EA018172B1

EA018172B1 - Соединительный узел и защитное кольцо для него

Info

Publication number: EA018172B1
Application number: EA200970321A
Authority: EA
Inventors: Томас Килпатрик Маклафлин
Original assignee: НЭШНЛ ОЙЛВЕЛЛ ВАРКО, Эл.Пи.
Priority date: 2006-09-27
Filing date: 2007-03-21
Publication date: 2013-06-28
Also published as: BR122018015577B1; EP2202438B1; EP2069672B1; CN102506248A; SG174839A1; CA2664737C; NO20170081A1; AU2007301689B2; EP2069672A1; EP2202437A3; PL2202438T3; BR122018015575B1; MX2009003262A; NO340193B1; NO20091310L; EP2202437B1; EP2202438A2; PL2069672T3; BRPI0715283B1; EP2202437A2

Abstract

Защитное кольцо 40 для использования в соединительном узле 10, причем соединительный узел содержит соединительный корпус 20 в общем цилиндрической формы с каналом, проходящим через него, причем каждый конец упомянутого соединительного корпуса имеет резьбу 22, 24 для резьбового соединения с трубой 32, чтобы соединение могло обеспечивать соединение между двумя трубами, причем защитное кольцо содержит корпус кольца для установки смежно с внутренней стенкой 26 соединительного корпуса 20 между двумя его концами, размещенный так, чтобы упомянутые две трубы соприкасались с ним, причем корпус кольца выполнен в общем цилиндрическим и имеет кольцевой канал, проходящий через него, отличающийся тем, что защитное кольцо содержит воздействующий элемент 42, расположенный так, что в эксплуатации после сжатия упомянутого защитного кольца 40 между двумя упомянутыми трубами 32 воздействующий элемент 42 поджимает корпус кольца к внутренней стенке 26 соединительного корпуса 20, в силу чего припятствуется контактирование с ним корродирующего вещества.

Description

Настоящее изобретение относится к защитному кольцу или уплотнителю для использования в соединительном узле, к соединительному узлу, содержащему защитное кольцо, и к способу соединения труб с использованием соединительного узла.

Много труб используется, чтобы транспортировать корродирующие и разъедающие вещества. Множество трубопроводных систем и трубопроводов транспортируют текучие среды, которые являются чрезвычайно коррозийными для углеродистой стали, используемой в трубах. Для добычи и введения нефти и газа стойкая к коррозии труба из легированной стали, например обсадная труба или подъемная труба, сейчас используется в бурении нефтяных и газовых скважин в зонах, которые вырабатывают высококоррозионные текучие среды. Чтобы преодолеть проблемы коррозии, как известно для специалистов в этой области, обычно используется стальная труба с облицовкой, с втулками, сделанными из пластмассы, нержавеющей стали или других стойких к коррозии материалов.

Определенная обычная многостенная труба, например стальная труба с облицовкой, является трубой со сдвоенными или двойными стенками, в которой внутренняя стенка является трубой втулки, изготовленной из материала, устойчивого к коррозии, который выполняет функцию направляющей колонны для коррозионной текучей среды, и наружная стенка или труба, которая предназначена, чтобы обеспечивать прочность для противостояния внутренним давлениям коррозионной текучей среды, а также внешним силам, таким как внешнее давление, механическая нагрузка и т.д. В определенных трубах есть ограничения на длины таких труб с двойными стенками из-за условий, которым подвергаются трубы на месте работ. Таким образом, в случае подъемных или обсадных колонн и в добыче нефти и газа каждое звено трубы обычно имеет длину около 7,32-13,41 м (24-44 футов), в то время как сами подъемные и обсадные колонны могут иметь длину тысячи футов. Следовательно, и как хорошо известно в составлении таких подъемных или обсадных колонн, последовательные звенья подъемных/обсадных труб соединены, используя соединение (или соединительный узел) до тех пор, пока желаемая длина колонны не будет достигнута. Аналогично в трубопроводах последовательные участки трубы соединены соединительными узлами.

Обычно соединительный узел содержит кольцевой корпус для установки между двумя присоединяемыми трубами. Кольцевой корпус имеет резьбу на его внутренней поверхности для принятия резьбы на конце каждой трубы. Кольцевой уплотнитель расположен, по существу, по центру внутри и коаксиально с кольцевым корпусом. При использовании каждая труба опирается на одну сторону кольцевого уплотнителя, так как она завинчена в кольцевой корпус. Пример такого соединительного узла показан в И8-Л-5470Ш.

Желательно, где последовательные звенья облицованной трубы или трубы с покрытием присоединены друг к другу посредством соединения, чтобы внутренняя поверхность соединения была защищена от коррозии.

Согласно настоящему изобретению обеспечивается защитное кольцо для использования в соединительном узле, причем соединительный узел содержит соединительный корпус в общем цилиндрической формы с каналом, проходящим через него, причем каждый конец соединительного корпуса имеет резьбу для резьбового соединения с трубой, чтобы соединительный узел мог обеспечивать соединение между двумя трубами, причем защитное кольцо содержит корпус кольца для установки смежно с внутренней стенкой соединительного корпуса между двумя его концами, который размещается так, что упомянутые две трубы соприкасаются с ним, причем корпус кольца является в общем цилиндрическим и имеет кольцевой канал, проходящий через него, отличающееся тем, что защитное кольцо содержит воздействующий элемент, расположенный так, что в эксплуатации после сжатия защитного кольца между двумя упомянутыми трубами воздействующий элемент поджимает корпус кольца к внутренней стенке соединительного корпуса, в силу чего предотвращается контактирование с ним корродирующего вещества. Защитное кольцо может иметь размеры и быть выполненным с возможностью использования в соединении нефтяных и газовых труб, например. В некоторых аспектах воздействующий элемент может после сжатия способствовать удерживанию защитного кольца на месте.

