PL200327B1 - Sposób wykonania złącza rurowego szczelnego z rozprężaniem plastycznym oraz złącze rurowe szczelne z rozprężaniem plastycznym - Google Patents

Abstract

Przedmiotem wynalazku jest sposób wyko- nania zlacza rurowego szczelnego z rozpr eza- niem plastycznym oraz z lacze rurowe szczelne z rozpr ezaniem plastycznym, zgodnie z którym rozszerzenie promieniowe z lacza rurowego spowodowane jest przej sciem trzpienia rozpr e- zaj acego (30), a nachylone odsadzenia (41, 43) utworzone odpowiednio na powierzchni obwo- dowej (8) obejmuj acego elementu rurowego (2) z gwintem wewn etrznym (4) zwróconego pro- mieniowo do wewn atrz, i na powierzchni obwo- dowej (7) obejmowanego elementu rurowego (1) z gwintem zewn etrznym (3) zwróconego pro- mieniowo na zewn atrz, poddawane s a wzgl ed- nemu przemieszczeniu osiowemu wzgl edem siebie dla doprowadzenia ich do szczelnego ze- tkni ecia si e ze sob a z wciskiem promieniowym. Wynalazek ma zastosowanie w odwiertach dla pozyskania w eglowodorów. PL PL PL PL

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób wykonania złącza rurowego szczelnego z rozprężaniem plastycznym oraz złącze rurowe szczelne z rozprężaniem plastycznym, zwłaszcza do stosowania w odwiertach do pozyskania węglowodorów lub w podobnych odwiertach, na przykład w geotermice.

Takie złącze może istnieć między dwiema rurami o dużej długości, lub między rurą o dużej długości i kielichem. Złącza tego rodzaju stosowane są zwłaszcza do łączenia kolumn rur okładzinowych („casings), lub kolumn rur produkcyjnych („tubings). Uwzględniając wymagane cechy mechaniczne, rury okładzinowe i rury produkcyjne są na ogół ze stali obrabianej cieplnie.

Ponadto, złącza muszą stawiać opór rozciąganiu, ściskaniu, zginaniu i czasami skręcaniu, jak również znacznym zakresom ciśnienia w obu kierunkach między wnętrzem i na zewnątrz. Te złącza muszą być nawet szczelne dla gazu, co najmniej w niektórych przypadkach. Złącza gwintowane są z tego względu, szczególnie korzystne.

Obecnie rozważa się poddanie rur, na miejscu montażu, średnicowemu rozprężaniu, ze stałym odkształceniem plastycznym. Takie rozwiązanie daje różne korzyści, które zostaną omówione poniżej. Ponadto potrzeba, aby złącza rurowe pozostały sprawne, po odkształceniu plastycznym polegające na średnicowym rozprężaniu, któremu poddane są rury. Zatem, jest pożądane, aby złącza gwintowe prawidłowo pracowały po plastycznym rozprężaniu średnicowym, zachowując istotne własności, które podlegają ocenie, którymi są zwłaszcza mechaniczna wytrzymałość na rozciąganie i ściskanie, z lub bez nadciśnienia wewnętrznego lub zewnętrznego, jak również szczelność.

Jak to będzie przedstawione dalej w sposób bardziej szczegółowy, klasyczne złącza nie zapewniają całkowitej satysfakcji, albo nie spełniają odpowiednio tych wymagań, albo je spełniają w sposób niejednolity lub niepowtarzalny.

Opis patentowy WO 02/01102 proponuje konstrukcję złącza przewidzianą do zastosowania średnicowego rozprężania plastycznego.

Niniejszy wynalazek zmierza do poprawienia tego rozwiązania.

Zgodnie z wynalazkiem, sposób wykonania złącza rurowego szczelnego z rozprężaniem plastycznym, o wysokich parametrach, zgodnie z którym wychodzi się z początkowego złącza rurowego mającego pierwszy obejmowany element rurowy, zawierający pierwszy gwint zewnętrzny i obejmowaną krawędź w kształcie pierścienia mającą pierwszą osiową powierzchnię oporową w postaci obejmowanego końca na końcu pierwszego obejmowanego elementu rurowego, i drugi obejmujący element rurowy, zawierający drugi gwint wewnętrzny, pasujący do pierwszego gwintu zewnętrznego, oraz gniazdo, jako część niegwintowaną, odpowiednie dla obejmowanej krawędzi, mające drugą osiową powierzchnię oporową w postaci odsadzenia, przy czym pierwszy gwint zewnętrzny wkręca się w drugi gwint wewnętrzny dla doprowadzenia obydwu powierzchni oporowych do zetknięcia się ze sobą, i poddaje się początkowe złącze rurowe rozprężaniu promieniowemu na średnicy w zakresie odkształcenia plastycznego za pomocą trzpienia rozprężającego o średnicy większej od średnicy wewnętrznej tych elementów rurowych, który jest przemieszczany osiowo w tym złączu, charakteryzuje się tym, że podczas wymienionego rozprężania promieniowego, pierwsze nachylone odsadzenie zwrócone osiowo w kierunku przeciwnym do osiowych powierzchni oporowych i utworzone na powierzchni obwodowej obejmowanej krawędzi promieniowo zwróconej w kierunku na zewnątrz, oraz pierwsze nachylone odsadzenie zwrócone osiowo w stronę wymienionych osiowych powierzchni oporowych i utworzone na powierzchni obwodowej gniazda obejmującego zwróconego promieniowo w kierunku do wewnątrz, poddaje się przemieszczeniu osiowemu względem siebie dla doprowadzenia ich do szczelnego zetknięcia się ze sobą z wciskiem promieniowym.

Korzystnie, powierzchnia obwodowa gniazda zwróconego promieniowo do wewnątrz zawiera bruzdę pierścieniową o zarysie łuku wklęsłego, który ma pierwszy bok zwrócony osiowo do osiowych powierzchni oporowych, i drugi bok zwrócony osiowo w stronę przeciwległych osiowych powierzchni oporowych, przy czym pierwsze nachylone odsadzenie gniazda określone jest przez ten pierwszy bok.

Korzystnie, zarys bruzdy pierścieniowej ustala się z promieniem krzywizny zawartym od 5 mm do 30 mm, a korzystniej około 10 mm.

Korzystnie, największa wysokość promieniowa wymienionego pierwszego i drugiego boku zawarta jest między 0,05 mm i 1 mm, a korzystniej wynosi mniej niż 0,5 mm.

Korzystnie, pierwsze nachylone odsadzenia obejmowanej krawędzi i gniazda znajdują się na początkowym złączu rurowym.

PL 200 327 B1

Korzystnie, pierwsze nachylone odsadzenia znajdujące się na początkowym złączu rurowym usytuowane są osiowo po przeciwnej stronie względem siebie na co najmniej jednej części ich wysokości promieniowej.

Korzystnie, część obejmowanej krawędzi zawarta między jej pierwszym nachylonym odsadzeniem i jej osiową powierzchnią oporową w postaci obejmowanego końca jest co najmniej częściowo odciśnięta na powierzchni bruzdy pierścieniowej podczas rozprężania.

Korzystnie, bruzda pierścieniowa połączona jest po stronie drugiej osiowej powierzchni oporowej w postaci odsadzenia z pierwszą częścią ściany obwodowej, a po stronie przeciwległej, z drugą częścią ściany obwodowej w postaci żebra pierścieniowego o mniejszej średnicy niż średnica pierwszej części ściany obwodowej.

Korzystnie, różnica między średnicami pierwszej części ściany obwodowej i drugiej części ściany obwodowej w postaci żebra pierścieniowego jest mniejsza od lub równa 1 mm.

Korzystnie, pierwsze nachylone odsadzenie obejmowanej krawędzi utworzone jest przez odciśnięcie co najmniej częściowe tej krawędzi na powierzchni bruzdy podczas rozprężania.

Korzystnie, bruzda jest przyległa do drugiej osiowej powierzchni oporowej w postaci odsadzenia.

Korzystnie, bruzda pierścieniowa połączona jest po stronie drugiej osiowej powierzchni oporowej w postaci odsadzenia z pierwszą częścią ściany obwodowej, a po stronie przeciwległej, z drugą częścią ściany obwodowej w przybliżeniu o takiej samej średnicy jak średnica pierwszej części ściany obwodowej.

Korzystnie, bruzda połączona jest po stronie drugiej osiowej powierzchni oporowej w postaci odsadzenia z pierwszą częścią powierzchni cylindrycznej, a po stronie przeciwległej, z drugą częścią powierzchni cylindrycznej o większej średnicy niż średnica pierwszej części ściany obwodowej.

Korzystnie, różnica między średnicami tych części powierzchni cylindrycznych jest mniejsza od lub równa 1 mm.

Korzystnie, pierwsza część powierzchni cylindrycznej gniazda ma mniejszą średnicę niż powierzchnia przeciwległa do obejmowanej krawędzi tak, aby utworzyć wcisk promieniowy między tymi powierzchniami przy końcu wkręcania gwintu.

Korzystnie, pierwsze nachylone odsadzenie obejmowanej krawędzi i/lub pierwsze nachylone odsadzenie gniazda zaopatrzone są w powłokę z materiału bardziej rozciągliwego niż materiał podłoża.

Korzystnie, rozprężanie promieniowe złącza przeprowadza się według stopnia rozprężania równego co najmniej 10%.

Korzystnie, rozprężanie promieniowe złącza przeprowadza się według stopnia rozprężania wynoszącego około 15%.

Korzystnie, powierzchnia obwodowa gniazda zwrócona promieniowo do wewnątrz zawiera drugie nachylone odsadzenie zwrócone osiowo w kierunku przeciwnym do pierwszego nachylonego odsądzenia, odgraniczając z nim żebro pierścieniowe.

Korzystnie, pierwsze i drugie nachylone odsadzenia gniazda połączone są przy wierzchołku pierścieniowego żebra przez zaokrąglenia.

Korzystnie, zaokrąglenie drugiego nachylonego odsadzenia gniazda ma promień krzywizny większy niż promień krzywizny zaokrąglenia pierwszego nachylonego odsadzenia.

Korzystnie, nachylone odsadzenie obejmowanej krawędzi połączone jest wypukłym zaokrągleniem z powierzchnią obwodową zwróconą promieniowo na zewnątrz.

Korzystnie, wymienione odsadzenia mają kąt nachylenia zawarty między 5° i 20°, a korzystnie kąt ten wynosi blisko 10°, w stosunku do osi wzdłużnej złącza.

Korzystnie, wymienione odsadzenia mają promieniową wysokość zawartą między 0,2 mm i 1 mm, a korzystnie wysokość ta wynosi blisko 0,5 mm.

