Моменты свинчивания замковых резьб бурильных труб

ГОСТ Р 50864-96 Резьба коническая замковая для элементов бурильных колонн. Профиль, размеры, технические требования

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

РЕЗЬБА КОНИЧЕСКАЯ ЗАМКОВАЯ
ДЛЯ ЭЛЕМЕНТОВ БУРИЛЬНЫХ
КОЛОНН

ПРОФИЛЬ, РАЗМЕРЫ, ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ

1 РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 242 «Допуски и средства контроля»

2 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Госстандарта России от 5 марта 1996 г. № 150

3 Стандарт соответствует требованиям стандарта API 7 Американского нефтяного института в части замковой резьбы и ГОСТ 28487-90

3 определения и обозначения . 2

4 профиль, размеры, технические требования . 3

7 транспортирование и хранение . 7

8 указания по эксплуатации . 7

Приложение А Соответствие обозначений резьбы по ГОСТ Р 50864-96 стандарту API 7 (США) 8

Приложение Б Размеры наружных диаметров и упорной поверхности элементов бурильной колонны, мм .. 8

Приложение В Размеры разгрузочных канавок для утяжеленных бурильных труб (УБТ) 9

Приложение Г Механические свойства металла элементов бурильной колонны после термической обработки . 10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

РЕЗЬБА КОНИЧЕСКАЯ ЗАМКОВАЯ ДЛЯ ЭЛЕМЕНТОВ БУРИЛЬНЫХ КОЛОНН

Профиль, размеры, технические требования

Tool-joint tapered thread for drill string elements.
Profile, dimensions, technical requirements

1 ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

Настоящий стандарт распространяется на наружную и внутреннюю коническую замковую резьбу, применяемую в соединениях элементов бурильной колонны: замков (для бурильных труб), ведущих бурильных труб, переводников различного назначения, утяжеленных бурильных труб (УБТ), погружных забойных двигателях, шарошечных и лопастных долот, алмазных долот и коронок.

Все разделы стандарта обязательны, кроме 3.5; 4.8; 4.7; 4.9 и 7.4.

2 НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ

В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты и технические условия:

ГОСТ 9.014-78 Временная противокоррозионная защита изделий. Общие требования

ГОСТ 9.302-88 ЕСЗКС. Покрытия металлические и неметаллические неорганические. Методы контроля

ГОСТ 2789-73 Шероховатость поверхности. Параметры и характеристики

ГОСТ 9012-59 Металлы. Методы испытаний. Измерение твердости по Бринеллю

ГОСТ 9378-93 Образцы шероховатости поверхности (сравнения). Общие технические условия

ГОСТ 10006-80 Трубы металлические. Метод испытания на растяжение

ГОСТ 11708-82 Основные нормы взаимозаменяемости. Резьба. Термины и определения

ТУ 38-301-100-88 Смазка Резьбол Б

3 ОПРЕДЕЛЕНИЯ И ОБОЗНАЧЕНИЯ

3.1 В стандарте используются следующие термины:

— вместо резьба коническая замковая — резьба;

— вместо наружная и внутренняя резьба — соответственно ниппель и муфта (резьбовое соединение).

3.2 В настоящем стандарте применяют следующие обозначения:

К ₁ — конусность гладкой поверхности, примыкающей к цилиндрической поверхности;

Н — высота исходного треугольника резьбы;

h ₁ — высота профиля резьбы;

h — рабочая высота профиля резьбы;

а — ширина площадки выступа резьбы;

r — радиус закругления впадины резьбы;

r ₁ — радиус сопряжения вершин профиля резьбы;

D — наружный диаметр элементов бурильной колонны;

d _cр — средний диаметр резьбы в основной плоскости;

d ₁ — наружный диаметр резьбы большого основания конуса ниппеля;

d ₂ — диаметр цилиндрической проточки;

d ₃ — наружный диаметр резьбы малого основания конуса ниппеля;

d ₄ — диаметр конусной выточки в плоскости упорного торца муфты;

d ₅ — внутренний диаметр резьбы в плоскости упорного торца муфты;

d ₆ — наружный диаметр упорной поверхности ниппелей и муфт;

d _км — диаметр цилиндрической поверхности муфты;

d _кн — диаметр канавки ниппеля;

l _н — длина конуса ниппеля;

l ₁ — расстояние от упорного торца муфты до конца резьбы с полным профилем;

l _р — длина плоскости торца до конца резьбы муфты;

— длина от плоскости торца до разгрузочной канавки муфты;

— предельное отклонение головки профиля резьбы ниппеля и муфты;

D h ₁ — предельное отклонение высоты профиля резьбы ниппеля и муфты;

d ₅ — относительное удлинение;

НВ — твердость по Бринеллю;

3.3 Определения терминов для резьбы, используемых в настоящем стандарте, — по ГОСТ 11708.