Дополнительные признаки защитного кольца изложены в зависимых пунктах формулы изобретения.

Согласно другому аспекту настоящего изобретения обеспечивается защитное кольцо для использования в соединительном узле, причем соединительный узел содержит соединительный корпус в общем цилиндрической формы с каналом, проходящим через него, причем каждый конец соединительного корпуса имеет резьбу для резьбового соединения с трубой, чтобы соединение могло обеспечивать соединение между двумя трубами, причем защитное кольцо содержит корпус кольца для установки смежно с внутренней стенкой соединительного корпуса между двумя его концами, который размещен так, что упомянутые две трубы соприкасаются с ним, причем корпус кольца является в общем цилиндрическим и имеет кольцевой канал, проходящий через него, отличающееся тем, что защитное кольцо содержит по меньшей мере одну вогнутую область, продолжающуюся вокруг по меньшей мере части окружности корпуса кольца. Защитное кольцо может содержать любой из признаков защитного кольца, изложенных в зависимых пунктах формулы изобретения.

Согласно другому аспекту настоящего изобретения обеспечивается соединительный узел для соединения двух труб, при этом соединительный узел содержит соединительный корпус в общем цилинд

- 1 018172 рической формы с каналом, проходящим через него, причем каждый конец соединительного корпуса имеет резьбу для резьбового соединения с трубой, чтобы могло быть обеспечено соединение между двумя трубами, и защитное кольцо, как указано выше. Соединительный узел может быть поставлен как комплект деталей для сборки на месте эксплуатации.

Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения обеспечивается способ соединения вместе двух труб, используя вышеупомянутый соединительный узел, содержащий шаги:

(1) резьбового присоединения каждой из двух труб к соединительному корпусу соединительного узла и (2) сжатия защитного кольца между упомянутыми двумя трубами так, что защитное кольцо поджимается к внутренней стенке соединительного корпуса.

Настоящее изобретение раскрывает, в определенных вариантах выполнения, защитное кольцо для использования в соединительном элементе, причем соединительный элемент имеет соединительный корпус с внутренней стенкой, причем соединительный корпус является в общем цилиндрическим и имеет канал, проходящий через него, причем соединительный корпус имеет два разнесенных конца, каждый из которых имеет резьбу для резьбового соединения с трубой, чтобы соединительный элемент был соединяемым с двумя трубами, причем защитное кольцо имеет корпус защитного кольца, выполненный с возможностью установки смежно с внутренней стенкой соединительного корпуса соединительного элемента между двумя разнесенными концами соединительного корпуса и размещенный так, чтобы две трубы, соединенные соединительным элементом, соприкасались с ним; причем корпус защитного кольца является в общем цилиндрическим и имеет канал, проходящий через него, для защитного кольца; корпус защитного кольца имеет объем; и по меньшей мере один воздействующий элемент внутри защитного кольца.

Настоящее изобретение раскрывает в определенных вариантах выполнения защитное кольцо для использования в соединительном элементе для соединения двух труб, соединительный элемент с соединительным корпусом, который имеет в общем цилиндрическую форму и канал, проходящий через него, при этом соединительный корпус имеет два разнесенных конца, каждый из которых имеет резьбу для резьбового соединения с трубой, чтобы соединительный элемент был соединяемым с двумя трубами, причем соединительный корпус имеет внутреннюю стенку, причем защитное кольцо имеет корпус защитного кольца, выполненный с возможностью установки смежно с внутренней стенкой соединительного корпуса соединительного элемента между двумя разнесенными концами соединительного корпуса и размещенный так, чтобы каждая из двух труб соприкасалась с ним; причем корпус защитного кольца выполнен в общем цилиндрическим и имеет канал, проходящий через него, для защитного кольца; корпус защитного кольца имеет окружность и объем; и по меньшей мере одну вогнутую область на поверхности защитного кольца.

Настоящее изобретение раскрывает в определенных вариантах выполнения трубчатый соединительный узел с соединительным элементом и внутренним защитным кольцом, которое имеет по меньшей мере один внутренний воздействующий элемент, который после сжатия прижимает корпус соединительного элемента к внутренней стенке соединения, таким образом, препятствуя контакту корродирующего вещества с внутренней стенкой соединения, или в случае, если корродирующее вещество все-таки проникло в эту область, внутреннее защитное кольцо удерживается относительно внутренней стенки соединения, чтобы корродирующее вещество, если присутствует, не могло выйти из этой области, таким образом, предотвращая непрерывный поток корродирующего вещества в и из этой области.

В определенных аспектах такое защитное кольцо имеет два или более воздействующих элемента; и в одном частном аспекте такое защитное кольцо имеет три разнесенных воздействующих элемента, расположенных в углублениях смежно с отверстиями в защитном кольце, которые обеспечиваются для регулируемого сжатия защитного кольца и удерживания защитного кольца на своем месте относительно внутренней стенки соединения. В другом аспекте присутствуют пять воздействующих элементов, два расположены в защитном кольце смежно с внутренней стенкой соединительного элемента и три расположены во внутренней стенке защитного кольца.

Любое защитное кольцо согласно настоящему изобретению может иметь один, два, три, четыре, пять или более вогнутых областей на защитном кольце, на внешней поверхности защитного кольца или на внутренней поверхности защитного кольца, чтобы усилить направленное регулируемое воздействие на защитное кольцо до контакта с соединительным элементом. В одном частном аспекте такое защитное кольцо имеет три вогнутых участка на внешней поверхности защитного кольца и два защитных участка на внутренней поверхности защитного кольца. Такое защитное кольцо (с одной до пяти и более вогнутых областей) может иметь от одного до пяти или более воздействующих элементов. В определенных аспектах в защитном кольце с двумя (или более) разнесенными вогнутыми областями на одной стороне защитного кольца воздействующий элемент расположен между двумя вогнутыми областями.