Korzystnie, pierwszy obejmowany element rurowy i drugi obejmujący element rurowy należą odpowiednio do rury o dużej długości i do kielicha przeznaczonego do łączenia tej rury z inną rurą o dużej długości za pomocą drugiego złącza rurowego również otrzymanego takim samym sposobem.

Korzystnie, pierwsza osiowa powierzchnia oporowa jest powierzchnią wystającą w postaci obejmowanego końca utworzonego przez występ pierścieniowy i przez powierzchnię poprzeczną przyległą do tego występu, i cofniętą osiowo w stosunku do niej, oraz połączoną z wewnętrzną powierzchnią obwodową pierwszego elementu rurowego oraz jeśli druga osiowa powierzchnia oporowa jest wklęsłą powierzchnią oporową w postaci odsadzenia utworzonego przez pierścieniowy rowek i przez powierzchnię poprzeczną przyległą do tego rowka, połączoną z wewnętrzną powierzchnią obwodową drugiego elementu rurowego, przy czym występ pierścieniowy współpracuje z rowkiem.

PL 200 327 B1

Korzystnie, pierwszy gwint zewnętrzny i drugi gwint wewnętrzny są stożkowe o zbieżności co najwyżej równej 12,5%.

Korzystnie, pierwszy gwint zewnętrzny i drugi gwint wewnętrzny są walcowe.

Korzystnie, obejmowana krawędź ma grubość zawartą między 1/3 i 2/3 grubości pierwszego obejmowanego elementu rurowego.

Korzystnie, obejmowana krawędź ma długość i grubość takie, że stosunek długości do grubości tej krawędzi zawarty jest między 1 i 4.

Korzystnie, pierwszy obejmowany element rurowy ma rowek na końcu pierwszego gwintu zewnętrznego, między gwintem i obejmowaną krawędzią.

Korzystnie, rowek ma głębokość co najwyżej równą wysokości zarysu gwintu pierwszego gwintu zewnętrznego.

Korzystnie, rowek ma długość i głębokość takie, że jego długość jest dłuższa od 2 do 15 razy od jego głębokości.

Natomiast zgodnie z wynalazkiem, złącze rurowe szczelne z rozprężaniem plastycznym, o wysokich parametrach, charakteryzuje się tym, że zawiera:

- pierwszy obejmowany element rurowy zawierający pierwszy gwint zewnętrzny i pierścieniową obejmowaną krawędź mającą pierwszą osiową powierzchnię oporową w postaci obejmowanego końca na końcu swobodnym pierwszego elementu rurowego, i

- drugi obejmujący element rurowy zawierający drugi gwint wewnętrzny pasujący do pierwszego gwintu zewnętrznego, oraz gniazdo, odpowiednie do obejmowanej krawędzi, mające drugą osiową powierzchnię oporową w postaci odsadzenia, przy czym pierwszy gwint zewnętrzny wkręcony jest w drugi gwint wewnętrzny dla doprowadzenia obydwu powierzchni oporowych do zetknięcia się ze sobą, a powierzchnia obwodowa gniazda zwrócona jest promieniowo do wewnątrz i zawiera pierwsze nachylone odsadzenie zwrócone do drugiej osiowej powierzchni oporowej jako odsadzenia.

Korzystnie, złącze wyznaczone jest do rozprężania przez przejście osiowe trzpienia rozprężającego zarówno w jednym jak i w drugim kierunku.

W przykładzie wykonania, złącze rurowe szczelne z rozprężaniem plastycznym, o wysokich parametrach, charakteryzuje się tym, że zawiera:

- pierwszy obejmowany element rurowy zawierający pierwszy gwint zewnętrzny i pierścieniową obejmowaną krawędź mającą pierwszą osiową powierzchnię oporową w postaci obejmowanego końca i powierzchni poprzecznej na końcu swobodnym pierwszego elementu rurowego, i

- drugi obejmujący element rurowy zawierający drugi gwint wewnętrzny pasujący do pierwszego gwintu zewnętrznego, oraz gniazdo odpowiednie do obejmowanej krawędzi, mające drugą osiową powierzchnię oporową w postaci odsadzenia, przy czym pierwszy gwint zewnętrzny wkręcony jest w drugi gwint wewnętrzny, pierwsze nachylone odsadzenie jest zwrócone osiowo w kierunku przeciwnym do wymienionych osiowych powierzchni oporowych i utworzone na powierzchni obwodowej obejmowanej krawędzi zwróconej promieniowo na zewnątrz, i nachylone odsadzenie jest zwrócone osiowo w kierunku tych osiowych powierzchni oporowych i utworzone na powierzchni obwodowej gniazda z gwintem wewnętrznym zwróconego promieniowo do wewnątrz, są zetknięte ze sobą szczelnie z wciskiem promieniowym.

Korzystnie, w złączu występ pierścieniowy styka się z bokiem rowka przyległego do wymienionej powierzchni poprzecznej drugiej osiowej powierzchni oporowej w postaci odsadzenia.

Przedmiot wynalazku uwidoczniony jest w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia początkowe złącze gwintowe ogólnego rodzaju, do którego stosuje się wynalazek, fig. 2 przedstawia element obejmowany złącza gwintowego z fig. 1, fig. 3 przedstawia element obejmujący złącza gwintowego z fig. 1, fig. 4-7 przedstawiają złącze gwintowe z fig. 1 na różnych etapach procesu rozprężania, fig. 4 przedstawia fazę rozprężania złącza gwintowego, fig. 5 przedstawia fazę zginania, fig. 6 przedstawia fazę prostowania, fig. 7 przedstawia końcowy stan złącza gwintowego poddanego procesowi rozprężania, fig. 8 przedstawia pierwszą fazę skręcania złącza zgodnie z wynalazkiem, przed rozprężaniem, fig. 9 przedstawia linię krzywą momentu skręcającego podczas fazy z fig. 8, fig. 10 przedstawia drugą fazę skręcania złącza, zgodnie z wynalazkiem, przed rozprężaniem, fig. 11 przedstawia linię krzywą momentu skręcającego z fig. 9 uzupełnioną fazą z fig. 10, fig. 12 przedstawia trzecią fazę skręcania złącza, zgodnie z wynalazkiem, przed rozprężaniem, fig. 13 przedstawia linię krzywą momentu skręcającego z fig. 11 uzupełnioną fazą z fig. 12, fig. 14 przedstawia czwartą fazę skręcania złącza, zgodnie z wynalazkiem, przed rozprężaniem, fig. 15 przedstawia linię krzywą momentu skręcającego z fig. 13 uzupełnioną fazą z fig. 14, fig. 16 przedstawia analogiczny widok jak na

PL 200 327 B1 fig. 14, odnoszący się do innego przykładu wykonania, fig. 17 przedstawia analogiczny widok jak na fig. 16, ilustrujący złącze po rozprężaniu, zgodnie z wynalazkiem, fig. 18 do 23 przedstawiają analogiczne widoki do tych z fig. 16 i 17, odnoszące się do innych przykładów wykonania, przy czym figury parzyste i nieparzyste przedstawiają odpowiednio początkowe złącze i złącze po rozprężaniu.

Poniższy opis nawiązuje do wiercenia odwiertów, dla pozyskania węglowodorów lub, na przykład, w geotermice.

Zwykle, głęboki odwiert wiercony jest najpierw na głębokość stosunkowo małą wynoszącą kilkadziesiąt metrów za pomocą narzędzia o dużej średnicy, rzędu na przykład 500 mm, i orurowany jest za pomocą kolumny rur o tej średnicy. Średnica wiercenia zmniejsza się następnie skokowo, aż do dna odwiertu, który może być wiercony ze średnicą nieco mniejszą, rzędu 150 mm, w tym samym przykładzie. Taki odwiert jest wówczas orurowany za pomocą szeregu kolumn rur współśrodkowych o zmniejszających się średnicach aż do końca wiercenia, do odpowiadającej średnicy, i wszystkie zawieszone od samej powierzchni. Rury o większej średnicy ułożone są od powierzchni aż do głębokości kilkudziesięciu metrów, a rury o mniejszej średnicy prowadzą od powierzchni aż do dna odwiertu, którego głębokość może osiągnąć wiele tysięcy metrów. Przestrzeń między rurami okładzinowymi i ziemią jest, na przykład, zacementowana.

Po tym jak odwiert jest całkowicie wywiercony i orurowany, kolumna rur produkcyjnych może być opuszczona, aby umożliwić zwłaszcza wydobywanie węglowodorów aż na powierzchnię, czyli skuteczną eksploatację odwiertu. Rozumie się, że ta kolumna rur produkcyjnych ma średnicę zewnętrzną nieco mniejszą od średnicy wewnętrznej kolumny rur okładzinowych.

Aby wyposażyć przewód odwiertu trzeba więc stosować dużą ilość rur o różnych wymiarach najczęściej połączonych ze sobą za pomocą złącz gwintowych uwzględniając korzyści tego rodzaju montażu. Czynione są starania wykonania rur możliwie najcieńszych, aby nie stosować zbyt dużych średnic rur okładzinowych blisko powierzchni. Otóż, z uwagi na naprężenia i wymagania stawiane złączom gwintowanym dąży się do nadawania im grubości większej niż grubość bieżącej części rury, co zmusza do progresywnego zwiększania średnicy między kolumnami współśrodkowymi wówczas, gdy zmierza się w kierunku dna odwiertu.

Łączenie ze sobą rur następuje przez skręcanie ze sobą nagwintowanych końców rur (tak zwane złącze zintegrowane), albo za pomocą nagwintowanych kielichów zakrywających ich końce. Rury opuszczane są sukcesywnie po wkręcaniu w koniec poprzedzającej rury lub kielicha.

Specyfikacja API 5 CT American Petroleum Institute (API) definiuje rurowe złącza gwintowe między dwiema rurami o dużej długości („integral-joint tubing, „extreme-ligne casing), jak również kielichowe połączenia gwintowe zawierające dwa nagwintowane złącza umożliwiające łączenie dwóch rur o dużej długości za pomocą kielicha. Te złącza API są szczelne tylko dzięki dodatkowi smaru z cząstkami metalowymi, który wypełnia odstępy między zwojami gwintu.

Oczywiście, połączenia między rurami (lub między rurami i kielichem) muszą pozostawać szczelne niezależnie od obciążeń jakim zostały poddane rury podczas ich opuszczania w odwiertach i podczas pracy, i w szerokim zakresie przenoszonej masy, ponieważ każde złącze podtrzymuje co najmniej częściowo, rury położone poniżej. Zatem, parametry mechaniczne złącz gwintowych są ściśle związane z ich cechami geometrycznymi.