3.4 В условное обозначение резьбы входят: буква «З», диаметр большого основания конуса ниппеля в соответствии с таблицей 3 (указывается только целая часть размера в миллиметрах) и обозначение настоящего стандарта.

Примечание . Исключение составляет обозначение резьбы З-117 и З-118, имеющие одинаковые размеры d ₁ , но разные d _ср .

3.5 Соответствие обозначений резьбы по ГОСТ Р 50864-96 стандарту API 7 указано в приложении А.

4 ПРОФИЛЬ, РАЗМЕРЫ, ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ

4.1 Детали резьбовых соединений должны изготовляться в соответствии с требованиями настоящего стандарта и по конструкторской документации, утвержденной в установленном порядке.

4.2 Профиль резьбы ниппеля и муфты и размеры его элементов должны соответствовать указанным на рисунках 1 и 2 и в таблице 1 .

4.3 Предельные отклонения высоты профиля резьбы должны соответствовать указанным на рисунке 3 и в таблице 2.

Таблица 1- Размеры элементов резьбы профиля ниппеля и муфты, мм

Параметры и элементы резьбы

Число шагов на длине 25,4 мм

* Размеры приведены для проектирования резьбообразующего инструмента.

1 Шаг резьбы Р измеряется параллельно оси резьбы.

2 При проектировании элементов бурильной колонны отдавать предпочтение IV форме профиля в связи с его надежностью и износостойкостью.

Ось резьбового соединения

_____ _ _____ _ _____ _ _____ _ _____ _ __________ _ _____ _ _____ _ _____ _ _____ _

Предельные отклонения высоты профиля резьбы

Примечание — Предельные отклонения в таблице 2 являются исходными для проектирования резьбообразующего инструмента и факультативными для изделий.

4.4 Предельные отклонения от номинальных значений параметров резьбы не должны быть более:

— шага резьбы с полным профилем:

на длине 25,4 мм между любыми двумя витками, мм . ± 0,04

— угла наклона боковой стороны профиля 30 ° . ± 40

— конусности на длине конуса с полным профилем резьбы, отнесенная

наружного и среднего диаметра резьбы ниппеля, мм . +0,25

внутреннего и среднего диаметра резьбы муфты, мм . -0,25

— радиуса сопряжения вершин профиля резьбы r₁, мм . +0,20

4.5 Размеры, параметры и предельные отклонения резьбовых соединений должны соответствовать указанным на рисунке 4 и в таблице 3.

4.6 Допуск перпендикулярности упорного уступа ниппеля и упорного торца муфты к оси резьбы не должен быть более 0,10 мм, а допуск плоскостности на ширине упорного уступа ниппеля и упорного торца муфты — 0,07 мм.

4.7 Допуск соосности осей конической выточки ( d ₄ , рисунок 4 ) и резьбы муфт 0,2 мм.

Таблица 3 — Размеры, параметры и предельные отклонения резьбовых соединений, мм

Примечание — Замки с резьбой З-30; З-35; З-38 и З-44 предназначены для бурильных труб диаметрами 26,7; 33,4; 42,2 и 48,3 мм.

1 Размеры D и d ₆ приведены в приложении Б.

2 Проточка d ₂ с закруглением R 1,6 ± 0,4 мм выполняется для УБТ и переводников. Другие элементы бурильной колонны устанавливаются в зависимости от функционального назначения.

3 Заходные нитки резьбы ниппелей и муфт допускается притупить до основания профиля.

4.8 Для повышения работоспособности резьбового соединения при знакопеременных изгибающих нагрузках для УБТ рекомендуется применение обкатки впадины резьбы роликами.

Контроль натяга резьбы калибрами производится до обкатки.

4.9 Варианты формы и размеры разгрузочных канавок УБТ ниппелей и муфт приводятся в приложении В (рисунки В.1, В.2, В.3 и таблица В.1).

4.10 Параметр шероховатости R _a по ГОСТ 2789 должен быть не более:

для разгрузочной канавки — 1,6 мкм.

4.11 Натяг резьбы ниппеля должен соответствовать указанному на рисунке 5.

