты d3* Диаметр фаски в плоскости торца муфты d +1,0 Длина резьбы с полным профилем l3, не менее Ширина торцовой плоскости обычной муфты В, не менее
101,60 98,400 99,525 103,8 1,5
114,30 111,100 112,225 116,5 3,0
127,00 123,800 124,925 129,2 4,0
139,70 136,500 137,625 141,9 3,5
146,10 142,850 143,975 148,3 6,5
168,28 165,075 166,200 170,5 6,0
177,80 174,600 175,725 180,0 4,5
193,68 190,475 191,600 195,9 7,5
219,08 215,875 217,000 221,3 9,0
244,48 241,275 242,400 246,7 9,0
273,05 269,850 270,975 275,3 8,5
298,45 295,250 296,375 300,7 8,5
323,90 320,650 321,775 326,1 9,5
339,72 336,525 337,650 342,0 8,5
* Размер для справок. Примечание — Ширина торцовой плоскости специальной муфты не нормируется.

5.2.3 `На расстоянии менее (l — 10) мм от торца трубы не допускаются витки резьбы с черновинами.

На расстоянии (l — 10) мм и более от торца трубы допускаются витки резьбы с черновинами общей протяженностью на каждом витке не более 25% длины витка резьбы:

— на одном витке резьбы — для труб условным диаметром до 194 мм включительно;

— на двух витках резьбы — для труб условным диаметром 219 мм и более.

5.2.4 Минимальная толщина стенки трубы под резьбой в плоскости торца трубы должна быть не менее 1,5 мм.

Толщину стенки трубы под резьбой в плоскости торца трубы вычисляют по следующей формуле

tr = 0,875t — 0,5(1,01Dd2), (1)

где tr — толщина стенки трубы под резьбой в плоскости торца трубы, мм, округленная до 0,1 мм;

t — номинальная толщина стенки трубы, мм;

D — номинальный наружный диаметр трубы, мм;

d2 — внутренний диаметр резьбы в плоскости торца трубы, мм.

Если расчетное значение tr менее или равно 1,5 мм, то минимальная толщина стенки трубы под резьбой в плоскости торца трубы должна быть не менее 1,5 мм.

Если расчетное значение tr более 1,5 мм, то минимальная толщина стенки трубы под резьбой в плоскости торца трубы должна быть не менее расчетного значения.

5.2.5 Разностенность в плоскости торца специальных муфт не должна превышать 1,00 мм.

5.2.6 Оси резьбы обоих концов муфты должны совпадать. Предельное отклонение от соосности резьбы в плоскости торца муфты не должно превышать 0,75 мм, предельное отклонение от соосности резьбы на расстоянии 1 м от середины муфты не должно превышать 3,00 мм.

5.2.7 При свинчивании труб с муфтами вручную натяг Аh (расстояние от торца муфты до конца сбега резьбы на трубе) должен быть равен (14,0 ±3,0) мм (рисунок 5).

А — натяг при механическом свинчивании труб с муфтами; Ah — натяг при свинчивании труб с муфтами вручную

Рисунок 5 — Схема свинчивания труб и муфт с резьбовым соединением ОТТМ

При механическом свинчивании труб с муфтами натяг А должен быть не более 5,0 мм, т.е. торец муфты должен совпадать с концом сбега резьбы трубы или не доходить до него не более чем на 5,0 мм (рисунок 5).

Источник

Резьбовые соединения обсадных труб

Резьбы обсадных труб изготавливаются в соответствие с ГОСТом 632-80 –конического треугольного, трапецеивидного профиля (рисунок 4.1 в).

Читайте также:  Запах от стальных труб

Соединения с конической резьбой треугольного профиля. На наружной поверхности концов обсадных труб, изготовляе­мых в соответствии с ГОСТ 632—80, нарезана коническая резь­ба треугольного профиля (рис. 26). Угол при вершине профи­ля резьбы равен 60°. Биссектриса этого угла должна быть перпендикулярна к оси резьбы. Вершины и закруглены, причем радиус закругления вершин немного боль­ше радиуса закругления впадин. Шаг резьбы, измеряемый па­раллельно оси ее, равен 3,175 мм; на длине в 25,4 мм разме­щаются восемь витков (ниток) резьбы, поэтому часто ее на­зывают восьминиточной.

Резьба выполнена на слабоконической поверхности конца трубы.