Для лучшего понимания настоящего изобретения далее приводится ссылка, только посредством примера, на сопроводительные чертежи, на которых:

фиг. 1А является видом сбоку в сечении первого варианта выполнения соединительного узла согласно настоящему изобретению при использовании с двумя трубами;

- 2 018172 фиг. 1В и 1С являются видами в плане двух компонентов соединительного узла по фиг. 1А, показанными по отдельности для ясности;

фиг. 2А является видом сбоку в сечении второго варианта выполнения соединительного узла согласно настоящему изобретению при использовании с двумя трубами;

фиг. 2В является видом сбоку в сечении части корпуса соединения узла по фиг. 2А;

фиг. 2С является видом сбоку в сечении части защитного кольца узла по фиг. 2А;

фиг. 2Ό является видом сбоку в сечении двух труб до соединения с соединительным узлом согласно настоящему изобретению;

фиг. 2Е является видом сбоку в сечении различных воздействующих элементов согласно настоящему изобретению;

фиг. ЗА является видом сбоку в сечении части первого варианта выполнения защитного кольца согласно настоящему изобретению;

фиг. ЗВ является частичным видом сбоку в сечении части защитного кольца по фиг. ЗА при использовании с соединительным корпусом, образуя соединительный узел;

фиг. ЗС-ЗЕ показывают соединительный узел по фиг. ЗВ в различных стадиях сжатия;

фиг. 4А является видом сбоку в сечении части второго варианта выполнения защитного кольца согласно настоящему изобретению;

фиг. 4В является видом сбоку в сечении части третьего варианта выполнения защитного кольца согласно настоящему изобретению;

фиг. 4С является видом сбоку в сечении части четвертого варианта выполнения защитного кольца согласно настоящему изобретению;

фиг. 4В является видом сбоку в сечении части пятого варианта выполнения защитного кольца согласно настоящему изобретению;

фиг. 4Е является видом сбоку в сечении части шестого варианта выполнения защитного кольца согласно настоящему изобретению;

фиг. 5А является видом сбоку в сечении части седьмого варианта выполнения защитного кольца согласно настоящему изобретению;

фиг. 5В является видом сбоку в сечении части восьмого варианта выполнения защитного кольца согласно настоящему изобретению;

фиг. 5С является видом сбоку в сечении части девятого варианта выполнения защитного кольца согласно настоящему изобретению;

фиг. 5Ό является видом сбоку в сечении части десятого варианта выполнения защитного кольца согласно настоящему изобретению;

фиг. 6А является видом сверху в сечении одиннадцатого варианта выполнения защитного кольца согласно настоящему изобретению;

фиг. 6В является видом сбоку защитного кольца по фиг. 6А;

фиг. 6С является видом сверху в сечении двенадцатого варианта выполнения защитного кольца согласно настоящему изобретению.

Как показано на фиг. 1А, соединительный узел 10 согласно настоящему изобретению имеет в общем цилиндрический соединительный элемент 20, полый элемент с разнесенными концами 22, 24, имеющими внутреннюю резьбу, и с внутренней стенкой 26. Две трубы З2, З4 присоединены по резьбе к соответствующим концам 22, 24 соединительного элемента. Между концами двух труб З2, З4 и смежно с внутренней стенкой 26 соединительного элемента 20 находится защитное кольцо 40 (показано схематически), которое является любым защитным кольцом согласно настоящему изобретению. Возможно трубы З2, З4 имеют втулку З6, которая может быть любой известной трубчатой втулкой. Возможно, защитное кольцо 40 имеет один, два, три, четыре, пять или более (показан один) воздействующих элементов 42. Возможно углубление, щель или отверстие 44 (или углубления или отверстия) (все именуемые отверстиями) ведет от внешней поверхности защитного кольца 40 к воздействующему элементу (элементам) 42, который позволяет перемещение (например, осевое перемещение защитного кольца), когда сжимающие силы приложены к защитному кольцу без изменения объема защитного кольца, но с регулируемым изменением формы защитного кольца. Фиг. 1В является видом сверху (или снизу) одного варианта выполнения 40а защитного кольца 40. Фиг. 1С является видом сверху (или снизу) одного варианта выполнения 42а защитного кольца 42. Фиг. 2А, 2Е и ЗА показывают, аналогично, в общем круглые элементы.

Как показано на фиг. 2Λ-2Ω соединительный узел 100 согласно настоящему изобретению имеет защитное кольцо 140, удерживаемое в сжатом виде между концами 1З6, 1З8 с наружной резьбой труб 1З2, 1З4. Каждый конец с наружной резьбой закреплен по резьбе в соответствующем конце 122, 124 соединительного элемента 120. Защитное кольцо 140 имеет три разнесенных отверстия 144а, 144Ь и 144с, каждое из которых продолжается внутрь с внешней поверхности защитного кольца 140 и продолжается до внутренней области, которая содержит воздействующий элемент 142а, 142Ь и 142с соответственно. Любой воздействующий элемент в любом варианте выполнения настоящего изобретения может иметь любую подходящую форму сечения, включая в себя, но не ограничиваясь теми, что показаны на фиг. 2Е (сле дующие формы: 142е, круглая; 142£, квадратная; 142д, гексагональная; 1421т треугольная; 1421, трапецеидальная; 142.), овальная; 142к, каплевидная; 1421 прямоугольная; 142т каплевидная; 142р, бочкообразная).