1 — контрольная плоскость; 2 — основная плоскость; 3 — упорный уступ

Примечание — Предельные отклонения натяга ниппелей долот должны соответствовать мм.

4.12 Натяг резьбы муфты должен соответствовать указанному на рисунке 6 .

4.13 Механические свойства металла после термической обработки деталей резьбового соединения (ниппеля и муфты) приведены в приложении Г.

1 — контрольная плоскость; 2 — основная плоскость; 3 — упорный торец

4.14 Резьба, упорные поверхности ниппелей и муфт должны быть гладкими, без забоин, выкрошенных ниток, заусенцев, рванин и других дефектов, нарушающих непрерывность, герметичность и прочность.

4.15 Для предохранения резьбового соединения от коррозии и заедания резьба и упорные поверхности должны быть фосфатированы (марганцовисто-железистое фосфатирование), толщина покрытия 0,015-0,020 мм. Допускаются другие способы защиты поверхности, например, поликомпозиционные покрытия на основе меди.

4.16 Перед свинчиванием на резьбу и упорные поверхности должна наноситься резьбовая смазка с цинковым (или другим металлическим) наполнителем (например, Резьбол Б по ТУ 38-301-100).

5 ПРАВИЛА ПРИЕМКИ

5.1 Для проверки соответствия резьбовых соединений требованиям настоящего стандарта проводят приемочный контроль и периодические испытания.

5.2 Приемочному контролю подвергают:

— каждые ниппель и муфту — на соответствие требованиям 4.10- 4.12, 4.14- 4.16.

Периодически должны быть проверены ниппели и муфты на соответствие требованиям 4.2- 4.7 в объемах, сроках и по методике, согласованных с изготовителем и потребителем.

5.3 Периодические испытания резьбового соединения, прошедшего приемочный контроль, проводят не реже одного раза в два года по программе и методике испытаний на определение ресурса при многократном свинчивании-развинчивании и предела выносливости при знакопеременном изгибе.

5.4 При получении неудовлетворительных результатов приемочного контроля, хотя бы по одному из показателей, проводят повторный приемочный контроль на удвоенной выборке этого типа продукции.

Результаты повторного приемочного контроля распространяются на партию данной продукции.

6 МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ

6.1 Проверка геометрических размеров и параметров резьбовых соединений должна осуществляться с помощью универсальных измерительных средств в соответствии с технической документацией, утвержденной в установленном порядке.

6.2 Натяг резьбы ниппелей и муфт контролируется рабочими резьбовыми калибрами.

6.3 Перед проверкой натяга поверхность резьбы должна быть тщательно очищена и на поверхность резьбы должен быть нанесен топкий слой жидкого масла. Калибр навинчивается на резьбу усилием одного человека с применением рычага 150 мм.

6.4 Рекомендуется контролировать резьбу гладкими калибрами с натягами, соответствующими резьбовым калибрам.

6.5 Шероховатость поверхности резьбы, упорных уступов и торцев проверяют сравнением с рабочими образцами шероховатости по ГОСТ 9378.

6.6 Качество фосфатного покрытия на резьбе проверяется в трех равномерно расположенных точках по окружности витка резьбы капельным или другим способом по ГОСТ 9.302.

6.7 Испытания на износ резьбового соединения при многократном свинчивании проводятся на стенде по согласованной методике.

6.8 Испытания на сопротивление усталости при знакопеременном изгибе резьбового соединения проводятся на стендовых установках при плоском или круговом изгибе по согласованной методике.

7 ТРАНСПОРТИРОВАНИЕ И ХРАНЕНИЕ

7.1 Резьбы и упорные поверхности ниппелей и муфт должны быть надежно защищены от повреждений металлическими предохранительными деталями (пробка, кольцо). Допускается применение предохранительных деталей из других материалов (полиэтилен плюс металлическая арматура), обеспечивающих надежную защиту резьбы.

7.2 При транспортировании резьба и упорные поверхности соединения должны быть покрыты противокоррозионными смазками или рабочими маслами в соответствии с требованиями ГОСТ 9.014.

7.3 Транспортирование может осуществляться без предохранительных колец и пробок в случае использования специальной тары, предохраняющей от ударов и проникновения влаги и пыли.

7.4 Рекомендуется замена антикоррозийной смазки через каждые 6 мес. хранения.

8 УКАЗАНИЯ ПО ЭКСПЛУАТАЦИИ

Требования по эксплуатации, расчету и ремонту резьбового соединения должны быть установлены в нормативно-технической документации в зависимости от их функционального назначения.