При нарезке резьбы в зоне сочленения конуса с цилиндри­ческой поверхностью трубы образуются несколько витков не­полного профиля: вершины их срезаны . Плоскость, перпендикулярную к оси резьбы, в которой диаметр витка с полным профилем точно равен наружному диаметру цилиндри­ческой поверхности трубы, называют основной плоскостью. Ко­нец непрерывно исчезающей нитки резьбы называют концом сбега. От этой точки конца сбега принято вести счет витков резьбы. 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.

Поскольку радиусы закругления вершин и впадин различ­ны, при свинчивании муфты с трубой в соединении образуется тонкий зазор; наибольшая высота его ∆р=0,076 мм. В этот зазор выдавливается излишек смазки; он выполняет роль свое­образного гидравлического затвора.

Большая часть обсадных труб, изготовленных по ГОСТ 632—80, имеет соединения с нормальной длиной резьбы. На трубах диаметром 127 и 140 мм с толщиной стенки 6 мм и на трубах диаметром 194 мм и более с толщиной стенки 7 мм длина резьбы несколько короче нормальной (так называемая короткая резьба). Стандарт предусматривает также изготовление труб диаметром от 114 до 245 мм включительно и муфт к ним с удлиненной резьбой. Увеличение длины резьбы состав­ляет от 13% для труб диаметром 114 мм до 40% для труб диа­метром 245 мм.

Каждая труба перед выпуском с завода должна быть снаб­жена муфтой, навинченной на один из ее концов. При навинчи­вании вручную до отказа расстояние от торца муфты до конца сбега резьбы на трубе должно быть равно натягу А, регламен­тированному в ГОСТ 632—80. Величина этого натяга для труб диаметром 245 мм и менее с нормальной (и короткой) дли­ной резьбы и для труб диаметром 194 мм и менее с удлиненной резьбой равна 9,5 мм, а для всех остальных труб —11 мм. От­клонение допускается ±1 виток. Соединение должно быть за­креплено с помощью муфтонаверточного станка. После довин­чивания муфты на станке торец ее должен совпадать с послед­ней риской резьбы; отклонение допускается ±1 виток. Диамет­ральный натяг составляет в первом случае 0,6±0,2 мм, а во втором 0,7±0,2 мм.

Если при навинчивании вручную до отказа торец муфты намного не дойдет до конца сбега резьбы на трубе, то при до-креплении соединения машиной без контроля величины крутя­щего момента напряжения в теле трубы и в муфте в момент, когда торец муфты подойдет к концу сбега резьбы, могут ока­заться чрезмерно высокими, опасными для целостности резь­бового соединения. Напротив, если при навинчивании муфты на трубу вручную до отказа расстояние между торцом муфты и концом сбега резьбы на трубе будет значительно меньше вели­чины А, после докрепления машиной и совмещения торца муф­ты с концом сбега резьбы соединение будет слабо затянуто и негерметично. Перед навинчиванием муфты резьба должна быть очищена и покрыта смазкой, обеспечивающей герметич­ность соединения и предохраняющей резьбу от задиров и кор­розии. Для защиты резьб от повреждения и загрязнения при транспортировке и хранении на свободный конец трубы навин­чивают предохранительное кольцо, а в муфту ввинчивают пробку. Предварительно эти резьбы должны быть покрыты ан­тикоррозийной смазкой.

Рассмотренным выше соединениям с резьбой треугольного профиля присущи два крупных недостатка. Во-первых, проч­ность такого муфтового соединения составляет от 55 до 70% прочности по телу ненарезанного участка трубы; наиболее сла­бым является сечение по основной плоскости. Во-вторых, недо­статочно высока герметичность их. Поэтому трубы с такими соединениями целесообразно использовать для комплектования прежде всего нижних участков обсадных колонн, где проч­ность на растяжение не является серьезным лимитирующим фактором, а избыточное внутреннее давление сравнительно не­велико.

Читайте также:  Обсадная труба для сваи диаметром 600 мм

Конусность резьбы, т.е. отношение разности диаметров ее в двух поперечных сечениях к расстоянию между последни­ми, равна 2tgv= 1/16. Коническая резьба позволяет путем на­тяга при свинчивании соединяемых деталей достичь несколько большей герметичности соединения по сравнению с цилиндри­ческой резьбой при одинаковой точности изготовления.