W złączach gwintowych o standardzie według API istnieje zawsze, mimo stosowania tłuszczów wypełnionych cząsteczkami, kanał wycieku, w którym może krążyć płyn o wysokim ciśnieniu wskutek luzu istniejącego między powierzchniami niestykającymi się ze sobą. Dla danego obciążenia wywołującego rozciąganie, istnieje próg ciśnienia płynu, powyżej którego połączone obciążenie rozciągania i ciśnienia powoduje w złączu gwintowym API najpierw wyciek mogący powodować rozłączenie gwintów części obejmowanych i obejmujących, znajdujących się w styku.

Aby uniknąć tych niedogodności, złącza i połączenia gwintowe były przedmiotem różnych udoskonaleń: na przykład, patenty FR 1489013, EP 0488912, US 4,494,777 zmierzały do wykonania gwintowanych złączy rurowych zwanych najlepszymi lub „premium, szczelnych zwłaszcza dzięki wprowadzeniu uszczelnienia metal-metal z promieniowym wciskiem jednego względem drugiego, i dzięki zderzakom oporowym między elementami obejmowanymi i obejmującymi, odpowiednio rozmieszczonymi, aby zapewnić dany zakres wcisku dla wymaganej szczelności.

Jak wskazano, po wpuszczeniu kolumny rurowej w odwiert, rozważa się poddanie takiej kolumny średnicowemu rozprężaniu, ze stałym odkształceniem plastycznym. Wykonuje się to, na przykład, za pomocą trzpienia rozprężającego, którego przejście jest wymuszone wewnątrz kolumny: patrz pa6

PL 200 327 B1 tenty lub zgłoszenia patentowe WO 93/25799, WO 98/00626, WO 99/06670, WO 99/35368, WO 00/61915, GB 2344606, GB 2348657. To daje potencjalnie bardzo interesujące możliwości:

- opuszczenie kolumny o małych wymiarach, która jest następnie rozprężana pod naciskiem,

- położenie w ten sposób na miejscu kolumny rur okładzinowych,

- podobnie, kolmatowanie na miejscu montażu, otworów rury okładzinowej lub produkcyjnej spowodowane korozją lub przez tarcie trzpieni wiercących, lub też opuszczanie do odwiertu rur o małych wymiarach, które będą rozprężane do żądanej średnicy na miejscu,

- wreszcie i zwłaszcza, umożliwienie wiercenia odwiertów o jednakowej średnicy na całej ich długości, których okładzina utworzona jest przez kolumnę rur o tej samej średnicy, przy czym części kolumn wprowadzone są w stanie nierozprężonym, a następnie są rozprężane na miejscu, do średnicy części kolumn już rozprężonych na miejscu, i łączone końcami.

Byłoby wówczas możliwe zmniejszenie ilości koniecznych rur do wyposażenia odwiertu, usuwając rury o większej średnicy, i o większej grubości. W następstwie, koszt wykonania odwiertu uległby zmniejszeniu. Można nawet rozważyć wiercenie odwiertu bezpośrednio kolumną rur orurowania, które pełniłyby rolę napędzającego trzpienia wiercącego.

Okazuje się, że wykonanie złączy gwintowych, które utrzymują swoje parametry po rozprężaniu, mogących przekraczać 10%, a nawet osiągnąć 25%, jest niezmiernie trudne, tym bardziej, że muszą one być niezawodne (wszystkie złącza muszą trzymać parametry) i stabilne w warunkach pracy.

Znane są z opisów patentowych US 5,924,745 i WO 98/42947 połączenia gwintowe uwzględniające rozszerzalność. Ale w rozwiązaniach tych chodzi o połączenia rur zwane EST (expandable slotted tubings), zaopatrzone w szczeliny wzdłużne przez nie przechodzące, i przedmioty o rozprężaniu średnicowym na dnie odwiertów do pozyskiwania węglowodorów (przez przejście trzpienia rozprężającego w tych rurach); rozszerzone szczeliny umożliwiają płynowi znajdującemu się na zewnątrz rury (węglowodór pochodzący ze złoża) wejście do rury, w której będzie on wydobywany na powierzchnię. W tym przypadku, szczelność połączeń nie ma większego znaczenia, a będąc na dnie odwiertów, połączenia te nie mają także dużego obciążenia mechanicznego.

W istocie, pierwsze propozycje rozprężania plastycznego szczelnych kolumn rurowych polegają na złączach spawanych (bobiny rur złączone uprzednio przez spawanie, odwijane na powierzchni) lub jeszcze na złączach ciernych („slips). Ale takie złącza nie mają parametrów złącz gwintowych, w szczególności w tym, co dotyczy połączenia wytrzymałości mechanicznej, szczelności we wszystkich warunkach pracy, a także możliwości wielokrotnego demontowania i ponownego montowania.

Okazało się, że klasyczne rurowe połączenia gwintowe, takie jak te według patentu US 4,494,777, nie wytrzymują plastycznego rozprężania średnicowego. Na tych złączach po rozprężaniu stwierdzono:

- brak szczelności (która przeszkadza dodatkowo wykonaniu rozprężania przez popychanie hydrauliczne trzpienia rozprężającego w kolumnie),

- ugięcie końca obejmowanego w kierunku do wewnątrz złącza, które zmniejsza znacznie i w sposób nie do przyjęcia, wewnętrzną średnicę roboczą kolumny tworząc wewnętrzny występ w przestrzeni określonej przez wewnętrzną średnicę roboczą,

- ewentualnie złamanie krawędzi końca obejmowanego przez przekroczenie odkształcalności niektórych stref szczególnie obciążonych wskutek zmian grubości wszystkich wzdłużnych elementów obejmowanych i obejmujących w stosunku do grubości korpusu rury.

Szuka się więc sposobu wykonania rurowego złącza gwintowego, które byłoby w stanie przeciwstawić się operacji rozprężania w odwiercie, i które byłoby szczelne względem cieczy, a nawet jeśli to możliwe, względem gazów po tej operacji rozprężania. Starano się także o to, aby rurowe złącze gwintowe było proste i ekonomiczne w produkcji. Ponadto, starano się, aby złącze gwintowe miało dobre właściwości metalurgiczne przy obsłudze, a więc po rozprężaniu, a zwłaszcza, aby miało w tym stanie, wystarczającą granicę sprężystości, i aby było pozbawione kruchości, oraz miało dobre właściwości przy pękaniu pod naprężeniem H2S.

Znane są złącza gwintowe mające krawędź obejmowaną odpowiadającą gniazdu obejmującemu (US 4,611,838, US 3,870,351, WO 99/08034, US 6,047,997). Okazało się, że te znane połączenia nie są szczelne po rozprężaniu plastycznym, które nie jest tam zresztą wcale rozpatrywane.

Przykład wykonania szczelnego złącza metalu z metalem w postaci sworznia przystosowanego do tej technologii, opisany jest w wymienionym zgłoszeniu międzynarodowym PCT/FR01/02005. Jednak, w tym przykładzie wykonania, zdarza się przy najwyższych stopniach rozprężania, że naprężenia mechaniczne, którym są poddane rury podczas przejścia trzpienia rozprężającego, wysuwają

PL 200 327 B1 sworzeń z jego gniazda, powodując niewystarczającą szczelność, a nawet brak szczelności na poziomie złącz.

Na figurze 1 przedstawiono tytułem objaśnienia, złącze według zgłoszenia patentowego PCT/FR01/02005 opublikowanego pod numerem WO 02/01102, ale nie według niniejszego wynalazku, zawierające element z gwintem zewnętrznym 1 umieszczony na końcu pierwszej rury 11. Ten element z gwintem zewnętrznym wkręcony jest w końcówkę elementu z gwintem wewnętrznym 2 umieszczonym na końcu drugiej rury 12. Średnica wewnętrzna elementu z gwintem wewnętrznym jest tu równa średnicy wewnętrznej DI rur 11, 12. W przykładzie wykonania z fig. 1, średnica zewnętrzna elementu z gwintem wewnętrznym jest równa średnicy zewnętrznej DE rur 11, 12 jedynie tytułem przykładu.

Złącze przedstawione na fig. 1 jest w stanie zwykłego wkręcenia w końcówkę przed całą operacją średnicowego rozprężania.

Drugą rurą 12 taką jak przedstawiono jest rura o dużej długości. Ta druga rura mogłaby być, w sposób, który nie jest przedstawiony, kielichem zaopatrzonym, z jednej strony, w element z gwintem wewnętrznym 2, a z drugiej strony, w drugi element z gwintem wewnętrznym symetryczny lub nie względem tego ostatniego, i wkręcony w element z gwintem zewnętrznym usytuowany na końcu innej rury o dużej długości.

Jedynie element z gwintem zewnętrznym 1 przedstawiony został na fig. 2.

Ten element zawiera gwint zewnętrzny 3, stożkowy i trapezoidalny, i przedłużony do swojego końca swobodnego, przez gniazdo - część niegwintowaną utworzoną przez rowek 21 i przez krawędź 5, i jest zakończony powierzchnią pierścieniową obejmowanego końca 9.

Rowek 21 ma kształt litery U i posiada małą głębokość.

Ten rowek zaczyna się tuż za gwintem, i jego głębokość h_g jest mniejsza od wysokości zwoju gwintu zewnętrznego 3. W ten sposób, dno rowka 21 dochodzi do stopy pierwszego zwoju gwintu.

Szerokość rowka l_g jest zasadniczo równa 4 razy jego głębokość h_g.

Krawędź 5 ma:

a) zewnętrzną powierzchnię obwodową 7 o kształcie cylindrycznym,

b) wewnętrzną powierzchnię obwodową 19, która odpowiada obwodowej strefie końcowej obwodowej cylindrycznej powierzchni wewnętrznej pierwszej rury 11.

Krawędź 5 ma więc jednakową grubość el w przybliżeniu równą połowie grubości et rury 11. Ta krawędź ma długość l mierzoną od końca rowka aż do pierścieniowej powierzchni poprzecznej 15 (określonej poniżej) w przybliżeniu równej 3 razy grubość wargi el.

Obejmowana powierzchnia końcowa 9 tworzy wyżłobienie. To wyżłobienie utworzone jest z obejmowanej pierścieniowej powierzchni poprzecznej 15 i z występu pierścieniowego 13 wystającego osiowo, przyległe do pierścieniowej powierzchni poprzecznej 15. Obejmowana pierścieniowa powierzchnia poprzeczna 15 usytuowana jest od strony wyżłobienia skierowanego do wewnątrz złącza gwintowego.

Zewnętrzna powierzchnia obwodowa występu pierścieniowego 13 znajduje się na przedłużeniu powierzchni obwodowej 7 krawędzi, podczas gdy jej wewnętrzna powierzchnia obwodowa 17 jest, na przykład, cylindryczna.