Каждый конец 136, 138 с наружной резьбой имеет наружную оконечную фаску или скос 136а, 138а соответственно. Краевые участки 146, 147 защитного кольца 140 сжаты между внутренней стенкой 126 соединительного элемента 120 и суженными концами с наружной резьбой, таким образом, содействуя закреплению защитного кольца 140 на своем месте смежно с внутренней стенкой 126 соединительного элемента 120.

Согласно настоящему изобретению все воздействующие элементы защитного кольца (любого, раскрытого здесь) могут иметь одинаковую или различную жесткость. Как показано на фиг. 2А два воздействующих элемента 142а, 142с имеют одинаковую жесткость, и воздействующий элемент 142Ь изготовлен из материала более жесткого, чем материал воздействующих элементов 142а, 142с. В одном частном аспекте воздействующие элементы 142а, 142Ь, 142с изготовлены из эластичного эластомерного материала, например, но не ограничивая, из нитрила или бутила; в определенных аспектах элементы 142а, 142с могут иметь жесткость около 70 по твердомеру и элемент 142Ь может иметь жесткость около 90 по твердомеру. Любое защитное кольцо согласно настоящему изобретению может иметь воздействующие элементы, расположенные дальше внутренне, чем другие воздействующие элементы, и имеющие жесткость, меньшую, чем у других воздействующих элементов (например, другие воздействующие элементы на внутренней стенке защитного кольца).

В соединительном узле 100 защитное кольцо 140 продолжается вокруг всей внутренней окружности соединительного элемента 120 и воздействующие элементы 142а, 142Ь и 142с (и их соответствующие отверстия 144а, 144Ь, 144с) продолжаются вокруг (и внутри) всей окружности защитного кольца 140.

Фиг. 3А показывает защитное кольцо 200 согласно настоящему изобретению (например, используемое в соединительных узлах с фиг. 1А и 2А). В определенных частных аспектах корпус 202 защитного кольца 200 изготовлен из сжимаемого антикоррозионного материала, например эластичного эластомерного материала, политетрафторэтилена (ПТФЭ) или соединения эластомера и ПТФЭ. В начале три отверстия 211, 212 и 213 продолжаются с наружной поверхности защитного кольца 200 к внутренним пространствам 221, 222, 223 соответственно внутри защитного кольца 200. Воздействующие элементы 231, 232, 233 расположены внутри внутренних пространств 221, 222, 223 соответственно.

Возможно, защитное кольцо 200 имеет наружные края или зубья 204, 205.

Отверстия 211, 212, 213, пространства 221, 222, 223 и воздействующие элементы 231, 232, 233 продолжаются вокруг всего в общем цилиндрического корпуса 202 (который подобен защитным кольцам 40 и 140 в общей полой цилиндрической форме, хотя только часть защитного кольца 200 показана на фиг. 3А). Возможно, корпус 202 имеет кольцевое вдавливание 206 или вогнутую область вокруг него.

Как показано на фиг. 3В защитное кольцо 200 расположено смежно и установлено внутрь соединительного элемента 240 (показан частично - в общем цилиндрической формы как соединительные элементы 20 и 120, описанные выше), имеющего концы 242, 244 с внутренней резьбой для резьбового соединения с концами, имеющими наружную резьбу (например, концы 252, 254 труб 262, 264, фиг. 3Е).

Как показано на фиг. 3С, защитное кольцо 200 сжимается (показано стрелками С1, С2), например, концами двух труб с наружной резьбой, соединенных соединением 240. Поскольку воздействующие элементы 231 и 233 не такие жесткие, как воздействующий элемент 232, воздействующие элементы 231 и 233 перемещаются под действием сжатия раньше воздействующего элемента 232, таким образом, защитное кольцо 200 начинает перемещаться наружу (навстречу соединительному элементу 240, как показано на фиг. 3С). Отверстия 211 и 213 начинают сужаться и смыкаться. Затем отверстие 212 начинает сужаться и смыкаться. Отверстия 211-213 обеспечивают пространство, чтобы защитное кольцо не значительно расширялось в проток соединительного элемента 240. Вдавливание 206 также облегчает перемещение наружу (навстречу внутренней стенке соединительного элемента) защитного кольца 200 и обеспечивает область или полость, в которые деформируется материал защитного кольца, когда защитное кольцо сжимается.

Фиг. 3Ό показывает полностью сжатое защитное кольцо 200 с сомкнутыми отверстиями 211-213 и сжатыми воздействующими элементами 231-233 (элементы 231-233 изменили форму). Защитное кольцо 200 было прижато к внутренней стенке 246 соединительного элемента и благодаря отверстиям 211-213, вдавливанию 206 и/или захвату двух зубьев 204, 205 защитное кольцо 200 было смещено наружу и удержано от прогибания внутрь, чтобы защитное кольцо 200 было поджато к внутренней стенке 246 по длине защитного кольца 200. Воздействующие элементы 231-233 толкают защитное кольцо 200 к внутренней стенке соединения.

Как показано на фиг. 3Е края или зубья 204, 205 защитного кольца 200 были защемлены между суженными концами труб 262, 264 и частью внутренней стенки 246 соединительного элемента 240, таким образом, облегчая поддержание защитного кольца 200 на месте, чтобы защитить внутреннюю стенку 246.

Без адгезива или связующего материала между внутренней стенкой 246 и защитным кольцом 200, и/или с краями 204, 205, защемленными, как показано, корродирующая текучая среда и/или вещество не

- 4 018172 контактирует со стенкой 246; или, если такая текучая среда и/или вещество все-таки перемещается между стенкой 246 и наружной поверхностью защитного кольца 200, она удерживается там и ее вытекание оттуда сдерживается или предотвращается. Таким образом, стенка 246 подвергается воздействию только этим количеством вещества (и в некоторых аспектах только этому количеству кислорода в этом количестве вещества), так что остальное корродирующее вещество сдерживается или предотвращается от растекания в это пространство, чтобы корродировать стенку 246, и так что непрерывный поток корродирующего вещества сдерживается или предотвращается.