ПРИЛОЖЕНИЕ А
(справочное)

СООТВЕТСТВИЕ ОБОЗНАЧЕНИЙ РЕЗЬБЫ ПО ГОСТ Р 50864-96
СТАНДАРТУ API 7 (США)

Обозначение резьбы по ГОСТ Р 50864-96

Зарубежный аналог резьбы по стандарту API 7

Источник

Полное меню

Основные ссылки

Вернуться в «Каталог СНиП»

ГОСТ 28487-90* Резьба коническая замковая для элементов бурильных колонн. Профиль. Размеры. Допуски.

РЕЗЬБА КОНИЧЕСКАЯ ЗАМКОВАЯ ДЛЯ ЭЛЕМЕНТОВ БУРИЛЬНЫХ КОЛОНН

Tool-joint tapered thread for drill string elements. Profile. Dimensions. Tolerances

Все требования стандарта являются обязательными, кроме приложений 1 — 3.

1. ПРОФИЛЬ

Профиль наружной (ниппель) и внутренней (муфта) замковой резьбы (правой и левой) и размеры его элементов должны соответствовать указанным на черт. 1 и в табл. 1.

P — шаг резьбы; K — конусность резьбы; j — угол уклона резьбы; Н — высота исходного треугольника резьбы; h₁ — высота профиля резьбы; h — рабочая высота профиля резьбы;
b — срез вершины резьбы; f — срез впадины резьбы; а — ширина площадки резьбы; r — радиус закругления впадины резьбы; r₁ — радиус закругления вершин профиля резьбы

Параметры и элементы резьбы

* Размер приведен для проектирования резьбообразующего инструмента.

1. Шаг резьбы Р измеряется параллельно оси резьбы.

2. Указанная точность размера h₁ необходима для определения параметров профиля резьбы для резьбообразующего инструмента.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

2. РАЗМЕРЫ

Размеры замковых резьбовых соединений, состоящих из ниппельной части с наружной резьбой и муфтовой части с внутренней резьбой, должны соответствовать указанным на черт. 2 и в табл. 2.

Требования к форме и размерам зарезьбовых разгружающих канавок указаны в приложении 3.

d_cp — средний диаметр резьбы в основной плоскости; d₁ — диаметр большего основания конуса; d ₂ — диаметр проточки; d₃ — диаметр меньшего основания конуса; l_н — длина конуса; d₄ — диаметр конусной выточки в плоскости торца; d₅ — внутренний диаметр резьбы в плоскости торца; l_м — глубина конуса; l₁ — минимальная длина резьбы с полным профилем

Черт. 2

Обозначение замковой резьбы

(Измененная редакция, Изм. № 1).

3. ОБОЗНАЧЕНИЯ

3.1. В условное обозначение замковой резьбы входит: буква «З», диаметр большего основания конуса наружной резьбы в соответствии с таблицей 2 (указывается только целая часть размера в миллиметрах) и обозначение настоящего стандарта

Исключение составляет резьба З-118, диаметр конуса которой d₁ = 117,47 мм.

4. ДОПУСКИ

4.1. Предельные отклонения основных размеров резьбовых соединений должны соответствовать указанным в табл. 2.

4.2. Предельные отклонения параметров замковой резьбы не должны превышать следующих:

— шага на длине резьбы 25,4 мм между любыми двумя нитками, мм. ± 0,05

— шага на всей длине резьбы, мм. ± 0,11

— угла наклона боковой стороны профиля 30°. ± 30 ¢

— конусности на длине конуса 100 мм:

наружного и среднего диаметра наружной резьбы, мм. +0,25

внутреннего и среднего диаметра внутренней резьбы, мм. -0,25

— радиуса закругления вершин профиля резьбы r₁, мм. +0,2

4.3. Предельные отклонения высоты профиля замковой резьбы должны соответствовать указанным на черт. 3 и в табл. 3.

Предельные отклонения высоты профиля наружной и внутренней резьбы

Примечание . Предельные отклонения, указанные в табл. 3, являются исходными для проектирования резьбообразующего инструмента и факультативными для изделий.

4.4. Допуск перпендикулярности упорного уступа и упорного торца к оси резьбы не должен быть более 0,1 мм, а допуск плоскостности на ширине упорного уступа и упорного торца — 0,07 мм.

4.5. Параметры шероховатости поверхности резьбы Ra должны быть не более 3,2 мкм.