Promieniowa grubość występu pierścieniowego 13 jest w przybliżeniu identyczna jak grubość pierścieniowej powierzchni poprzecznej 15, podczas gdy wysokość występu (lub jego osiowe wystawanie) jest w przybliżeniu równa grubości promieniowej tego samego występu. Ta grubość może być także równa 1,5 razy grubość promieniowa, aby lepiej podtrzymywać koniec swobodny występu podczas rozprężania.

Element z gwintem wewnętrznym 2 przedstawiony został tylko na fig. 3.

Ten element zawiera, poczynając od końca swobodnego tego elementu, gwint wewnętrzny 4 ze zwojami trapezoidalnymi podobnymi do zwojów gwintu zewnętrznego, a następnie część niegwintowaną. Ta część niegwintowana tworzy gniazdo 6 odpowiadające i współpracujące z krawędzią 5 elementu z gwintem zewnętrznym 1.

Część niegwintowana w postaci gniazda 6 ma powierzchnię obwodową 8 zwróconą do wewnątrz, o kształcie cylindrycznym, połączoną, z jednej strony, z gwintem wewnętrznym 4, i z drugiej strony, za pośrednictwem obejmującego odsadzenia 10, z obwodową, wewnętrzną powierzchnią cylindryczną 20 drugiej rury 12.

Na ogół, średnica powierzchni obwodowej 8 jest tylko nieco większa od średnicy zewnętrznej powierzchni obwodowej 7 obejmowanej krawędzi 5. W ten sposób, powierzchnie obwodowe 7 i 8 mo8

PL 200 327 B1 gą ślizgać się jedna po drugiej z małym luzem podczas wkręcania elementu z gwintem zewnętrznym w element z gwintem wewnętrznym, na przykład, z luzem 0,2 mm. Zaleta takiego ślizgania będzie wyjaśniona w dalszej części opisu.

Odsadzenie obejmujące ma pierścieniową powierzchnię odsadzenia 10, która usytuowana jest w sposób w przybliżeniu odpowiadający, i ma w przybliżeniu podobny kształt do kształtu obejmowanego końca 9. Powierzchnia odsadzenia 10 tworzy wyżłobienie utworzone z pierścieniowej powierzchni poprzecznej 16 i z pierścieniowego rowka 14 przyległego do tej powierzchni poprzecznej 16.

Obejmująca powierzchnia poprzeczna 16 usytuowana jest po stronie wyżłobienia skierowanego do wewnątrz złącza gwintowego.

Ściana 18 rowka 14 przyległego do powierzchni poprzecznej 16 jest, na przykład, cylindryczna i może być połączona z tą powierzchnią, przez zukosowanie lub zaokrąglenie. Ściana przeciwległa rowka znajduje się na przedłużeniu powierzchni obwodowej 8. Podczas skręcania złącza gwintowego, powierzchnia obwodowa 17 występu „wchodzi na ścianę 18 rowka, aż swobodny koniec poprzeczny 25 występu dojdzie do dna 24 rowka 14. Wysokość osiowa h_r rowka 14 i głębokość osiowa P_r rowka są takie, że pierścieniowe powierzchnie poprzeczne 15 i 16 stykają się ze sobą dopiero po skręceniu. Mały luz między cylindrycznymi powierzchniami obwodowymi 7 i 8, i między powierzchniami występu i rowka, który je przedłuża, umożliwia usunięcie smaru przy końcu skręcania, a więc poprawne ustalenie położenia krawędzi 5 w stosunku do gniazda 6.

Na figurach 4 do 7 wyjaśniono zjawiska odkształceń, które powstają wówczas, gdy wykonuje się za pomocą trzpienia rozprężającego rozszerzenie średnicy rzędu 15% na rurach połączonych złączami gwintowymi, które zostaną opisane, i które umożliwią ostateczne otrzymanie szczelnego złącza rozprężonego.

Takie odkształcenie przeprowadzone na materiałach metalowych prowadzi do odkształceń plastycznych metalu.

Wychodzi się zatem, na przykład, ze średnicy zewnętrznej 139,7 mm (5,5 cala) drugiej rury 12 przed rozprężaniem, i w rezultacie, z części jeszcze nieodkształconej o średnicy zewnętrznej 157,5 mm (6,2 cala) rozprężonej pierwszej rury 11 (na wprost lub za stożkiem wyjściowym 33 trzpienia rozprężającego). Z tego powodu dla rur trzeba stosować metal, który wytrzymuje takie odkształcenia plastyczne.

Powstałe odkształcenia plastyczne zwiększają granicę sprężystości wyrobów: rura mająca początkowo granicę sprężystości 310 MPa (45 KSI) osiąga jej wzrost do 380 MPa (55 KSI) po odkształceniu.

Rozprężanie średnicowe zrealizowane jest w sposób znany za pomocą trzpienia rozprężającego 30 (fig. 4) o odpowiedniej średnicy maksymalnej.

Wymusza się przejście tego trzpienia rozprężającego w rurach, bądź go przeciągając za pomocą trzpieni wiercących, bądź też przepychając go, na przykład, ciśnieniem hydraulicznym.

Trzpień rozprężający ma, na przykład, kształt dwustożkowy ze stożkiem wejściowym 31, na którym dokonuje się rozprężania, pośredniej części cylindrycznej 32, i stożkowej części wylotowej 33.

Wszystkie powierzchnie części trzpienia rozprężającego połączone są ze sobą przez dostosowane strefy złącza.

W szczególności WO 93/25800 ujawnia kąty stożkowe wejścia, w szczególności przystosowane do średnicowego rozprężania tak zwanych rur EST dla eksploatacji odwiertów do pozyskiwania węglowodorów.

Rury 11, 12 mające w przybliżeniu stały przekrój, nie stwarzają szczególnego problemu podczas przejścia trzpienia rozprężającego, o ile odkształcalność metalu, z którego są one zrobione, jest wystarczająca.

Problemy do rozwiązania wynikają z faktu, że elementy gwintowane na końcu rur mają grubości mniejsze od grubości korpusów rur i miejscowo zmienne, są przez to lepiej lub gorzej utrzymywane na miejscu, i mają tendencję do odkształcania się w różny sposób między częściami obejmowanymi i odpowiadającymi im częściami obejmującymi.

Jeśli te różne odkształcenia są przezwyciężone przez stosowanie złączy gwintowych według wynalazku, to umożliwiają one wykonanie szczelnego złącza gwintowego po rozprężaniu średnicowym, niemającego wypukłości miejscowej ukrytej wewnątrz obwodowej powierzchni wewnętrznej rury.

Proces rozprężania złącza gwintowego może być przeprowadzony w czterech fazach, które tworzą przedmiot z fig. 4 do 7.

PL 200 327 B1

Mimo, że operacja rozprężania może być zawsze wykonana w kierunku przeciwnym i prowadzić do wyników adekwatnych, przedstawiono korzystny przykład odkształcenia, w którym trzpień rozprężający przemieszcza się od elementu z gwintem zewnętrznym 1 pierwszej rury 11 do elementu z gwintem wewnętrznym 2 drugiej rury 12.

a) Faza rozprężania na stożku trzpienia rozprężającego

Na figurze 4 przedstawiono złącze gwintowe podczas tej fazy.

Rozprężanie realizowane jest przez stożek wejściowy 31 trzpienia rozprężającego 30, a na fig. 4 przedstawiono gwint zewnętrzny 3 i gwint wewnętrzny 4 podczas rozprężania średnicowego.

Na figurze 4, stożek wejściowy 31 trzpienia rozprężającego 30 zaczyna odkształcenie krawędzi obejmowanej, i odpowiedniej strefy gniazda obejmującego zaginając je, aby nachylić je w stosunku do osi łączenia.

Podczas tej fazy rozprężania, siły reakcji podczas przejścia trzpienia rozprężającego 30 są stopniowo przenoszone z pierwszej rury 11 na drugą rurę 12.

Wskutek tych sił reakcji, obejmowana krawędź 5 ściskana jest osiowo podczas tej fazy rozprężania, przez pierścieniową powierzchnię odsadzenia 10.

Koniec fazy rozprężania odpowiada dojściu końca swobodnego elementu obejmowanego do końca stożka wejściowego 31 trzpienia rozprężającego.

b) Faza zginania

Podczas tej fazy, krawędź obejmowana usytuowana jest na poziomie pośredniej części cylindrycznej 32 trzpienia rozprężającego: patrz fig. 5.

i) krawędź obejmowana

Obejmowana krawędź 5 poddana jest na każdym z jej dwóch końców momentom zginającym w kierunkach przeciwnych.

Powierzchnia obejmowanego końca 9 jest w rezultacie utrzymana w położeniu na powierzchni pierścieniowego odsadzenia 10, ponieważ wyżłobienia z powierzchni pierścieniowych 15 i 16 tworzą układ uwięzienia występ pierścieniowy 13 / rowek 14.

Uwięzienie wyżłobień zmusza strefę końca swobodnego obejmowanej krawędzi 5 do podążania wzdłuż nachylenia strefy 22 na pełnej grubości elementu obejmującego, powyżej odsadzenia. Ta strefa 22 jest jeszcze podczas rozprężania na stożku wejściowym 31 trzpienia rozprężającego, i tworzy więc, na tym poziomie moment zginający.

Drugi koniec krawędzi, po stronie gwintu zewnętrznego 3, nie jest już podparty, i wręcz przeciwnie poddaje tę krawędź momentowi zginającemu przeciwnemu do momentu na końcu swobodnym krawędzi.

Momenty zginające o znaku przeciwnym na dwóch końcach krawędzi obejmowanej powodują krzywiznę w kształcie banana obejmowanej krawędzi 5 jak na fig. 5, przy czym zewnętrzna powierzchnia obwodowa 7 krawędzi 5 przyjmuje kształt wypukły.

Stan osiowego ściskania obejmowanej krawędzi 5 przy końcu fazy rozprężania zwiększa jej krzywiznę pod wpływem działania momentów zginających.

Rowek 21 usytuowany między obejmowaną krawędzią 5 i gwintem zewnętrznym 3 pełni rolę plastycznego przegubu kulistego, który zwiększa krzywiznę krawędzi obejmowanej ograniczając szerokość, na której krzywizna ta może być wykonana.

Należy jednak uważać w tym przypadku, aby naprężenia od ściskania osiowego na poziomie krawędzi obejmowanej nie powodowały wyboczenia metalu 23 pod rowkiem. To wyboczenie tłumaczyłoby się przez występ metalu pod rowkiem w stosunku do wewnętrznej powierzchni obwodowej 19.

ii) gniazdo z gwintem wewnętrznym

To samo zjawisko ugięcia powstaje w gnieździe z gwintem wewnętrznym.