Муфтовые соединения с резьбой трапецеидального профиля. Прочность соединения можно существенно повысить, если тре­угольный профиль резьбы с большим углом при вершине заме­нить трапецеидальным с малыми углами наклона боковых гра­ней. В последние годы применяются трубы, на которых нареза­на трапецеидальная резьба с конусностью 2tgv=l/16, шагом 5,08 мм, глубиной 1,6 мм и углами наклона граней профиля 3 и 10° (рис. 28). Посадка резьбы осуществляется по внутренне­му и наружному диаметрам ее. При свинчивании от руки муф­ты с трубой осевой натяг должен быть равен 14±3 мм; после докрепления соединения машиной торец муфты должен совпа­дать с последней риской на трубе или не доходить до нее не более чем на 5 мм; диаметральный натяг при этом составит 0,75 мм.

Трубы с такими соединениями в России имеют шифр ОТТМ1 (обсадные трубы с трапецеидальной резьбой, с муфтами). По данным ВНИИБТ, прочность на растяжение резьбовых соеди­нений ОТТМ1 на 25—50% выше, чем соединений с резьбой треугольного профиля по ГОСТ 632—64.

Трубы с муфтовыми соединениями повышенной герметично­сти имеют шифр ОТТГ1. Они снабжены резьбой такого же про­филя, что и трубы ОТТМ1, но отличаются от последних, во-первых, наличием уплотнительных поверхностей — наружной у ниппельного конца трубы и внутренней — в срединной части муфты; во-вторых, тем, что резьбовое соединение закрепляется до упора торца трубы в срединный выступ муфты(рисунок). При таком закреплении соединения создается посадка по уплотнительным коническим поверхностям и по внутреннему и на­ружному диаметрам резьбы, точно фиксируется заданный диа­метральный натяг (

0,5 мм), устраняется зазор между соеди­няемыми деталями, чем достигается более высокая герметич­ность. Отклонения по конусности гладких уплотнительных по­верхностей трубы и муфты на длине 14 мм не должны превы­шать ±0,03 мм.

Безмуфтовые соединения с резьбой трапецеидального про­филя.Существуют безмуфтовые соединения труб с утолщенны­ми концами и труб с постоянной по длине толщиной стенок.

Трубы с утолщенными концами разработаны в двух вари­антах. В трубах ТБО-4 (трубы безмуфтовые обсадные) утол­щены оба конца; на одном из концов нарезана наружная, а на другом — внутренняя коническая трапецеидальная резьба. В трубах ТБО-5 утолщен только один конец, на котором наре­зана внутренняя резьба; на другом, неутолщениом, конце име­ется наружная резьба. Профиль и размеры трапецеидальных резьб на трубах ТБО такие же, как и на трубах ОТТМ1.

На концах труб ТБО имеются такие же гладкие конические уплотнительные поверхности, как и на трубах ОТТГ1 (рис. 30). Соединения закрепляются до упора торцов. Трубы ТБО и ОТТГ1 можно соединять друг с другом без дополнительных пе­реводников.

Трубы ТБО и ОТТГ1 рекомендуется использовать для уком­плектования участков обсадных колонн с избыточным внутрен­ним давлением до 50 МПа.

Безмуфтовые трубы ОГ-1м с постоянной по длине толщиной стенок снабжены на одном конце наружной, а на другом — внутренней конической резьбой трапецеидального профиля. Ко­нусность резьбы 2tgv=l/12; шаг —5,08 мм; рабочая высота профиля 1,4 мм; боковые грани профиля наклонены под угла­ми 3 и 30° (рис. 31). Резьбовое соединение закрепляется до упора торцов. Посадка резьбы происходит по внутреннему ди­аметру ее; кроме того, для увеличения жесткости муфтового конца предусмотрена посадка по срезанным вершинам профи­ля на участке от начала сбега резьбы на ниппельном конце трубы до упорного уступа.

По данным ВНИИБТ, прочность соединений ОГ-1м при рас­тяжении составляет около 50% прочности тела трубы в нена-резанной части, а герметичность при использовании смазок Р-2, Р-402 достигает при гидравлическом испытании 35 МПа.

Характерной особенностью обсадных колонн, составленных из труб ОГ-1м, является постоянство наружного диаметра по всей длине.

Конструкции соединений труб с тра­пецеидальной резьбой:

а — резьба; б — уплотнительная часть соединения

Соединение об­садных безмуфтовых труб ОГ-1М

Источник

Adblock
detector