В определенных аспектах трубы нефтепромыслового сортамента изготавливаются согласно определенным допускам на длину, например плюс или минус одна восьмая дюйма. Приблизительно задавая размеры отверстий (например, отверстий 211-213) защитного кольца согласно настоящему изобретению, этот допуск на изготовление может быть обеспечен. Например, для труб с допуском изготовления одна восьмая дюйма, если каждое отверстие (например, 211-213) составляет 0,66 дюймов, всего около 0,200 дюймов (на самом деле 0,198 дюймов) и сами воздействующие элементы (например, элементы 231-233) могут быть сжаты всего на еще 0,050 дюймов, всего около 0,250 дюймов сжатия доступно, т.е. величина, равная допуску в плюс или минус одну восьмую дюйма на изготовление защитного кольца (всего одна четвертая дюйма).

Фиг. 4А показывает защитное кольцо 300 согласно настоящему изобретению, пригодное для защиты соединительного элемента (например, соединительного элемента, показанного как на фиг. 1А, 2А, 3В или 3Е). Защитное кольцо 300 (только половина показана) имеет корпус 302 с первым концом 304 и вторым концом 306. Каждый конец, возможно, имеет выступающий край или зуб 314, 316 соответственно, который продолжается вокруг всей окружности его соответствующего круглого конца. Множество вогнутых областей продолжаются вокруг окружности защитного кольца, области 321, 322, 323 на наружной поверхности защитного кольца и области 324, 325 на внутренней поверхности защитного кольца. Два воздействующих элемента 331, 332 удерживаются в соответствующих углублениях 341, 342 на наружной поверхности защитного кольца, и три воздействующих элемента 333, 334, 335 удерживаются в соответствующих углублениях 343, 344, 345 на внутренней поверхности защитного кольца.

Как показано на фиг. 4Е, воздействующие элементы в одном аспекте исключены. Любое, несколько или все углубления 341-345 могут быть исключены.

Края или зубья 314, 316 могут быть защемлены, как описано выше для краев 204, 205.

Как показано на фиг. 4А каждый воздействующий элемент 343, 344, 345 может быть расположен противоположно вогнутой области 321, 322, 323 (вместе с другими силами) соответственно и после воздействия подталкивает вогнутые области наружу.

Фиг. 4В показывает защитное кольцо 350, подобное защитному кольцу 300, но только с одним воздействующим элементом 354 на внутренней поверхности корпуса 352 защитного кольца. Воздействующий элемент 354 находится в углублении 356, которое установлено между двумя вогнутыми областями 351. Эти вогнутые области 351 находятся на наружной поверхности корпуса, и корпус 352 имеет два концевых края или зуба 353, 359.

Фиг. 4С показывает защитное кольцо 370, подобное защитному кольцу 350, но без вогнутых областей 351. Корпус 362 имеет три вогнутые области 363 на наружной поверхности корпуса. Возможно, имеются концевые края 364 на концах корпуса 362. Возможно, любой воздействующий элемент или элементы, раскрытые здесь, могут быть добавлены к защитному кольцу 360.

Фиг. 4Ό показывает защитное кольцо 370, подобное защитному кольцу 350, но без воздействующих элементов. Корпус 372 имеет две вогнутые области 373 на внутренней поверхности корпуса. Возможно, концы корпуса 372 имеют края 374. Возможно, любой воздействующий элемент или элементы, раскрытые здесь, могут быть добавлены к защитному кольцу 370.

Фиг. 5А показывает защитное кольцо 400 согласно настоящему изобретению, которое представляет собой в общем цилиндрический полый элемент (только половина показана). Защитное кольцо 400 имеет корпус 402 с вогнутой областью 404 на его наружной поверхности. Как и в случае всех вогнутых областей, указанных выше, вогнутая область 404 продолжается вокруг корпуса защитного кольца. Возможно, что относится к любому защитному кольцу согласно настоящему изобретению, вогнутая область (области) может быть прерывистой, единственной раковиной или рядом разнесенных отдельных раковин. Концы корпуса 402, возможно, имеют края 406.

Фиг. 5В показывает защитное кольцо 410 согласно настоящему изобретению, которое подобно защитному кольцу 410, но которое включает в себя углубления 412 с воздействующим элементом 416 в нем. Защитное кольцо 410 имеет корпус 418 с вогнутой областью 415 и возможными концевыми краями 419.

Фиг. 5С показывает защитное кольцо 430 согласно настоящему изобретению с корпусом 432, имеющим возможные концевые края 433. Вогнутая область 434 находится на наружной поверхности корпуса.

Фиг. 5Ό показывает защитное кольцо 440 согласно настоящему изобретению с корпусом 442. Корпус 442 имеет вогнутую область 443 на его наружной поверхности и углубление 444 на его внутренней поверхности.

- 5 018172

В любом варианте выполнения с прерывистыми вогнутыми областями, раковиной или раковинами, если воздействующий элемент используется, воздействующий элемент может продолжаться только настолько, насколько продолжается эта область или раковина (раковины), или он может все же продолжаться непрерывно вокруг окружности защитного кольца.

Фиг. 6А показывает защитное кольцо 600 с множеством разнесенных вогнутых областей 604 в корпусе 602. Возможно, воздействующие элементы 606 являются смежными с каждой раковиной. Альтернативно, как показано на фиг. 6С, в защитном кольце 600а, подобном защитному кольцу 600, воздействующий элемент 608 может продолжаться смежным со всеми раковинами 604а в корпусе 602а.