Strefa 22 o pełnej grubości stosunkowo sztywna względem stref krawędzi stosunkowo cienkich, ulega po swoim przejściu na poziomie części pośredniej, dodatkowemu rozprężaniu w taki sposób, że wewnętrzna średnica strefy 22 staje się większa od średnicy pośredniej części cylindrycznej 32 trzpienia rozprężającego. Zjawisko dodatkowego rozprężania opisane jest w dokumencie WO 93/25800.

c) faza wyprostowania

Ta faza zilustrowana na fig. 6 odpowiada przejściu z obejmującej strefy 22 o pełnej grubości do pośredniej części cylindrycznej 32 trzpienia rozprężającego 30.

i) gniazdo z gwintem wewnętrznym

PL 200 327 B1

Ugięcie powstałe w poprzedniej fazie ma tendencję dochodzenia do zera wskutek napięcia i naprężeń obwodowych, co stwarza stan naprężeń osiowych zginania przeciwny w stosunku do krzywizny, wykonując w ten sposób prostowanie.

Moment zginający wywołany przez te naprężenia jest proporcjonalny do grubości materiału przy końcu prostowania. W chwili dojścia do rury 12 o pełnej grubości (strefa 22), moment zginający nie jest wystarczający, aby prostować wewnętrzną strefę obwodową gniazda z gwintem wewnętrznym, która ma wówczas tendencję do zagłębiania się w kierunku osi wyrobu. To zachowanie przejawia się przez miejscowe zmniejszenie średnicy zewnętrznej rury 12.

ii) krawędź obejmowana

W miarę prostowania części obejmującej, różnica osiowej objętości, która była wytworzona przez zginanie, zmniejsza się. Obejmowana krawędź 5 traci stąd stopniowo swój stan ściskania. To postępuje wraz z rozdzieleniem, początkowo zetkniętych, powierzchni pierścieniowych 15 od powierzchni poprzecznej 16. Zjawisko to jest wzmocnione przez „zanurzanie wewnętrznej powierzchni obwodowej 8 gniazda z gwintem wewnętrznym, które powoduje efekt otwarcia powierzchni poprzecznych 15 i 16.

Odkształcenie z zakrzywieniem w kształcie banana narzucone w poprzedniej fazie zostaje zachowane.

d) stan końcowy

Na figurze 7 pokazano końcowy stan złącza gwintowego po przejściu trzpienia rozprężającego.

Stan naprężeń obwodowych wywołany przez rozprężanie prowadzi do wzmocnienia zewnętrznej powierzchni obwodowej 7 krawędzi obejmowanej przez wewnętrzną powierzchnię obwodową 8 gniazda obejmującego. Można wówczas mówić o samo-wzmacnianiu powierzchni obwodowych 7, 8 złącza gwintowego w stanie rozprężonym, co umożliwia zapewnienie szczelności. Obejmowana krawędź 5 nie zagłębia się w kierunku osi, ponieważ promieniowe przesunięcie narzucone przez uwięzienie wyżłobień wytworzyło wystarczające odkształcenia plastyczne.

Sprężysty powrót elementów złącza gwintowego po przejściu trzpienia rozprężającego jest bez znaczenia przy odkształceniach plastycznych, które występują.

Promieniowe wzmocnienie wprowadza siłę docisku wielu dziesiątek MPa, a nawet większą niż 100 MPa, wystarczającą, aby zapewnić szczelność dla ciśnień wewnętrznych albo zewnętrznych w złączu gwintowym. Długość wzmocnienia jest wystarczająca na całym obwodzie powierzchni styku, aby zapewnić stabilną szczelność między tymi powierzchniami.

Szczelność jest ponadto niezbędna wówczas, gdy rozprężanie jest wywoływane przez hydrauliczny trzpień rozprężający 30 pod ciśnieniem 10 do 30 MPa, przy czym każdy wyciek na poziomie złącza już rozprężonego przeszkadza przenikaniu trzpienia rozprężającego bardziej do przodu w kolumnie i w konsekwencji blokuje proces rozprężania.

Należy zauważyć, że w końcowym stanie, może się również zdarzyć, że występ pierścieniowy 11 nie spoczywa już w rowku 14.

Obejmowany koniec 9 nieuwięziony w tym obejmującym odsadzeniu 10 powoduje zagłębianie tego końca w czasie fazy prostowania, które rozdziela powierzchnie poprzeczne 15 i 16, początkowo w zetknięciu, a następnie tworzące występ, nie do przyjęcia, na końcu dolnym krawędzi obejmowanej wewnątrz kolumny. Kolumna nie pozwala już wówczas dalej na opuszczanie aparatury lub narzędzi o danych wymiarach zewnętrznych.

Zbyt znaczny luz pomiędzy powierzchnią obwodową 7 obejmowanej krawędzi 5 i powierzchnią obwodową 8 gniazda z gwintem wewnętrznym złącza gwintowego przed rozprężaniem nie pozwala na wzmacnianie tych powierzchni na końcu operacji rozprężania.

Wcisk promieniowy między tymi powierzchniami w początkowym stanie przed rozprężaniem nadaje się do wywoływania różnych odkształceń (krzywizny, prostowania) między tymi powierzchniami w czasie operacji rozprężania, przy czym te różne odkształcenia umożliwiają wykonanie wzmocnienia tych powierzchni na końcu operacji rozprężania. Wcisk promieniowy może także powodować zakleszczenie tych powierzchni podczas skręcania, i niewłaściwe ustalenie położenia elementów z niepoprawnym uwięzieniem powierzchni obejmowanego końca 9 i odsadzenia 10, i przy średnim wzmacnianiu powierzchni obwodowych 7 i 8 po rozprężaniu.

W korzystnym przykładzie wykonania, kształt w postaci wyżłobienia pierścieniowego z powierzchniami poprzecznymi 15, 16 i układ występ 13 / rowek 14 uniemożliwia zagłębianie się obejmowanego końca swobodnego podczas rozprężania. Inne przykłady wykonania powierzchni obejmowanego końca 9 i odsadzenia 10 są możliwe, aby osiągać ten sam wynik.

PL 200 327 B1

Zbyt cienka obejmowana krawędź 5 o grubości mniejszej od trzeciej części grubości rur 11, 12 nie umożliwia wykonania skutecznej powierzchni oporowej na poziomie powierzchni poprzecznych 15, 16.

Jeśli natomiast, grubość el obejmowanej krawędzi 5 jest wyższa od 2/3 grubości rur 11, 12, to grubość rury 12 na poziomie strefy gniazda z gwintem wewnętrznym powoduje przekrój krytyczny gwintu z gwintem wewnętrznym 4, oraz zbyt małą i w konsekwencji, niewystarczającą wytrzymałość gwintu na rozciąganie.

Stosunek długość / grubość obejmowanej krawędzi 5 reguluje ściskanie i zginanie krawędzi 5.

Obejmowana krawędź 5 o długości ll mniejszej od jej grubości nie umożliwia wystarczającego zginania powierzchni obwodowej 7 obejmowanej krawędzi 5 i/lub prostowania powierzchni obwodowej 8 gniazda z gwintem wewnętrznym.

Obejmowana krawędź 5 o długości ll większej cztery razy od jej grubość el, może powodować wyboczenie krawędzi obejmowanej i wewnętrzny jej występ po stronie gwintu.

Ten wynik jest uwzględniony przez występowanie rowka 21 między gwintem z gwintem zewnętrznym 3 i obejmowaną krawędzią 5.

To dlatego, rowek 21 korzystnie ma głębokość ograniczoną do wysokości zwoju gwintu i długość ograniczoną względem swojej głębokości.

Występ pierścieniowy 13 o niewystarczającej grubości promieniowej i wysokości osiowej niższej od grubości promieniowej nie mógłby być wystarczający podczas rozprężania.

Poniżej nastąpi odniesienie do fig. 8, która pokazuje jedną z dwóch części symetrycznych osiowego przekroju w pierwszym przykładzie wykonania złącza, zgodnie z wynalazkiem, w fazie skręcania.

Na figurze 8 przedstawiono złącze posiadające element z gwintem zewnętrznym 1 zawierający gwint z gwintem zewnętrznym 3, usytuowany na końcu pierwszej rury 11. Ten element z gwintem zewnętrznym jest w trakcie wkręcania w obejmujący go element z gwintem wewnętrznym 2 zawierający gwint wewnętrzny 4 usytuowany na końcu drugiej rury 12.

Pierścieniowa obejmowana krawędź 5 ma powierzchnię obwodową 7 zwróconą promieniowo na zewnątrz. Ta obwodowa powierzchnia 7 krawędzi zawiera, idąc od gwintu zewnętrznego, rowek 21, po którym następuje pierwsza powierzchnia cylindryczna, a następnie nachylone odsadzenie 43 i druga powierzchnia cylindryczna. Pierwsza powierzchnia cylindryczna ma mniejszą średnicę niż druga powierzchnia cylindryczna.

Gniazdo 6 ma powierzchnię obwodową 8 zwróconą promieniowo do wewnątrz. Ta powierzchnia obwodowa 8 gniazda zawiera, idąc od gwintu wewnętrznego, pierwsze nachylone odsadzenie 42, po którym następuje drugie odsadzenie 41, nachylone tak, aby tworzyć żebro pierścieniowe 40 z wierzchołkiem cylindrycznym między dwoma odsadzeniami nachylonymi. Żebro pierścieniowe ma wysokość rzędu wielu dziesiątych części milimetra (na przykład 0,4 mm).

Na figurach 8, 10, 12 i 14 przedstawiono etapy montażu złącza według wynalazku. Na figurach 9, 11, 13 i 15 zilustrowano moment mocowania skojarzony z etapami montażu.

Zatem, na fig. 8 zilustrowano początkową fazę skręcania złącza według wynalazku. Powierzchnia obwodowa 7 krawędzi przemieszczona jest obrotowo do powierzchni obwodowej 8 gniazda. Na fig. 9 pokazano liniowy przebieg o małym spadku momentu wkręcania wymaganego dla tej fazy skręcania A.

Na figurze 10 zilustrowano przejście wierzchołka żebra pierścieniowego 40 przez krawędź 5. Zatem, podczas osiowego przemieszczania elementu z gwintem zewnętrznym 1, nachylone odsadzenie 42 tworzące częściowo żebro pierścieniowe 40 na elemencie z gwintem wewnętrznym tworzy przeszkodę dla postępowego przemieszczenia osiowego elementu z gwintem zewnętrznym 1. Zatem, wartość momentu skręcającego jest zwiększona tak, aby krawędź 5 przeszła na nachylone odsadzenie 42. Krawędź jest wówczas poddana naprężeniom promieniowym, które mają tendencję do promieniowego ściskania plastycznego. Ta faza skręcania pokazana jest na fig. 11: spadek momentu skręcającego wzrasta w części B. Moment skręcający zachowuje następnie ten sam spadek o tyle, że wierzchołek żebra pierścieniowego 40 jest w styczności z drugą powierzchnią cylindryczną.