4.6. Заходный виток наружной и внутренней резьбы должен быть притуплен до основания профиля или выполнен в виде скоса под углом 60° +3° (черт. 2).

4.7. Величина натяга наружной замковой резьбы, контролируемая любым рабочим резьбовым калибром-кольцом, должна соответствовать значению мм (черт. 4).

4.8. Величина натяга внутренней замковой резьбы до З-122 включительно, контролируемая любым рабочим резьбовым калибром-пробкой, должна находиться в пределах, указанных на черт. 5, для остальных резьб — на черт. 6.

Экспликация к черт. 4 — 6: 1 — контрольная плоскость, 2 — основная плоскость;
3 — упорный уступ; 4 — упорный торец.

4.6 — 4.8. (Измененная редакция, Изм. № 1).

4.9. Остальные требования к замковой резьбе указаны в приложении 2.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1
Справочное

Соответствие обозначения отечественной замковой резьбы обозначению замковой резьбы по стандарту API 7 (США)**

Обозначение замковой резьбы

Зарубежный аналог резьбы по стандарту API 7

Форма профиля по настоящему стандарту

Форма профиля по стандарту API 7

* В скобках приведены обозначения выходящих из употребления резьб по стандарту API 7 с формой профиля V — 0,065, имеющих площадки по впадинам резьбы, но обеспечивающих взаимозаменяемость с соответствующими резьбами типа NC.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

ПРИЛОЖЕНИЕ 2
Рекомендуемое

ТРЕБОВАНИЯ К ЗАМКОВОЙ РЕЗЬБЕ

1. Применение замковой наружной резьбы с цилиндрической поверхностью у основания конуса (черт. 1 исполнение А) определяется разработчиком и указывается в технической документации на конкретное изделие.

2. Для предохранения замковой резьбы от коррозии и заедания применяется фосфатирование или другие способы защиты поверхности, например, поликомпозиционными покрытиями на основе меди. Для повышения сопротивления усталости может применяться обкатка роликом, выполнение соединений коническими или цилиндрическими с зарезьбовыми разгрузочными канавками и др. Вид покрытия, метод повышения сопротивления усталости указывается в технической документации на конкретное изделие.

3. Тип смазки, применяемой в зависимости от условий эксплуатации замковой резьбы, указывается в нормативно-технической документации на конкретное изделие.

4. Отклонение перпендикулярности упорных поверхностей проверяется одновременно с проверкой резьбы калибрами и равно разности наибольшего и наименьшего расстояния между контрольной плоскостью калибра и упорными поверхностями замковой резьбы.

5. Конусность по наружному диаметру наружных резьб и по внутреннему диаметру внутренних резьб проверяется гладкими коническими калибрами (кольцами и пробками) с применением пластинчатого щупа шириной 3 мм для резьбы до З-133 включительно и шириной 4 мм для остальных резьб или проверяется при помощи других средств измерения.

6. Перед проверкой натяга поверхности наружной и внутренней резьбы должны быть тщательно очищены и на поверхности резьбы должен быть нанесен тонкий слой жидкого масла. Усилия одного рабочего, применяющего рычаг длиной 150 мм, должно быть достаточно для навинчивания резьбового калибра на резьбу до отказа.

ПРИЛОЖЕНИЕ 3
Рекомендуемое

1. Форма и размеры зарезьбовых разгрузочных канавок внутренней и наружной резьбы (муфты и ниппеля) приведены на черт. 7 — 9 и в табл. 5.

Могут применяться другие формы разгрузочных канавок, способствующих повышению сопротивления усталости резьбовых соединений.

Параметр шероховатости поверхности зарезьбовых разгрузочных канавок Ra должен быть не более 1,6 мкм; целесообразно обкатать роликом.

Зарезьбовая разгрузочная канавка внутренней резьбы (муфты) с цилиндрическим участком (d_км) — вариант I

Зарезьбовая разгрузочная канавка внутренней резьбы (муфты) — вариант II

Зарезьбовая разгрузочная канавка наружной резьбы (ниппеля)

Обозначение замковой резьбы

Зарубежный аналог резьбы по стандарту API 7

Длина от плоскости торца до конца резьбы муфты l_р

Диаметр цилиндрической поверхности муфты d_км

Конусность* гладкой поверхности, примыкающей к цилиндрической поверхности, K

Диаметр канавки ниппеля d_кн

Длина от плоскости торца до канавки муфты l′_p

Источник