Защитное кольцо и соединительный узел настоящего изобретения могут найти применение в различных областях, включая, но не ограничиваясь, соединение любых обсадных или подъемных труб, включая в себя нефтяные и газовые буровые трубы и обсадные трубы, трубопроводы на химическом и других заводах, нефте- и газопроводы и т.д.

Следовательно, настоящее изобретение обеспечивает, по меньшей мере, в определенных, но необязательно во всех, вариантах выполнения, защитное кольцо, которое имеет корпус защитного кольца, расположенный смежно с внутренней стенкой соединительного корпуса соединительного элемента между двумя разнесенными концами соединительного корпуса и размещенный так, чтобы две трубы, соединенные соединительным элементом, соприкасались с ним; причем корпус защитного кольца является в общем цилиндрическим и имеет канал, проходящий через него, и имеет объем; и по меньшей мере один воздействующий элемент внутри защитного кольца. Такое защитное кольцо может иметь одно или несколько в любой возможной комбинации из следующего: по меньшей мере одно отверстие, ведущее через защитное кольцо по меньшей мере к одному воздействующему элементу; по меньшей мере один воздействующий элемент является множеством разнесенных воздействующих элементов; по меньшей мере одно отверстие является множеством отверстий, причем одно отверстие соответствует каждому из множества воздействующих элементов; множество отверстий является первым отверстием, вторым отверстием и третьим отверстием и каждое из двух первое отверстие и третье отверстие продолжаются с внутренней поверхности защитного кольца к соответствующему воздействующему элементу, и второе отверстие продолжается с наружной поверхности к соответствующему воздействующему элементу; каждая из двух труб имеет суженный участок, и корпус защитного кольца имеет первый конец и второй конец, и два разнесенных наружных края, один у первого конца корпуса защитного кольца и один у второго конца корпуса защитного кольца, и каждый наружный край выполнен с возможностью защемления между внутренним участком соединительного элемента и суженным участком трубы; множество разнесенных воздействующих элементов является первым воздействующим элементом и вторым воздействующим элементом, и каждый из упомянутых воздействующих элементов имеет жесткость, и жесткость второго воздействующего элемента больше, чем жесткость первого воздействующего элемента; по меньшей мере один воздействующий элемент изготовлен из эластичного эластомерного материала; защитное кольцо изготовлено из сжимаемого антикоррозионного материала и имеет кольцевое вдавливание вокруг него; по меньшей мере одно отверстие имеет достаточный размер, чтобы защитное кольцо не расширялось значительно в канал для защитного кольца после установки в соединительный элемент и две трубы контактируют с ним; защитное кольцо после сжатия выполнено с возможностью перемещения к внутренней стенке корпуса соединения соединительного элемента действием по меньшей мере одного воздействующего элемента; и/или по меньшей мере одно отверстие выполнено с размерами для обеспечения допусков длины на изготовление двух труб.

Следовательно, настоящее изобретение обеспечивает, по меньшей мере, в определенных, но необязательно во всех, вариантах выполнения защитное кольцо для использования в соединительном элементе для соединения двух труб, соединительный элемент с соединительным корпусом, причем соединительный корпус имеет в общем цилиндрическую форму и имеет канал, проходящий через него, соединительный корпус выполнен с двумя разнесенными концами, каждый из которых имеет резьбу для резьбового соединения с трубой, так что соединительный элемент соединяется с двумя трубами, причем соединительный корпус имеет внутреннюю стенку, причем защитное кольцо включает в себя корпус защитного кольца, располагаемый смежно с внутренней стенкой соединительного корпуса соединительного элемента между двумя разнесенными концами соединительного корпуса, который размещен так, что две трубы соприкасаются с ним прилеганием конца каждой трубы, причем корпус защитного кольца выполнен в общем цилиндрическим, имеет канал защитного кольца, проходящий через него, и имеет объем, множество разнесенных воздействующих элементов внутри защитного кольца, причем разнесенные воздействующие элементы содержат первый воздействующий элемент и второй воздействующий элемент, и каждый из упомянутых воздействующих элементов имеет жесткость, множество отверстий, причем одно отверстие соответствует каждому воздействующему элементу, каждое отверстие проходит через защитное кольцо к воздействующему элементу, причем множество отверстий содержит, по меньшей мере, первое отверстие и второе отверстие, причем первое отверстие продолжается с внутренней поверхности защитного кольца к соответствующему воздействующему элементу, второе отверстие продолжается с наружной поверхности к соответствующему воздействующему элементу, жесткость второго воздействующего элемента больше, чем жесткость первого воздействующего элемента, и при этом защитное

- 6 018172 кольцо после сжатия выполнено с возможностью перемещения к внутренней стенке соединительного корпуса соединительного элемента действием воздействующих элементов.

Таким образом, настоящее изобретение обеспечивает, по меньшей мере, в определенных, но необязательно во всех, вариантах выполнения систему для соединения двух труб, причем система включает в себя соединительный элемент с соединительным корпусом, причем соединительный корпус выполнен в общем цилиндрическим и имеет канал, проходящий через него, соединительный корпус с двумя разнесенными концами, каждый из которых имеет резьбу для резьбового соединения с трубой, чтобы соединительный элемент был присоединяем к двум трубам, причем соединительный корпус имеет внутреннюю стенку; корпус защитного кольца располагается смежно с внутренней стенкой соединительного корпуса между двумя разнесенными концами соединительного корпуса и размещен так, что две трубы соприкасаются с ним прилеганием конца каждой трубы, причем защитное кольцо выполнено в общем цилиндрическим и имеет канал защитного кольца, проходящий через него, причем защитное кольцо имеет объем и по меньшей мере один воздействующий элемент внутри защитного кольца.