Na figurze 12 zilustrowano koniec przejścia wierzchołka żebra pierścieniowego 40 przez krawędź 5. Zatem wówczas, gdy nachylone odsadzenie 43 krawędzi 5 dochodzi do poziomu nachylonego odsadzenia 41 gniazda, naprężenia promieniowe zmniejszają się na krawędzi 5, która rozpręża się wówczas sprężyście. Moment skręcający jest wówczas również znacznie zmniejszony. Na fig. 13, to zjawisko tłumaczy się spadkiem w części C ujemnego momentu skręcania. Następnie, występ pierścieniowy 13 dochodzi do styku z górną powierzchnią rowka 14, aby się w nim znaleźć. Moment skrę12

PL 200 327 B1 cający odpowiada wówczas części D, która ma spadek momentu skręcania, a który znowu staje się dodatni. Ten spadek jest nieco wyższy od spadku części A.

Promieniowa grubość występu pierścieniowego 13 jest nieco mniejsza od grubości rowka 14, przy czym ich powierzchnie dolne nie stykają się ze sobą.

Na figurze 14 zilustrowano koniec umieszczania występu pierścieniowego 13 w rowku 14. Zatem, według fig. 14, występ pierścieniowy 13 ma wymiar osiowy wystarczający, aby mógł on dojść do osiowego oparcia o dno 24 rowka 14. Na fig. 15 pokazano nadmierny moment obrotowy skręcania w części E odpowiadający sile docisku między występem pierścieniowym 13 i rowkiem 14. Ponadto, pewna szczelność może być uzyskana w tym stadium, między górnymi powierzchniami obwodowymi występu pierścieniowego 13 i rowka 14.

W innym wykonaniu geometrycznym występu pierścieniowego 13, występ ten nie ma wymiaru osiowego dostatecznie długiego, aby wejść w kontakt z dnem rowka 14. Nadmierny moment obrotowy skręcania z fig. 15 odpowiada przypadkowi, gdy obejmowana powierzchnia poprzeczna 15 opiera się o obejmującą powierzchnię poprzeczną 16.

W fazach skręcania D i E, nachylone drugie odsadzenia 41 gniazda i odsadzenia 43 krawędzi położone są na wprost siebie.

Korzystnie, podczas montażu złącza, części B i C umożliwiają określenie czy żebro zostało minięte, wskazując ostatnią fazę skręcania.

Powierzchnia obejmowanego końca 9 krawędzi, która tworzy pierwszą powierzchnię oporu osiowego, zawiera występ pierścieniowy 13, który ma zaokrąglone brzegi w kształcie pierścienia.

Powierzchnia obejmującego odsadzenia 10 gniazda, która tworzy drugą osiową powierzchnię oporową zawiera rowek 14 i poprzeczną obejmującą powierzchnię poprzeczną 16, przy czym brzeg pierścieniowy łączący rowek z pierścieniową powierzchnią poprzeczną 16 jest zaokrąglony. Ten zaokrąglony brzeg współpracuje z zaokrąglonym brzegiem wewnętrznym występu pierścieniowego 13 podczas fazy skręcania wymuszając wsunięcie występu pierścieniowego 13 w rowek 14 między etapami C i D.

Podobnie, nachylone odsadzenie 43 krawędzi obejmowanej połączone jest przez zaokrąglenie, idąc w kierunku końca krawędzi, z częścią powierzchni obwodowej zwróconej promieniowo na zewnątrz. To pierścieniowe zaokrąglenie ma promień krzywizny rzędu kilku milimetrów (na przykład 5 mm).

Korzystnie, nachylone odsadzenia 41 i 42 gniazda odgraniczają żebro pierścieniowe. Wierzchołek tego żebra pierścieniowego zawiera powierzchnię cylindryczną ograniczoną na każdym boku przez zaokrąglenie. Pierścieniowe zaokrąglenie każdego nachylonego odsadzenia 41 i 42 ma promień krzywizny rzędu kilku milimetrów (na przykład, odpowiednio 5 mm i 9 mm).

Te pierścieniowe zaokrąglenia nachylonych odsadzeń 41 i 42 gniazda, współpracują z zaokrąglonym brzegiem zewnętrznym występu pierścieniowego 13 podczas faz skręcania B i C.

Zatem, pierścieniowe zaokrąglenie nachylonego odsadzenia 42 gniazda, umożliwia zmniejszenie ryzyka zakleszczenia podczas przejścia występu.

W przykładzie wykonania z fig. 16, powierzchnia obwodowa 8 gniazda zwrócona promieniowo do wewnątrz zawiera bruzdę pierścieniową 44 mającą wklęsły profil, zasadniczo w postaci łuku okręgu o promieniu około 10 mm, który łączy się od strony drugiej osiowej powierzchni oporowej odsadzenia 10, z pierwszą częścią obwodowej ściany 45, a po stronie przeciwnej, z drugą częścią obwodowej ściany, która stanowi wierzchołek żebra pierścieniowego 40 o mniejszej średnicy niż część ściany 45, przy czym pierwsze nachylone odsadzenie 41, tworzy bok bruzdy pierścieniowej 44 po stronie żebra.

W tym samym przykładzie wykonania, powierzchnia obwodowa 7 krawędzi zwróconej promieniowo na zewnątrz, zawiera część cylindryczną 47 umieszczoną między pierwszym nachylonym odsadzeniem 43 i pierwszą powierzchnią obejmowanego końca 9. Przestrzeń między dnem bruzdy pierścieniowej 44 i częścią cylindryczną 47 oraz luzy umożliwiają prawidłowe usuwanie smaru podczas skręcania.

Podczas rozprężania złącza, kształt wklęsły bruzdy pierścieniowej 44 odciska odpowiadający kształt wypukły na powierzchni obwodowej 7 krawędzi, którego maksymalna średnica jest zatem zwiększona w stosunku do średnicy otrzymanej w rozwiązaniu z fig. 14, w taki sposób, że siła docisku uszczelnianych powierzchni, do tych dwóch elementów jest zwiększona, prowadząc do bardziej trwałej szczelności.

W korzystnym przykładzie wykonania wynalazku, złącze w ostatniej fazie skręcania, jest przygotowane w odpowiednim stanie do rozprężania, w stopniu rozprężania zawartym między 10% i 25%, a korzystnie w stopniu rozprężania 15%.

PL 200 327 B1

Na figurze 16, nachylone odsądzenie 41 gniazda i nachylone odsądzenie 43 krawędzi są oddalone od siebie osiowo na odległość l. Ta odległość osiowa l jest funkcją stopnia wybranego rozprężania złącza w taki sposób, że przy promieniowym odkształceniu według wybranego stopnia rozprężania, nachylone odsadzenie 41 gniazda i nachylone odsadzenie 43 wchodzą w szczelny kontakt ze sobą.

Promieniowe rozprężanie wywołuje w rezultacie odkształcenie osiowe powodujące względne przemieszczenie nachylonego odsadzenia 41 gniazda, i nachylonego odsadzenia 43 krawędzi. Osiowy kierunek rozprężania jest obojętny, przy czym kontakt między nachylonymi odsadzeniami 41 i 43 wynika albo ze zbliżenia nachylonego odsadzenia 41 gniazda do nachylonego odsadzenia 43 krawędzi, albo odwrotnie, ze zbliżenia nachylonego odsadzenia 43 krawędzi do nachylonego odsadzenia 41 gniazda.

W przypadku stopnia rozprężania 15%, osiowa odległość l jest kilka milimetrów (na przykład, 2 mm).

Na figurze 17, złącze przedstawione jest po rozprężaniu według wybranego stopnia rozprężania, na przykład 15%, jak opisano uprzednio.

Zatem, promieniowe odkształcenia rozprężania spowodowały osiowe odkształcenia krawędzi 5 i gniazda 6. Nachylone odsadzenie 43 krawędzi dochodzi do styku co najmniej w punkcie F z nachylonym odsadzeniem 41 gniazda, lub odwrotnie. Ten szczelny kontakt pozostaje trwały nawet pod obciążeniem.

W przypadku bardziej znacznego stopnia rozprężania niż wartość teoretycznie wybrana, szczelny kontakt zostaje wzmocniony.

Bruzda odciśnięta na krawędzi obejmowanej ma większą krzywiznę miejscową, która ma tendencję do ułatwiania kontaktu między występem pierścieniowym 13 i ścianą 18 rowka 14. Ten kontakt umożliwia blokowanie i stabilizowanie zachowania krawędzi pod ciśnieniem, zwłaszcza wewnętrznym, płynu.

Element z gwintem wewnętrznym 2 początkowego złącza rurowego, przedstawiony na fig. 18, różni się od elementu z gwintem wewnętrznym 2 z fig. 16, z jednej strony, przez usunięcie odsadzenia 42, i żebra pierścieniowego 40, które je odgranicza nachylonym odsadzeniem 41, a z drugiej strony, przez usunięcie części ściany obwodowej 45. Powierzchnia obwodowa 8 gniazda, zwrócona promieniowo do wnętrza jest więc utworzona z bruzdy pierścieniowej 44, która łączy bezpośrednio dno 24 rowka 14 i powierzchnię cylindryczną 50, która połączona jest z bruzdą pierścieniową 44 od strony przeciwnej niż rowek 14. Odsadzenie 43 elementu z gwintem zewnętrznym 1 jest również usunięte, w taki sposób, że powierzchnia obwodowa 7 krawędzi zwrócona promieniowo na zewnątrz zawiera część powierzchni cylindrycznej 51 usytuowanej w sposób ciągły od rowka 21 aż do końca poprzecznego 25 występu pierścieniowego 13. Powierzchnie cylindryczne 50 i 51 są na wprost siebie, z niewielkim luzem, w strefie długości złącza zawartej między rowkiem 21 i bruzdą pierścieniową 44, co eliminuje całe ryzyko zakleszczenia podczas skręcania.

Na przykład, dla złącza rurowego o zewnętrznej średnicy 193,7 mm (7,625 cala), profil bruzdy pierścieniowej 44 może mieć promień krzywizny 6,31 mm, szerokość 6,76 mm, i głębokość rzędu kilku dziesiątych milimetra.

Podczas przejścia trzpienia rozprężającego, z powodu promieniowego nacisku wywieranego przez krawędź obejmowaną, część powierzchni cylindrycznej 51, która znajduje się na wprost bruzdy pierścieniowej 44 uwypukla się, aby dotrzeć do swobodnej przestrzeni odgraniczonej przez tę bruzdę. Tworzy się zatem, na powierzchni obwodowej 7, nachylone odsadzenie 52, sprzężone z nachylonym odsadzeniem 41 określonym przez bok bruzdy pierścieniowej 44. Podobnie jak nachylone odsadzenia 41 i 43 z fig. 17, nachylone odsadzenia 41 i 52 z fig. 19 przemieszczają się osiowo względem siebie podczas rozprężania, z wzrastającym mocowaniem osiowym prowadzącym do szczelnego kontaktu.

W początkowym złączu rurowym przedstawionym częściowo na fig. 20, element z gwintem zewnętrznym 1 jest identyczny do tego elementu z fig. 18. Natomiast, bruzda pierścieniowa 44 elementu z gwintem wewnętrznym 2 jest przesunięta osiowo w stosunku do bruzdy elementu obejmującego z fig. 18. Zatem, powierzchnia obwodowa 8 gniazda jest usytuowana z obu stron bruzdy pierścieniowej 44 i łączy się z nią przez dwie części powierzchni cylindrycznych o tej samej średnicy, a mianowicie część pierwszą 55 usytuowaną aż przy dnie 24 rowka 14, i część drugą 56 usytuowaną z drugiej strony rowka. Część pierwsza 55 umieszczona jest z niewielkim luzem na wprost cylindrycznej powierzchni krawędzi obejmowanej, a część druga 56 usytuowana jest na wprost rowka 21. Dzięki takiemu rozwiązaniu, całe ryzyko zakleszczenia podczas skręcania zostaje wyeliminowane.

PL 200 327 B1

Profil bruzdy jest, na przykład, identyczny do profilu opisanego w nawiązaniu do fig. 18, przy czym środek jego krzywizny znajduje się w odległości od dna 24 rowka, równej 9,38 mm tak, że brzeg bruzdy przeciwny do rowka znajduje się na wprost części zewnętrznej powierzchni cylindrycznej 51 krawędzi obejmowanej.

Podczas rozprężania promieniowego, odsadzenie 52 tworzone jest na obejmowanym odsadzeniu sposobem opisanym w nawiązaniu do fig. 19, przy czym to odsadzenie współpracuje z odsadzeniem 41 w opisany sposób.

Krawędź obejmowana, przedstawiona na fig. 22, ma podobny profil do profilu krawędzi zilustrowanej na fig. 16. Jej powierzchnia obwodowa 7 zwrócona promieniowo na zewnątrz, zawiera więc, poczynając od końca poprzecznego 25 występu pierścieniowego 13, pierwszą część powierzchni cylindrycznej 47 połączoną przez nachylone odsadzenie 43 z drugą częścią powierzchni cylindrycznej 60 o mniejszej średnicy, za którą następuje rowek 21. Kształt gniazda elementu z gwintem wewnętrznym z fig. 22 jest analogiczny do kształtu zilustrowanego na fig. 20, z tym, że średnica części powierzchni cylindrycznej 61, zawarta między bruzdą pierścieniową 44 i dnem 24 rowka 14 jest mniejsza od średnicy części powierzchni cylindrycznej 62 łączącej się z bruzdą, z przeciwnej strony rowka 14. Średnica części powierzchni cylindrycznej 61 jest także nieco mniejsza od średnicy części powierzchni cylindrycznej 47, tworząc wcisk promieniowy tych powierzchni przy skręcaniu złącza.

Natomiast, średnica części powierzchni cylindrycznej 62 jest większa od średnicy części powierzchni cylindrycznej 47, co eliminuje ryzyko zakleszczenia tych powierzchni podczas skręcania.

Na przykład, dla początkowego złącza rurowego o zewnętrznej średnicy 152,4 mm (6 cali), kształt bruzdy pierścieniowej 44 może przedstawiać promień krzywizny 10,4 mm, przesunięty osiowo o 3,7 mm od powierzchni końca poprzecznego 25 występu pierścieniowego 13, i osiową szerokość 4,9 mm, przy czym maksymalna głębokość bruzdy wynosi 0,445 mm w stosunku do części powierzchni cylindrycznej 61, i 0,19 mm w stosunku do części powierzchni cylindrycznej 62, zaś różnica średnicy między tymi dwiema częściami powierzchni wynosi więc 0,51 mm.

Podczas promieniowego rozprężania, obok istniejącego odsadzenia 43, tworzy się odsadzenie 63 na strefach odsadzenia 43 i części cylindrycznej 47 obwodowej powierzchni 7 krawędzi obejmowanej, jak to opisano w nawiązaniu do fig. 19, które współpracuje jak opisano, z nachylonym odsadzeniem 41.

Bruzda odciska na obejmowanej krawędzi większą krzywiznę miejscową, która ma tendencję do ułatwiania kontaktu między występem pierścieniowym 13 i ścianą 18 rowka 14. Ten kontakt umożliwia zablokowanie i stabilizowanie zachowania krawędzi pod ciśnieniem, zwłaszcza wewnętrznym płynu.

W przykładach wykonania z fig. 16, 18, 20 i 22, głębokość bruzdy korzystnie zawarta jest między 0,05 i 1 mm, a korzystniej niższa od 0,5 mm, przy czym ta głębokość jest określona wówczas, gdy bruzda jest zawarta między dwiema częściami obwodowej ściany o różnych średnicach, podobnie jak wysokość promieniowa najwyższego z jej dwóch boków.

Podczas wytwarzania początkowego złącza rurowego, można korzystnie stosować, na jednej i/lub drugiej powierzchni przeznaczonej do wejścia we wzajemny szczelny kontakt, warstwy materiału rozciągliwego takiego jak opisany w zgłoszeniu patentowym nr 0200053 z dnia 3 stycznia 2002. Taka warstwa rozciągliwa umożliwia wypełnienie nierówności metali stosowanych na element z gwintem zewnętrznym 1 i na element z gwintem wewnętrznym 2. Strefa styku po rozprężaniu jest zwiększona między nachylonym odsadzeniem krawędzi i nachylonym odsadzeniem gniazda.

Jest znane, że aby uniknąć braku symetrii przy wykonywaniu gwintów, i w konsekwencji zmniejszenia wytrzymałości mechanicznej złącza, wymuszonej faktem, że odpowiednie średnice zewnętrzne i wewnętrzne rur nie są współosiowe wówczas, gdy wychodzą one z produkcji przed gwintowaniem, można wykonać przed operacją gwintowania rozprężanie średnicy zewnętrznej poczynając od końca swobodnego elementu z gwintem wewnętrznym, przeprowadzane na całej lub częściowej długości gwintu do wykonania.

W podobny sposób, możliwe jest zmniejszenie średnicy wewnętrznej w pobliżu końca elementu z gwintem zewnętrznym, przez obciskanie wykonane przed obróbką mechaniczną.

Rozprężanie i obciskanie mogą być wykonane z jednej stałej średnicy, lub ze średnicy zwiększonej dla elementu z gwintem wewnętrznym, lub ze zmniejszonej dla elementu z gwintem zewnętrznym, w kierunku jej końca.

Claims (37)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób wykonania złącza rurowego szczelnego z rozprężaniem plastycznym, o wysokich parametrach, zgodnie z którym wychodzi się z początkowego złącza rurowego mającego pierwszy obejmowany element rurowy, zawierający pierwszy gwint zewnętrzny i obejmowaną krawędź w kształcie pierścienia mającą pierwszą osiową powierzchnię oporową w postaci obejmowanego końca na końcu pierwszego obejmowanego elementu rurowego, i drugi obejmujący element rurowy, zawierający drugi gwint wewnętrzny, pasujący do pierwszego gwintu zewnętrznego, oraz gniazdo, jako część niegwintowaną, odpowiednie dla obejmowanej krawędzi, mające drugą osiową powierzchnię oporową w postaci odsadzenia, przy czym pierwszy gwint zewnętrzny wkręca się w drugi gwint wewnętrzny dla doprowadzenia obydwu powierzchni oporowych do zetknięcia się ze sobą, i poddaje się początkowe złącze rurowe rozprężaniu promieniowemu na średnicy w zakresie odkształcenia plastycznego za pomocą trzpienia rozprężającego o średnicy większej od średnicy wewnętrznej tych elementów rurowych, który jest przemieszczany osiowo w tym złączu, znamienny tym, że podczas wymienionego rozprężania promieniowego, pierwsze nachylone odsadzenie (43) zwrócone osiowo w kierunku przeciwnym do osiowych powierzchni oporowych i utworzone na powierzchni obwodowej (7) obejmowanej krawędzi (5) promieniowo zwróconej w kierunku na zewnątrz, oraz pierwsze nachylone odsadzenie (41) zwrócone osiowo w stronę wymienionych osiowych powierzchni oporowych i utworzone na powierzchni obwodowej gniazda obejmującego zwróconego promieniowo w kierunku do wewnątrz, poddaje się przemieszczeniu osiowemu względem siebie dla doprowadzenia ich do szczelnego zetknięcia się ze sobą z wciskiem promieniowym.
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym. że powierzchnia obwodowa(8) gniazda(6) zwróconego promieniowo do wewnątrz zawiera bruzdę pierścieniową (44) o zarysie łuku wklęsłego, który ma pierwszy bok zwrócony osiowo do osiowych powierzchni oporowych, i drugi bok zwrócony osiowo w stronę przeciwległych osiowych powierzchni oporowych, przy czym pierwsze nachylone odsadzenie (41) gniazda określone jest przez ten pierwszy bok.
3. 3. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że zarys bruzdy pierścieniowej ustala się z promieniem krzywizny zawartym od 5 mm do 30 mm, a korzystnie około 10 mm.
4. 4. Sposób według zastrz. 2 albo 3, znamienny tym, że największa wysokość promieniowa wymienionego pierwszego i drugiego boku zawarta jest między 0,05 mm i 1 mm, a korzystnie wynosi mniej niż 0,5 mm.
5. 5. Sposób według jednego z zastrz. 2, znamienny tym, że pierwsze nachylone odsadzenia (41) obejmowanej krawędzi (5) i gniazda (6) znajdują się na początkowym złączu rurowym.
6. 6. Sposób według zasfrz. 5, znamienny tym, że pierwsze nachylone odsadzenia (411 znajd ujące się na początkowym złączu rurowym usytuowane są osiowo po przeciwnej stronie względem siebie na co najmniej jednej części ich wysokości promieniowej.
7. 7. Sposób według zas^z. 5, znamienny tym, że część obejmowanej krawędzi (5) zawartamiędzy jej pierwszym nachylonym odsadzeniem (43) i jej osiową powierzchnią oporową w postaci obejmowanego końca (9) jest co najmniej częściowo odciśnięta na powierzchni bruzdy pierścieniowej (44) podczas rozprężania.
8. 8. Sposób według zasfrz. 7, znamienny tym. że bruzda pierścieniowa (44) połączona jest po stronie drugiej osiowej powierzchni oporowej w postaci odsadzenia (10) z pierwszą częścią ściany obwodowej (45), a po stronie przeciwległej, z drugą częścią ściany obwodowej w postaci żebra pierścieniowego (40) o mniejszej średnicy niż średnica pierwszej części ściany obwodowej.
9. 9. Sposób według zastrz. 8, znamienny tym, że różnica między średnicami pi^r^^^^j części ściany obwodowej (45) i drugiej części ściany obwodowej w postaci żebra pierścieniowego (40) jest mniejsza od lub równa 1 mm.
10. 10. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że pierwsze nachylone odsadzenie (41) obejmowanej krawędzi (5) utworzone jest przez odciśnięcie co najmniej częściowe tej krawędzi na powierzchni bruzdy podczas rozprężania.
11. 11. Sposób według 10, znamienny tym. że bruzda jess przyległa do drugiej osiowej powierzchni oporowej w postaci odsadzenia (10).
12. 12. Sposób wedługzasSrz. 10, znamiennytym, że bruzdapierścieniowa(44) połączona j esS po stronie drugiej osiowej powierzchni oporowej w postaci odsadzenia (10) z pierwszą częścią ściany obwodowej (55), a po stronie przeciwległej, z drugą częścią ściany obwodowej (56) w przybliżeniu o takiej samej średnicy jak średnica pierwszej części ściany obwodowej.