Настоящее изобретение обеспечивает, по меньшей мере, в определенных, но необязательно во всех, вариантах выполнения защитное кольцо для использования в соединительном элементе для соединения двух труб, причем соединительный элемент имеет соединительный корпус в общем цилиндрической формы и имеет канал, проходящий через него, соединительный корпус выполнен с двумя разнесенными концами, каждый из которых имеет резьбу для резьбового соединения с трубой, чтобы соединительный элемент был присоединяем к двум трубам, причем соединительный корпус имеет внутреннюю стенку, причем защитное кольцо включает в себя корпус защитного кольца, располагаемый смежно с внутренней стенкой соединительного корпуса соединительного элемента между двумя разнесенными концами соединительного корпуса и расположенный так, что конец каждой трубы соприкасается с ним, причем корпус защитного кольца выполнен в общем цилиндрическим и имеет канал защитного кольца, проходящий через него, причем корпус защитного кольца имеет окружность и имеет объем и по меньшей мере одну вогнутую область на поверхности защитного кольца. Такое защитное кольцо может иметь одно или несколько, в любой возможной комбинации из следующего: по меньшей мере одна вогнутая область продолжается вокруг окружности защитного кольца; один или множество разнесенных воздействующих элементов в защитном кольце; причем один или каждый воздействующий элемент продолжается вокруг окружности защитного кольца; по меньшей мере одна вогнутая область является множеством разнесенных вогнутых областей; каждая из множества вогнутых областей продолжается вокруг окружности защитного кольца; и/или защитное кольцо имеет наружную поверхность и внутреннюю поверхность, по меньшей мере одну вогнутую область на наружной поверхности защитного кольца и по меньшей мере одну вогнутую область на внутренней поверхности защитного кольца; по меньшей мере одна вогнутая область на наружной поверхности защитного кольца является тремя разнесенными областями, и по меньшей мере одна вогнутая область на внутренней поверхности защитного кольца является двумя разнесенными областями; множество разнесенных воздействующих элементов в защитном кольце, причем три разнесенные области на наружной поверхности защитного кольца содержат первую область, вторую область и третью область, первый воздействующий элемент множества воздействующих элементов расположен между первой областью и второй областью, второй воздействующий элемент множества воздействующих элементов расположен между второй областью и третьей областью, причем две разнесенные области на внутренней поверхности защитного кольца содержат четвертую область и пятую область, третий воздействующий элемент множества воздействующих элементов расположен между четвертой областью и пятой областью, причем защитное кольцо имеет первый конец и второй конец, четвертый воздействующий элемент множества воздействующих элементов расположен между первым концом и четвертой областью, и пятый воздействующий элемент множества воздействующих элементов расположен между вторым концом и пятой областью.

Настоящее изобретение обеспечивает, по меньшей мере, в определенных, но необязательно во всех, вариантах выполнения систему для соединения двух труб, причем система включает в себя соединительный элемент с соединительным корпусом, который имеет в общем цилиндрическую форму и канал, проходящий через него, соединительный корпус имеет два разнесенных конца, каждый из которых имеет резьбу для резьбового соединения с трубой, чтобы соединительный элемент был присоединяем к двум трубам, причем соединительный корпус имеет внутреннюю стенку; защитное кольцо расположено смежно с внутренней стенкой центрального участка соединительного корпуса между двумя разнесенными концами соединительного корпуса и размещено так, что конец каждой трубы соприкасается с ним, причем защитное кольцо выполнено в общем цилиндрическим и имеет канал защитного кольца, проходящий через него, причем защитное кольцо имеет окружность и объем, и по меньшей мере одну вогнутую область на поверхности защитного кольца.

Настоящее изобретение обеспечивает, по меньшей мере, в определенных, но необязательно во всех, вариантах выполнения способ для соединения двух труб, содержащих первую трубу и вторую трубу, причем первая труба имеет конец с наружной резьбой, причем вторая труба имеет конец с наружной резьбой, причем способ включает в себя резьбовое зацепление каждого конца с резьбой каждой из двух труб с концом двух разнесенных концов соединительного узла, соединительный узел представляет собой

- 7 018172 любой раскрытый здесь соединительный узел; защитное кольцо расположено смежно с внутренней стенкой центрального участка соединительного корпуса между двумя разнесенными концами соединительного корпуса и размещено так, что две трубы соприкасаются с ним примыканием конца каждой трубы, причем защитное кольцо выполнено в общем цилиндрическим и имеет канал защитного кольца, проходящий через него, причем защитное кольцо имеет объем, по меньшей мере один воздействующий элемент внутри защитного кольца, конец каждой трубы касается защитного кольца и сжимает защитное кольцо, и упомянутое сжатие воздействует по меньшей мере на один воздействующий элемент, чтобы переместить защитное кольцо к внутренней стенке соединения. Такой способ может включать в себя одно или несколько, в любой возможной комбинации, из следующего: по меньшей мере один воздействующий элемент является множеством разнесенных воздействующих элементов, по меньшей мере одно отверстие является множеством отверстий, причем одно отверстие соответствует каждому воздействующему элементу, по меньшей мере одно отверстие продолжается с внутренней поверхности защитного кольца к соответствующему воздействующему элементу, и по меньшей мере одно отверстие продолжается с наружной поверхности защитного кольца к соответствующему воздействующему элементу; защитное кольцо имеет два разнесенных наружных края, один у первого конца защитного кольца и один у второго конца защитного кольца, и каждый наружный край выполнен с возможностью защемления между внутренним участком соединительного элемента и суженными участками двух труб, причем способ включает защемление каждого наружного края между внутренним участком соединительного элемента и суженным участком одной из двух труб; множество разнесенных воздействующих элементов содержит, по меньшей мере, первый воздействующий элемент и второй воздействующий элемент, и каждый из воздействующих элементов имеет жесткость, жесткость второго воздействующего элемента больше, чем жесткость первого воздействующего элемента, причем способ включает в себя первоначальное воздействие на первый воздействующий элемент перед первоначальным воздействием на второй воздействующий элемент; по меньшей мере одно отверстие имеет достаточный размер, чтобы защитное кольцо не расширялось значительно в канал защитного кольца при установке внутрь соединительного элемента и касании двумя трубами, причем способ включает в себя расширение защитного кольца, так чтобы незначительное количество защитного кольца расширялось внутрь канала защитного кольца; и/или по меньшей мере одно отверстие выполнено с размерами для обеспечения допусков длины на изготовление защитного кольца двух труб, причем способ включает обеспечение допусков длины на изготовление защитного кольца по меньшей мере с одним отверстием.