    PL 200 327 B1
13. 13. Sposób według zastrz. 10, znamienny tym, że bruzda (44) połączona jest po stronie drugiej osiowej powierzchni oporowej w postaci odsadzenia (10) z pierwszą częścią powierzchni cylindrycznej (61), a po stronie przeciwległej, z drugą częścią powierzchni cylindrycznej (62) o większej średnicy niż średnica pierwszej części ściany obwodowej.
14. 14. Sposób według zastrz. 13, znamienny tym. że różnica między śr^^c^rnr^^rm tych części powierzchni cylindrycznych (61), (62) jest mniejsza od lub równa 1 mm.
15. 15. Sposób według zastrz. 14, znamienny tym. że pierwsza część cyllndrycznej (61) gniazda ma mniejszą średnicę niż powierzchnia przeciwległa do obejmowanej krawędzi tak, aby utworzyć wcisk promieniowy między tymi powierzchniami przy końcu wkręcania gwintu.
16. 16. Sposób według zastrz. 7, tym. że pierwsze nachylone odsadzenie (43) obeemowanej krawędzi (5) i/lub pierwsze nachylone odsadzenie (41) gniazda (6) zaopatrzone są w powłokę z materiału bardziej rozciągliwego niż materiał podłoża.
17. 17. Sposób według zastrz. 10, zn^i^i^i^i^^ tym. że rozprężane promieniowe złącza przeprowadza się według stopnia rozprężania równego co najmniej 10%.
18. 18. Sposób według zastrz. 17, zn^i^i^i^i^^ tym. że rozprężane promieniowe złącza przeprowadza się według stopnia rozprężania wynoszącego około 15%.
19. 19. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że powierzchnia obwodowa (8) gniazda (6) zwrócona promieniowo do wewnątrz zawiera drugie nachylone odsadzenie (42) zwrócone osiowo w kierunku przeciwnym do pierwszego nachylonego odsadzenia (41), odgraniczając z nim pierścieniowe żebro (40).
20. 20. Sposóbwedług zas^z. 19, znamienny tym, że pierwsze i drugienachyyone odsadzena(41 i 42) gniazda (6) połączone są przy wierzchołku pierścieniowego żebra (40) przez zaokrąglenia.
21. 21. Sposób według zas-trz. 20, znamienny tym, że z^r^l^r^^c^l^rn^ dr^i^ugi^r^o nachylonego odsadzenia (42) gniazda ma promień krzywizny większy niż promień krzywizny zaokrąglenia pierwszego nachylonego odsadzenia (41).
22. 22. Sposób według zastrz. 16, znamienny tym, że na^h^y^n^ odsadzenie (43) obejmowanej krawędzi (5) połączone jest wypukłym zaokrągleniem z powierzchnią obwodową (8) zwróconą promieniowo na zewnątrz.
23. 23. Sposób według zass:rz. 21 albo 22, tym, że wymienione odsadzenia mają kąt nachylenia zawarty między 5° i 20°, a korzystnie kąt ten wynosi blisko 10°, w stosunku do osi wzdłużnej złącza.
24. 24. Sposób według zas^z. 21 albo 22, tym. że wymienione odsadzenia mają promieniową wysokość zawartą między 0,2 mm i 1 mm, a korzystnie wysokość ta wynosi blisko 0,5 mm.
25. 25. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że pierwszy obejmowany element rurowy (1) i drugi obejmujący element rurowy (2) należą odpowiednio do rury o dużej długości i do kielicha przeznaczonego do łączenia tej rury z inną rurą o dużej długości za pomocą drugiego złącza rurowego również otrzymanego takim samym sposobem.
26. 26. Sposób według zasse^. 1, tym, że pierwsza osiowa powieezchnia oporowa (ess powierzchnią wystającą w postaci obejmowanego końca (9) utworzonego przez występ pierścieniowy (13) i przez powierzchnię poprzeczną (15) przyległą do tego występu, i cofniętą osiowo w stosunku do niej, oraz połączoną z wewnętrzną powierzchnią obwodową pierwszego elementu rurowego (1) oraz tym, że druga osiowa powierzchnia oporowa jest wklęsłą powierzchnią oporową w postaci odsadzenia (10) utworzonego przez pierścieniowy rowek (14) i przez powierzchnię poprzeczną (16) przyległą do tego rowka, połączoną z wewnętrzną powierzchnią obwodową drugiego elementu rurowego (2), przy czym występ pierścieniowy (13) współpracuje z rowkiem (14).
27. 27. Sposób według zassrz. 1, znamienny tym, że pierwszy gwint z^\^r^^ti^^rn/ (3) i drugi gwint wewnętrzny (4) są stożkowe o zbieżności co najwyżej równej 12,5%.
28. 28. Sposób według zassrz. 1, znamienny tym, że pierwszy gwini zewnęłrzny (3) i drugi gwii wewnętrzny (4) są walcowe.
29. 29. Sposób według zas^z. 22, znamienny tym, że obejmowana krawędź (5) ma grubość (e) zawartą między 1/3 i 2/3 grubości pierwszego obejmowanego elementu rurowego (1).
30. 30. Sposób według zastrz. 29, znamienny tym, że obermowana krawędź (5) ma długość (I) i grubość (el) takie, że stosunek długości do grubości tej krawędzi zawarty jest między 1 i 4.
31. 31. Sposób według zassrz. 29, znamienny tym, że pierwszy o hermowa ny elemeni rurowy (11 ma rowek (21) na końcu pierwszego gwintu zewnętrznego (3), między gwintem i obejmowaną krawędzią (5).

    PL 200 327 B1
32. 32. Sposób według zastrz. 31, znamienny tym, że rowek (21) ma głębokość (h_g) co najwyżej równą wysokości zarysu gwintu pierwszego gwintu zewnętrznego (3).
33. 33. Sposób według zastrz. 32, znamienny tym, że rowek (21) ma długość (l_g) i głębokość (hg) takie, że jego długość jest dłuższa od 2 do 15 razy od jego głębokości.
34. 34. Złącze rurowe szczelne z rozprężaniem plastycznym, o wysokich parametrach. znamienne tym, że zawiera:

    - pierwszy obejmowany element rurowy (1) zawierający pierwszy gwint zewnętrzny (3) i pierścieniową obejmowaną krawędź (5) mającą pierwszą osiową powierzchnię oporową w postaci obejmowanego końca (9) na końcu swobodnym pierwszego elementu rurowego (1), i

    - drugi obejmujący element rurowy (2) zawierający drugi gwint wewnętrzny (4) pasujący do pierwszego gwintu zewnętrznego (3), oraz gniazdo (6), odpowiednie do obejmowanej krawędzi (5), mające drugą osiową powierzchnię oporową w postaci odsadzenia (10), przy czym pierwszy gwint zewnętrzny (3) wkręcony jest w drugi gwint wewnętrzny (4) dla doprowadzenia obydwu powierzchni oporowych do zetknięcia się ze sobą, a powierzchnia obwodowa (8) gniazda (6) zwrócona jest promieniowo do wewnątrz i zawiera pierwsze nachylone odsadzenie (41) zwrócone do drugiej osiowej powierzchni oporowej jako odsadzenia (10).
35. 35. Złącze według zas^z. 34, znamienne tym, że j ess wyznaczone do rozprężania przez prr^r^jście osiowe trzpienia rozprężającego (30) zarówno w jednym jak i w drugim kierunku.
36. 36. Złącze rurowe szczelne z rozprężan iem plassycznym, o wysokich para męża ch. znam jenne tym, że zawiera:

    - pierwszy obejmowany element rurowy (1) zawierający pierwszy gwint zewnętrzny (3) i pierścieniową obejmowaną krawędź (5) mającą pierwszą osiową powierzchnię oporową w postaci obejmowanego końca (9) i powierzchni poprzecznej (15) na końcu swobodnym pierwszego elementu rurowego (1), i

    - drugi obejmujący element rurowy (2) zawierający drugi gwint wewnętrzny (4) pasujący do pierwszego gwintu zewnętrznego (3), oraz gniazdo (6) odpowiednie do obejmowanej krawędzi (5), mające drugą osiową powierzchnię oporową w postaci odsadzenia (10), przy czym pierwszy gwint zewnętrzny (3) wkręcony jest w drugi gwint wewnętrzny (4), pierwsze nachylone odsadzenie (43) jest zwrócone osiowo w kierunku przeciwnym do wymienionych osiowych powierzchni oporowych i utworzone na powierzchni obwodowej obejmowanej krawędzi (5) zwróconej promieniowo na zewnątrz, i nachylone odsadzenie (41) jest zwrócone osiowo w kierunku tych osiowych powierzchni oporowych i utworzone na powierzchni obwodowej gniazda (6) z gwintem wewnętrznym zwróconego promieniowo do wewnątrz, są zetknięte ze sobą szczelnie z wciskiem promieniowym.
37. 37. Złącze według zassi^. 36, znamienne tym. że występpietścieniowy j13) ssykasię z bokiem (18) rowka (14) przyległego do wymienionej powierzchni poprzecznej (16) drugiej osiowej powierzchni oporowej w postaci odsadzenia (10).