Claims

1. Способ соединения двух труб в соединительном узле, содержащем соединительный корпус (240) в общем цилиндрической формы с каналом, проходящим через него, причем каждый конец упомянутого соединительного корпуса имеет резьбу (242, 244) для резьбового соединения с трубой, так что соединительный узел может обеспечивать соединение между двумя трубами, защитное кольцо (200) из эластичного материала для установки смежно с внутренней стенкой соединительного корпуса между двумя его концами, который размещается так, что упомянутые две трубы соприкасаются с ним, причем кольцо (200) выполнено в общем цилиндрическим и имеет кольцевой канал, проходящий через него, при этом способ содержит шаг резьбового присоединения каждой из двух труб к соединительному корпусу соединительного узла, отличающийся тем, что кольцо (200) содержит отверстие (211, 212, 213) и воздействующий элемент (231, 232, 233), частично занимающий отверстие (211, 212, 213), причем резьбовое присоединение каждой из двух труб к соединительному корпусу соединительного узла выполняют так, что осуществляется сжатие кольца (200) между концами упомянутых двух труб, смыкая отверстие (211, 212, 213) в кольце (200) вокруг воздействующего элемента (231, 232, 233), чтобы поджать кольцо (200) к внутренней стенке соединительного корпуса.

2. Способ по п.1, в котором после сжатия между упомянутыми двумя трубами отверстие (211, 212, 213) начинает смыкаться, облегчая изменение формы упомянутого кольца (200), по существу, без изменения его объема.

3. Способ по п.1, в котором упомянутое отверстие имеет такой размер, что в эксплуатации после сжатия между упомянутыми двумя трубами кольцо удерживается от значительного расширения в проток, образованный соединительным узлом и упомянутыми двумя трубами.

4. Соединительный узел для использования в способе по любому из пп.1-3, содержащий соединительный корпус (240) в общем цилиндрической формы с каналом, проходящим через него, причем каждый конец соединительного корпуса (240) имеет резьбу (242, 244) для резьбового соединения с трубой, так что соединительный узел может обеспечивать соединение между двумя трубами (132, 134), и защитное кольцо (200) из эластичного материала для установки смежно с внутренней стенкой соединительного корпуса между двумя его концами, который размещается так, что упомянутые две трубы соприкасаются с ним, причем кольцо (200) выполнено в общем цилиндрическим и имеет кольцевой канал, проходящий через него, отличающийся тем, что кольцо содержит отверстие (211, 212, 213) и воздействующий элемент (231, 232, 233), частично занимающий отверстие (211, 212, 213) так, что в эксплуатации после сжа

- 8 018172 тия кольца (200) между двумя упомянутыми трубами отверстие (211, 212, 213) в кольце (200) смыкается вокруг воздействующего элемента (231, 232, 233), чтобы поджать кольцо к внутренней стенке соединительного корпуса, в силу чего предотвращается контактирование с ним корродирующего вещества.

5. Соединительный узел по п.4, в котором воздействующий элемент (231, 232, 233) расположен внутри кольца (200).

6. Соединительный узел по п.4 или 5, в котором воздействующий элемент (231, 232, 233) продолжается вокруг кольца (200) и, по существу, коаксиален с ним, в силу чего кольцо (200) удерживается от прогибания внутрь во время сжатия между упомянутыми двумя трубами.

7. Соединительный узел по пп.4, 5 или 6, дополнительно содержащий множество воздействующих элементов (231, 232, 233).

8. Соединительный узел по п.7, в котором отверстие (211, 212, 213) проходит снаружи кольца (200) к воздействующему элементу (231, 232, 233).

9. Соединительный узел по п.8, дополнительно содержащий множество отверстий, каждое из которых соответствует соответствующему воздействующему элементу (231, 232, 233).

10. Соединительный узел по п.9, в котором по меньшей мере одно из упомянутого множества отверстий (211, 212, 213) находится на наружной поверхности кольца и по меньшей мере одно из множества отверстий (211, 212, 213) находится на внутренней поверхности кольца (200).

11. Соединительный узел по любому из пп.4-10, в котором упомянутое отверстие (211, 212, 213) выполнено с размерами, согласующимися с допуском длины на изготовление упомянутых двух труб, когда защитное кольцо сжато между ними.

12. Соединительный узел по любому из пп.4-11, в котором кольцо (200) содержит выступающий край, выполненный с возможностью защемления между внутренней стенкой соединительного элемента и суженным участком одной из упомянутых двух труб.

13. Соединительный узел по любому из пп.4-12, в котором по меньшей мере один воздействующий элемент (231, 232, 233) содержит по меньшей мере одно из: эластичного эластомерного материала и сжимаемого антикоррозионного материала.

14. Соединительный узел по любому из пп.4-13, дополнительно содержащий по меньшей мере одну вогнутую область (204, 205, 206), продолжающуюся вокруг по меньшей мере части окружности кольца (200).